SOU 1992:91

Biobränslen för framtiden : slutbetänkande

2. DAGENS IMPORT AV BIOBRÄNSLEN 2.1 Energibranschen

Sveriges import av biobränslen är mycket begränsad. l SCB, Sveriges officiella statistik. Utrikeshandeln finns en rubrik för brännved inkl. stockar, kubbar, vedträn, kvistar och risknippen. Enligt statistiken har importen under 1980- talet legat kring 5 000 rn 3s/år. Huvuddelen har kommit från Norge. Vi- dare finns en rubrik för träavfall inkl sågspån. Den har legat kring 250 000 m 3.s/år Även här är Norge det dominerande exportlandet. Troligt år att trä- avfallet inte använts som bränsle utan använts som råvara vid t. ex spånskiva- tillverkning. Som jämförelse kan nämnas att importen av träkol legat kring 30 000 rn slår. Träkol kommer huvudsakligen från Östeuropa

Under 1991 har vissa värmeverk importerat flis från Riga (Lettland). Nyköpings Energi, som är ett av de värmeverk som konverterat från kol till biobränsle, tar för tillfället in flis från Riga motsvarande ca 50 GWh/år. Reste- rande biobränsle till Nyköpingspannorna tas från Sverige, dels rivnngsvirke och dels skogs- och sågverksavfall.

Under 1991 har ett för Sverige nytt biobränsle, olivkross, importerats. Omfatt- ningen var det första året ca 25 000 ton, vilket motsvarar drygt 100 GWh. Importen kommer från ett antal länder kring Medelhavet. Huvuddelen har gått

Bilaga 1 till Katrineholms Energiverk, som ersatt kolet i en fluidiserad bädd. Även Helsingborgs Energiverk har ersatt kol med olivkross i en fluidbädd panna.

Mindre mängder briketter och: pellets har importerats från Polen (ekpellets, och träbriketter), Kanada (träpellets). främst för proveldningar. Från Kanada har det kommit en provlast på 5 000 ton. Mängden från Polen torde vara av samma storleksordning.

Rådande lågkonjunktur innebär att de svenska pelletsfabrikerna inte erhållit tillräckliga mängder av torrt sågverksavfall för att svara upp mot den ökade efterfrågan under 1991. Import från Danmark med 5 000 ton har stöttat upp leveranserna till befintliga pelletspannor.

2.2. Skogsindustrin

Om importen av biomassa för energiproduktion har varit liten så är den desto viktigare för skogsindustrin. Den dominerande delen utgörs av vedråvara för massaindustrin. Importen av sågtimmer och annan industrived är av begrän- sad betydelse.

Nettoimponen av massaved och massaflis är ca 5 miljoner m3f/år, vilket ska jämföras med den totala förbrukningen i Sverige på ca 36 miljoner m3f/år.

Viktiga exportländer ärt ex:

tallved -Po|en, Västtyskland, Frankrike, Finland och f.d Östtyskland granved —Norge, Danmark och f.d Sovjetunionen

lövved -f.d Sovjetunionen .

massaflis —Portugal, Finland, Danmark ock Chile

3. MARKNAD FÖR IMPORTERADE BIOBRÄNSLEN

Marknaden för de importerade biobränslena torde i första hand vara de värmepannor som idag eldas med fossila bränslen, främst kol. Med de skatter och miljöavgifter som gäller idag (början av 1992), så är det mindre intressant att ersätta fossila bränslen vid elproduktion och vid den energiintensiva industrin. 1990 användes 7,0 TWh kol vid värmeproduktion i de svenska vär- me- och kraftvärmeverken. Motsvarande siffra för elproduktion, var 1, 4 TWh. Som en jämförelse kan nämnas att användningen av bränsleflis var 3,5 TWh, dvs hälften av kolförbrukningen.

Kolpulverförbränning är den dominerande tekniken vid förbränning av kol. Därefter kommer rostertekniken (Wanderost och Spreaderstoker). Den tredje tekniken är fluidiserade bäddar. En genomgång av tekniska möjligheter att konvertera koleldade pannortill biobränsle redovisas i bilaga 1.

För att konvertera huvuddelen av de befintliga koleldade kolpannorna krävs förädlade biobränslen. Det innebär att bränslet ska vara torrt och kompri- merat. Vid nybyggnad av värme- och elproduktionskapaciteten kan man däre- mot välja förbränningsteknik som även lämpar sig för oförädlade biobränslen.

4. POTENTIELLA EXPORTLÄNDER

4.1 EG- länderna

I Europa finns stora tillgångar och möjligheter till en användning av outnyttjad mark som blir en följd av begränsningen av spannmålsproduktionen. Omkring 20 miljoner hektar av jordbruksmark och 10 till 20 miljoner av övrig mark kom- mer att troligtvis bli tillgänglig för produktion av biomassa till år 2000 (1). I tabell 4. 1 ges nuvarande tillgångar och en möjlig framtida ökning för några olika biobränslen.

Tabell 4.1 Tillgång på biobränsle i Europa (Mton ts/ år)

Idag Framtid Trädbränsle 5 75 Andra energigrödor 250 Träavfall 50 70 Jordbruksavfall 250 250 Hushållsavfall 60 75 Industri— och komerciellt avfall 90 100

Potentialen för produktion av biobränsle jämfört med dagens omfattning visas i tabell 4.2.

Arbeten inom den Europeiska gemenskapen har identifierat de mest lovande trädsorterna som poppel i de tempererade zonerna och eucalyptus i varma och fuktiga zoner.

Tabell 4.2 Produktion av biomassa i Europa (Mton ts/år)

Idag Framtid Trädbränsle, snabbväxande skog 1 150 Traditionell skog 85 170 Buskskog 5 1 00 Sweet sorghum 2 250 Jordbruksavfall t.ex halm,olivkross 40 250 Hushållsavfall 100 150

Import av trädbränsle från EG- länderna kommer troligen inte att bli aktuell inom överskådlig framtid. Inom ett kortare perspektiv kan man tänka sig att det kommer att finnas en potential för import av vissa specialsortiment som

Bilaga 1 finns i tillräckliga mängder inom ett begränsat område, nära kusten. Det aktuella materialet bör vara torrt och med en hög energitäthet (MWh/ms), för att klara transportkostnaden till Sverige. Odlade energigrödor torde inte klara en sådan kostnad. Tänkbara biomassor är olivkärnor och vissa typer av träav— fall som inte har ett för högt alternativvärde .

Produktionen av olivolja i länderna kring Medelhavet är ca 1,5 miljoner ton/år. Olivkrossmängden från denna tillverkning är ca 2 miljoner ton/år. En stor del av detta används, eller kommer att användas, internt inom dessa länder. Det överskott som det sedan är ekonomiskt att exportera torde ligga kring 200- 500 000 ton/år, vilket motsvarar 1-2 TWh.

4.2. Östblocket F.d Sovjetunionen

! denna övergripande kartläggning av potentialen för biobränslen gör vi ingen uppdelning i de ny staterna som bildats ur det forna Sovjetunionen. Enligt de senast bedömningarna så uppgår den produktiva skogsarealen till 1200 Mha. Virkesförådet överstiger 80 miljarder m3f och den årliga tillväxten är ca 1 miljard m3f. Av detta enorma virkesföråd återfinns 20 % väster om Ural. Den totala avverkningen uppskattades till 400 miljoner m3f i mitten 1980-talet. Biobränsle inkl. torv står för mindre än 2 % av energitillförseln i f.d Sovjetunio- nen. Råvara torde inte vara någon begränsande faktor för export av biomassa till t.ex Sverige.

| f.d Sovjetuionen använder man företrädesvis stammetoder vid kalavverk- ningar. Företrädesvis kvistar man vid övre avlägg och transporterar enbart stammen till nedre avlägg. På grund av den stor bristen på transportfordon så är det svårt att ta tillvara dessa avverkningsrester.

Det finns 30 000 sågverk i f.d Sovjetunionen. Många av dessa har ingen avsättning för avfallet, vilket är en stor potentiell råvara för biobränsle både för internt bruk liksom för export. De baltiska staterna och Ryssland i området innanför Finska viken bör vara de områden som är av intresse för en export till Sverige.

Situationen i de nya staterna är idag mycket oviss vilket kan innebära att det kommer att ta tid innan man hunnit byggt upp ett infrasystem som tillåter en större export av biobränsle. Ny lagar kommer att införas som påverkar handeln med råvaror.Bland annat har man den 1 februari 1992 fått en ny lag i Ryssland som förbjuder export av oflisat biobränsle.

Polen

Virkesförådet i Polen uppgick till 1 162 Mm3f pb, med en nettotillväxten som är 28,5 Mm3f pb. Den årliga avverkningen har ökat under senare tid men ligger under potentialen för ett långsiktigt uthålligt skogsbruk. De ökade avverkningarna är delvis en följd av försurningsskador i luft och mark. Stora

Bilaga 1 arealer måste tillvaratas innan veden förstörs. Polen har besvär med att bygga ut sin egna Skogsindustri vilket leder till ökade exportmöjligheter. Denna export kommer i första hand att gå till nordisk Skogsindustri. Hur mycket som kan bli tillgängligt för energiändamål är svår att uppskatta. På kort sikt är det torrt sågverksavfall omvandlat till briketter eller pellets som är aktuellt för export till Sverige.

4.3 Nordamerika

I östra Kanada och USAs sydstater är skogstillgångarna stora och tillåter en storskalig export av råvara för energiproduktion till Sverige. I första hand är det löwed från t.ex asp som är intressant för export. Sedan 1986 råder ett förbud för införsel av barrved till Sverige från USA och Kanada. Orsaken är förekomst av en typ av nematoder i dessa länder som angriper och allvarligt skadar tallskogarna.

Den största potentialen för import från USA och Kanada torde vara torrt såg- verksavfall och sorterat träavfall. | bägge fallen är det troligt att man måste komprimera materialet till pellets för att ekonomiskt klara transporten över Atlanten.

Idag har Bioshell två pelletsfabriker med en kapacitet på ca 100 000 ton vardera. Hälften av detta kan exporteras till Sverige på kort sikt. På lite längre sikt kan fabriksmoduler om ca 100- 150 000 ton/år byggas upp. För att detta ska komma till stånd krävas långsiktiga kontrakt med svenska köpare. Enligt bedömningar är det möjligt att producera 1, miljon ton träpellets för den svenska marknaden inom tre år. Det motsvarar ca 5 TWh bränsle.

Ett annat projektsom man arbetar med är att ta tillvara på engångspallar och annat torrt träavfall från området kring New York. En sådan anläggning som planeras att uppföras under 1992 kommer i så fall att producera 100 ”000 ton träpellets per år i en först etapp. I och med att allt material kommer att vara ugnstorkat virke så kringgår man problemet med importförbudet av barrved.

5. AKTUELLA PRIS OCH KOSTNADSNIVÅER

Priset på importerad bränsleflis ligger idag på ca 90 kr/MWh, cif svensk hamn. Till detta ska man lägga 2 kr/MWh i farledsavgift och speditionsavgift, 15 kr/MWh i hamnvaruavgift och 5 till 15 kr/ MWh i transportkostnad mellan svensk hamn och värmeverk. Resultatet blir en kostnad fritt verk på 112- 122 kr/MWh. Detta ska jämföras med priset för svenskt bränsleflis som legat stilla kring 115 kr/MWh under en följd av år.

Priset på olivkross ligger strax under 100 kr/ MWh cif svensk hamn. Eftersom olivkärnorna är en torkad vara med högre energivärde så minskar hamn- avgifter och transportkostnaderna räknat per energienhet Priset fritt värme- verk kommer att hamna på samma nivå som svensk och importerad bränsle- flis, dvs runt 120 kr/MWh. För närvarande genomför Biothermics (den

Bilaga 1 svenska importören av olivkrossbränslen), tillsammans med ett flertal svenska värmeverk, tester med olika former av förädlade former av oliv- kärnor. Pelleterade kärnor beräknas att kosta ca 130- 140 kr/MWh fritt värme— verk.

Eftersom det inte förekommer någon kontinuerlig försäljning av träpellets från USA eller Kanada så är det inte möjligt att ange något pris ännu. Enligt aktörerna på denna marknad anger man att det är möjligt att komma till ett pris kring 110 kr/MWh cif svensk hamn, vilketindikerar ett pris fritt värmeverk på 130 kr/MWh.

Träpellets som importerats från Danmark under 1991, då det var brist på råvara till de svenska pelletsfabrikerna, låg på ca 140 kr/MWh. Dessutom till- kom en transportkostnad på ca 40 kr/MWh dvs ett pris fritt panncentral på 180 kr/MWh. Det bör påpekas att det var en småskalig leverans i förhållande till det som diskuterats ovan från USA och Kanada.

Att använda massaflis för energiändamål är inte ekonomiskt intressant förrän biobränslepriserna stiger ordentligt. 1988 genomfördes en kartläggning av massaved och flis från olika delar av vården. Nedan följer en sammanställ— ning av dessa priser som gälleri 1988 års prisnivå.

Importerad tallmassaved kostade, omräknat till energienheter ca 190 kr/MWh. Ved från Västtyskland var något dyrare och granmassaved också generellt dyrare. Tallvedens undre prisnivå var 162 kr/MWh.

Priset för björkmassaved är lägre än för talloch gran. Eucalyptusved är 10 till 20 % dyrare än björkved. Priset för björkveti låg 1988 på 110-11.5 kr/MWh cif, svensk hamn. Till detta ska man förutom farled ,hamn och transportkostnader till värmeverk lägga kostnader för flisningu Priset fritt svenskt värmeverk 1988 skulle ha hamnat på ca 140- 150 kr/MWh, vilket ska jämföras med det svenska flispriset som även på den tiden låg kring 115 kr/MWh.

Inom det europeiska forskningsprogrammet "Energi från Biomassa" har man tittat på kostnader för produktion av biobränslen dels idag dels i en framtid. l tabell 5.1 redovisas kostnaderna för trädbränslen samt för—.durra (tropiskt/sub- tropiskt sädesslag). Tabell 5.2 visar motsvarande kostnader omräknade till kr/MWh.

Tabell 5.1 Kostnader för produktion av biobränslen i kr/ton ts (1 ECU= 7,50 SEK))

Trädbränsle Du rra Idag Framtid Idag Framtid Biobränsle 75 40 315 115 Skörd 1 50 1 1 5 40 30 Lagring 40 30 - - Transport 40 30 135 85 Totala kostnader 350 215 490 230

Tabell 5.2 Kostnaderför produktion av biobränslen i kr/MWh (1 ECU= 7,50 SEK))

Trädbränsle Durra

Använt värmevärde MWh ton ts 5,0 4,8

Idag Framtid Idag Framtid Biobränsle 15 8 66 24 Skörd 30 23 8 6 Lagring 8 6 - - Transport 8 6 28 18 Totala kostnader 61 43 102 48

Kostnaden för sjötransport av virke är förhållandevis låg. Enligt uppgifter från 1988 var fraktkostnaden för rundved från länder runt Östersjön 10- 15 USD/m3f pb inkl. lastning och lossning i utskeppnings- respektive mottag- ningshamn. Kostnaden för transport från Sydamerika var 25-30 USD/m3f pb (2). Sjöfrakt kontrakteras alltid i USD. Fraktkostnaderna omräknat till kr/MWh låg då på ca 25-40 kr/MWh vid kortare transporter och 70—85 kr/MWh vid transporter från Sydamerika. Förädlade biobränslen som t.ex pellets kostar mindre att transportera, då de har en högre energitäthet. Pelletstransporter från Kanada och USA kostar i storleksordningen 20 USD/ton vid en båtstorlek på 20 000 ton. Det motsvarar en kostnad på 25 kr/MWh. Vid mindre båtar stiger givetvis kostnaden.

Frakter från medelhavsområdet med t.ex olivkärnor kostar ca 20 USD/ton med båtar som lastar 5 000 ton. Med större båtar sjunker kostnaden ytterligare.

6. SLUTSATSER

Import av biobränsle till Sverige har skett i mycket liten omfattning. Huvudanledningen torde vara att kostnaden jämfört med andra fossila bränslen och el varit för hög. Med de nya skatter och miljöavgifter som fr.o.m 1991 fördyrar användningen av fossila bränslen har biobränslen för värmeproduktion blivit konkurenskraftiga Kostnaden för importerat biobränsle ligger idag i nivå med priset för inhemsk bränsleflis. Detta gäller flis importerad från öst som pellets tillverkade av olika former av tont träavfall eller jordbruksavfall.

lmporterat biobränsle bör ha sin största potential på kort sikt vid större värmeverk placerade vid elleri närheten av en hamn och i områden med begränsade mängder inhemskt biobränsle, dvs då inhemskt biobränsle kommer att belastas med höga transportkostnader.Vid import av biobränsle kommer skillnaden mellan oförädlade och förädlade bränslen att vara mindre än fallet är för de inhemska biobränslet. Detta hänger samman med dels att det är förhållandevis dyrt att transportera oförädlade biobränslen längre sträckor dels att tillgången på torra och sönderdelade råvaror med ett lågt altemafivpris är stor i vissa länder. Exempel på sådana råvaror är kutterspån, krossat n'vningsvirke och vissa torra jordanksavfall som olivkärnor, majs- och socker- rörsodling, skal från jord- och kokosnötter m.m.

Trllgången på råvarortorde inte vara gränssättande ens vid en storskalig kraftproduk- tion (kondens) med biobränsle. Däremot är det svårt och har inte ingått i denna studie att bedöma tiden föratt bygga upp ett infrasystem i t.ex Ryssland och de baltiska sta- terna som skulle klara dessa volymer. Idag är Sverige ganska ensamt om att ha infört miljöavgifter som gör att biobränsle är konkurrenskraftigt mot fossila bränslen. Om andra länder följer efter så bör man räkna med att det blir konkurrens om de biobräns- len som är billigaste.

REFERENSER

(1) " Energi från Biomassa- EG-programmet", IEA Bioenergy Newsletter, Periodical of the Bioenergy aggrement, Vol 3, nr 1, 1991.

(2) Import av Trädbränslen till Sverige, potential på kort och lång sikt, Statens energi— verk 1988: RG

INLEDNING

Vattenfall Energisystem AB har på uppdrag av Biobränslekommissionen gjort en översiktlig bedömning av tekniska möjligheter att konvertera svenska kol— pannor till biobränsle. Nedan följer en beskrivning av tekniker samt erfaren— heter från genomförda konverteringar och tester uppdelat efter vilken förbrän- ningsteknik som används vid koleldningen.

FLUIDISERADE BÄDDAR

Fluidiserade bäddar ( bubblande, cirkulerande och multibäddar) är vanligen dimensionerade för att kunna elda både kol och biobränslen. Generellt är FB- pannor de pannor som är enklast att konvertera till biobränsle och många värmeverk har under 1991 gått över till biobränsle som en direkt följd av de nya miljöavgifterna.

Konverteringen innebär antingen att bränslehanteringen anpassas till det bio- bränsle som man önskar att kunna elda eller att bränslet anpassas till det befintliga bränslehanteringssystemet. Exempel på det första fallet är Nyköping där man byggt om bränslehanteringen så att oförädlade biobräns- len ska kunna eldas. Ombyggnaden omfattade följande

- flisupplag vid pannan - nya bandtransportörer med avskiljare för magnetiskt material och överstora bitar - flistugg för de överstora bitarna

- frontlastare

ny bottenutmatning för aska i pannan

I t.ex Katrineholm har man valt att använda biobränsle som kan hanteras i det befintliga bränslehanteringsystemet för kol. Kravet på bränslet blir då större bl.a högre energitäthet, vara fri från föroreningar och ha en definierad stycke- storlek. Olivkärnorna som används i Katrineholm uppfyller dessa krav. Pellets tillverkade-av biobränsle är ett alternativ som också uppfyller kraven. Den en- da ombyggnaden som gjorts vid.;konverteringen i Katrineholm är att installa- tion av sprinkler vid bränslefickan för att minska effekterna av en eventuell damning vid tippning av bränslet.

Hälsingborgs Energiverk har också valt att testa ett flertal Iolika biobränslen som inte kräver några större ombyggnader av bränslehanteringen. De bräns- len som varit mest lyckosamma är olivkärnor och träpellets.

Vattenfalls MBC- panna i Hallsberg kommer också att testas med biobränslen som klarar en minimal ombyggnad. Tester med pellets planeras till månads- skiftet mars/april.

Bilaga 1 Det enda förbränningstekniska problemet som man rapporterat om är att finandelen inte får vara för stor, Det fina materialet följer med gasströmmen och brinner ovanför bädden varvid temperaturen kan bli för hög i toppen av pannan. Problemet verkar störst vid de cirkulerande bäddarna där gashastig- heten är störst.

ROSTPAN NOR

De vanligaste koleldade rosterpannorna är försedda med wanderrost eller spreaderstoker. Till skillnad från de fluidiserade bäddarna är dessa normalt inte dimensionerade för annat än koleldning.

För att konvertera en wanderrost till biobränsle är det troligt att man måste använda förädlade biobränslen. Kalmar Energiverk har valt träpulver. Rosten har murats igen och två pulverbrännare har monterats på panntoppen. Bort- sett från ombygggnaden av pannan har man kompletterat anläggningen med en pulversilo, doseringsutrustning samt ett pneumatisk transportsystem för pulvret.

Vid ett flertal verk har man gjort försök med att blanda olika biobränslen med kol före inmatning på rosten. Resultaten har inte varit positiva. Man rapporte- rar att det torra biobränslet suger åt sig kolets fukt med dålig utbränning som följd. En annan förklaring är att det är svårt att uppnå en homogen blandning på rosten med de olika bränslena. Detta leder till att man får genomblåsningar i bädden.

En bättre metodatt sammelda kol och biobränsle är att med två separata bränslesystem, lägga bränslena i två skikt på varandra. De bästa resultaten har man dock erhållit vid de försök då man går över till enbart biobränsle i form av pellets. Dessa måste vara hårda så att de inte faller sönder på rosten. I Danmark har man,.med gott resultat, konverterat ett flertal rostpannor till 100% pellets. Den maximala effekten minskar till 80 % jämfört med koleld- nrng.

Vid eldning med spreaderstoker kan man komplettera den befintliga kolhante- ringen med ett separat flissystem. l Borås har man ett "blåsbord", under nivån för kolinkastarna, där flis blåses in så att man får en jämn fördelning av flisen på rosten.

PULVE'RELDNING

Kolpulver eldas i pannor antingenrmed centralmalet kolpulver eller i pannor där kolet mals direkt vid transporten in till brännarna. De enklaste pannorna att konvertera är de med centralmalet kolpulver. Här kan man på samma sätt som är fallet med kolpulvret använda'färdigmalt trä- eller torvpulver. Idag finns enbart en träpulverfabrik som säljer träpulver för energiproduktion, Ebenoli Ulricehamnz'Torvpulver kan köpas från Uppsala energi. För att få

samma buffertkapacitet med träpulver som man tidigare hade med kol krävs en tredubbling av lagringsvolymen. Träpulver lagras liksom kolet i silos.

Ett alternativ till att köpa färdigmalet biopulver är att köpa pellets vilka kan malas i en hammarkvarn vid pannanläggningen. Pellets kan lagras i befintliga kolsilos och är ungefär lika energität som kolet. Kvarnen kan placeras efter den befintliga silon tillsammans med en mindre doseringssilo. Förutom kvarn och en ny doseringsutrustning krävs troligen nya transportledningar och en justering av brännarna.

Om man önskar en större buffertvolym med färdigmalet pulver så kan den befintliga silon användas som tidigare med doseringsutrustning i botten. Före silon placeras då en tippficka och lager för pellets. Från lagret transporteras bränslet till en kvarn som som blåser pulvret till den befintliga silon.

Antalet pannor som eldas med centralmalet kolpulver är begränsat. Exempel på värmeverk är Jönköping ( 60 MW ), Drefviken (2' 25 MW ), Hallstahammar (25 MW). Det finns dessutom ett antal industriugnar ( sinterverk och mesaug- nar ) som använder centralmalet kolpulver. Samma teknik som vid konverte- ring av dessa pannor kan tillämpas vid konvertering av många oljepannor till biobränsle.

Den största potentialen för konvertering av kolpannor är de med direkt- malning. Dessa pannor är vanligen större än 100 MW. I de flesta fallen är det begränsat med utrymme för att man ska kunna hantera oförädlade biobräns- len. Ett annat viktigt skäl som talar mot oförädlade biobränslen är att effekten måste begränsas mycket mer än om man satsar på ett förädlat biobränsle. Telge Energi har undersökt möjligheterna att bygga om en av sina koleldade pannor till ett oförädlat biobränsle. Konverteringen innebar att bygga om den tangentialeldade kolpannan till en bubblande fluidiserad bädd. Kostnaden blir hög varför man går vidare med att undersöka möjligheten att ta in pellets och mala dem i befintliga kolkvarnar. De första försöken har inte varit tillfred- ställande. Även Helsingborg har för avsikt att provmala pellets | sin kolpulve- reldade panna.

Stockholms Energi kommer att satsa på pellets när Hässelbyverkets kolpan- nor ska konverterats till biobränsle. Uppsala energi är de som har erfarenhet av att konvertera en koleldad panna till förädlade biobränslen, i deras fall torv- brikiner.

I Västerås har man undersökt möjligheterna elda ett färdigmalet träpulver som produceras i en separat fabrik på annat håll. Tillsvidare kommer Västerås dock att fortsätta med kol. Man har investerat i ny avancerad reningsutrustning för svavel- och kväveoxider.

| de fall då det inte är möjligt att konvertera till 100 % biobränsle så kan man använda träpulver som ett reburningbränsle. Man ersätter då ca 20% av kolet med biobränsle. Träpulvret blåses in i en nivå ovanför de befintliga kolbrän- narna. Resultatet blir förutom att koldioxiden och svavelutsläppen begränsas även en förhållandevis stor reduktion av kväveoxiderna.

SAMMANFATTNING

Fluidiserade bäddar kan relativt enkelt konverteras från kol till biobränslen, många värmeverk har redan (under 1991) konverterat. De som inte konverte- rats är industripannor och kraftvärmeverk. De har andra skatter och miljö- avgifter än värmeproducenterna vilket gör det mindre lönsamt att konvertera från kol till biobränsle.

Koleldade rostpannor har inte konverterats i lika stor utsträckning som fluidi- serade bäddar. Resultat från försök med blandning av kol och biobränslen har inte varit positiva. I de fall man gått över till 100 % pellets så har resultaten varit mer lovande, försöken har främst genomförts i mindre pannor ( 20 MW. Effektminskningen som erhålles med ett förädlat biobränsle kan uppskattas till 20 %.

Konvertering av kolpulverpannor med centralmalning torde inte innebära några större tekniska problem. Enbart förädlade biobränslen är aktuella vid en konvertering från kol. Även vid kolpannor med direktmalning så är det pellets som är huvudalternativet vid en konvertering.

Ur teknisk synpunkt är det möjligt att konvertera de flesta koleldade pannorna. För rost- och direkteldade kolpulverpannor återstår det ett utveck- lingsarbete för att finna vilka biobränslen som kan användas och som ger det bästa ekonomiska utfallet. En viktig fråga för det ekonomiska utfallet är hur mycket man måste klassa ner pannan med avseende maximala effekten. En annan viktig parameter är också till vilket pris som man kan producera förädlade biobränslen, framförallt biopellets.

Ellära I -_||r|n rm ”align" % mkt fired kor vad: ' ' ' eriåHWåHMåW-ÅB

.: Mtebåmärömbbömnbwun * | - malmarnas mammIM-W

pg.—| ng'li Irr.r1-35MMKI,JIITIDII|T$TI vrrrnl etni 1er tonnsqlam elebleiotd

WWW:-amn. nämn fråm mm ,.th ran. ..lngillaamlhsw ein! ' MIWMMMQ omnia...»

.. maaillrrhatmoejmw—mmbleha ”|)? 05”.

mimmi Maidenenmmci & maenÄmwmenmw

" ., lei/mmm

. feb iå btnuqmja )lefnzlet wu

' "IM inmäilm

, allla. ammar med!

.MBEMWNWMM

' ' ' mmavälwmtm mmm

_nplrmwlzmnmme

| wmmmaw-m

- ingen in:—m:” .".tt IIFYFITJB mm men

,. ninnuam. rlTTl' ' Höhe-mitt;;hmimu 1.3 m pari-rr. mn .. Lita wheel-nn ur inte var.: till? _, " E'.” » ,'furr Fria—ann- & penna: sin helgat-fn

T '.L'f l"Å;*-'..' far art.nr—.a kC'JIT'ITIIr” . rt; ' ". i'länr'ij. "IC.

BIOENERGINS MILJÖ- OCH HALSOEFFEKTER

Vattenfall Energisystem AB Mark, Miljö och Energiutveckling Box 528 16215 VALLINGBY Telefon 08-739 60 00 Telefax 08-37 56 61

,,'.. . .

www—___.- %% ___—www.

l , f_w ”_... ___—. _ ___l-_ _-__n—_, ..— _. _4,_____.___....____f _. ._._..-e._._._..——..___.. , .- , ) r I

..

I

Han ——ör..rrm masrar/rama

air, |.

' HETMSBSOMÄH - ,

- ; _. enllbwmwanii Napalm mu BA matavzimenål ns.-nensv . .. %va er gar esöxoä » .- mer: rem men? , 00 se eat-eo notaleT

l

FÖRORD

Genom åren har en rad studier genomförts av biobränslenas miljöegenskaper och miljöpåverkan. Fortfarande finns dock områden där kunskaperna är otillräckliga. Detta kan bero på att studier inom området saknas eller att de varit alltför begränsade. Ett annat skäl kan vara att frågorna är så komplexa att det är svårt eller näst intill omöjligt att idag göra några säkra bedömningar eller dra välgrun- dade slutsatser.

Biobränslekommissionens huvuduppgift är att analysera de långsiktiga förutsätt- ningarna för en ökad kommersiell användning av biobränslen samt lämna förslag till åtgärder för att stärka biobränslenas konkurrenskraft. En given och viktig förutsättning för kommissionens arbete är att biobränslen är miljövänliga och en på lång sikt uthållig energiresurs. För att belysa detta gav Biobränslekommis- sionen den 19 december 1992 i uppdrag åt Vattenfall Energisystem AB att sammanfatta och sammanställa dagens kunskaper om biobränslenas miljö- egenskaper och miljöpåverkan.

Uppdraget har genomförts av en arbetsgrupp bestående av Susanne Rosén- Lidholm, Per Sundell, Lars Welander, Helena Dahlberg, Bengt Hanell och under- tecknad. Miljökonsultema i Studsvik har också medverkat. Gullbritt Malm har svarat för layout och utskrift.

En mycket kort tid har således stått till vårt. förfogande för att gå igenom, värdera och sammanställa tillgänglig litteratur och skriva föreliggande rapport. Tack vare arbetsgruppens mycket engagerade och uppoffrande arbete har uppgiften kunnat genomföras i stort sett inom givna tidsramar och som vi hoppas med ett tillfredsställande resultat.

För att följa arbetet, ge förslag till lämplig litteratur, göra prioriteringar samt granska rapporten tillsattes en referensgrupp med följande deltagare: Rune An- dersson SNV, Leif Bemegård SNV, Bengt Boström NUTEK, Sten Frostäng NUTEK, Gunnar Hovsenius Vattenfall, Tomas Kåberger Naturskyddsföreningen, Kaj Rosén SLU, Eva Ström Biobränslekommissionen samt Katarina Victorin lMM. Vi tackar medlemmarna i referensgruppen för gott. stöd, hjälp med litteratur mm. Vi vill dessutom rikta ett särskilt tack för stor hjälp till Sven-Olov Ericson, Anna Lundborg och Jan Nilsson på Vattenfall Research!

Vällingbyi mars 1992

Wee—HN

land Johansson

Vattenfall Energisystem AB Mark, Miljö och Energiutveckling

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

Sid SAMMANFATTNING ................................................................................ 2 KUNSKAPSLUCKOR OCH FORSKNINGSBEHOV ............................... 8

1. UPPDRAGET ............................................................................................ 10

2. INLEDNING ............................................................................................. 11

3. BIOBRÄNSLEN - EGENSKAPER FRÅN MILJÖSYNPUNKT ............ 12 3.1 Tillgång och produktion, 3.2 Energiinnehåll och fukthalt, 3.3 Kemisk samman- sättning, 3.4 Referenser

4. UTTAG AV BRÄNSLE FRÅN SKOGEN ................................................ 22 4.1 Växtnäringstillgång, 4.2 Trädtillväxt efter bränsleuttag, 4.3 Föma och humus 4.4 Kompensationsåtgärder med aska, kalk och handelsgödsel, 4.5 Flora och fauna, 4.6 Påverkan på landskapsbilden, 4.7 Inblandning av lövträd, 4.8 Miljömål för skogsbruket, 4.9 Referenser

5. PRODUKTION AV BRÄNSLE PÅ ÅKERMARK ................................... 36 5.1 Växtnäringsläckage, 5.2 Återföring av restprodukter, 5.3 Åkermarkens mull- innehåll, 5.4 Markförsuming och kalkning, 5.5 Växtföljd och kemiska bekämp- ningsmedel, 5.6 Effekter på flora och fauna, 5.7 Påverkan på landskapsbilden, 5.8 Miljömål och odlingsrekommendationer, 5.9 Referenser

6. HANTERING OCH TRANSPORT ........................................................... 46 6.1 Emissioner från maskiner och fordon i samband med bränsleuttag och skörd, 6.2 Transport av biobränslen, 6.3 Lagring, 6.4 Totala emissioner från två hante- ringskedjor, 6.5 Energibalans för två hanteringskedjor, 6.6 Referenser

7. EMISSIONER VID FÖRBRÄNNING OCH FÖRGASNING ................ 60 7.1 Energiomvandling ur biobränsle, 7.2 Förbränningsanordningar, 7.3 Förgasning, 7.4 Bestämmelser och riktvärden för utsläpp, 7.5 Begränsning av utsläpp, 7.6 Typanläggningar, 7.7 Framtiden

! F | I nnehållsförteckning

8. OMGIVNINGSPÅVERKAN VID FÖRBRÄNNING OCH FORGASNING ......................................................................................... 79 8.1 Luftföroreningar, 8.2 Lokalisering, 8.3 Brand och explosion, 8.4 Effekter på människor och växter, 8.5 Referenser

9. RESTPRODUKTER ................................................................................. 91 9.1 Askproduktion, 9.2 Produktion och karaktärisering av restprodukter, 9.3 Analys av askor, 9.4 Hantering av restprodukter, 9.5 Referenser

10. ASKÅTERFÖRING ............................................................................... 105 10.1 Askåterföring till skogen, 10.2 Referenser

11. GLOBALA FRÅGESTÄLLNINGAR ...................................................... 111 11.1 Koldioxid, 11.2 Dikväveoxid N2O, 11.3 Metan, 11.4 Referenser

12. ARBETSMILJÖ ...................................................................................... 119 12.1 Bränsleuttag, 12.2 Hantering av biobränslen, 12.3 Framställning av biogas, 12.4 Förädling/Förbränning, 12.5 Restprodukthantering, 12.6 Referenser

BILAGOR

SAMlVIAN FATTNIN G

Nedan sammanfattas de olika kapitlen.

Biobränsle från skogen

Ett uttag" _ , . stor-förl '

ek

..Genoml ("at fståh kan ' störst " .

Askåterföring

Biobränsle från åkermark

Hantering och transport

Emissioner vid förbränning och förgasning

Omgivningspåverkan vid förbränning och förgasning

Globala frågor

Restprodukter

Arbetsmiljö

KUNSKAPSLUCKOR OCH FORSKNINGSBEHOV

I nedanstående uppställning anges de kunskapsluckor och behov av fortsatt eller ny forskning som denna studie har identifierat. Frågorna är inte av den arten att de hindrar en sansad utökning av bioenergianvändningen, men behöver besvaras för att kunna ta ställning till en större satsning. Därför kan en lämplig kontroll- punkt vara om ca 10 år.

1. UPPDRAGET

Biobränslekommissionen tillsattes som en följd av den trepartiöverenskommelse om den framtida energipolitiken som träffades i början av 1991. Biobränslekom- missionen skall lämna sitt slutbetänkande den 1 oktober 1992. Kommissionen skall enligt direktiven bl & "analysera de långsiktiga förutsättningarna för en ökad kommersiell användning av biobränslen samt lämna förslag till åtgärder för att stärka biobränslenas konkurrenskraft". En utgångspunkt för arbetet skall va- ra att "inventera de faktorer som idag försvårar en ökad användning av biobräns- len". Kommissionen bör bedöma risken för såväl direkta som indirekta miljöeffek- ter av ökad biobränsleanvändning och utforma sina förslag med utgångspunkt i att de samlade negativa effektema för miljön skall bli så små som möjligt".

Mot denna bakgrund har Vattenfall Energisystem AB fått i uppdrag att göra en sammanställning av befintlig litteratur och kunskap avseende miljö- och hälsoef- fekter vid produktion, transport, lagring och förbränning/förgasning av biobräns- len för energiändamål. En referensgrupp med deltagare från Naturvårdsverket, Nutek, Vattenfall, Naturskyddsföreningen, Statens lantbruksuniversitet, Institu- tet för miljömedicin och Biobränslekommissionen har lämnat synpunkter på före- liggande rapport samt bidragit med egna och andras kunskaper.

Vissa avgränsningar har gällt för uppdraget. Således behandlas ej följande områ- den i föreliggande rapport:

- vad gäller bränslen berörs ej slakteriavfall, biologiskt avfall och torv, - förädling till drivmedel t ex metanol, etanol och vegetabilisk olja, - effekter av anläggningar ( 1 MW studeras ej, - miljöeffekter av växthusgaser berörs ej.

2. INLEDNING

Rapporten är ett underlag till Biobränslekommissionens slutbetänkande. Mål- sättningen är, att trots den korta tid som stått till förfogande, kunna redovisa

Rapporten redovisar fakta och slutsatser i aktuell litteratur samt erfarenheter och kunskap genom kontakt med nyckelpersoner inom området och från pågående projekt och forskning.

Tyngdpunkten i arbetet har i första hand varit att belysa, sammanväga och så långt det varit möjligt, göra en värdering av de viktigaste frågorna. Övergripande analyser och ställningstaganden måste beakta inte bara miljö- och hälsoaspekter utan även ekonomi, försörjningstrygghet, etc varför detta lämnas till Biobränsle- kommisionen.

Bilaga 2

3. BIOBRÄNSLEN - EGENSKAPER FRÅN MILJÖ- SYNPUNKT

I detta kapitel beskrivs en del karaktäristika för biobränslen. Kapitlet behandlar tillgång och produktion, energiinnehåll, fukthalt och kemisk sammansättning. Dessa parametrar är alla viktiga från miljösynpunkt. Tillgången på biobränslen ger en uppfattning om hur mycket fossilt bränsle som kan ersättas och därmed minska emissionerna av bl a koldioxid. Energiinnehåll och fukthalt är viktiga pa- rametrar vid transport och förbränning av biobränslen. Bränslets kemiska sam- mansättning ger infomation om det finns miljöfarliga ämnen som tungmetaller och klor i bränslet. Kväveinnehållet i bränslet påverkar också emissionerna av kväveoxider vid förbränning. Nedan beskrivs kortfattat några av de vanligaste biobränslena i Sverige.

Andra biobränslen som kan bli aktuella är återvunnet bränsle och importerade bränslen. Återvunna bränslen som rivningsvirke, formvirke och kreosotbehandlat virke räknas inte till trädbränslena. Importerade bränslen kan komma att öka i framtiden. På kort sikt finns tillgång till träpellets från sågverksindustrin i USA och på längre sikt från sågverksindustrin i Baltikum. Redan idag importeras oliv- kross från medelhavsländema. Olivkross är en restprodukt från olivoljetillverk- mngen.

3.1. Tillgång och produktion Bränslen från åkermark

Tillgången av biobränslen från åkermark beror framför allt på hur stor åkerareal som kan avvaras från livsmedelsproduktionen och på de miljökrav som bör ställas i samband med odling av energigrödor och energiskog. På kort sikt bestäms till- gången av bränslepriset, dvs marknadskraiterna.

För odling av energigrödor som rörflen, lusern och rotfrukter är inte miljökraven begränsande.

Vid odling av energiskog på åkermark måste hänsyn tas till landskapsbilden och till naturskyddade områden och kulturminnesvårdens intressen. Alternativet att odla skog på åkermark framstår dock som sämre.

Tillgången på halm bestäms av produktionen av stråsäd och av hur mycket som måste lämnas kvar på åkern av markvärdsskäl.

I dagsläget bedöms ca 400 000 hektar vara tillgängligt för energiproduktion. Hur mycket energi det motsvarar beror på vilka energigrödor som väljs. Tabellen ned- an visar hur mycket energi som skulle kunna produceras på den arealen beroende på vilken energigröda som väljs.

Tabell 3:1 Potentiell energiproduktion på 400 000 hektar åkermark.

Tillgången på överskottshalm beräknas motsvara omkring 10 TWh per år varav ca 2,5 TWh kan utnyttjas praktiskt. Det bör tilläggas att areal som i framtiden kommer att ställas om från odling av stråsäd till odling av energigrödor gör att tillgången på halmbränsle minskar. Om till exempel 400 000 ha konverteras från spannmålsodling till energiskogsodling så minskar tillgången på halmbränsle med omkring 1,5 TWh. Detta är baserat på att avkastningen för halm är 3 ton TS/ha, år och att 25 procent av överskottshalmen kan utnyttjas.

Långsiktigt beräknas ca 900 000 hektar kunna friläggas för odling av energiråva- ror. Om hela den arealen används till energiskogsodling så motsvarar detta ca 45 TWh. En pågående utredning anger att den sammanlagda bränslepotentialen från jordbruket kan komma att bli 50-60 TWh baserad på 800 000 ha åkermark. Då har hänsyn tagits till utveckling inom växtförädling och odlingsområdet.

Skogsbränslen

Tillgången på skogsbränsle i Sverige efter sekelskiftet har utretts av bl a Skogs- styrelsen (EVB 89), SIMS, SLU och Statens Energiverk.

Osäkerheten vid bedömningen av tillgången av skogsbränslen är förknippade med hur stor del nettouttaget är av bruttotillgången, samt vilket energiinnehåll och fukthalt som antas vid omvandlingen från volymsmått till energimått.

De senaste åren har ca 31 TWh skogsbränslen använts per år. Avverkningsrester är den typ som bedöms kunna öka mest.

Tabell 3:2 Tillgång av trädbränslen år 2010. Källa: FUD 1991 / 18, Vattenfall utveckling och miljö.

Uppgifterna i tabellen är baserade på vad som är ekologiskt och ekonomiskt möj- ligt under förutsättning att det finns avsättning för bränslet. 62 TWh anses som en möjlig potential vid ett bränslepris av 150 kr/MWh och 55 TWh vid 115 kr/MWh. Uppgifter ur den pågående utredningen AVB 92 visar på större träd— bränsletillgångar. Förutsättningarna för detta är att kompensationsgödsling av skogsmarken och ändrade rutiner vid gallringar leder till att en större mängd av- verkningsrester kan tas ut.

Importerade biobränslen

Importerade biobränslen förekommer idag endast i begränsad omfattning på den svenska marknaden. Tillgången på lång sikt är svårbedömd. Den största potenti- alen bedöms finnas i Baltikum och i Ryssland. På kortare sikt finns betydande tillgångar i USA och Kanada i form av biprodukter från sågverksindustrin. Dessa biprodukter har idag ingen eller endast liten avsättning på hemmamarknaden.

' Olivkross '. ,'Pell'ets'f

För att importerade biobränslen skall kunna anses vara miljövänliga bör man ställa samma krav som för inhemska bränslen vad gäller miljöhänsyn och ekologi vid produktion och hantering.

3.2. Energiinnehåll och fukthalt

Biobränslenas energiinnehåll och fukthalt är viktiga parametrar inte minst från miljösynpunkt. Hög fukthalt och lågt värmevärde ger sämre förbränning vilket kan leda till ökade emissioner. Fukthalten styr också till viss del temperaturen i förbränningsrummet. Detta kan påverka andelen oförbränt material i rökgasen och därmed också rökgasemissionen. Jämfört med andra bränslen har biobräns- len relativt lågt energiinnehåll per viktsenhet. Energiinnehållet är beroende av bränslets kemiska sammansättning och av fukthalten. Nedan görs en jämförelse mellan olika typer av biobränslen och fossila bränslen. Vid lagring av biobränslen sjunker biobränslets kalorimetriska värmevärde, men eftersom bränslet samtidigt torkas så blir nettoeffekten oftast att det effektiva värmevärdet ökar efter lagring.

Tabell 3.8 Energiinnehåll hos olika bränslen, Effektiva värmevärden MWh/ ton. Källa Statens Energiverk 1989:R17.

Biobränslenas energiinnehåll försämras med ökad fukthalt. Diagrammet nedan visar hur värmevärdet sjunker med ökad fukthalt för Salix, avverkningsrester och halm. Om rökgaskondensering används i samband med förbränning, vilket är möjligt vid värmeproduktion, är fuktiga bränslen ingen nackdel eftersom energin i den fuktiga rökgasen då tas tillvara.

EEE Avverkningsrester MWh/ton % % Avverkningsrester MWh/ton %% Sallx MWh/ton TS åå Sallx MWh/fon tot

Halm MWh/ton TS Halm MWh/ton fot

0 10 20 30 40 50 60 Fukthalt %

Figur 3:1 Effektiva värmevärdet för biobränslen som funktion av fukthalten.

Förädlade biobränslen som briketter, pellets och pulver är torrare och homogena- re än oförädlade bränslen och därför bättre ur miljösynpunkt. Fukthalten för bri- ketter och pellets är mellan 10-15% och för pulver mellan 3-5%. Detta ger bättre förbränning och mindre sotbildning. Risken för driftstörningar är också mindre med förädlade bränslen.

I vissa anläggningar kan det vara svårt att få bra förbrämiing med fuktiga bio- bränslen. Bränslet kan då blandas ut med annat bränsle som har högre värme- värde t ex kol, torv eller förädlat biobränsle. Det är då möjligt att få en bättre för- bränning och minskade emissioner av kolmonoxid och oförbrända kolväten.

3.3. Kemisk sammansättning

Biobränslen består i huvudsak av kol, syre och väte. Tabell 3:4 anger typvärden för halterna hos några olika biobränslen, kol och olja.

Tabell 3:4 Elementaranalys av huvudkomponenter (% av TS).

17 Bilaga 2

Ask- och fukthalt

Figur 3:2 anger ungefärliga intervall för olika biobränslens ask— och fukthalt. Bränslenas askhalt och askans sammansättning behandlas utförligare i kapitel 9.

(” :, : I I '- ,NINIXIXIXININ/S

.a Halm ..I.IZ %; 4 i::;5:$;i;i;i;i:$;i; Bark

.: ;(x/x/x/x/(x/(xzx (vvvvvvvvvvvvvvcv

..... assisteras

_ ———————————— s&tttttttttttt—ä ' * WSSSSSVOSVOSSSNM

* we

AAAAAA

Sallelis Sågspån

' 36,ij

.. Fakthalt/e Figur 3:2 Biobränslenas ask- och fukthalt.

Svavelinnehåll

Svavelhalten i bränslet-bestämmer hur stora svavelutsläppen maximalt kan bli vid förbränning. Efter förbränning återfinns den största delen av svavlet som sva- veldioxid i rökgasen medan en mindre del hamnar i askan. Rökgasrening kan av- sevärt minska svavelemissionerna.

Svavelhalten i biomassa är normalt låg. I områden med stort svavelnedfall är hal- terna något högre. Stamveden hos tall och gran har låg svavelhalt, 0,01-0,03% av TS. Kvistar och barr innehåller högre halter omkring 0,04—O,2% av TS. Halm in- nehåller generellt sett högre halter än skogsbränsle 0,1—0,3% av TS. Svavelutsläp- pet vid förbränning av ett biobränsle som innehåller 0,1% svavel blir omkring 60 mg svavel/MJ tillfört bränsle förutsatt att allt svavel i bränslet emitteras. Tabell 3:5 visar typiska intervall för svavelhalter i några bränslen.

Bilaga 2

Tabell 3:5 Svavelhalter i bränslen. Källa: Gärdenäs, SNV 1708, Hanell.

Kväveinnehåll

Kväveinnehållet i biobränslena har betydelse både för näringsbalansen hos den producerande marken och för kväveoxidbildningen vid förbränningen. Bortförsel av kväve och andra växtnäringsämnen påverkar också markförsurningen.

De högsta kvävehalterna i växterna finns i tillväxtdelarna dvs barkens inner- skikt, barren och löven. Den rena stamveden har betydligt lägre kvävehalt. Kvä- vehalten hos bränslen från åkermark påverkas framför allt av gödslingen. Tabell 326 visar typiska kvävehalter hos skogsbränslen och bränslen från åkermark. Det bör påpekas att stora variationer förekommer i verkligheten.

Tabell 3.6 Kväveinnehåll i biobränslen.

Bilaga 2

Åkermarksbränslena uppvisar inga stora interna skillnader i kväveinnehåll. När det gäller skogsbränslena är det viktigt att notera den stora skillnaden i kvävein- nehåll mellan barr och vedsubstans. Detta gör att kvävehalten hos avverknings- rester bestäms av dess sammansättning av olika träddelar. Genom att låta av- verkningsrester torka på bygget före sammanförning och flisning kan kvävehal- ten sänkas eftersom de kväverika barren faller. Vissa bränsletyper från sågverks- industrin som sågspån och kutterspån uppvisar låga kvävehalter eftersom de här- stammar från trädens veddelar.

Mineralinnehåll

Alkaliska ämnen som natrium och kalium kan vid förbränning ge upphov till be- läggningar och korrosion vilket kan leda till driftsstörningar. Detta är ett problem framför allt vid elproduktion från biobränslen. Klor i bränslet kan också leda till besvärliga korrosionsproblem. Förbränning av klorhaltiga bränslen kan också le- da till dioxinbildning. Här spelar dock förbränningsförhållandena stor roll, se vi- dare i kapitel 7.

Tabell 3:7 Mineralhalter i biobränslen.

Generellt sett ökar bränslenas innehåll av klor och alkali i ordningen lövträd ( barrträd ( Salix ( halm ( rörflen (sommarskördad). De höga klorhaltema som redovisas för rörflen och halm är till stor del förknippade med tillförseln av han- delsgödsel. Kalium tillförs åkermarken i form av kaliumklorid vilket ger höga klorhalter i bränslena. Av denna anledning kan även Salix, gödslad med kalium- klorid, få högre klorinnehåll än vad som angivits i tabell 3:7. Vårskördad rörflen ger lägre halter av både kalium och klor. Halm från oljeväxter uppvisar högre hal- ter av klor, kalcium och natrium.

Tungmetaller

Tungmetallinnehålleti askor från biobränsleeldning behandlas i kapitel 9. Tabell 3:8 ger en översiktlig bild av tungmetallinnehållet i några olika bränslen. Det är anmärkningsvärt att notera de höga halterna av kadmium i Salix. Salix tar upp kadmium och vid förbränning hamnar det mesta i flygaskan. Flygaskan kan fång- as upp med relativt enkel reningsteknik. Askan kan sedan deponeras för att på så vis rena åkermarken &ån kadmium. I övrigt har biobränslena lägre tungmetall- halter än kol. Till skillnad mot kol och olja ger inte biobränslen något nytillskott av tungmetaller.

Tabell 3:8 Tungmetaller l bwbranslen och kol..

. 3.4 Referenser

Andersson R, Biobränslen från jordbruket, Naturvårdsverket, Rapport 3713, 1990

Axenbom Å, et al, Halm som bränsle för framtida elproduktion, Vattenfall Utveckling och Miljö, FUB-rapport 1991/44

Gärdenäs S, Alkali och klor i biomassa - ett problem vid elgenerering, Vattenfall Utveckling och Miljö, FUB-rapport 1991/40

Gärdenäs Sture, Vattenfall Utveckling AB, Personlig kontakt Hanell Bengt, Vattenfall Energisystem AB, Personlig kontakt

Johansson J, Bränslekaraktärisering - Kväveföreningar, Vattenfall Utveckling och Miljö, FUB-rapport 1991/39

Johnsson T, Bränsle från skogen, Vattenfall Utveckling och Miljö, FUB-rapport 1991/18

Nilsson J, et al, Miljöeffekter av ved och torvförbränning, SNV PM 1708, 1983

Regionala bioenergibalanser, Statens Energiverk, 1989:R17 Sieurin Jan, Vattenfall Energisystem, Personlig kontakt Trädbränsle 1987 - Teknikläget Idag, Statens Energiverk

4. UTTAG AV BRÄNSLE FRÅN SKOGEN

Enligt Skogsstyrelsens Allmänna råd skall vissa marker undantas från helträds- utnyttjande, d v s att förutom stamved även ta ut avverkningsrester, vilket med- för en begränsning för uttag av grenar, barr och toppar för energiändamål.

Skogen har i de områden där skogsbruk bedrivs och där biobränsleuttag kan vara aktuella genomgått stora förändringar under de senaste 100-150 åren. Bland an- nat kan pekas på omfattande skogsplantering, val av plantmaterial, en stor för- ändring av tillväxten och ändrad näringstillförsel på grund av atmosfär-isk deposi- tion.

Biobränsleuttag kommer således att ske från skogar som redan är störda och inte befinner sig i ett naturligt tillstånd.

I kapitlet behandlas främst de skogsområden som nu är tillåtna för uttag av bio- bränsle.

I praktiska försök har bortförsel av avverkningsrester ökat plantöverlevnaden, både för gran och tall.

Ett samband tycks finnas mellan bonitet (markens naturgivna produktionsförmå- ga) och tillväxtförlustens varaktighet vid granplantering efter uttag av avverk- ningsrester. En bra bonitet medför att tillväxten sänks under en kortare period (ca 10 år) jämfört med en dålig (ca 25 år).

Om tillväxtnedsättningens varaktighet blir utdragen (som på låga boniteter) finns en risk för bestående, nedsatt förnaproduktion, vilket kan resultera i en bonitets- sänkning. Risken för detta är större för gran än för tall.

Den relativa tillväxtnedsättningen som orsakas av helträdsuttag, räknat som för- lust i form av förlängd omloppstid, bedöms vara störst på torra, näringsfattiga marker och minst på fuktiga, näringsrika ståndorter. Den absoluta tillväxtned-

sättningen kan dock vara störst på den näringsrika marken.

I Skogsstyrelsens "Allmänna råd för helträdsutnyttjande" avrådes från uttag av avverkningsrester på torra, näringsfattiga marker med tunt humusskikt och på marker med hög deposition. På övriga marker medges uttag en gång per skogsge- neration. Råden har satts med hänsyn till markens långsiktiga produktionsförmå- ga. Hänsyn har dock inte tagits till möjligheten att kompensera för näringsförlus- ter. Råden ses för närvarande över. Större tyngd läggs där vid baskatjonsituatio- nen.

4.1. Växtnäringstillgång Kväve

Kväve är det ämne som normalt begränsar tillväxten i skogen. Överskott på kvä- ve kan medföra markförsuming och eutrofiering (övergödning) av sjöar och vattendrag. Huvuddelen av kvävet i marken är organiskt bundet i mer eller mindre svårtillgänglig form. För att kunna tas upp av växterna måste kvävet fö- religga som lösta joner i form av nitrat eller ammonium. Figur 411 illustrerar kvä- vets omvandlingsprocesser.

N2

(Blologlsk N-flxerlng)

NO3— Deposltlon, NH4+ gödsllng

Organiskt materlal | Upptag I växter Mlnerallserlng

(Nl-13) (Nao) NH 4+__L> Noa-— _L_/ / Nltrlflkatlon Denltrlflkatlon (aerob mlllö) (anaerob mmö)

Utlakn lng

Figur 4.'1 Kvävets omvandlingsprocesser.

Huvuddelen av det kväve som träden tar upp lokaliseras till blad, bark, finrötter, kvistar och andra organ med kort livslängd. Dessa växtdelar tillförs så småning- om marken som föma. Avverkningsrester kan också betraktas som förna.

Vid mineralisering av organiskt material frigörs kväve som ammoniak. Skogs- mark är relativt sur och ammonium bildas snabbt. Ammoniumbildningen är pH- höjande (NH3' + H+ : NH +). Vissa bakterier kan utvinna energi genom att oxi- dera ammonium till nitrat nitrifikation). Nitrifikationen sänker pH (NH,;+ - 202 = NO3' + H20 + 2H+). Bildat nitrat är mer utlakningsbenäget än ammonium. Processen gynnas av god tillgång till ammonium, syre och någorlunda högt pH. När kvävetillgången är stor ökar också den mängd kväve som omsätts och risken för nitratbildning ökar.

Andra bakterier kan vid brist på syre utnyttja syret i nitratet för att kunna utvin- na energi ur organiskt material. Nitratet reduceras till dikväveom'd eller kvävgas (denitrifikation) (N03' = N02' NO = N20 = Ng).

vverkmngsrester nnehåller ca 0,5% väve (N).

ton TS innehåller kg kväve (N)

U|

&

(»)

missionerna av

väveoxider från en modern biobränsle- anläggning är 50-

00 mg NOX N02)/MJ . Det mot-

N

kg kväve (N) per ton (TS) trädbränsle

O

Bortförsel av kväve Emission av kväve __ vid bränsleuttag vid förbrännlng kvave (N) per ton

TSb 1

Mineraler

I figur 4:2 nedan illustreras de faktorer som påverkar mineralbalansen i skogen.

Marken tillförs mineraler genom nedfall och vittring. Mineraler går förlorade genom utlakning och vid skörd (figur 1).

När döda träd bryts ned frigörs växtnäring. Om stamved, grenar etc. förs bort förloras dessa äm- nen. Då man övergår från att

' skörda enbart stamved till att även ta ut grenar och toppar mer än fördubblas uttaget av växtnä- ring å'ån skogen. Där syradeposi- tionen dessutom är hög och vitt- ringen låg, kompenserar inte vitt- ringen för förlusterna. Detta är allvarligt i de försurade skogarna i södra Sverige (figur 2).

Om vedaskans mineraler återförs till skogsmarken motverkas risken för långsiktig mineralförlust (figur 3). Då skulle skogsbränsle kunna produceras uthålligt utan att mar- ken utarmas. I norra Sverige kan man även behöva tillföra kväve.

Kunskap om vittringen behövs för bedömning av mineralbalanser vid bränsleuttag.

Om kväverik biomassa förs ut ur kvävebelastade skogar och för- bränns, bör risken för problem med kväveöverskott minska.

Figur 42 Källa: Bioenergi-Ekologi-Miljö, Anna Lundborg, stencil.

av Sverige ar for T' en snarigframtid'

Kg/ha, år Kglha, år Nedfall av svavel Nedfall av kväve

Södra Sverige Norr- Sverlge Södra Sverige Norra Sverige

Nedfallet av svavel och kväve ligger i södra Sverige långt över den kritiska gränsen för vad marken långsiktigt räl. Svava/nedfallet skulle behöva minskas med 75 procent och kvävenedfallet med 50 procent I stora delar av Svealand och Non'land år slrualionen bättre.

Figur 4:3 Källa: Projekt Bioenergi. Underlag till resultatrapport december 1991.

Ca 20-25 kg svavel respektive kväve deponeras per hektar och år i skogsmark i sydvästra Sverige, medan nedfallet är mycket mindre i norra Sverige. Främst kvä- vet, men även en del av svavlet tas upp av växterna. Överskrider depositionen av svavel och kväve upptaget kan överskottet lakas ut och djupare markhorizonter och vatten försuras. Utlakningen av sulfat och nitrat åtföljs av baskatjoner (Ca, Mg och K) som är viktiga växtnäringsämnen.

Att förutom stamved ta ut avverkningsrester (grenar, barr och toppar) ger unge- fär lika stor förlust av mineralämnen som enbart stamvedsuttag. Denna förlust är en biologisk betingad försurning som uppstår till följd av trädens upptag av bas- katjoner.

Ett ökat biomassauttag, utan askåterföring eller motsvarande mineralämneskom- pensation, kan på sikt komma att leda till en utarmning av ett eller flera vitala näringsämnen. Detta kan då leda till att andra ämnen än kväve inom en eller ett par omloppstider kommer att begränsa tillväxten.

Vittringen av berggrundsmaterial och mineralpartiklar i marken frigör nya bas- katjoner och neutraliserar de försurande ämnena. I stora delar av Sverige är dock vittringen inte tillräckhg för att kompensera förlusterna vid ett helträdsuttag. För konventionell stamvedsavverkning kan vittringen ensam ersätta växtnäringsför— lusterna av Mg och K, men inte av Ca. Om helträdsavverkningen genomförs kon- sekvent kommer kalciumbalansen att bli än mer negativ i hela landet. För mag- nesium och kalium kommer balanserna att bli negativa på många ståndorter i stora delar av landet, särskilt i söder, där den försurande depositionen redan för- orsakat minskade förråd av växttillgängliga baskatjoner.

I figur 4:3 redovisas skillnaden mellan mineraljordsvittring och upptag av kalci— um, magnesium och kalium i den växande biomassan vid konventionell stamved— savverkning respektive helträdsuttnyttjande. Figurerna återspeglar resultatet av modellberäkningar baserade på material från riksskogstaxeringen och ståndort- skarteringen (se nedan) och utgår från att avverkningsresterna lämnas jämnt spridda på marken alternativt att all biomassa ovanför stubben tas ut vid hel- trädsutnyttjande.

I verkligheten lämnas dock avverkningsrestema vid konventionellt stamvedsut- tag för det mesta i högar och strängar. Vidare blir ca 30% av avverkningsresterna kvar även vid helträdsutnyttjande, vilket främst beror på att maskinerna inte får med sig allt. Sammantaget innebär detta att skillnaden mellan helträdsutnyttjan- de och stamvedsuttag inte blir så stor som figuren visar.

Lämnas avverkningsrestema kvar i högar och strängar medför detta en ökad mi- neralisering och nitrifikation i humustäcket under dessa, vilket leder till en starkt förhöjd kväveutlakning. Detta kan beror på skillnader i temperatur och markfuk- tighet och varierar med koncentration av avverkningsrester. Om nedfall och utlakning av mineraler hade inkluderats i budgeten i figur 4:3 ha- de bilden ur växtnäringssynpunkt blivit än mer negativ eftersom utlakningen av dessa ämnen är större än nedfallet.

A Stamveds- avverkning

Mu(mslm'z'yr) ' ( -19

I —19-o & 0-99

' >99

K(mnlm2'yr) . ( —25 ' -25—0 0—174 & >17Å

- cumglmryr) I ( 414

. did-0

I 0-107

ååå >107

B Helträds— utnyttjande

' Mg (mglmZ'yr) Ktmg'mZ'yr) I ( -50 I ( -129 I -50-0 ! 4294) I 0—84 I 0-77 f'a'g- ,34 . ?; >77

Figur 4:3 Balansen (kemisk vittring - växtnäringsupptag i trädbiomassa) mellan tillförsel och förluster av Ca, Mg och K vid konventionell stamvedsav- verkning (A) respektive helträdsuttnyttjande (B). Se kommentar i texten sid 26. Källa: Olsson M m fl; Regional modelling of base cation losses from Swedish forest soils due to whole-tree harvesting.

4.3. Förna och humus

När tillförseln av färsk föma är liten minskar omsättningen och mängden mine- raliserad växtnäring blir låg.

Humus är livsmiljö för markens flora av bakterier och svampar. Dessutom binder humus vatten, salter och näringsämnen. Humus bidrar till att upprätthålla mar- kens produktionsförmåga.

Det årliga fömafallet varierar mellan ca 0,7— 5 ton/ha. Det extra biomassauttaget som helträdsutnyttjande innebär i form av toppar och grenar under en hel om- loppstid varierar mellan ca 20—55 ton/ha. Förutom förnafall tillkommer också rot- förna som kan vara av samma storleksmängd som den ovanjordiska föman. Ett konsekvent biobränsleuttag skulle alltså motsvara ca 5-10 års fömafall.

Med avseende på mängden organiskt material i marken är det av större betydelse att upprätthålla en hög produktion och därmed ett stort förnafall, än att undvika att ta ut avverkningsrester. Risken för reducerat fömafall och därmed en långsik- tig minskning av mängden humus i marken är störst vid låga boniteter.

Någon signifikant minskning av organiskt material i marken efter försök med helträdsutnyttjande har ej konstaterats.

Undersökningar av temperaturförhållanden på hyggen med eller utan avverk- ningsrester visar att det på kort sikt leder till större temperaturvariationer i markytan om avverkningsrestema skördas.

Fuktighetsförhållandena i skogsmarken påverkas sannolikt lite av helträdsut— nyttjande, dock blir mark utan avverkningsrester förmodligen torrare på ytan på grund av högre instrålning. I ett längre perspektiv kan en minskning av markens förråd av organiskt material leda till att markens kapacitet att lagra vatten min- skar. Detta kan dock undvikas om uttaget av avverkningsrester sker på ett sätt som fnlgä leder till minskad skogsproduktion med försämrad förna—humustillstånd som ö ' .

4.4. Kompensationsåtgärder med aska, kalk och handels- gödsel

En utarmning av näringsämnen och eventuellt också organiska ämnen från skogsmarken på grund av helträdsuttag måste kompenseras på något sätt för att skogsbruket inklusive uttag av bränsle skall bli ekologiskt uthålligt. Dessutom krävs kompensation för den näringsutarmning som följer av syradepositionen.

Kvävegödsling

Kvävegödsling är den traditionella formen av skogsgödsling då huvudsyftet är att öka tillväxten. Kväve är normalt det ämne som begränsar tillväxten. På senare år har skogsbruket avsevärt minskat kvävegödslingen. Ett skäl är att det atmosfä- riska nedfallet ökat. Ett annat skäl är att vissa kvävegödselmedel är försurande. I Skogsstyrelsens Allmänna råd avråds från kvävegödsling i de södra delarna av

Sverige.

I Norrland, där kvävedepositionen är låg, kan kvävegödsling bli aktuell som kom- pensation för minskad trädtillväxt p g a bränsleuttag.

Vitaliseringsgödsling

Vitalisering innebär att man vill öka trädens motståndskraft mot olika typer av stress (bl a luftföroreningar, surt nedfall, sjukdomar och torka) och motverka mi- neralförluster och näringsobalans.

Vitaliseringsgödsling kan göras i samband med kalkning och de ämnen tillsätts som marken p g a försurningen fått brist på, vanligtvis Mg, K, P och olika mikro- näringsämnen. Försök pågår.

SNV kommer att utarbeta förslag och anvisningar om skogsvitalisering.

Kompensationsgödsling och askåterföring

Kompensationsgödsling är i princip samma sak som vitaliseringsgödsling. Skill- naden är att kompensationsgödsling inte görs på grund av försurningen utan för att kompensera för näringsförluster till följd av biomassauttag. Kompensations- gödsling kan ske med t ex handelsgödsel eller vedaska.

Vedaskan innehåller alla de viktiga näringsämnena (utom N). Den bör återföras främst som kompensation för bortförd biomassa, men kan effektmässigt ses som ett kombinationsgödselmedel (kalk och vitaliseringsgödsel i ett). Se vidare kapitel 10.

Kalkning

Kalkning görs för att motverka försurning p g a syradeposition och har inte någon direkt anknytning till biobränsleuttag. Storskaliga försök genomförs sedan några år i södra och västra Sverige i Skogsstyrelsens regi. Kalkningen är en åtgärd för att förhindra att skogen skadas ytterligare. pH-höjningen kan på vissa marker stimulera nitrifikationen och medföra nitratutlakning. Typisk sur barrskog med humusformen mår har dock måttlig benägenhet att nitrifiera. Kalkningen kan in- nebära förändringar på flora och fauna, men skulle ingen kalkning ske skulle det troligen ändå ske förändringar.

Övrigt

Genom att ståndortsanpassa både bränsleuttag och kompensationsåtgärd kan största möjliga hänsyn tas till markkemi, flora och fauna samt de olika markty- pernas känslighet. Det gäller främst vid askåterföring/kompensationsgödsling in- klusive kvävegödsling. Fördjupad kunskap krävs dock för att det skall bli prak- tiskt genomförbart.

Återföring av gröndelar, dvs småkvistar och barr i samband med skörden har ock- så setts som en möjlighet att motverka höga förluster av växtnäring och organiskt material. En viktig förutsättning är att de fördelas jämnt över marken. Bränslet vinner i bränslevärde på att de kväverika småkvistarna och barren lämnas kvar i skogen, men verkningsgraden vid gröndelsavskiljningåterföring är låg och det är en förhållandevis dyr åtgärd.

4.5. Flora och fauna

Uttag av avverkningsrester genom helträdsutnyttjande tillsammans med kom- pensationsåtgärder kan leda till effekter på floran; uteblivet skydd (mot uttork- ning, temperaturextremer, minskad beskuggning) på hygget, minskad tillgång på substrat för framförallt nedbrytande svampar samt minskning av näringsämnen och organiskt material i marken.

Helträdsutnyttjande är positivt för vissa arter av kärlväxtfloran och negativt för andra. Bland annat gynnas lingon och blåbär samt gräs medan produktionen av hallon på hygget minskar. Helträdsutnyttjande innebär en ytterligare störning för floran i produktionsskogen och kan ha en mycket negativ effekt på lavar, mossor och nedbrytande svampar.

Om följande hänsyn tas bedöms helträdsutnyttjande bli acceptabelt för floran. (Kruuse, A; 1992; Skogsenergins konsekvenser för floran och för vissa naturvär- den).

Dessa hänsyn tas i princip redan i dagens skogsbruk.

För de flesta arter sker den avgörande förändringen av livsvillkoren som ett resul- tat av avverkningen som sådan, men ytterligare effekter till följd av uttag av av- verkningsrester har noterats.

De djur eller växter som är beroende av döende eller död ved som livsmiljö eller föda kan hotas. Att lämna kvar stubbar och några hela träd är sannolikt viktigare än att lämna grenar.

Tas ovan nämnda hänsyn bör dock generellt sett inte uttag av avverkningsrester innebära stora risker för växter och djur.

4.6. Påverkan på landskapsbilden

Skogsbryn, små biotoper med löv- eller trädblandsskog, våtmarksskogar och sumpskogar bör bevaras både ur flora- och faunasynpunkt, men även för att de är viktiga ur estetisk synvinkel. En del av dessa bör kunna skötas och gallras så att både naturvärden och biobränsle kan erhållas.

Uttag av avverkningsrester har en positiv inverkan på landskapet. Skogen blir mer tillgänglig med tanke på rörligt friluftsliv och ser mindre "skräpig" ut.

4.7. Inblandning av lövträd

I björkbestånd gynnas daggmaskar och andra markdjur. Björken har djupare röt- ter än t ex granen och tar upp mer mineral på djupare nivå. Följden blir att bas- katjoner förs upp och tillförs markytan med föman.

Produktionsmodeller där tillväxten hos enskilda träd relaterats till deras närmiljö har visat att granar växer bättre med björkar som närmsta konkurrent, jämfört med en omgivning med bara gran. Björk växer på motsvarande sätt bättre ju hög- re andel gran den har i sin omgivning. Lövträden kan också utnyttjas som frost- skärm och ge möjlighet att odla gran på frostlänta marker.

En ökad andel av lövträd torde kunna mildra effekterna av uttag av avverknings- rester om lövträden skördas med urskiljning. Om lövträd får ökad betydelse som bränsle borde detta kunna medföra att lövträden ges större utrymme i skogen.

4.8. Miljömål för skogsbruket

Internationell verksamhet och internationellt samarbete inom skogsområdet har expanderat kraftigt under de senaste åren. Inte minst genom påverkan från olika miljöorganisationer har frågorna blivit aktuella för den internationella opinionen.

Den viktigaste pådrivande faktorn just nu är den förestående FN- konferensen om miljö och utveckling som hålls i Rio de Janeiro i juni 1992. Mycket tack vare FN- konferensen har skog och skogsbruk varit på dagordningen nästan varje gång som världens rikaste och mäktigaste länder (de sk G 7 staterna) har träffats under de senaste åren. FN-konferensen har också varit en av drivkraRerna i arbetet för en internationell skogskonvention.

Västvärlden har de senaste åren insett att det behövs mer djupgående internatio- nellt samarbete när det gäller skog än att bara diskutera "avskogning" eller ge- nom att göra särskilda protokoll om skogi konventionerna om biologisk mångfald

och klimatstabilisering. Från olika håll, bl & från Sverige, har det framförts för- slag om att få till stånd en fristående, legalt bindande skogskonvention. En kon- vention som skulle handla om användning, bevarande, hushållning och utveckling av skog.

Ett övergripande mål med en skogskonvention skulle vara att åstadkomma en varaktigt uthång användning, bevarande och utveckling av världens skogar inom ramen för en uthållig och rättvis samhällsutveckling. Skogsbruket skall därvid tillgodose nuvarande och framtida mänskliga behov av ekonomiska nyttigheter samt av ekologiska, sociala, kulturella och andliga värden.

För att nå dessa mål måste man försöka stoppa den nuvarande avskogningen och samtidigt medverka till att bevara den biologiska mångfalden och till åtgärder som medverkar till att stabilisera det lokala och globala klimatet. I industrilän- derna gäller det främst att radikalt minska luftföroreningarna och hejda den snabbt ökande försurningen för att därigenom avlägsna det nuvarande och framti- da hotet mot skogen och markens långsiktiga produktionsförmåga.

Arbetet med en internationell skogskonvention är ännu i ett förberedande skede. Tidigast under år 1993 torde man påbörja reella förhandlingar.

En parlamentarisk kommitté, 1990 års skogspolitiska kommitté, genomför för närvarande en översyn av skogspolitikens mål och medel. I uppdraget ligger bl a att ge förslag till ett miljömål för skogsbruket och till en ny skogsvårdslagstift- ning. Arbetet skall vara avslutat hösten 1992. En skogspolitisk proposition beräk- nas läggas fram för riksdagen under våren 1993.

Naturvårdsverket har tagit fram ett förslag på handlingsprogram för skogsbruket där bl a fyra övergripande miljömål för skogsbruket slås fast. Handlingsprogram- met kan ses som ett underlag till skogspolitiska kommitténs arbete.

Den grundläggande målsättningen med den nya skogsvårdslagen bör enligt Naturvårdsverket vara en hushållning med hela naturresursen skog.

Ett mer ståndorts— och naturvårdsanpassat skogsbruk där alternativa bruksmeto- der bör användas i särskilt känsliga miljöer förespråkas, liksom längre omloppsti- der begränsning av markavvattning och skyddsdikning samt sanktioner vad gäl- ler natur- och miljöhänsyn.

Handlingsprogrammet innehåller dessutom önskemål och krav på miljökonse- kvensbedömningar innan nya brukningsmetoder införs i större skala.

4.9. Referenser

Albrektson A, Leijon B, Sinclair E, 1991, Plantöverlevnad och tillväxt efter hel- trädsutnyttjande sammanställning av fältförsök, Rapport till Vattenfall

Brolin L, Johansson R, 1991, Projekt Bioenergi, Underlag till resultatrapport, Vattenfall

Kardell L, 1991, Skogsbruket och landskapsvärden, Artikel 3/91 i Skog o Forsk- ning

Kjeme I, 1992, Lagen har överlevt sig själv, Artikel Miljöaktuth nr 1, Natur- vårdsverket.

Kruuse A, 1992, Skogsenergins konsekvenser för floran och för vissa andra natur- värden, Utvärdering av nuvarande kunskap samt identifiering av kunskapsluck- or, arbetshandling, Vattenfall

Lundborg A, 1990, Trädbränsle och Skogsekologi, Projekt Skogskraft Rapport nr 1, Vattenfall

Lundborg A, 1991, Bioenergi-Ekologi-Miljö, stencil Lundborg A, personlig kontakt

Rosén K, 1991, Skörd av skogsbränsleni slutavverkning och gallring - ekologiska effekter, Meddelande nr 5-1991, Skogsstyrelsen

Rosén K, 1988, Skogsenergi eller fossila bränslen - en jämförelse ur försumings- synpunkt, Naturvårdsverket rapport 3521

Skogen, skogsbruket och miljön, 1991, Handlingsprogram - arbetshandl'mg, Naturvårdsverket

Skogsvitalisering, Program för Naturvårdsverkets försöksverksamhet med skogsvitalisering perioden 1990/91-1995/96

Svensson Sven A, Skogsstyrelsen, personlig kontakt

5. PRODUKTION AV BRÄNSLE PÅ ÅKERMARK

5.1. Växtnäringsläckage

Mängden outtnyttjat kväve har ökat och idag tar växterna bara upp hälften av det kväve som tillförs med gödseln. Studier visar att ingen ansamling av kväve sker i åkermarken. Alltså måste överskottet, ca 60 kg kväve per hektar och år, hamna i luft och vatten. I medeltal förloras ca hälften av detta kväve till olika vattensystem. Kväveläckaget är störst från djurintensiva gårdar med dålig han- tering av stallgödsel.

Fosforgödslingen lämnar också ett överskott som inte följer med den skördade grödan. Fosfor lämnar dock inte marken i gasform som kvävet. Fosfor avrinner främst på markytan eller i sprickori marken. Förlusterna blir därför störst i ero- sionsbenägna finkornsjordar och i kuperad terräng. Den oorganiska fosforn är långt mindre rörligi marken, vilket medför att fosforutlakningen är ca 100 gånger lägre än kväveutlakningen. Fosforförrådet i den svenska åkermarken har således ökat kraftigt sedan handelsgödseln infördes, särskilt på de djurintensiva går- darna.

Läckaget av kväve och fosfor är högst under höst och vinter, då växtnäringsuppta- get är lågt och avrinningen är stor, och varierar mycket mellan år och mellan oli- ka fält. Sandiga jordar läcker ofta dubbelt så mycket som leriga jordar. Vallgrödor läcker bara en fjärdedel jämfört med fält som bär spannmål, potatis eller oljeväx- ter.

Faktorer som klimat, jordart, djurhållning och förbrukning av handelsgödsel vari- erar mycket geografiskt sett vilket gör att även växtnäringsläckaget varierar in- om landet. Kväveläckaget är störst i södra Sverige och avtar mot norr. Marken i västra Sverige läcker mer kväve än östra p g a rikare nederbörd. Inom jordbruks- intensiva slättbygder utgör åkermarken den största kvävekällan för yt- och grundvatten, ofta mer än 75 procent av totalbelastningen. Åkermarkens totala fosforbidrag varierar mellan 20 till 60 procent. Jordbruket svarar för ca 60 pro- cent av den totala kvävebelastningen på Västerhavet.

Nitratföroreningar av grundvatten är ett allvarligt problem i många jordbruks- bygder. Utlakning av nitrat från marken är en långsam process. Att nitratavlasta djupare grundvatten tar lika lång tid (ofta mer än tio år) som att förorena.

Energigrödor för biogasproduktion

Biomassan från vallen kan utnyttjas för biogasproduktion och rötresten som växt- närings- och jordförbättringsmedel. Vallväxter kan ingå som ett naturligt inslag i Växtföljden. Marken används då både till energi- och livsmedelsproduktion samti- digt som positiva effekter på marken erhålls.

Genom att utnyttja baljväxter på vallen, t ex lusern eller rödklöver, kan en kväve- fixering ske som i flera fall täcker växtföljdens kvävebehov. Behovet av handels- gödsel minskar.

Energiskog

Försök med energiskog pågår sedan mer än 10-15 år på torvmark och jordbruks- mark. Under senare år har intresset för odling på torvmark i stort sett upphört.

Odling av energiskog på jordbruksmark kräver normalt inga grundförbättrande åtgärder med undantag för jordbruksmark som inte utnyttjats för jordbruksgrö- dor på flera år och som fått växa igen. Då krävs någon form av bearbetning, ogräsbekämpning och i vissa fall också kalkning.

Effektema på mark och vatten är relaterade dels till tidigare uppbyggt förråd av organisk substans i marken, dels gödslings- och bekämpningsåtgärder i själva od- lingen. Erfarenheterna av miljöeffekter och odling på jordbruksmark är begränsa- de p g a den korta tiden som försöken med energiskogsodling har pågått.

Avdunstningen av vatten från energiskog är hög, dubbelt så stor som för vanliga jordbruksgrödor, vilket indikerar att framgångsrik energiskogsodling förutsätter starkt vattenhållande, lågt liggande jordar eller tillgång till vatten för bevattning. Avrinningen blir jämförelsevis låg. Energiskogens stora vattenkonsumtion leder till att markproiilen ned till minst 1 meters djup i det närmaste är tömd på upp- tagbart vatten vid höstens inträde, om bevattningen varit otillräcklig eller ej ut- förts alls.

Höga nitratmängder har uppmätts i markprofiler, dräneringsvatten och grund— vatten vid tillämpning av intensiva produktionsmetoder. Det saknas ännu rele- vanta mätdata rörande växtnäringsläckage från mindre intensivt gödslad energi- skog.

Energiskogen skulle således fungera som ett biologiskt filter och hindra läckage till yt— och grundvatten. Hur effektivt detta fungerar är ännu osäkert.

Salix tar upp mycket kadmium från marken. Odling och förbrämiing av Salix med deponering av flygaskan kan vara ett sätt att sanera marken på kadmium.

Skog på åker

På skogsplanterad åker kan nitratutlakningen förväntas vara förhöjd de första åren efter plantering. Detta skulle kunna bero på mineraliseringen. Ur det tidiga- re uppbyggda förrådet av organiskt material frigörs mer kväve än vad trädplantor och fältskiktsvegetation förmår utnyttja. Efter den inledande fasen av växtnä- ringsläckage kan utlakningen förväntas ligga på en lägre nivå under den efterföl- jande snabba tillväxtfasen. Jämfört med om samma mark använts till konventio- nellt jordbruk bör kväveutlakningen bli lägre. På genomsläppliga sandjordar min- skar kväveutlakningen mer än på leriga jordar.

5.2. Återföring av restprodukter

Kadmiumföroreningen av svensk åkermark är betydande till följd av främst atmosfäriskt nedfall och långvarig användning av kadmiumförorenade fosforgöd- selmedel. Målsättningen är att tillförseln av kadmium skall minska, både vad gäl- ler atmosfäriskt nedfall och handelsgödsel (riktvärde 5 g/ton P).

Aska från t ex Salix innehåller ofta höga halter av kadmium och är olämplig att återföra till mark som används eller skall kunna återanvändas för livsmedelspro- duktion.

Följande angivits i N aturvårdsverkets Miljöprogram för kadmium.

Observera att med begreppet "annan mark" ovan avses inte jordbruksmark.

Den restprodukt som framställning av biogas ur energigrödor ger, innehåller vik- tiga växtnäringsämnen. En återföring av restprodukten möjliggör återcirkulau'on av växtnäring till jordbruket och minskar behovet av handelsgödsel på åkermar- ken.

För biogasproduktion kommer sannolikt samrötning med annat organiskt avfall, t ex slakteriavfall, eller avloppsslam att bli mest lönsamt. Krav bör ställas på det avfall som tillförs biogasprocessen om rötresten skall återföras till jordbruket. Med hänsyn till markens långsiktiga användning får avfallet och rötresten inte innehålla ämnen som är skadliga för marken eller för grödorna som odlas.

5.3. Åkermarkens mullinnehåll

Stallgödsel ger också tillskott av mullämnen. Mullhalten i matjorden på svensk åkermark varierar mellan 2-5 viktsprocent. Mängden mull ner till ca 30 cm djup är 70—200 ton/ha. På gårdar med vallodling och nötkreatur kan mullhalten vara dubbelt så hög som på gårdar där djur saknas och där spannmål dominerar.

En hög mullhalt blandat med minerogent material ger en lucker markstruktur och främjar infiltration och transport av vatten och syretillförsel till rötterna. Mullen förbättrar markens vattenhållande förmåga och gör den mindre känslig för packningsskador i samband med körning av tunga fordon. Dessutom är den viktig föda för markorganismer.

Storskalig användning av halm kan orsaka brist på mullråämnen, särskilt på kre- aturslösa spannmålsodlande gårdar. Vid skörd av halm som bränsle måste hän- syn tas till markens behov av organiskt material. Utveckling av odlingssystem med mellangrödor ökar möjligheterna att från mullhaltsynpunkt bärga halm som energiråvara.

Energiskogen tillför mer organiskt material till marken, i form av finrötter och blad, än vad en spannmålsgröda gör i form av skörderester. Jorden bearbetas ba- ra en gång per omloppstid vilket kan öka humushalten.

5.4. Markförsurning och kalkning

I tabell 5:1 redovisas beräkningar av skördeuttagets försurande verkan kombine- rat med beräkningar av försurning orsakad av övriga försumingskällor. Av tabel- len framgår att sett som medeltal för landet orsakar utlakningen och kvävegöds- lingen tillsammans 70% av det totala behovet av underhållskalkning i jordbruket (174 CaO kg/ha och år).

Tabell 5:1 Jordbruksmarkens behov av underhållskalkning. Källa: Eriksson & Bertilsson, 1982 och Beck-Friis & Bäckman, 1989, Medelvärden för hela landet.

"éd ditibngif Vi- ti ell

5.5. Växtföljd och kemiska bekämpningsmedel

Behovet av kemiska bekämpningsmedel i det traditionella jordbruket påverkas både av växtföljdens sammansättning och av gödslingsintensiteten.

Det svenska jordbruket kännetecknas av en allt större ensidighet och specialise- ring. En ökad andel gårdar med kreaturslös drift, mindre allsidig växtföljd med minskad vallodling och ökad ensidig spannmålsodling har medfört större problem med bl a ogräs och svampar. Detta har lett till ökat beroende av kemiska bekämp- ningsmedel i jordbruket.

De rester av bekämpningsmedel som påträffats i yt- och grundvatten förmodas främst bero på brister och vårdslöshet i hanteringen av preparaten. Rester av be- kämpningsmedel i vatten påträffas främst i maj-juni i samband med ogräsbe- kämpningen.

Dagens kunskap om effekterna av bekämpningsmedel på ytvattnens fauna och flora säger att inga bestående skador uppstår. Halterna anses också ligga flera tiopotenser under den nivå där hälsoeffekter befaras.

5.6. Effekter på flora och fauna

Odling av energigrödor innebär inga större förändringar för floran jämfört med traditionell spannmålsodling.

Hänsyn bör tas till floran på angränsande marker då åker skall planteras med energiskog. Angränsande artrika småbiotoper t ex på åkerholmar, i vägrenar, åkerrenar och på naturbetesmark kan annars påverkas negativt.

Floran i en energiskog är krafiigt ogräsdominerad. En del mindre vanliga arter, från t ex skogs- och kärrmiljöer kan förekomma. Icke-åkermark med artrik eller särpräglad naturlig flora bör undantas från odling med energiskog. Kantzoner med träd och buskar liksom öppna diken i anslutning till energiskogen bör bibe- hållas för floran och faunans skull.

Energiskogsodlingar kan ge föda och skydd åt diverse djur. Alg, rådjur och sork kan dock åsamka stora skador på unga energiskogsodlingar. Många fågelarter t ex fasan, kärrsångare och tömsångare gynnas av energiskogen medan andra sk öp- penmarksarter, t ex lärkan, missgynnas.

Energiskogsodlingen får också en positiv effekt på den primitiva markfaunan, t ex daggmaskarna, genom att jorden inte bearbetas lika ofta som i normalt jordbruk. Detta gynnar daggmaskätande arter som t ex koltrast, igelkott och grävling.

5.7. Påverkan på landskapsbilden

* Odlingsytans storlek bör anpassas till landskapets skala. Lämpliga platser att

odla på är sänker, t ex vattensjuk åkermark, för att överblickbarheten i land- skapet inte skall gå förlorad.

Anläggs planteringarna som smala ridåer i skiftesgränser och längs markvä- gar erhålls ett mer omväxlande landskap.

* Energiskogsodlingar bör ej anläggas så att utsikten från större vägar, bebyg- gelse och andra utsiktspunkter i landskapet inskränks. Hänsyn bör tas till höjdförhållanden och bakomvarande kulissverkan. Både odlingar av energi- skog och t ex gran i närheten av vägar kan försämra trafiksäkerheten p g a sämre sikt och mer klövvilt på vägbanan.

Att plantera skog, specith barrträd, på åkermark innebär en större påverkan på landskapet än energiskogsodling. Lövträd eller inblandning av lövträd ger ett luf- tigare intryck och ger större möjlighet till rörligt friluftsliv än enbart gran- eller energiskog.

Såväl energiskog som skog kan bidra till en ökad mångformighet i utpräglade slättbygder.

5.8. Mili ömål och odlingsrekommendationer

Naturvårdsverket har till utredningen om ett miljöanpassat energisystem satt upp en rad miljömål och miljörestriktioner för en framtida satsning på energigrö- dor från jordbruket.

5.9. Referenser

Andersson R, 1990, Biobränslen från jordbruket- en analys av miljökonsekvenser, SNV rapport 3713

Brolin L, Johansson, R, 1991, Projekt Bioenergi, Underlag till resultatrapport, Vattenfall

Energiskog, 1990, Informationsbroschyr, Statens Energiverk

Johansson W m fl, 1991, Energigrödor för biogaseffekter på odlingssystemet, J ord- brukstekniska Institutet

Lundborg A, 1991, Bioenergi-Ekologi—Miljö, stencil Lundborg A, 1992, personlig kontakt Miljöprogram för kadmium, 1987, SNV Informerar

Skärbäck E, Svensson I, 1991, Energiskog - inverkan på landskapsbilden, delrap- port 2, VBB VIAK

Thyselius L, et al, 1991, Biogas från jordbruket- En utredning om kunskap och forskningsfrågor, JTI

6. HANTERING OCH TRANSPORT

Biobränslen är en förnyelsebar energiresurs och ger inget nettotillskott vid för- bränning av koldioxid och svavel. I samband med odling, skörd, transporter och eventuell förädling av bränslet förbrukas dock fossila bränslen. De emissioner som därvid uppkommer är inte är försumbara för helhetsbilden. Det här kapitlet försöker ge svar på frågorna:

* Hur mycket fossilt bränsle går åt från källa till användning. * Hur stora emissioner ger det. * Hur mycket energi förbrukas i kedjan jämfört med hur mycket som utvinns.

6.1. Emissioner från maskiner och fordon i samband med bränsleuttag och skörd

Under den här rubriken diskuteras förbrukning av fossilt bränsle och emissioner för fyra aktuella biobränslen. Dessa är avverkningsrester, energiskog, rörflen och halm.

Bränsleuttag från skogen

Bränsleuttag från skogen görs i huvudsak antingen som träddelar vid gallring el- ler som trädrester vid slutavverkning. Träddelar dominerar i norra delen av lan- det och trädresteri den södra.

Uttag av träddelar innebär att tråden inte kvistas i skogen utan bara kapas till längder som passar den fortsatta transporten.

%- 40km g..-j_ man ___—___. mill

wåå am % 40km

Fig 6:1 Transportsystem för uttag av trädrester.

Bränsleförbrukningen för de skogsmaskiner (skotare, flisare) som används vid ut- tag av trädrester är hög räknat per energimängd uttaget bränsle. Dieselförbruk- ningen i samband med uttag och flisning är flera gånger högre än för den efterföl- jande transporten till användaren. Detta beror framför allt på:

* Dåligt lastutnyttjande. * Högre bränsleförbrukning vid terrängtransport. * Flisningen kräver mycket energi.

Emissionema för en skogsmaskin (200 kW dieselmotor) som tar ut 20 m3s per timme och har en bränsleförbrukning på 30—40 1 per timme blir enligt tabell 6:1

Tabell 6:1 Emissioner för bränsleuttag och flisning. Källa: SNV 3756.

Osäkerheten i dessa siffror är stor, men det står ändå klart i den jämförelse som görs i avsnitt 6.4 att emissionerna från skogsmaskiner i samband med bränsle- uttag utgör en väsentlig del av de totala emissionerna i samband med produktion av biobränslen.

Energiskog

Det finns två huvudmetoder för skörd av energiskog. Antingen sker flisningen di- rekt vid skörden med en kombinerad skörde- och flisningsmaskin eller också sepa- rat vid avlägg.

Energiskogsodling kräver insatser av fossilt bränsle för:

Anläggning, skötsel Avverkning Intern transport Flisning

***-)(-

Enligt uppgifter från SLU blir gieselförbrukningen för metoden med separat flis- ning på avlägg omkring 2,7 l/m s.

Den kombinerade skörde- och flisningsmaskinen ger betydligt lägre dieselförbruk- mng.

Wiååmla &!

,- ., ! !.rl

"" :$ $ [& 40km &

Figur 6:2 H uvudmetoder för skörd och transport av energiskog.

Baserat på emissionsdata från SNV blir emissionerna för odling och skörd av energiskog räknat per producerad MWh flis som tabell 6:2 visar.

21.313 ».

Tabell 6:2 Emissioner från fossilt bränsle vid odling, skörd och flisning av energiskog.

Rörflen

Rörflen kan skördas antingen på sommaren eller på våren. Vårskörd av rörflen är en ny teknik som är under utveckling. Vårskördad rörflen ger mindre avkastning räknat som ton TS per hektar, men är i gengäld ett torrare och bättre bränsle som kräver mindre efterbehandling. Sommarskördad rörflen har en högre fukthalt och kräver därmed mer torkning. Följande moment kräver insatser med fossilt bräns- le i samband med odling och sommarskörd av rörflen.

J ordbearbetning och sådd. Skörd. Vändning av materialet vid fälttorkning. Strängläggning. Uppsamling och balning.

***-**

JTI har uppskattat behovet av fossilt bränsle för dessa moment till 60-70 liter bränsle per hektar och år. Det motsvarar ca 1,6 liter diesel per producerad MWh rörflensbränsle. Baserat på emissionsdata för traktorer från SNV blir utsläppen för odling och skörd av rörflen som tabell 623 visar.

Tabell 6:3 Emissioner av fossilt bränsle i samband med odling och skörd av rör flen, räknat per MWh producerat bränsle.

Hahn

Halm är en restprodukt från spannmålsodling och ger en avkastning av 2,5—3 ton TS per hektar och år. Den extra insats som går åt för att tillvarata halmen är för- hållandevis liten jämfört med andra energigrödor. De enda moment som kräver insatser av fossilt bränsle är bärgning och interna transporter. JTI har uppskattat att dieselförbrukningen för dessa moment är omkring 10 liter/ha, år. Det motsva- rar ca 0,7 liter diesel per producerad MWh halmbränsle. Baserat på emissionsda- ta för traktorer (SNV) blir utsläppen för tillvaratagande av halm som tabell 6:4 vi- sar.

Tabell 6:4 Emissioner av fossilt bränsle vid tillvaratagande av halm..

6.2. Transport av biobränslen

Miljöproblemen i samband med transport av biobränslen är i huvudsak förknippa- de med emissionerna från transportfordonen. Dessa emissioner härrör från diesel- olja. I det här avsnittet görs en kvantifiering av emissionerna som sedan ställs i relation till övriga emissioner för bioenergikedjan. En total emissionsjämförelse görs också mellan biobränslekedjor och motsvarande fossilbränslekedjor.

Flis från trädrester och energiskog

Trädrestema flisas i de flesta fall direkt på hygget eller vid avlägg. Därefter transporteras flisen vidare med containerfordon eller flislastbil.

Ett containerfordon ed tre containrar fraktar normalt 90 m3s flis. En flislastbil fraktar upp till 120 m 8. Containerfordonen är mer flexibla.

Energiskog kan transporteras antingen som flis eller som lösa skott. Vid flis- transport används lämpligen containerfordon. Vid transport av lösa skott kan trä- drestfordon eller rundvirkesfordon användas.

Figur 6:3 Flisfordon.

Halm och stråbränslen

Stråbränslen transporteras i form av balar med traktor eller lastbil. Traktor är att föredra om transportavstånden är under 3-3,5 mil. Vid halmbärgning domine- rar rundbalar och högdensitetsbalar. JTI uppger transportkapaciteten per lass till:

Traktor 9 ton/lass Lastbil 14 ton/lass

Emissioner från tunga dieselfordon

Emissionema från tunga dieselmotorer beror på motortypen och om fordonen har avgasrening med partikelfilter och katalysatorer. Tabell 6:5 anger emissioner för några generationer av tunga lastfordon.

Tabell 6:5 Emissioner från tunga dieselmotorer (g / kWh axeleffekt). Källa: Ekelund 1990.

Andra källor uppger liknande emissionsdata. För kvantifiering av emissionerna vid transport av biobränslen har i den här studien "dagens miljömotor" antagits vara representativ för 90-talets fordonsflotta.

Transporter av fossilt bränsle sker i huvudsak med fartyg. Nedan anges typiska emissioner för fartygstransport. Uppgifterna är baserade på 4-takts dieselmotor och 80% last.

Tabell 6:6 Emissioner vid fartygstransport (g/ ton km). Transportavstånd

Emissionerna från fordon i samband med transport av biobränslen är beroende av avståndet. Avståndet är beroende av upptagningsområdet som i sin tur är beroen- de av värmeverkets storlek. Här ges några exempel.

Tabell 6.7 Emissioner vid transport av flis.

6.3. Lagring

Biobränslen skördas eller tas ut vid tidpunkter som inte alltid följer växlingarna i energibehov. Bränslet behöver ofta lagras under längre eller kortare perioder.

Bränslet påverkas under lagringen genom kemiska och mikrobiella processer som bryter ner materialet. Med vilken hastighet och hur nedbrytningen sker, beror av lagringsförhållandena. Vid lagring under en längre tid kan en del substansförlus- ter uppstå. Nedbrytningen beror av lagringstiden, mängden upplagrat material,

materialsammansättning och fukthalt vid uppläggning. Det är framför allt under den första lagringsveckan som nedbrytningen är störst. Energiförändringen hos det lagrade materialet beror av nedbrytningen (substansförlusten) och fukthalts- minskningen. Tabell 6:8 ger några exempel.

Tabell 6:8 Energiförändring och systemförlust vid lagring av hyggesrester i det fria. Källa: Trädbränsle 1987.

Biobränslen har ofta en hög fukthalt efter uttag. Bränslevärdet hos materialet för- sämras om fukthalten är hög. Med ett torrt bränsle blir förbränningen effektivare, vilket medför att föroreningshalten i förbränningsgasen minskar. Det kan därför vara ändamålsenligt att lagra materialet.

Bränslets fukthalt i början av lagringstiden har mycket stor betydelse för tempe- raturutvecklingen och substansförlusten. Vid lagring av flis gäller att vid fukthal- ter under 35% blir substansförluster och temperaturstegring låga, men vid fukt- halter över 40% blir de betydligt högre.

Om bränslet får torka utomhus krävs en lång lagringstid för att få ner fukthalten. Känsligheten för regn är dessutom stor. Hyggesrester torkar från ungefär 55% fuktighet i januari-mars till 40% i juni. I augusti börjar hyggesrestema bli fukti- gare och i november kan fukthalten vara 50%.

En billig lagringsmetod vad gäller träbränsle är lagringi välta. Bränsleti form av hela grenar får torka på hygget eller skördeplatsen. Fördelarna är att den luftiga uppläggningen av bränslet tillåter luften att ventilera vältan som därmed torkar. Detta leder till att tillväxten av mikroorganismer och därmed nedbrytningen min- skar. För att skyddas mot regn kan vältan täckas med papp.

Under lagringen ökar värmen i det lagrade bränslet på grund av den aktivitet som pågår i materialet. Mikroorganismer bidrar till temperaturstegringen i inter- vallet 0-70 oC. Vid ogynnsamma förhållanden kan temperaturen bli så hög att ma- terialet självantänder under inverkan av kemiska hydrolyseringsprocesser. Fakto- rer som inverkar på risken för självantändning är materialets fukthalt och syre- tillgång, mängden upplagrat material samt närvaro av pyrofora metaller (funge- rar som katalysatorer). En hög permeabilitet hos det upplagrade materialet med- för en bra genomluftning och bortventilation av den värme som bildas. Permeabili- teten ökar med större och jämnare bränslebitar.

Vid lagring under förhållanden där självantändning är möjlig finns risk för brand och explosioner. Det är viktigt med kontroll av lagringsutrymmen. Om brandrisken är stor bör inte materialet lagras under längre tid. Lagringsutrym- met bör tömmas med jämna mellanrum.

Träbränslen avger terpener och isoprener under lagringen. I bark och kvistved är halten av terpener högre än i trädets stamved. En större yta per volymsenhet, till exempel i samband med flisning, ökar avdunstningen av terpener. En flisstack som lagras i en vecka emitterar cirka fyra procent av sitt ursprungliga terpenin- nehåll.

Det kan ibland vara en fördel att låta bränslet lagras för att bli av med en så stor mängd terpener som möjligt innan torkning i torkanläggning. I en torkanläggning kan det annars bli problem med för stora koncentrationer av terpener. Flis från lövträd avger isoprener vilka kan påverka den marknära ozonbildningen. Detta är emellertid inte helt utrett och kvantitativa data saknas.

Lagring av halm kan ske utomhus med övertäckning på samma sätt som trä- bränslen, men bör helst ske inomhus. De rektangulära högdensitetsbalama är väldigt känsliga för nederbörd medan rundbalar är mer motståndskraftiga mot nederbörd.

Vattenhalten i halm får maximalt uppgå till 18 procent vid lagring. Då är risken för mikrobiell verksamhet inte så stor. Vid skörd kan halm innehålla en vatten- halt mellan 15 och 60 procent. Halm kan ibland fälttorka, men vissa gånger är det nödvändigt att använda en tork för att få ett lagringsdugligt bränsle.

En fördel med självtorkning av halm är att regn lakar ur kloridjoner ur bränslet. Halm har en kloridhalt på ca 0,35 % av totalvikten. Enligt danska undersökning- ar kan den minskas till 0,13 % av halmens totalvikt.

Halm kan också lagras i form av briketter och pellets med en fukthalt på endast 12-15 procent. De är dock mycket fuktkänsliga och sväller om de kommer i kon- takt med vatten.

Trä kan också lagras i form av briketter eller pellets. Fördelen är att mikroorga- nismer inte förökas i det torra materialet. Problemet med mögelsvamp och fort- satt nedbrytning upphör. Bränslet tar också mindre plats. Däremot är brandris- ken mycket hög. Träbriketter dammar och kan dessutom vara svåra att släcka om de börjar pyra.

6.4. Totala emissioner från två hanteringskedj or

Förbränning av biobränslen ger inte något nettotillskott av svavel eller koldioxid till atmosfären. Övriga emissioner från biobränsleförbränning väntas också kunna hållas på en låg nivå om rätt förbrännings- och reningsteknik används. Men bio- bränsleanvändning kräver också transporter och hantering där fossilt bränsle för- brukas. I det här avsnittet görs en kvantifiering av de totala emissionerna för bio- bränslekedjan för två typfall. Emissionerna redovisas för tre steg i biobränsleked- jan:

1. Emissioner från skogsuttag/odling/skörd. 2. Emissioner från transporter av bränsle och aska. 3. Emissioner från förbränning.

Biobränslenas miljöpåverkan bör också ses i perspektiv av de alternativa fossila bränslenas miljöpåverkan. Nedan görs en jämförelse mellan de två typfallen för biobränslen med motsvarande anläggningar eldade med fossilt bränsle. För en noggrann beskrivning av typfallen hänvisas till kapitel 7.

'Iypfall C är en 40 MW anläggning av typen cirkulerande fluidbädd. En beskriv— ning av anläggningen finns i kapitel 7. Tabellen nedan ger en bild av de totala emissionerna för en biobränslekedja baserad på den anläggningstypen.

Emissionema för odling och skörd av energiskog och för uttag av trädrester är relativt höga. NO -emissionema för dessa utgör ca 30% av den totala NO emissionen för hela biobränslekedjan. Vid skogsbränsleuttag beror detta på ett dåligt lastutnyttjande av fordonen. Fordonen som används till uttag av av- verkningsrester har också högre specifika emissioner. Det beror på att de svenska avgaskraven hittills gällt för vägtrafiken.

Emissionema från transport av biobränslen är små jämfört med de totala ut- släppen för hela biobränslekedjan. NDX—emissionen är under 10% av den tota- la emissionen.

En jämförelse av Typfall A (4,5 MW) med en motsvarande oljeeldad anlägg- ning visar skillnader i framför allt tre emissionstyper. Stoftutsläppen blir högre i den biobränsleeldade anläggningen beroende på att endast enkel stoft- reningsteknik har antagits för anläggningen. Detta går att åtgärda om bättre stoftrening införs. Nettoutsläppet av CO förbiobränslekedjan är endast om- kring 4% av motsvarande fossilbränslekeåjä Aven svavelutsläppen är små för biobränslekedjan, 8-9% av fossilbränslekedjan om E05 antags vara bränslet.

En jämförelse av Typfall C 40 MW med en motsvarande koleldad anläggning visar på liknande resultat som fall A.

Tabell 6:9 Emissioner för en 40 MW biobränslekedja utryckt i procent av vad motsvarande fossilbränslekedja skulle ge.

6.5. Energibalans för två hanteringskedjor

Hur stor del av biobränslenas energiinnehåll blir till nyttig energi i Värmeverket? Det är en återkommande fråga i biobränslesammanhang. Hantering av biobräns- len kräver energiinsatser för en rad moment, t ex skogsuttag/skörd, flisning och transport. Dessutom åtgår en del energi internt vid Värmeverket för transportörer och dylikt. Energiåtgången beror av lokala förhållanden och av vilken typ av bio— bränsle som väljs. Den inledande frågan belyses bäst genom ett par räkneexem- pel. Räkneexemplen är baserade på typanläggning A och C som definieras i kapi- tel 7.

Typexempel A är ett 4, 5 MW värmeverk med energiskog som bränsle. Bränsleåt- gången är beräknad till 29 000 m3 8 flis per år vilket ger en värmeproduktion av 18 GWh per år. Detta genererar 335 st transporter av bränsle och aska. Den m- tema energiförbrukningen vid Värmeverket antas vara 2%.

Typexempel C är en 40 MW CFB— —panna som eldas med avverkningsrester. An- läggningen förbrukar årligen 237 000 1113 s bränsle vilket genererar 2730 transpor-

ter av bränsle och aska. Energiförbruknin en vid uttag och flisning av avverk- ningsrester har antagits vara 1,5 l diesel/m s flis. Den interna energiförbrukning— en vid förbränningsanläggningen antas vara 2%.

Resultatet av ovanstående beräkningar för två typiska biobränslekedjor visar att omkring 5-7 % av den producerade nyttiga värmeenergin går åt internt i bränsle- kedjan till och med värmeproduktionen i Värmeverket.

6.6. Referenser

Axenbom Å, Kristensen D, Praks 0, 1991, Halm som bränsle för framtida elpro- duktion - en sammanfattning av dagsläget, Vattenfall FUD-rapport 44 U(B)

Brunberg Bengt, Tillvaratagande av skogsbränsle som träddelar och slutavverk- ningsrester, Vattenfall Bioenergi U(B) 1991/17

Ekelund Mats, Drivmedel från källa till användare. Vattenfall Utveckling AB, U(G) 1990/63

Nilsson Daniel, Bärgning, transport, lagring och förädling av halm till bränsle, SLU rapport 150, 1991

Nyrén C, 1992, Miljöeffekter vid torkning av biobränsle, Examensarbete vid Miljö- vårdscentrum, KTH

Sjöfartens miljöeffekter- En inventering med förslag till åtgärder, Sjöfartsverket, 1990

SNV 3756, Luftföroreningar från arbetsfordon, 1990

Staland P, et al, Transportsystem för biobränslen, Vattenfall FUD-rapport 1991/53

Trädbränsle 1987 - Teknikläget idag. Statens Energiverk, 1987

Törnqvist T, Jirjis R, 1990, Bränsleflisens förändring över tiden - vid lagringi sto- ra stackar, Sveriges Lantbruksuniversitet, rapport 219

7. TEKNIK OCH EMISSIONER VID FÖRBRÄNNING OCH FORGASNING

7.1. Energiomvandling ur biobränsle

Den kemiskt bundna energin i biobränslen finns till största delen i de kemiska bindningarna i bränslets cellulosa och lignin.

Förbränningsreaktionema är snabba oxidationsreaktioner med syre, vanligen hämtad ur luft. De omvandlar kemiskt bunden energi till värme i förbränningsga- sen. Denna värme överförs i pannan till vatten som hetvatten eller ånga.

Förbränningen sker i steg. Bränslet uppvärms och torkar. Därefter avdrivs flykti- ga kolväten som antänds och brinner. Den sista resten av bränslet utgörs av kol som långsamt brinner färdigt.

Vid förgasning väljer man att låta torkning och avdrivning av kolväten ske i en så gott som syrefri atmosfär. Man eftersträvar att skapa en så energirik brännbar gas som möjligt. En av de främsta fördelarna med förgasning av biomassa är att den rest som inte förgasas, charen, kan användas till att driva processen. Så sker i en fastbäddsreaktor då charen hamnar längst ner mot rosten samt i en cirkule- rande fluidbädd då charen återförs till reaktorbotten och förbränns.

Bränngasen eldas i direkt anslutna bräimare eller kan kylas och avfuktas för att transporteras till separat förbränning. Förgasningen i synnerhet, men också för- bränningen ger upphov till en mycket stor mängd organiska föreningar som inte finns i bränslet. Förutom kolmonoxid, väte och lätta kolväten som metan, etan och propan uppstår organiska föreningar med hög kokpunkt som kondenserar vid kylning av gasen. Dessa brukar kallas tjära och innehåller bl a ett mycket stort antal aromatiska kolväten och substituerade aromatiska föreningar med klor, svavel och kväve. 7 .2 Förbränningsanordningar

I dagsläget eldas biobränslen huvudsakligen i tre typer av förbränningsanord- ningar.

Rost

Pulvereldning

7.3. Förgasning

Förgasning har sitt främsta intresse kopplat till elproduktion och till massaindus- trins behov av bränsle till mesaugnar. En bränngas som kyls så att den blir fukt- fri och som renas från partiklar kan eldas i motorer, gasturbiner eller pannor på ett eEektivare sätt än biobränslet självt.

Förgasningen utnyttjad på detta sätt kräver att rågasen renas från tjära, stoft, al- kalimetaller och kväveinnehållande ämnen som ammoniak. Tjäran kan man bry- ta ner, "kracka", termiskt eller med hjälp av katalysatorer. Stoft samlas upp på filter efter viss kylning av gasen vid denna kylning fastnar också alkaliemetaller- na i stoftet. Ammoniakreningen är mer komplicerad och kräver vidare studier.

Både Vattenfall och Sydkraii: arbetar med utveckling av trycksatt förgasning av biobränslen. Sydkraft har påbörjat utbyggnad av en demonstrationsanläggning 1 Värnamo. Vattenfall arbetar med förberedelser för en 160 thh demonstrations- anläggning. I båda fallen är slutmålet trycksatt biobränsleförgasning med elpro- duktion 1 kombicykel. Motivet för trycksatt förgasning och kombicykel är de goda möjligheterna till hög verkningsgrad för elproduktion, både vid kombinerad el- och värmeproduktion (kraftvärme) och enbart elproduktion (kondens).

Emissionema från denna anläggningstyp väntas bli låga även om detta ännu inte är verifierat med mätdata. Förbränning i gasturbin ställer krav på en ren brärmgas varför stoftutsläppen från anläggningen blir försumbara. Utsläppen av kolmonoxid och oförbrända kolväten väntas också bli låga. Svaveldioxidemissio- nerna blir låga eftersom biobränslen generellt innehåller låga halter av svavel. Förbränning av lågvärdig gas med ny gasturbinteknik förväntas ge små utsläpp av kväveoxider. Det råder dock en viss osäkerhet om emissionsnivån innan kvan- titativa mätningar är genomförda. NO x—bildningen antas framför allt härstamma ifrån bränslets kväveinnehåll. Om emissionskraven är hårda kan eventuellt ex- tern NO X—rening bli nödvändig.

7.4. Bestämmelser och riktvärden för utsläpp

Det regelsystem som gäller för biobränsleanläggm'ngar är inte enhetligt. Därför uppvisar enskilda anläggningar mycket stora skillnader i sina utsläpps- och vill- korsprofiler.

Ofta har exempelvis cellulosaindustrins bark- och fliseldade pannor lindrigare villkor än värmeverkens. För stoft kan detta innebära att en stor industripanna tillåts släppa ut 500 mg/m3 n torr gas medan ett värmeverk endast tillåts ha stoft- utsläppet 35 mg/m3 11. Det biobränsle som eldas 1 anläggningar med avfallsvillkor får inte släppa ut mer stoft än 20 mg/m3n.

- För de minsta ugnsstorlekarna tillämpas typgodkännande enligt Plan- och bygglagen (PBL).

- För anläggningar mindre än 10 MW föreligger endast anmälningsplikt till kommunens miljö- och hälsoskyddsnämnd.

- Tillståndsprövningen för den enskilda anläggningen enligt miljöskyddslagen sker hos länsstyrelsen för anläggningar mellan 10 och 200 MW.

- Större anläggningar prövas av koncessionsnämnden för miljöskydd.

För biobränsleeldning finns idag riktlinjer för stoitutsläpp utfärdade av Natur- vårdsverket.

Tabell 7:1 Riktvärden för sto/iutsläpp (mg/m n torr gas 13% CO2).

Riksdagen angav 1991 riktlinjer för kväveoxidutsläpp. Riktlinjema är inte bränslespeciiika utom för kol. De sammanfattas i följande tabell 7:2.

Tabell 7.2 Riktlinjer för kväveoxidutsläpp.

7 .5 Begränsning av utsläpp

Förbränningskontroll

Biobränsleeldning sker idag vanligen utan generella krav på förbrämnngskontroll. Genom den miljöavgiti: på utsläpp av kväveoxider som införts 1992 kommer emel-

lertid många pannenheter med mer än 10 MW bränsleeffekt att förses med funge- rande mätsystem som gör det möjligt att mäta, styra och reglera förbränningen.

Detta förhållande kommer säkert att leda till minskade NOx-utsläpp. Det är där- emot inte givet att utsläppen av C0 och organiska mikroföroreningar hålls på en låg nivå.

För det biobränsle som eldas i avfallspannor är riktvärdet att CO-halten inte bör överstiga 100 ppm i syfte att hålla utsläppet av organiska föroreningar lågt.

Biobränsleanläggningar mindre än 10 MW har vanligen endast mätning av 02- halt. Luftflödena mäts ibland, men förbränningskontrollen är begränsad.

Utsläppet av organiska föreningar avgörs av förbränningskvaliteten. Tabell 7:3 visar skillnaden mellan utsläpp av några föreningar och ämnesgrupper vid dålig respektive kontrollerad förbrämring.

Tabell 7:3 Utsläpp av några typer av organiska föreningar. Källa: SP Energiteknik, STEV-projekt nr 276-514-1.

Jämförelsen mellan bra och dålig förbränning i tabellen avser inte att redovisa absoluta värden. Varje anläggning har ett mycket brett intervall av föroreningar beroende på driRsätt vid mättillfället.

Kväveoxider

Kväveoxider eller NOx är samlingsnamnet för

- NO - kvävemonoxid - N02 — kvävedioxid

NDX-utsläpp omräknas alltid till N02 trots att utsläppet i skorstenen till huvud- delen utgörs av NO.

Dessutom finns flera andra kväveoxider som inte räknas in i NOx-halten, t ex lustgas N20.

Tabell 7:4 visar typiskt intervall för NOK-bildning för skilda bränslen och förbrän- ningsanordningar.

Tabell 7:4 Kväveoxidbzldnlng för olika förbränninstekniker.

Genom drifttekniska åtgärder är det möjligt att reducera NDX-bildningen till ni- vån 100 mg/MJ för rosteldade anläggningar. För FB-pannor kan nivån sänkas ner mot 50 mg/MJ . För att säkerställa lägre NO -uts1äpp fordras införande av rening- steknik som selektiv katalytisk rening (8015 eller selektiv icke katalytisk rening (SNCR). Båda dessa tekniker utnyttjar dosering av ammoniak eller urea till rök- gasen för att uppnå NDX-reduktion. Det fordras därmed noggrann processkontroll för att undvika utsläpp av tillsatserna.

Stoft

Vid förbränning av fasta bränslen följer alltid partiklar med rökgasen genom pan— nan. Dessa utgörs av'dels sotpartiklar- ofullständigt förbränt organiskt material - dels av askpartiklar vilka innehåller mineral och tungmetallorn'der. Partikelmäng— den är beroende av bränslets sammansättning, konstruktionen av eldningsutrust- ningen och förbränningskvalitén. Stofthalten som följer med rökgasen till omgiv- ningen är därmed en funktion både av dessa faktorer och av den reningsutrust- ning som används. Den kan bestå av cyklonavskiljare, textila spärrfilter eller elektrofilter. Även våtskrubberanläggningar kan användas men de är mycket sparsamt utnyttjade för detta ändamål 1 Sverige. I bilaga 5 ges en närmare be- skrivning av stoftavskiljare.

Cykloner

I cyklonavskiljare utnyttjas dynamiska krafter för avskiljning av partiklar. Tekni- ken är enkel och driftsäker. Garantier på rengashalter lägre än 300 mg/m3 n läm- nas endast 1 undantagsfall.

Spärrfilter

Textila spärrfilter är en gemensam benämning på slangfilter, kassettfilter mm. Det avskiljande materialet är vanligen en duk utformad som väv eller nålat fiber- material.

Rökgasen som leds genom filterduken måste vara fri från glödande partiklar. An- nars förstörs funktionen. Stoftpartiklarna i rökgasen avskiljs i filtermaterialet och i den filterkaka som utbildas av partiklarna. Filterduken rensas periodiskt genom skakning, returluft eller tryckluRspulser.

Stoftavskiljningen i ett texth spärrfilter är normalt oberoende av stofibelastning- en och sto oåtets kornstorlek. Stoftmängden som penetrerar uppgår till mindre än 10 mg/nm så länge filterduken är intakt.

Elfilter

Elektrofiltret är den avskiljare som länge varit dominerande då låga stoftutsläpp eftersträvats. Elfiltret är mycket driftsäkert men avskiljningsgraden är kraftigt beroende av rökgashastighet och stoltets sammansättning. För att säkerställa ett litet stoftutsläpp måste dimensioner-ingen ske eRer det ogynnsammaste driftfallet som kan vara aktuellt för anläggningen.

Metallutsläpp

I avsnitt 3.3 redovisas innehåll av mineraler och tungmetaller i olika biobränslen. Vid förbränningen oxideras huvuddelen av dessa till oxider som delvis matas ut med bottenaskan. Beroende av eldningsanordning och driftsätt följer en andel av askan med rökgasen genom pannan s k flygaska. Flera spårämnen speciellt, kvicksilver, arsenik, kadmium, bly och zink förgasas till stor del vid förbränning- en. Vid rökgasreningen avkyls och kondenserar de på främst flygaskans minsta partiklar. Efter pannan, vid en rökgastemperatur lägre än 2000C, är huvuddelen av tungmetallerna bundna till partiklarna. Det är endast kvicksilver som till hu- vuddelen återfinns i ångform.

Tungmetallutsläppet från biobränsleeldning kan därmed endast anges som typ- värden med ett brett intervall. Tabell 7:5 visar sådana typvärden hämtade från SNV PM 1708.

Tabell 7:5 Metallutsläpp, ug/ MJ.

För kvicksilver gäller i princip att bränslets hela kvicksilvermängd avgår med rökgasen från anläggningen. Möjligen ger textila spärrälter en mätbar avskiljning om stoftet innehåller oförbränt material.

7.6. Typanläggningar

För att åskådliggöra utsläppen från biobränsleeldning har fyra verkliga anlägg- ningar valts som beräkningsexempel.

A Fast snedrost 4.5 MW B Rörlig rost, 12 MW C Cirkulerande fluidbädd, 40 MW D Cirkulerande fluidbädd, 165 MW

De valda exemplen är anläggningar för värmeproduktion. Anläggning D har även elproduktion. Samtliga exempel representerar 1980-talets tekniknivå.

Beräkningar av utsläppen baseras på mätdata dels från kontinuerliga mätningar, exempelvis prestandaprov och periodiska besiktningar, dels erfarenhetsmässiga

bedömningar.

Anläggningsbeskrivningar

Jämförelsegrund

Jämförelsen av anläggningamas miljöpåverkan sker mot bakgrund av att samma bränsle utnyttjas samt att de drivs vid nominell effekt under 4 000 timmar per år.

Bränslet utgörs av flis med följande data

Tabell 7:6 Bränsledata.

Transporterna av bränslen och restprodukter antas ge proportionell påverkan i form av buller, damm och avgaser.

Rökgasutsläppen beräknas med nedan redovisade emissionsfaktorer.

Bränsleförbrukning

För varje anläggning beräknas bränsleförbrukningen med den för anläggningen representativa verkningsgraden.

Tabell 7:7 Tfypanläggningarnas bränsleförbrukning Restprodukter

Mängden restprodukter beror dels av bränslemängd, dels av askans halt av oför- bränt material och fukt.

I tabell 7:8 nedan redovisas de beräknade restproduktmängderna (i form av fuktig aska) för de fyra beräkningsaltemativen. I de beräknade mängderna ingår både bottenaska och avskilt stoft från rökgasreningen.

Tabell 7:8 Askproduktion. Transporter

Det stora transportbehovet orsakas av gränsleleveransen. Lastvolymen för varje flistransport med släp har satts till 90 m .

Asktransporter sker med lastbil som tar 10 ton.

Tabell 719 nedan visar det årliga transportbehovet av bränsle och aska. I tabellen ges också medeltransporter per dygn.

Tabell 7:9 Transportbehov.

Utsläpp till luft

Damning från hanteringen av bränsle och aska ger ett bidrag till luftbelastning- en.

Bränsle- och askhanteringsutrustningen är utformade så att de inte bidrar med störande damning. Påverkan beräknas vara proportionell mot antalet transporter. Se tabell 7:9.

Utsläppen med rökgasen är för stoft och därmed metaller beroende av verknings— grad och typ av stoftavsln'ljare. Kväveoxidutsläppen i här aktuella anläggningar beror enbart av förbränningstekniken. Under huvuddelen av drifttiden är utsläp- pen av organiska föroreningar och CO låga men vid tillfällen med oregelbunden drift sker tillfälliga utsläpp av betydelse.

Emissionsfaktorer för de reglerade utsläppen av stoft, svavel och kväveorn'der ges i tabellen nedan.

Tabell 7:10 Emisswnsfaktorer.

De emissionsfaktorer som har valts för de olika alternativen bedöms vara genom- snittsvärden för en driftsäsong. Med ledning av emissionsfaktorerna och den år- liga bränsleförbrukningen kan det totala årsutsläppet beräknas. Årsutsläppen har sammanställts i tabell 7:11.

Bränsleenergi Årsutsläpp av

- stoft - kväveoxider

svavel

Tabell 7:11 Årsutsläpp.

Då energiproduktionen självfallet är högre vid anläggningar med större effekt kan årsutsläppen inte direkt jämföras med varandra. I tabell 7:12 redovisas utsläppen per producerad energimängd.

Tabell 7:12 Utsläpp per producerad mängd nyttig energi. Metaller

Utsläppet av tungmetaller är direkt relaterat till stoftutsläppet. Enligt tabell 7:12 ovan är stoftutsläppet för anläggningen B, C och D lika eller 60 kg/GWh. För an- läggning A med småcyklonaggregat är stoftutsläppet 867 kg/GWh.

Emissionsfaktorn för några metaller blir därvid enligt tabell 7:13.

Tabell 7:13 Emissionsfaktorer för metallutsläpp (g/ GWh).

Med ovan redovisade emissionsfaktorer och ärlig energiproduktion erhålles följan- de årsutsläpp av metaller.

Bilaga 2 Anläggning A B C D Enhet Energiproduktion 18 Årsutsläpp - Arsenik 0.8 0 0 0.1 kg - Kadmium 0.6 0 0.1 0.5 " - Koppar 2.3 0.8 2.6 10.4 " - Krom 1.7 0.4 1.3 5.2 " - Mangan 125 11 35 144 " - Nickel 0.1 0.2 0.6 2.6 " - Bly 86 1.7 5.8 24 " - Zink 133 16 51 211 " - Vanadin 1.6 0.4 1.3 5.2 "

Tabell 7:14 Årsutsläpp av metaller (kg/år). Organiska föroreningar

Utsläppen av kolmonoxid och organiska föroreningar är inte beroende av bränsle eller anläggning. Avgörande är istället hur stor frekvensen av okontrollerad för- bränning är. Det är sannolikt att obemannade anläggningar ger väsentligt större utsläpp men det kan inte dokumenteras. Använder vi de emissionsfaktorer som redovisas i tabell 7:3 och anger dem i relation till nyttig energi blir utsläppen en- ligt tabell 7:15.

Kontrollerad Dålig Enhet förbränning förbränning

CO Metan

Eten Fenol Bicykliska ämnen PAH

Tabell 7:15 Utsläpp av organiska föreningar. Även om andelen drifttid med dålig förbränning är kort kan den ge markanta bi- drag till totalutsläppet. För att åskådliggöra betydelsen av detta anges hur medel- utsläppet beror av andelen tid med dålig förbränning.

Tabell 7:16 Specifikt utsläpp av organiska föreningar som funktion av andelen tid med dålig förbränning. *

Det finns endast ett fåtal mätningar från biobränsleeldade anläggningar som vi- sar betydelsen av förbränningskvaliteten och utsläppet av kloraromater.

Mätresultat från anläggning C kan tjäna som åskådliggörande exempel på både betydelsen av bränslekvalitet och förbränningskvalitet. Mätningen är gjord vid 25 MW last.

Tabell 7:17 Mätresultat från anläggning C.

* med ut3 avses m3 norm torr gas vid 10% 002 ** TCDD-ekvivalenter enligt Eadons modell

s. OMGIVNINGSPÅVERKAN VID FÖRBRÄNNING OCH FORGASNING

Förbränning av bränslen för energiproduktion medför att en mängd ämnen släpps ut till omgivande luft, mark och vatten. Flera av dessa ämnen kan ge negativa ef- fekter på miljö och hälsa.

Vid förbränning av biobränslen emitteras i stort sett samma ämnen som vid an— vändning av fossila bränslen. Det är framför allt kväveorn'der, svaveldioxid, parti- klar, koloxid och kolväten som förtjänar närmare uppmärksamhet. Värt att note- ra är dels att svavelhalten är lägre i förbränningsgasen från biobränslen än från fossila bränslen, dels att detta svavel inte representerar ett nytillskott för miljön. Kolmonoxid och kolväten kan vara ett problem i framför allt små anläggningar.

8.1. Luftföroreningar

För att skydda mot hälsoeffekter av luftföroreningar och andra ämnen har Natur- vårdsverket fastställt riktvärden d v s hur höga halter som kan tillåtas i områden där människor vistas. Korttidsmedelvärden ska skydda mot akuta irriterande ef- fekter medan långtidsmedelvärden ska skydda mot föroreningar som kan ge ska- da på lång sikt. Percentiler anges ofta och innebär att halterna bör understiga ett visst värde en viss andel av tiden. Vid angivelse av 98-percentil bör riktvärdet un- derskridas under 98 procent av tiden, men under 2 procent av tiden (högst 88 tim- mar per halvår för timmedelvärdet) får man acceptera att det överskrids. Det kan ske vid till exempel ogynnsam väderlek då ett inversionsskikt ligger som ett lock över marken.

För en del ämnen som inte har riktvärden har IMM (Institutet för miljömedicin) rekommenderat gränsvärden. Vidare har ECE (FN:s ekonomiska kommission för Europa) fastställt kritiska haltnivåer för några luftföroreningar med hänsyn till effekter på växtlighet. (Se "Effekter på människa och växter")

En övergång från individuell uppvärmning till fjärrvärme i större anläggningar medför en betydande miljöförbättring vad gäller luftföroreningar, oavsett vilket bränsle som används. Det framgår av undersökningar som gjorts bland annat in- om projekten Kol-Hälsa-Miljö och N aturgas-Hälsa-Miljö.

En väl fungerande förbränning och rökgasrening är avgörande för vilka mängder och momentana halter av miljö- och hälsofarliga ämnen som släpps ut. Lokalt har även skorstenens höjd en stor betydelse för halterna i luften. Detta innebär att stora anläggningar har goda chanser att klara riktvärden och kritiska haltnivåer, medan mindre anläggningar inte har samma förutsättningar.

Nedan ges ett exempel på koncentrationer i utomhuslufi; i förhållande till SNVs riktvärden och bedömningsgrunder samt IMMs förslag till gränsvärden. J ämförel- sen gäller tre biobränsleeldade anläggningar av olika storlek. Den ena anlägg- ningen är ett kraftvärmeverk med en tillförd effekt på 140 MW där spridningsbe- räkningar genomförts på ämnen enligt nedan. För de mindre anläggningarna (2 respektive 4,5 MW) har erfarenhetsmässiga överslagsberäkningar på luftkoncen- trationer gjorts från uppmätta data. Anläggningen på 4,5 MW beskrivs även i ka- pitel 7.

Anläggningsbesk rivning och förutsättningar:

52 Fastbränslepanna (140 MW): Ett kraftvärmeverk med biobränsleförgasning och kombi- ,; cykel som eldas med sågverksavfall, avverkningsrester och energiskogsflis. Skorstenen är 70 _ meter hög.

;: Fastbränslepanna (4,5 MW): Fastbränslepannan består av en fast snedrost för fliseldning .. och har en skorstenshöjd på 50 meter. '

Fastbränslepanna (2 MW): Pannan består av en rörlig planrost som eldas med träbriket- j_»: _? ter. Slutförbränningen fungerar dåligt. Skorstenen är 20 meter hög.

Årligt utsläpp ( vid drift ca 5000 timmar per år):

Fastbränslepanna Fastbränslepanna Fastbränslepanna 140MW 4,5 MW 2 MW ton/år (m J) ton/år (m J) ton/år (m )

Svavel 25 (10) 0,8 (10) 0,4 (10) Kväveoxider 130 (50) som) 1,3 (36) i; Stoft (25 (10) 16 (200) 3,6 (100) ,; Knloxid _ 0,8 (10) 170 (4700) Eten - 0,004 (0,05) 4,3 (120)

InomIMMPåg,

Det bör observeras att värdena representerar normal drift. Hänsyn bör tas till driftstörningar, då värdena kan överskridas och problem med framför allt kolvä- ten, stoft och kolmonoxid kan erhållas. Driftstörningar är mer vanliga i biobräns- leeldade anläggningar än i anläggningar för naturgas, kol eller olja. Oönskade fö- remål eller stora bränslefraktioner följer ibland med bränslet och sätter igen bränsleinmatningen, för att nämna ett vanligt exempel. Risken för driftstörningar är större ju mindre anläggningen är.

Emissionema från förbränningen ger ett förhållandevis litet tillskott till luftens halter av svavel- och kväveoxider. Därmed blir också det lokala depositionstill- skottet litet. Denna slutsats är vanlig då man analyserar inverkan av enskilda anläggningar. Utsläppen måste därför betraktas i ett större perspektiv, där bidra- gen från biobränslen betraktas i åtminstone en regional skala.

Bakgrundshalterna varierar kraftigt beroende på var i landet man befinner sig. Vintern 86/87 uppmättes av Institutet för vat n- och luftvårdsforsknin regiona- la bakgrundshalter på 3—20 ng svaveldioxid/m , 2-8 pg kvävedioxid/m och 2-10 pg sot/m3 utanför tätorter. De lägre värdena gäller norra Sverige och de högre gäller södra Sverige.

I tätorterna var värdena högre av framför allt kvävedioxid, vilket till största delen beror på den täta vägtrafiken i tätorterna. Halterna av kvävedioxid varierade från strax under 20 tig/m3 i till exempel Oskarshamn, Avesta och Kiruna till över 30 pig/m3 i Helsingborg, Göteborg, Orebro och Skellefteå, uttryckt som vinterhal— vårsmedelvärden.

För svaveldioxid och sot bestäms haltnivåerna i tätorter till stor del av de regiona- la bakgrundshaltema, förutom i norra Sverige där de regionala bakgrundshalter- na är låga och inte har lika stor betydelse för tätortslufi'en.

Figur &] Medelvärden av svaveldioxid och kväveoxider för vinterhalvår

i centrala Göteborg. Källa: Miljön. Sveriges Nationalatlas, 1991, SNV.

8.2. Lokalisering

Emissioner från förbränningsanläggningar kan tillsammans med utsläpp från an- nan industri och biltrafik samverka så att riktvärden och kritiska halter över- skrids lokalt vissa tider på dygnet.

Det är därför viktigt vid lokalisering av en förbrärmingsanläggning att undvika redan hårt emissionsbelastade områden, som t ex trafikerade leder. Ur luftförore- ningssynpunkt är alltså lokaliseringen av stor betydelse.

Biobränslen används ofta i fjärrvärmeanläggningar med placering nära konsu- menten. Det är då extra viktigt att ta hänsyn till lokala effekter som kan drabba de närboende.

Det är viktigt att planera transportvägarna med hänsyn till närmiljön och mini- mera transportavstånden. För att reglera buller och avgaser kan transporterna begränsas till särskilda vägar eller till vissa tider på dygnet.

För längre transporter bör om möjligt järnväg väljas. Det är därför fördelaktigt om anläggningen placeras med järnvägsanslutning.

Bullernivån från förbränningsanläggningen kan sänkas genom inbyggnad och ljudisolering av till exempel fläktar, krossar, matarvattenpumpar och transport- band. Hänsyn till buller bör tas redan vid projektering av en anläggning då även krav på ljudgaranti kan ställas på leverantörer av maskiner. Bullernivån i närlig- gande bostadsområde får endast uppgå till 40 dB(A) under nattetid och 50 dB(A) under dagtid enligt SNVs riktvärden.

Om bränslet från transportfordonen töms inomhus dammar det mindre i bränsle- anläggningens omgivning, men sett ur arbetsmiljösynpunkt är det sämre.

Vid placering av en förbränningsanläggning bör hänsyn också tas till lokalklimat, förhärskande vind, turbulens och utspädning för att nämna några viktiga exem- pel.

.;det'myclésti '

k

8.3. Brand och explosion

I en förbränningsanläggning för biobränslen finns risk för självantändning och brand. Flis kan självantända i lager, transportband kan upphettas och dammex- plosioner kan uppstå på heta ytor eller nära gnistor. Redan vid projektering av en anläggning bör man tänka på frågor som installation av brandskyddsutrustning, medel för att reducera risken för brandspridning, olycksberedskap m.m. Dagens moderna anläggningar har automatiska brandlarm direkt kopplade till närmaste brandstation. Känsliga detektorer sitter i lager och längs transportband för bräns- let. Sprinklersystem löser ut om brand uppstår.

Bränslet bör lagras så kort tid som möjligt vid förbränningsanläggningar. Om risk för brand föreligger bör lagret tömmas på allt material. Det kan exempelvis in- träffa under driftstopp då bränslet blir liggande. I lagerutrymmen bör det finnas automatiska system som hela tiden matar ut det äldre bränslet först.

Regelbunden rengöring i anläggningen är viktig för att få bort bränsledamm, som annars kan orsaka brand eller explosioner.

Biogas är på grund av sitt innehåll av metan brandfarligt. Noggranna kontroller och god kontakt med den lokala räddningstjänsten eftersträvas vid anläggningar för biogasutvinning.

8.4. Effekter på människor och växter

Hos människan är deti första hand andningsorganen som påverkas av luftförore- ningar. En del ämnen kan även tas upp i blodet via lungorna eller magtarm-kana- len för att spridas till andra organ och ge effekter där. Vissa ämnen anses kunna ge upphov till cancer eller mutagena effekter även i mycket små doser. Stark lukt kan ge obehagskänslor. ”

För växterna är det framför allt ozon som har betydelse, där de föreskrivna kritis- ka halterna redan överskrids lokalt.

En genomgång av hur olika ämnen som kan ingå i förbränningsgasen från en för- bränningsanläggning påverkar människa och växter i höga halter ges nedan.

Kväveoxider

Kväveoxider bildas vid förbränning, i huvudsak som kvävemonoxid. Kvävemonox- iden oxideras så småningom till kvävedioxid som anses skadligare för människa och växter. Bidraget från förbränning är litet i jämförelse med utsläpp från den ökande vägtrafiken.

Låga halter av kväveoxider som tas upp genom bladens klyvöppningar kan an- vändas som näringskälla för växten. Kvävedioxid tas upp betydligt effektivare av växterna än kvävemonoxid. Eftersom kväve utgör näring för växterna kan över- skott medföra ekologiska förändringar i ekosystemet. Kväveorn'der bidrar också indirekt till markförsurningen. Vid förbränning av biobränslen släpps endast en liten del av den ursprungliga kvävemängden i bränslet ut.

Av stor betydelse är kväveoxidens inverkan på bildandet av fotokemiska oxidan- ter, till exempel ozon, aldehyder, väteperoxid och peroxacetylnitrat (PAN) som kan ge toxiska effekter. Dessa bildas i atmosfären då kväveoxider och kolväten re- agerar med varandra under solljusförhållanden.

Tabell &] Riktvärden för kvävedioxid med hänsyn till hälsoe/f'ekter (SNV1990).

Tabell 8:2 Kritiska haltnivåer för kvavedwxid på växter (ECE 1988). Svaveldioxid

Svaveldioxid (802) är en vattenlöslig gas som ger irritation i de övre luftvägarnas slemhinnor. Gasen kan kondensera på partiklar i luften och oxideras till svavelsy- ra och» sura sulfater.

En kortvarig exponering för höga halter svaveldioxid kan leda till ökat l ägs- motstånd. En längre exponering för halter i storleksordningen 100-200 ug/m kan ge risk för kronisk bronkit och nedsatt lungfunktion. Det är framför allt hos barn och personer med astmatiska problem som effekter observerats.

Hos växterna tas svaveldioxid i likhet med andra gaser upp genom klyvöppning- ama. En hög halt av svaveldioxid kan hos många växter medföra att klyvöppning- ama stängs med påföljd att fotosyntesen hindras.

Känsligheten för svaveldioxid varierar starkt mellan olika växtarter. Lavarna är en särskilt utsatt grupp vilkas känslighet studerats mycket. De saknar klyvöpp- ningar och tar upp föroreningar över hela sin yta.

Ofta kan svaveldioxid i kombination med ozon, kvävedioxid eller hårt klimat för- värra effekterna. Svaveldioxid medverkar också indirekt till markförsurningen.

I dag utgör svaveldioxidhalterna i våra tätorter ett mindre hälsoproblem än tidi- gare. Utsläppen har minskat genom bland annat en övergång från individuell ol- je— och koleldning till eluppvärmning eller till fjärrvärme med höga skorstenar, minskad svavelhalt i bränslet samt bättre reningsteknik. Biobränslen innehåller mycket små mängder svavel och ger därför inte upphov till några betydande ut- släpp av svaveldioxid. Inget nettoutsläpp sker.

Tabell 8:3 Riktvärden för svaveldioxid med hänsyn till hälsoeffekter (SNV1990).

Tabell 8:4 Kritiska halvnivåer för svaveldioxid på växter (ECE 1988). Ozon

Marknära ozon bildas i atmosfären genom reaktioner mellan kväveoxid och kolvä- ten under inverkan av solljus. Det är en kraftigt om'derande gas som kan reagera med vävnader. Gasen kan nå ända ner till lungblåsoma på grund av dess låga vattenlöslighet. En ökad känslighet för infektioner och irritation av ögon och and- ningsorgan kan vara tecken på ozonpåverkan.

Växter anses vara känsligare för ozon än människor. Ozon kan ensamt eller i

kombination med svaveldioxid eller kvävediordd ge allvarliga effekter på växtlig- heten, bl a synliga bladskador och tillväxtminskning.

Tabell 8:5 Rekommenderat gränsvärde för ozon med hänsyn till hälsoeffekter (IMM).

.eide

Tabell 8:6 Kritiska haltnivåer för ozon på växter (ECE 1988). Kolmonoxid

Kolmonoxid (CO) adsorberas snabbt i lungan och tas upp i blodet, där det binds till det syretransporterande ämnet hemoglobin. Blodets förmåga att transportera syre till kroppen försämras. Den försämrade syreförsörjningen i hjärnan kan upp- levas som trötthet och minskad reaktionsförmåga. Allvarliga följder som medvets- löshet kan uppstå vid inandning av höga halter. Vid lägre halter går den akuta ef- fekten tillbaka efter några timmar i kolmonoxidfri luft.

Tabell 8:7 Riktvärde för kolmonoxid med hänsyn till hälsoeffekter (SNV1990).

Partiklar

Partiklar kan bestå av sot, damm, små metallfragment med mera. De hälsoef- fekter som kan uppstå beror av storlek, form, sammansättning och vilka ämnen som finns adsorberade på partiklarna. Små partiklar tränger djupare ner i lung- orna och anses därför hälsofarligare än de större. De små partiklarna har också större yta per volym- eller viktprocent, vilket gör att de kan adsorbera mer av olika skadliga ämnen, som till exempel kolväten. Partikelhalten anges på olika sätt, men ur hälsosynpunkt är halten respirabla partiklar ett bra mått. Det anger grovt sett halten av partiklar med en diameter mindre än 15 um.

tt' roblem om förbränriing's-'

För växter kan sot bli ett problem i mycket höga halter då det hindrar ljusflödet till Växten eller sätter igen klyvöppningarna. Påverkan av partiklarna beror av vad som sitter adsorberat på partikelns yta.

Tabell 8:8 Riktvärden med hänsyn till hälsoeffekter (SNV 1990).

Kolväten

Kolväten är ett samlingsnamn för ett stort antal organiska föreningar som bildas vid ofullständig förbränning. Bland dessa finns många kända cancerframkallande ämnen. Tunga kolväten som exempelvis polycykliska aromatiska kolväten (PAH) förekommer till största delen bundet till partiklar. Av de tunga kolvätena är bens(a)pyrén bäst undersökt. Även utsläpp av flyktiga kolväten, som t ex eten kan medföra cancerrisken Utsläpp av cancerogena ämnen kan ha betydelse på lång sikt även vid låga doser, eftersom det samlade upptaget under en livstid avgör cancerriskens storlek.

För växter är inte kolväten i sig själv någon risk. Det är deras medverkan till ozonbildning som är viktig att tänka på. Aven växternas egen produktion av kol— väten i form av terpener och isoprener medverkar till ozonbildningen, då de avges såväl från växande skog som under torkning eller lagring av bränslet.

Bens(a)pyrén .,

E. '

Tabell 8:9 Rekommenderade gränsvärden med hänsyn till hälsoeffekter **) (IMM) * Diskusgioner pågår enligt personligt meddelande från IMM att höja gränsvärdet för eten till 2 p.g/m . ** Kan teoretiskt ge upphov till cancerrisk i storleken 1 cancerfall på 100 000 individer vid in- andning under livstid (lågrisknivå).

Dioxiner

Dioxiner är stabila och kan anrikas i näringskedjoma. Inandning ger ett mycket litet intag av dioxiner. Det är framför allt intag via fisk eller modersmjölk som har betydelse.

De effekter som kan uppträda av dioxinpåverkan är reproduktionsstörningar, för- sämrat immunförsvar samt cancer.

Giftigheten av dioxiner relateras till en mycket giftig dioxinförening, TCDD. Ett högsta tolerabelt intag av dioxiner för människa är 35 picogram per kg kroppsvikt och vecka (enligt MM).

Biobränslen innehåller normalt tillräckligt mycket klor för att dioxiner ska kun- na bildas vid förbränning. Därför bör såväl förbränningsanläggning som rökgasre- ning utformas på ett sätt som förhindrar utsläpp till omgivningen.

8.5. Referenser

Alvarez de Davila E, IVL, 1992, En studie av arbetsmiljön vid deponigasutvin- ning, sortering av sopor och hantering av miljöfarligt avfall

Ansökan om tillstånd enligt Naturresurslagen att bygga och driva Brofjordens kraftstation, 1989, Vattenfall rapport

ECE, 1988, Ciritical Levels Workshop, Final Draft Report, Bad Hartzburg, United Nations Economic Comission for Europe.

Grennfelt P, 1987, Svaveldioxid, kvävedioxid och sot i svensk tätortsluft 1986- 1987, IVL rapport

Johansson R m fl, Naturgas-Hälsa-Miljö, 1984, Vattenfallrapport

Nyrén C, 1991, Miljöeffekter vid torkning av biobränsle, Examensarbete i Miljö- vårdsteknik, KTH

Miljön, Sveriges Nationalatlas, 1991, SNV

Plats för arbete - omgivningspåverkan, 1982, Socialstyrelsen, Statens naturvårds- verk meddelande 4, Statens planverk rapport 60 del 5

Retzner L, 1991, Deponigas drifterfarenheter, Svenska Renhållningsverksföre- ningen rapport 7

Rödén J m fl, Kolets hälso- och miljöeffekter, 1983, Vattenfall, Projekt Kol-Hälsa- Miljö

Thyselius L, jordbrukstekniska avdelningen, Uppsala, 1992, Personlig kontakt Victorin K rn fl, 1990, Hälsorisker till följd av vedförbränning, SNV rapport 3732 Victorin K, 1991, HälsoeH'ekter av luftföroreningari utomhusluft, IMM rapport 2

9. RESTPRODUKTER 9.1 Askproduktion

Biobränslen, i huvudsak skogsbränslen, motsvarande 60 TWh tillförd energi nytt- jades i Sverige under 1990. Användandet gav upphov till 200 000 ton biobränsle- aska. Som jämförelse förbrukades 15 TWh energikol vilket gav 400 000 ton kolas— ka.

Massaindustrin står för 60% av biobränsleanvändningen. Biobränslen är direkt och indirekt energikälla för många processer i en massafabrik. Från sulfatmassa- tillverkning fås t ex vid förbränning av returlutar en aska som i huvudsak åter- finns i "grönlutslammet". Slammet är uppblandat med kalk vilket medför att den hanterad askmängd fördubblas. Totalt uppskattas slammängden till 140 000 ton varav ca 70 000 ton är biobränsleaska. I massafabriker finns också barkeldade pannor för elproduktion, uppvärmning och torkning av trädbränsle.

Nyttjandet av biobränslen inom sågverk och övrig industri samt i värme- och kraftvärmeverk svarar för 20% av tillförd bioenergi. Av en total fjärrvärmepro- duktion under 1990 på 40,7 TWh kom 3,6 TWh från bränsleflis.

Återstående biobränsleutnyttjande utgörs av vedeldning för uppvärmning av små- hus. Eftersom askan, totalt ca 50 000 ton, sprids lokalt i små mängder är det ej ekonomiskt att samla in den.

Kol används i ökande omfattning tillsammans med biobränslen i fastbränslean- läggningar av flera orsaker. Kol är idag det billigaste bränslet för elproduktion ef- tersom denna ej belastas med koldioxidskatt. I kraftvärmeanläggningar används därför biobränslen till fjärrvärmeproduktion och kol till elproduktion. Vidare är kolets högre värmevärde ofta en förutsättning för att uppnå full effekt i en an- läggning. Kol används även som lastutjämnings- och reservbränsle samt vid ojämn biobränslekvalitet som hjälpbränsle för att ge en stabil förbränning, dvs bättre emissionsdata.

Uppskattningsvis 50% av flisen till värme- och kraftvärmeverk eldas tillsammans med torv eller kol. Totalt deponeras ca 16 000 ton biobränsleaskor som är mer el- ler mindre uppblandade med andra askor. Den totala mängden av dessa blandas- koma är betydligt större.

Biobränsleanvändning och askproduktion under 1990 ges i tabell 9:1.

Tabell 9:1 Produktion av biobränsleaskor i Sverige 1990. Källa: NUTEK, m fl.

En uppskattning av de totala askmängdema som produceras vid förbränning av 1 TWh bränsleflis, halm resp kol framgår av tabell 9:2. Ijämförelsen antas andelen oförbränt material vara 20% för samtliga bränslen.

Tabell 9:2 Askproduktion från förbränning av 1 TWh flis, bark, halm resp kol.

Biobränslen ger således jämfört med kol betydligt mindre mängd aska per produ- cerad energienhet. Detta innebär lägre kostnader vid deponering. Om vedaskan i framtiden återförs till skogen blir skillnaden i "deponiproblem" ännu större.

9.2. Karakterisering av askor

Askhalt

Mineralaskhalten räknat som andelen i vikt-% av torrt bränsle utan föroreningar som återstår vid fullständig förbränning är låg för biobränslen jämfört med kol. Variationer i askhalter för skogsbränslen finns mellan olika trädslag och för olika delar av trädet. Högst är askhalten i trädets växande delar som blad/barr, bark och grenar, se tabell 9:3

Tabell 9:3 Mineralaskhalter i nyfällda småträd. (södra Finland). Källa: Hakkila & Kalqia enl Eriksson och Börjesson, 1991.

I praktiken blir mängd aska och slagg som fås från biobränslen större än mineral- delen i bränslet. I restprodukten återfinns nämligen också föroreningar som grus m från skörd och hantering av bränslet. Mängden föroreningar minskar vid för- ädling av bränsle till pellets, träpulver etc. Variationerna i askhalter inklusive föroreningar för olika bränslen visas i tabell 9:4.

Tabell 9:4 Askhalter i fastbränslen exklusive oförbränt material. Källa: Handbok bioenergi, 1989; Holmroos, 1991.

I den totala askmängden från biobränsleproduktion ingår även en viss resthalt av oförbränt bränsle p g & ofullständig förbränning. Andelen oförbränt styrs i huvud- sak av bränslet och förbränningstekniken. Variationerna kan även vara stora mellan anläggningar där samma teknik och bränsle nyttjas. Uppmätta värden på halter oförbränt i vikt-% av total askhalt, inklusive föroreningar ges i tabell 9:5.

Tabell 9:5 Andelen oförbränt material i skogsbränsleaskor. Källa: Holmroos, 1991; Eriksson och Börjesson, 1991.

I många fall ökar en totala askmängden ytterligare genom att vatten tillsätts för att undvika dammbildning eller för släckning av aska.

Asktyper

Restprodukter från större förbränningsanläggningar kan uppdelas i bottenaska och flygaska. Bottenaskan som tas ut från eldstadens botten innehåller ihopsin- trad eller smält aska (slagg) samt bränslets föroreningar och oförbränt bränsle. Förbränning i fluidiserande bädd medför även att en del av bäddmaterialet med- följer med bottenaskan.

Flygaska består av utbrända stoftpartiklar samt en del oförbränt kol (sot) som följt med rökgaserna och avskilits i någon typ av rökgasreningsutrustning. Varia- tionerna i fördelningen av total askmängd mellan flyg- och bottenaska för olika förbränningstekniker framgår av tabell 9:6.

Förbrännings- Rökgasre-f: ' ' Kommentar

”lamm.-ng. (> 1 MW) "

Tabell 9:6 Fördelning av askmängder för olika förbränningsmetoder. Källa: STEV, 1989: R25 m fl.

Effekter av rökgasrening

För stoRavsln'ljningen vid fastbränsleanläggningar används oftast multicykloner vid mindre anläggningar och spärrfilter eller elfilter i stora anläggningar. Instal- lation av effektivare stoftrening av rökgaserna innebär att mängden flygaska ökar.

I anläggningar som använder biobränslen med hög fukthalt kan det vara intres- sant att kondensera rökgasemas vattenånga för utvinning av energi. Rökgaskon- denseringen utförs normalt efter stoftavskiljningen och påverkar därför ej ask- kvalitén men ger ett förorenat spillvatten. Vid kondenseringen avskiljs vattenlös- liga föroreningar i rökgasen som saltsyra, svavelsyra, organiska syror m m att från rökgasen. Samtidigt kan halten av t ex tungmetaller, klorerade dioxiner och benz(a)pyren i rökgaserna sänkas med 70-90%. (Källa STEV, 1989: R27.)

Svavelhalten i biomassa är i allmänhet under 0,5 vikt-% av torrsubstansen. Bio- bränsleanläggningarna behöver därför ej förses med avsvavlingsutrustning. För att möjliggöra blandeldning med mer svavelhaltiga bränslen krävs dock avsvav- lingsteknik. Med fluidiserande-bädd teknik kan avsvavlingen göras genom direkt kalkinmatning till bädden. Pulver- och rosteldning kräver däremot avsvavlingsut- rustning. Avsvavlingstekniken ger normalt en gipsliknande restprodukt.

Kväveoxidhalterna (NOx) vid biobränsleeldning är normalt så låga att någon spe- ciell reningsanläggning ej är nödvändig. För blandeldade anläggningar med kol eller avfall kan NO -reduktions teknik bli aktuell. Använd teknik är i första hand förbränningstekniska åtgärder. För högre reduktionsnivåer krävs katalytisk av- skiljning. Tekniken innebär att en viss resthalt av ammoniak eller urea kan åter- finnas i askan.

9.3. Analys av askor

I restprodukten från biobränslen återfinns de mineraler, mikronäringsämnen och övriga spårämnen som biobränslet tagit upp under sin tillväxt (kap. 3).

Biobränsleaskor är jämfört med kolaskor fattiga på glasbildande komponenter, som SiO och A1203. Istället finns högre halter av mer eller mindre lösliga och starkt alkaliska metalloxider, karbonater, fosfater och alkalisalter. Detta innebär att en stor del av framförallt flygaskan är lätt lakbar. För nyttiggörandet av as- kans mineralinnehåll vid kalkning, jordförbättring eller gödsling är detta positivt.

Tungmetallhaltema i biobränslen är låga jämfört med kol. Skillnaden i askan är mindre eftersom biobränslenas låga askhalt gör att anrikningsfaktorn blir större. Metallhalterna i flygaska är normalt högre än i bottenaska. Detta beror förenklat uttryckt på att flera tungmetaller har tendenser att förflyktas i eldstaden varefter de adsorberas till flygaskans små partiklar med stor yta. Särskilt gäller detta kadmium, zink och bly medan kvicksilver ofta följer med rökgaserna utan att fast- na på askpartiklar.

Skogsbränsleaskor

De viktigaste mineralkomponentema i askan är Ca, Mg och K. Höga Si-halter kan bero på att biobränslet förorenats med jord vid hanteringen eller att en del av sandbäddmaterialet vid fluidbäddförbränning har följt med askan. Alla de upp- räknade makroämnena utom Na och Al betraktas som oumbärliga för skogsträ- den. En sammanställning av ett antal analyser av makroelement i flis- och bark- aska från två källor redovisas i tabell 9:7.

Tabell 9:7 Sammanställning av makroelement i vedaska. Källa: Holmroos, 1991 (*); Eriksson och Börjesson, 1991 ( **) .

Askan innehåller förutom makroelement även viktiga mikronäringsämnen som B, Cu och Zn samt giftiga tungmetaller utan känd biologisk funktion som Cd, Hg och Pb. Livsnödvändiga mikronäringsämnen ger också gifteffekter om koncentratio- nen blir för hög.

I tabell 9:8 redovisas ett antal mätningar av spårämnen i flygaska och bottenaska från flis och barkförbränning. Aven äldre analyser på blandade biobränsleaskor från Sverige och Finland ingår. Som jämförelse anges halter i kolaskor från Kol- Hälsa-Miljö utredningen.

Tabell 9:8 Sammanställning, spårelement iflyg- och bottenaska. Källa: Holmroos, 1991; Rudling enl Eriksson och Börjesson, 1991; KHM ,1983.

Askors lakningsegenskaper beror på dess kemiska uppbyggnad och metallernas förekomstform. Egenskaperna styrs av förbränningstekniken och bränslet. En jämförelse mellan utlakningen av makroelement och spårelement (tungmetaller) i flygaska från kol- och trädbränsle visas i figur 9:1.

Flygaskor från en 50 MW fliseldad CFB panna jämförs med flygaska från en 120 MW kolpulvereldad panna. Vid analysen har mängden lätt utbytbara- och karbo- natbundna föreningar bestäms genom lakning med 1M ammoniumklorid (pH = 7) respektive 1M Natriumacetat och 1M ättikssyra (pH = 5). Lakningen har utförts i rumstemperatur under 1 resp 5 timmar.

Jämförelsen visar att mängden lätt utlakbar alkalinitet, vilket ungefär motsvarar utbytbart och karbonatbundet Ca (kalcium) var 7 ggr högre i vedaska jämfört med kolaskor. Skillnaden i lakbart K (kalium) är ännu större. Detta är en viktig egen- skap vid eventuell återföring av aska till skogs- och åkermark.

Vidare framgår att: * Kadmium är mycket lättlösligt i vedaska med nära 100% lakbara fraktioner. Rörligheten avtari serien Cd >Cu >As > Zn > Pb > Cr.

Vedaska innehåller höga halter av Zn men den tillgängliga fraktionen är för- hållandevis låg (25%). Risken för toxiska eE'ekter bedöms ej som stor.

* Krom är mycket hårt bundet i vedaska och torde därför inte orsaka ekologiska effekter. Aven ca 50% av blyet är bundet i otillgänglig form.

Kolaska 34591 17126 24321 8310 757 47251 101092

!!!!! WÖQW Al Fe

173571 18392 55703 9274 9138 12309 27414

K

Vedaska

Kolaska

%

; m

"'

Zn

= utbytbart + karbonatbundet _ :- bundet till Mn och Fe = bundet till sulfit och organisk substans = bundet till mineral (Totalhalter anges ovanför stolparna i mg/kg)

Figur 9:1 Fördelningen av makroelement och spårelement på olika förekomstformer. Källa: Lee, 1991.

Tungmetallhalter i vedaska per energienhet

En uppskattning av tungmetallmängdema i flyg- och bottenaska per enhet produ- cerad värme visas i tabell 9:9. Jämförelse görs mellan biobränsleanläggningar av typ A och C från kapitel 7 och en kolpulverpanna. Medel och medianhalterna av spårämnen i botten- och flygaska från tabell 9:8 har använts.

Tabell 9:9 Tungmetaller halter i aska per producerad energienhet. Jämförelsen visar att tungmetallhaltema i aska per producerad energienhet är genomgående lägre för flis jämfört med kol med undantag för zink och i viss mån kadmium.

Åkerbränsleaskor

Salixaska

Innehållet i Salixaska motsvarar i stort det som redovisats för skogsbränsleaskor, förutom att innehållet av kadmium och zink är 5-10 ggr högre. Högst blir Cd-hal- terna i flygaskan. Egenskapen hos Salix att ta upp Cd kan bli ett sätt att genom energiskogsodling med Salixarter "rena" åkermark från Cd.

Halmaska Askan från förbränning av halm innehåller förutom halmens mineralämnen oor- ganiska föroreningar som tillkommit vid skörd, transport, lagring och hantering samt oförbränt organiskt material i form av sot.

Halmaskans dominerande beståndsdelar är kiseldioxid (SiOz), kaliumom'd (K20) och kalciumoxid (CaO), varav kiseldioxid vanligen är den största komponenten. Mängden av kiseldioxid varierar dock inom mycket vida gränser. För stråsädes- halm finns angivelser på mellan ca 20 och 80% av askinnehållet. Tungmetallerna i askorna är genomgående lika låga eller lägre än askor från flis och bark.

Halm och i viss mån rörflen innehåller 3 - 3,5 promille klor. Vid förbränning av klorrikt bränsle kan dioxin bildas vid dålig förbränning. Kloret kommer bl a från gödsling med KCl.

Askans kemiska innehåll vid inaskning på laboratorium ges i följande tabell.

Tabell 9:10 Halmaskans kemiska sammansättning. Källa: Ivarsson E & Nilsson enl. Axenbom, 1991; SNV 1990.

Askor från förgasningsteknik

Tekniken att genom uppvärmning av bränsle med begränsad syretillförsel få en brännbar gas är välkänd (pyrolys). Erfarenheterna av användningen av biobräns- le i förgasningsprocessen för storskalig energiproduktion är begränsad. Inom mas- saindustrin finns dock fimgerande anläggningar (se pkt 9.3 om Värö Bruk). För storskalig elproduktion är två olika koncept på förgasning av biobränslen under utveckling. De baseras båda på fluidiserande bäddteknik.

Kunskaperna om restproduktema från förgasning av biobränslen är bristfälliga. Egenskaperna styrs till stor del av vald teknik. Utifrån processtekniken kan en

del generella antaganden göras. Eftersom förgasning av biobränslen görs i en ke- miskt reducerande miljö i motsats till konventionell förbränning som är en om'da- tionsprocess ökar potentialen för bildandet av gasformiga metallföreningar. Vid nedkylningen av rökgaserna avsätts en del av dessa på flygaskan. Metallerna i askan kommer till stor del att föreligga i grundtillstånd eller vara lätt oxiderade. Sulfidbidningen av metallerna blir troligtvis begränsad eftersom bränslets svavel- halt är låg. Detta i kombination med hög restkolhalten i askan kan innebära att flygaskor från förgasning blir mer lättlakade än andra biobränsleaskor. Om kalk tillsatts i processen kommer flygaskan även att innehålla halvkalcinerad dolomit.

Analyser av förgasningsaskor antyder att bottenaskan liknar bottenaska från en vanlig flispanna med skillnaden att kolhalten blir högre. För CFB-pannor fås ing- en separat flygaska utan denna tas ut som en blandad bottenaska.

Radioaktivitet i askor

Tillståndshanteringen för askor med joniserade strålning styrs av strålskyddsla- gen (SFS 1988:220). Statens strålskydds'mstitut (SSI) kan meddela föreskrifter och ange gränsvärden för hanteringen.

Torv har förmåga att anrika naturligt förekommande radioaktiva nuklider. SSI gav 1990 ut ett förslag på strålskyddsregler för energiproduktion från torv. Enligt förslaget skall i en tillståndsansökan för brytning och förbränning ingå mätning i ett inaskat torvprov av uran-238, uran-235, radium-226, bly-210, polonium-210 och cesium-137.

En undersökning av biobränsleaskor har påbörjats inom SSI. Uppmätt radioakti- vitet i biobränsleaska utgörs huvudsakligen av cesium-137 som härrör från antro- pogen verksamhet. Uran och radium tas däremot ej upp av växter i någon större omfattning. Halter av cesium-137 i bark och ved från områden som drabbats av Tjemobyl-nedfall har uppmätts till 1800 resp 180 Bq/kg (becquerel = sönderfall per sekund). För opåverkade områden är halterna 15 resp 3 Bq /kg. Eftersom ask- halten är låg i biobränslen avger askan högre strålning. En ökning med en faktor 20 för flygaska och 3 för bottenaskan har uppmätts. Vid hantering av aska har SSI angett gränssättande koncentration för cesium -137, motsvarande en individ- dos på 0,1 mSv per år, till 8 000 Bq/kg. Problem med höga cesiumhalter i askor ef- ter Tjernobyl är övergående eftersom halveringstiden är ca 30 år.

9.4. Hantering av restprodukter

Restproduktema från förbränning av biobränslen kan antingen deponeras eller nyttiggöras. Biobränsleaskor hanteras idag med likartad teknik som aska från förbrämxing av kol och andra fastbränslen. Detta innebär normalt att flyg- och bottenaskor deponeras tillsammans och att de befuktas för att minska problem med damning vid transport och hantering. Deponering bör ske på sådant sätt att utlakningen av salter, tungmetaller och vissa organiska ämnen till grundvatten och vattendrag ej påverkar miljön. För deponering av mer än 50 ton/år krävs till- stånd enligt miljöskyddslagen. För mindre mängder räcker det med en anmälan.

Ett sätt att nyttiggöra askan är att använda dess innehåll av viktiga näringsäm- nen och pH-höjande egenskaper för att ge uthållig biomassaproduktionen på skogsmark. Från forskarhåll råder enighet om att askcirkulation, förutsett att den sker på lämpligt sätt, är en riskfri åtgärd. Metallema i vedaska är inte "nya" utan cirkulerar mellan mark, träd och aska i ett kretslopp. Samma mängd metal- ler skulle ligga kvar i skogen om man inte tagit ut bränslet. Askåterföring be- handlas ingående i kap. 10.

Myndigheternas syn på biobränsleaskor och dess möjliga användningsområden i framtiden kännetecknas av försiktighet. Det är i första hand risken för en "okon- trollerad" spridning av tungmetaller som kan motivera en restriktiv inställning till återanvändningen. Askåterföringen till skogsmark anses minst problematisk. På SNV förbereds ett policybeslut om återföring av vedaskor till skogsmark. Skogsstyrelsen undersöker även konsekvenserna för skogen om ingen vitalisering utförs samt ansvarar för att ta fram Allmänna råd för kalkning av skogsmark i samråd med SNV.

Några exempel på askhantering vid Skogsindustri och värmeverk redovisas ned- an.

Värö Bruk AB - Södra Skogsägarna

Anläggningen producerade 1991 ca 250 000 ton blekt sulfatmassa. Förbränning och förgasning av biobränslen ger processånga för drift av två ångturbiner för el- produktion samt för produktion av värme för torkning av barkbränsle och upp- värmning av lokaler. Totalt producerades 1991 ca 230 GWh värme och 160 GWh el. Elproduktion täckte 2/3 av årsbehovet.

Av energiproduktionen kom 70 % från en 50 MW barkpannan som eldas med bar-

krester och sågspån. Pannan används huvudsakligen vintertid varför bränålet la- gras under övriga delar av året. Under 1991 gav barkpannan ca 6 000m aska som deponerades på en tipp inom fabriksområdet. Lakvatten från deponiområdet tas om hand i ett reningsverk inom anläggningen.

Tack vare varma vintrar och viss överkapacitet på bränsle finns planer på att tor- ka och pelletera barken. Man tänker i så fall utnyttja befintlig bränsletorkanlägg— ning, vilket skulle ge ett bränsle med ca 10% fukthalt.

En CFB-förgasaren på 36 MW producerar brännbara gaser från bark och sågspån som används för att bränna "mesa" i mesaugnen och för torkning av bark. Aven tallbeck som är en biprodukt från massatillverkningen med ett värmevärde på 90% av eldningsolja, används till mesaugnen. Askproduktionen från CFB- förgasa- ren var för 19913 endast 300 m3 p g a av driftstörningar. Mängden för ett normal- år är ca 1000 m3 .Askan är analyserad och godkänd av Kontrollföreningen för al- ternativ odling (KRAV-godkänd). Restprodukten säljs som jordförbättringsmedel och några avsättningsproblem har man inte haft. (KRAV märkningen följer ej Na- turvårdsverkets rekommendationerna för kadmium.)

Ovrig "askproduktion" inom anläggningen utgörs av aska från förbränning av re- turlutar som i huvudsak återfinns i grönlutslammet. Vid kokning av vedråvara fås biprodukten svartlut som indunstas och bränns till en kemikaliesmältan som benämns grönlut. Efter upplösning i vatten och behandling med släckt kalk er-

hålls en fällning som kallas mesa samt restprodukten grönlutslam som till hälften utgörs av kalk. Slammet deponeras i dagsläget på egen tipp. Mesan tvättas och avvattnas först och bränns sedan för att återvinna kokkemikalien vitlut.

STORA Feldmiihle Hylte AB

I anläggningen producerades 1989 ca 93 000 ton oblekt sulfitmassa, 112 000 ton slipmassa samt 176 000 ton massa från returpapper. Produktion av processånga sker i tre barkpannor på sammanlagt 70 MW som även kan eldas med naturgas.

Dessutom finns en CFB-panna på 50 MW som kan eldas med många olika bräns- len inklusive bark, torv, processlam från returpappershanteringen, pressat bio- slam från reningsverket samt kol och olja.

Under 1991 gav CFB-pannan drygt 18 000 ton flygaska (torrvikt) samt en mindre del bottenslagg. Av flygaskan härrör ca 50 % från returpappersvärta, 30% från avloppsslam, 15% från trädbränsleanvändning och resten är i huvudsak kolas- kor. Vid förbränningen av slam minskar volymen med 90% vilket avsevärt redu- cerar deponeringskostnadema.

Askoma deponeras i huvudsak på en avskild del av en kommunal tipp. Vid driftstörningar på panna får man även deponera slammet direkt på samma tipp. Ett försök pågår med att använda askoma som bärlager vid vägbyggnad. Totalt 2500 ton restprodukter har använts till två vägar inom anläggningen.

Örebro Energi AB

El- och fjärrvärme produceras från biobränslen, torv och kol i en CFB-panna på 165 MW. Under 1990 utgorde biobränslena 15% av tillförd energi, torv ca 35% och resten var kol. Koldioxidskatten from 1991 innebar en ökad användning av biobränslen och torv till värmeproduktion medan kol användes till elproduktion. Av total askproduktionen under 1991 på ca 17 000 ton utgjorde kolaska ca 20 %. Någon uppdelning av de olika askoma görs ej utan allt samdeponeras på ett eget deponiområde. Arbete pågår för att hitta lämpliga användningsområden för as- kan.

9.5. Referenser Axenbom Å (red), 1991; Halm som bränsle för framtida elproduktion - en sam- manfattning av dagsläget, Vattenfall Bioenergiprojektet, Projektrapport U(B) 1991/44

Brolin L, Johansson R, 1991, Projekt Bioenergi, Underlag till resultatrapport, Vattenfall

Eriksson & Börjesson, 1991, Vedaska i skogen - en litteraturstudie, Vattenfall Bioenergiprojektet, Projektrapport UB 1991/46

Eriksson & Eriksson, 1989, Askhalt i flygaska ifrån sex trädbränsleeldade vär- meverk, SLU, stencil

Holmroos S, 1991, Karakterisering av vedaska, Vattenfall Bioenergiprojektet, Underlag till kommande rapport, projektnr U(B) 90 184

Klingberg T (red), 1991, Aska från biobränsle - Hinder eller tillgång, Statens Energiverk, Projektrapport TB 91/1

Lee Y—H, 1991, Chemical speciation of major elements and trace metals in solid wastes, IVL-rapport, B1024

Nilsson J, 1991, Vedaska och skogens vitalitet- en nödvändighet eller ett miljö- hot, Opublicerat material, Vattenfall Bioenergiprojektet

NUTEK, 1991, Energiläget i siffro SNV, 1987, Allmänna Råd 87:2, Fastbränsleeldade anläggningar 500kW-10MW SNV, 1987, Miljöprogram för kadmium

SSI, 1990, Torv och strålskydd- förslag till strålskyddsregler för energiproduktion från torv, SSI-rapport 90-15

STEV, 1989, Regionala bioenergibalanser, Underlagsrapport 1989zR17 STEV, 1989, Restprodukthantering, Rapport 1989:R25

STEV, 1989, Rökgaskondensering vid förbränning av skogsbränsle och torv, Rap- port 1989zR27

Timm B, Nilsson J, 1983, Miljöeffekter av ved- och torvförbrärming, SNV PM 1708 Meddelande

10. ASKÅTERFÖRING 10.1 Askåterf'öring till skogen

Bortförsel av biomassa samt syradeposition leder till näringsförluster i skogsmar- ken. I många områden är vittring och atmosfärisk deposition av mineralämnen otillräcng som kompensation. Återföring av aska eller andra lämpligt samman- satta gödselmedel kommer därför bli en förutsättning för att kunna ta ut biomas- sa från vissa marker om den långsiktiga produktionsförmågan skall upprätthål- las.

Vedaska har en kalkverkan motsvarande 150-450 kg CaO/ton aska och ger vid tillförsel i fält önskade effekter på markkemin. pH och basmättnad stiger, först i ytliga horizonter, senare i djupare led och kan således motverka försurning av mark. Näringsämnena tränger ner snabbare än vid kalkning.

Askans syraneutraliserande förmåga är beroende av bl a markens egenskaper, främst halterna av humus och lera, och askans löslighet.

För att kompensera för biomassauttag krävs givor på ca 1-3 ton aska/ha. Vid givor på ca 3 ton/ha beräknas en varaktighet på 20-50 år uppnås. Med en giva på 2-5 ton aska/ha, som krävs för att uppfylla alla ovan nämnda mål, ökar pH i humu- slagret med 0,5-1,5 enheter. pH bör inte höjas över 5-5,5, då bl a mykorrhizasvam- parna kan påverkas negativt.

Askans upplösningstid på olika marker är viktig att känna till för bedömningen av var askan behövs och hur mycket som skall spridas. Genom att ställa krav på granuleringen är det möjligt att anpassa askans upplösningshastighet och där- med frigörelsen av vedaskans innehåll. Olika strategier kan användas; - upplösning på 5 år, om man vill ha snabb effekt, - upplösning på ca 10 år, vilket motsvarar den tid det tar för hyggesrester att förmultna, - upplösning på ca 30 år, vilket motsvarar den tid under vilken behovet av näringstillförsel är särskilt stor i ett nyanlagt bestånd.

Sett på kort sikt är det osäkert om återföring av aska till fastmarker leder till po- sitiva eller negativa effekter för tillväxten. Försöksresultaten är ej entydiga. Både minskad och ökad tillväxt har noterats. Den kortvariga tillväxtnedsättning som uppmätts i samband med kalktillförsel beror på att mikroorganismema konkurre- rar om kvävetillgången. Kväve är vanligtvis en begränsande produktionsfaktor i skogssystem.

Målsättningen med återföring av vedaska är dock i första hand att vitalisera mar- ken och möjliggöra en långsiktig produktionsförmåga, att öka trädens motstånds- kraft mot stresspåverkan och skapa förutsättningar för biologisk mångfald.

På torvmark leder ofta tillförsel av aska till en avsevärd ökning av tillväxten hos träden. Troligtvis beror detta på en ökad mineralisering av torven och på tillför- sel av bristämnen P, K och B.

Efter förbränning av biomassa återfinns huvuddelen av biomassans tungmetaller i askan. Askgödsling med 2-5 ton/ha leder på kort sikt till en ökning av markens innehåll av extraherbara tungmetaller med 10-100%. Halterna som då återfinns i marken ligger normalt under lägsta kända effektnivåer. Erfarenheter från in- blandning av flygaska i jordbruksmark (KHM slutrapport) visar att askans lätt extraherbara tungmetaller redan efter några veckor väsentligen överförts till markens svårtillgängliga förråd. Till viss del bör detta förlopp också ske i skogs- mark med aska från biomassa, vilket är ytterligare en försäkran att de negativa effekterna sannolikt är försumbara.

Genom att ställa specifika krav på askan samt var och hur ofta askåterföring får ske kan risken för negativa effekter av tungmetalltillförsel minimeras. Anger kra- ven maximala mängder tungmetaller som får tillföras utesluts därmed askor med höga metallhalter (t ex från rivningsvirke). Särskilda krav bör ställas på aska från blandbränslen (biomassa + kol/torv/lättolja).

Askåterföring bör ske ståndortsanpassat. Naturtyper med känslig vegetation (bl a lavrika marker) bör utredas särskilt innan aska tillförs. Då marker med liten mängd humus tillförs aska bör försiktighet iakttas. Askgödsling bör undvikas på områden med känsliga eller sällsynta växter.

Askgödslingens effekter på yt- och grundvatten är på lång sikt sannolikt liten. Kort tid (varaktighet någon månad) efter askgödsling har det lokalt noterats för- höjd halt av t ex kadmium i markvatten. De förhöjda halterna kan antingen bero på utlösning från askan eller frigörelse från markpartiklama genom jonbyte med kalciumjoner och andra katjoner, som frigörs ur askan.

På vissa marker kan högt pH öka kvävemineraliseringen, d v s nedbrytning av det organiska kvävet i föma och humusskikt till ammonium. pH-höjningen kan stimulera nitrifikationen och medföra nitratutlakning. Risken för nitratutlakning är störst på grovkomiga jordar i kvävebelastade marker med låg C/N-kvot.

Den pH-höjning som askgödslingen medför i marken förbättrar förutsättningama för daggmaskar. Vissa förskjutningar i artsammansättning har noterats (t ex småringmaskar). Förändringarna är av samma typ och omfattning som efter and- ra åtgärder i skogen.

Effekter på floran är liten vid användning av granulerad aska, mindre än efter t ex kalhuggning, markberedning och kvävegödsling.

Syftet med asktillförsel är bl a att vitalisera marken och därmed bryta en negativ utveckling som innebär att mindre syratåliga arter försvinner. Ogranulerad aska kan ha mycket skadlig verkan på lav- och mossarter. Vegetationsförändringama kan bli kraftiga och ej önskvärda om aska eller kalk tillförs marker som har hög nitrifikationspotential.

På nästa sida sammanfattas kända och tänkbara effekter av askgödsling samt förslag till lämpliga åtgärder för att undvika negativa effekter. (Källa: Nilsson J, 1991. Vedaska och skogens vitalitet - en nödvändighet eller miljöhot.)

Kända och tänkbara effekter av askgödsling samt förslag till lämpliga åtgärder för att undvika negativa effekter

10.2. Referenser

Eriksson J, Börjesson P, SLU, 1991, Vedaska i skogen, En litteraturstudie, Vattenfall

Kruuse A, 1991, Skogsenergins konsekvenser för floran och för vissa andra natur- värden, Utvärdering av nuvarande kunskap samt identifiering av kunskapsluck- or, arbetshandling, Vattenfall

Nilsson J, 1991, Vedaska som vitaliseringsmedel - en nödvändighet eller ett miljö- hot, Stencil, Vattenfall.

Rosén K, SLU, 1991, Skörd av skogsbränsleni slutavverkning och gallring - ekolo- giska effekter, Meddelande nr 5-1991, Skogsstyrelsen m fl.

Skogen, tidning utgiven av Skogsindustriema Timm B, Naturvårdsverket, Personlig kontakt

11. GLOBALA FRÅGESTÄLLNINGAR

Det här kapitlet tar upp globala frågeställningar som rör Växthusgaser och gaser som påverkar ozonskiktet. Växthusgasema kan delas in i två grupper. Dels de ga- ser som har direkt påverkan och dels gaser som har indirekt påverkan på växt- huseffekten. Här behandlas de gaser som har direkt påverkan. Dessa är 002, N20 och CH4.

För att kunna jämföra växthuseffekten hos olika gaser har man utarbetat en standard av så kallade GWP-faktorer (Global Warming Potential). Av dessa fram- går hur mycket en viss gas bidrar till växthuseffekten jämfört med koldioxid. Fak- torerna är baserade på utsläpp av 1 kg gas och dess storlek beror av gasemas för- måga att absorbera IR-strålning och av deras livslängd i atmosfären. Faktorerna finns framtagna för olika tidsperspektiv. Väljs ett kort tidsperspektiv får gaser med kort uppehållstid i atmosfären relativt sett större betydelse. Tabellen nedan anger GWP—faktorer för två tidsperspektiv, uppskattad medellivslängd i atmosfä- ren och den globala årliga haltökningen.

Tabell 11:1 GWP-faktorer baserade på utsläpp av ett kilo gas relativt koldioxid. Källa: IPCC.

De svenska utsläppen av vissa växthusgaser 1990 redovisas i tabell 11:2. De delar av de svenska växthusgasemissionerna som har störst potential att minska med en ökad biobränsleanvändning är förknippade med energiproduktionen i allmän- het och fjärrvärmeproduktionen i synnerhet.

Tabell 11:2 Utsläpp av växthusgaser i Sverige 1990 (SNV 4011).

Fjärrvärmeproduktionen bidrar med omkring 10% av Sveriges totala utsläpp av koldioxid. Inom fjärrvärmesektorn finns stor potential till ökad biobränsleanvänd— ning och därmed minskade koldioxidutsläpp. Detsamma gäller i viss mån även för industrisektorn som står för en ännu större del av koldioxidemissionerna. Inom pappers- och massaindustrin är emellertid användningen av biobränslen redan stor. Hushållssektom uppvisar höga utsläpp av metan. Detta beror huvudsakli- gen på vedeldning i små villapannor med dålig förbränning. SNV rekommenderar att sådan individuell eldning bör begränsas genom övergång till gemensamma uppvärmningssystem.

En omräkning av de svenska totalutsläppen av växthusgaser till koldioxidekviva- lenter visar att koldioxid står för den största delen.

11 ,0% Övrigt

2,0% N2O

7,0% CH4

65,0% 002

Figur 11:1 Utsläpp av växthusgaser i Sverige räknat som koldioxidekvivalenter. Skogs- och jordbrukets biologiska processer är undantagna.

För att minska utsläppen av koldioxid har en koldioxidskatt införts i Sverige. Oli- ka avgiftskonstruktioner har även diskuterats inom EG, bl a ett förslag med en energi- och en koldioxidkomponent. Tabell 1113 jämför den svenska koldioxidskat- ten med EG—kommissionens förslag.

Tabell 11:3 Koldioxidbeskattning i Sverige och EG-förslag.

11.1. Koldioxid

Koldioxidhalten i atmosfären är idag omkring 350 ppm(v). Det är ca 25% högre jämfört med den förindustriella nivån. För närvarande ökar koldioxidhalten i at- mosfären med 0,4% per år enligt ovan vilket gör att koldioxid troligen står för 60% av den nuvarande ökningen av växthuseffekten.

Förbränning av fossilt bränsle står för den största delen av nettoutsläppet av kol- dioxid. Tabell 11:4 anger de specifika koldioxidutsläppen för några fossila bräns- len.

Tabell 11:4 Specifika koldioxidutsläpp från fossrla bränslen.

Om 1,0 TWh olja kan ersättas med biobränsle så motsvarar det ett minskat net- toutsläpp av koldioxid av 280 kton 002 eller 3% av Sveriges hela COg-utsläpp in- om energiproduktionssektom (el, värme och raffinaderier).

Sveriges koldioxidutsläpp 1990 var fördelade enligt tabell 11:5.

Tabell 11:5 COZ - utsläpp 1990 för Sverige (Mton C02).

Sveriges nettokoldioxidsänka är omkring 40 Mton C02 vilket motsvarar 68% av de totala antropogena utsläppen. Den har sitt ursprung i ökning av biomassan, torvtillväxt och sedimentation i vattendrag. För närvarande är tillväxten i den svenska skogen större än avverkningen vilket innebär att kolförrådet ökar. På kort sikt innebär detta att det sker en ackumulation i den svenska skogen. På 25- 30 års sikt, då avverkningen nått ifatt tillväxten kommer ackumulationen att minska eller upphöra.

Biobränslen och koldioxid

Nettoutsläppen av koldioxid vid förbränning av biobränsle är låga och på sikt för- sumbara. Detta gäller under förutsättning att biobränsleproduku'onen bedrivs ge- nom ett uthålligt skogs- och jordbruk.

Anledningen till att nettoutsläppen av koldioxid är försumbara på sikt är att den mängd kol som tillförs atmosfären vid förbränningen ingår i naturens kretslopp och tidigare har tagits upp i biomassan. Aven om biomassan inte förbränns så av- ger den efter en tid större delen av sitt kolinnehåll som koldioxid genom naturlig nedbrytning. Alltså innebär förbränning av biobränslen på sikt inget nettotillskott av koldioxid.

Effekten vid övergång till biobränslen blir dock på kort sikt ett nettoutsläpp av koldioxid. I ett längre tidsperspektiv blir nettoutsläppet av koldioxid vid förbrän- ning av fossilt bränsle avsevärt större än vid biobränsleförbränning.

En ökning av skogsarealen i Sverige på t ex omställbar åkermark bidrar till acku- mulationen av koldioxid under den första skogsgenerationen (50-100 år). Odling av energigrödor eller energiskog leder till en direkt bindning av koldioxid från at- mosfären i ny biomassa. Förbränning av energigrödor eller energiskog från åker- mark leder därför inte till något nettoutsläpp av 002, snarare en minskning, vars storlek är beroende på hur stora mängder kol som kan lagras i växterna på åker- marken. Om den lagrade mängden kol är större vid odling av energigrödor och energiskog än vid spannmålsodling blir resultatet en temporär koldioxidsänka.

Figur 1122 ger en illustration av det ovan förda resonemanget. Koldioxidhalanser- na i figuren ärinte kvantitativa men ger en schematisk bild av koldioxidutsläppen

på längre sikt för olika bränslen. Koldioxidhalanserna är baserade på en kontinu- erlig användning av en konstant energimängd varje år.

Kolbalanser för olika bränslen

Kol

Frigjord

koldioxid Olla Naturgas Avverkningsrester

Beslut

& Bunden koldioxid

Figur 11:2 Kolbalanser för olika bränslen vid kontinuerlig användning av en konstant energimängd varje år. Källa: Lundborg 19.92.

Vid spannmålsodling kan dränerade organogena jordar förlora upp till 10-20 ton COz/ha, år till följd av oxidation. Det är den årliga bearbetningen av jorden som stimulerar koldioxidavgången. Denna oxidation skulle förmodligen upphöra om marken istället användes för odling av energiskog.

Tabell 11:6 ger exempel på ett scenarie för produktion av 50 TWh per år med fos- silt bränsle och biobränsle.

Tabell 11:6 Ackumulerat utsläpp av koldioxid (räknat som kol) ur ett längre tidsperspektiv. Källa: Eriksson 1992.

För biobränslefallet upphör marginalutsläppet av koldioxid, räknat per år, efter första avverkningen och är sedan lika med noll. Om andelen energiskog i bio- bränslefallet är större än vad som redovisas i tabell 11:6 blir nettotusläppet av koldioxid mindre än 36 Mton C.

11.2. Dikväveoxid N20

Dikväveoxid, eller lustgas som det också kallas, är en gas som globalt har två ne- gativa effekter i atmosfären. Dels fungerar den som en växthusgas och absorberar utgående värmestrålning från jorden, dels bryter den ner ozonskiktet som skyd- dar mot UV-B-instrålning.

Emissionskällor

Den naturliga emissionen av dikväveoxid kommer huvudsakligen från nitrifika- tions- och denitrifikationsprocesser i marken. De största antropogena emissioner- na kommer från förbränningsprocesser och gödsling. Tabell 11:7 visar en sam- manställning av källor till utsläpp av dikväveoxider i Sverige. Osäkerheten för de uppgivna värdena är stor. Dikväveoxid förstörs i stratosfären genom inverkan av solljuset och genom kemiska reaktioner med syreatomer. Under vissa omständig- heter kan vatten och mark även fungera som sänkor för atmosfärisk dikväveoxid.

Tabell 11:7 Kallar till N ZO-utsläpp i Sverige (kton N ZO-N).

Källa: SNV 4011 och AMBIO. N20-källor som påverkas av ökad biobränsleanvändning Gödselanvändningen utgör en stor del av de antropogena NZD-utsläppen i Sverige. Odling av biobränsle på åkermark kräver generellt sett mindre gödselan- vändning än odling för livsmedelsproduktion. Omställning av åkermark till bio- bränsleproduktion borde således leda till minskade N2O-utsläpp.

Avgången av dikväveoxid från handelsgödsel beror av många faktorer som jord- mån, klimat och gödseltyp. Storleken på avgången varierar mellan mycket låga halter och upp till två procent. Ammoniumgödselmedel avger mest och nitratgöd- sel minst mängd N20. Dessutom fås Ngo-utsläpp vid produktion av handels- gödsel.

Askåterföring på skogsmark påverkar avgången av dikväveoxid. I markens nitri- fikations- och denitriiikationsprocesser bildas en del dikväveoxid. Askåterföring innebär ett näringstillskott till marken samtidigt som pH höjs. Näringstillskottet . gör att nitrifikationen i marken ökar, men samtidigt minskar andelen bildat N20 i processen till följd av markens högre pH. Högre salt- och tungmetallhalter i mar- ken kan leda till ökad Ngo-bildning vid nitrifikations- och denitrifikationsproces- serna. Osäkerheten rörande storleken av dessa effekter gör att det är svårt att för- utse hur askåterföring kommer att påverka avgången av dikväveoxid från mar- ken.

Förbränning av fasta bränslen i CFB-pannor (Cirkulerande Fluidicerad Bädd) har för kväverika bränslen visat sig ge höga emissioner av N O. Rapporterade emissioner från mätningar i CFB-pannor ligger i intervallet 6- mg NZO-N/MJ med medelvärdet 40 mg NZO-N/MJ . För andra förbränningstekniker ligger dikvä- veoxidemissionerna på lägre nivåer mellan 0,3-31 mg N O—N/MJ med medelvärde 3,2 mg N O-N/MJ . De högsta N O-emissionema har 0 serverats för vid förbrän- ning av kål, torv och blandbräns en (t ex kol och flis). Ren skogstlis ger betydligt lägre emissioner. Mätningar i svenska CFB-pannor visar på värden omkring 10 mg NZO-N/MJ eller ännu lägre. Baserat på de angivna emissionsmedelvärdena så skulle 1 TWh biobränsle ge ett utsläpp av 36 ton N 20-N i en CFB-panna och 12 ton N2O-N vid annan typ av förbränning. Detta bör ställas mot att koleldning i motsvarande CFB-panna skulle medföra utsläpp på 144 ton NZO. Det råder dock osäkerhet om de angivna medelvärdena är representativa för biobränslen.

11.3. Metan

Tabell 11.8 visar de viktigaste emissionskällorna för metan i Sverige.

Tabell 11 :8 Naturlzga och antropogena utsläppskällor av metan l Sverige 1990. Källa SNV 4011 och *AMBIO.

Den största utsläppskällan av metan är våtmarker som ensam står för nästan tre fjärdedelar av totala metanutsläppen i Sverige. Förbränning är den källa som framför allt kan tänkas påverkas av en ökad biobränsleanvändning. Idag står för- bränningsprocesser för omkring 1% av de totala metanutsläppen. Den största de- len av dessa utsläpp härrör från trafiken. Den resterande delen kommer från sta- tionär förbränning varav biobränsleförbränning utgör den största delen. Det är framför allt små pannor med dålig förbränning som ger utsläpp av metan. SNV anger att metanutsläppen från biobränsleeldning inom hushållssektom, mesta- dels små villapannor, är ca 10 kton per år vilket motsvarar 60% av utsläppen från all stationär förbränning.

Metanavgången från mark påverkas av två faktorer dels emissionen och dels me- tanoxidalionen. Båda dessa påverkas positivt av jordbrukets omställning. Minsk- ningen av antalet nötkreatur leder till minskade metanemissioner. Ökningen av vallarealen i stället för öppen växtodling ger en mindre ökning av metanoxidatio— nen.

11.4. Referenser

Bioenergy and the Greenhouse Effect, NUTEK B:1991:1, Proceedings of & Semi- nar

Eriksson H, Sources and Sinks of Carbon Dioxide in Sweden; Ambio vol 20 N 0 3-4, May 1991

Kalander K, Gustafsson K et.al., Emission av koldioxid från antropogena källor i Sverige

Kruuse F, et.al, Energy policy in the Greenhouse: Earthscan publ. Ltd London; 1990

Lundborg Anna, Vattenfall AB, personlig kontakt

Robertsson K, Emissions of N 0 in Sweden - Natural and Anthropogenic Sour- ces; Ambio vol 20 No 3-4, May 991

Svensson B, Sources and Sinks of Methane in Sweden, Ambio Vol 20 No 3-4, May 1991

Växthuseffekten, Orsak, verkan och möjliga åtgärder; SNV 1989

Växthusgaser och Energiproduktion, åtgärder mot klimatförändringar, KVM meddelande 1991

Växthusgaserna - utsläpp och åtgärder i internationellt perspektiv, SNV rapport 4011, 1991

12. ARBETSMILJÖ

Biobränslen kräver många och varierande arbetsinsatser innan energi kan utvin- nas. De risker som finns i samband med dessa var vanligare förr. I dag är de rela- tivt lätta att åtgärda och innebär inga större problem. Nedan följer en beskrivning av arbetsmiljön vid de olika arbetsmomenten och de effekter som kan uppstå vid hög exponering av ämnen som finns inom biobränslehanteringen. De hygieniska gränsvärden som anges överskrids sällan.

12.1. Bränsleuttag

Uttag av biobränslen sker oftast maskinellt, vilket innebär att arbetaren tillbring- ar större delen av arbetsdageni en maskin eller traktor.

Besvär i form av belastnings- och vibrationsskador är relativt vanliga. Det är framför allt skuldror, nacke, axlar, armar, rygg och knän som kan råka illa ut. Of- ta beror det på en låst arbetsställning med statisk belastning. Förarhytten är ibland trång och reglagen kan vara obekvämt placerade eller trögrörliga. Vibratio- ner i förarhytten kan förekomma. I vissa arbetsmoment tvingas föraren till en vri- den arbetsställning för att hålla uppsikt bakåt.

I många fall kan situationen förbättras genom att variera arbetställning. Manö- verutrustningen bör utformas och placeras ergonomiskt riktigt med låga manö- verkrafter. Förarstolen bör vara höj—, sänk- och svängbar. En väl fungerande kli- matanläggning samt en stöt- och vibrationsdämpad förarhytt förbättrar arbeta- rens situation. Det bör dessutom finnas filter för tilluften och vara övertryck i hyt- ten för att hindra damm och avgaser att tränga in.

Maskinerna ger ifrån sig mycket buller, men i förarhytten håller sig bullernivån oftast strax under gränsvärdet 85 dB(A). Hörselskydd bör användas. Genom att ständigt vistas i buller ökar risken för hörselskador. Föraren kan bli trött och irri- terad.

I samband med maskiner finns alltid risk för olyckor. Det handlar då oftast om kläm—, skär— och brännskador som kan uppstå vid reparation eller rengöring av maskinens delar.

Manuellt arbete är sällan förekommande. Motorsågen kan dock behövas vid till exempel småskaligt röjnings- eller gallringsarbete. Arbetaren besväras då av kraftigt buller och avgaser. Olyckor med motorsågen kan inträffa.

Utöver den vanliga arbetsdagen, som ofta innebär betydligt mer än åtta timmar, tillkommer restid och reparationer av maskiner. Det kan upplevas som stressigt att få leveranserna att stämma så att den dyra maskinparken utnyttjas maxi- malt. Stressen kan öka olycksrisken.

De flesta skogsarbetare trivs med sitt arbete, men många tycker att familjelivet blir lidande på grund av de långa arbetstiderna. Lönsamheten anses inte vara god. Det är svårt att få verksamheten att gå ihop om investeringen i maskinell ut- rustning varit dyr. Långa arbetsdagar blir en nödvändighet för ekonomins skull.

12.2. Hantering av biobränslen

Hanteringen av bränslet sker ofta under automatiserade förhållanden. Arbetaren kommer sällan eller endast kortvarigt i kontakt med det.

Vid av- respektive pålastning virvlar dammet upp och höga dammhalter uppstår runt lastfordonen. Exponeringen är dock kortvarig och i fordonen finns filter för tilluften. Föraren reglerar lastningen inifrån lastbilshytten, men kan exponeras mer påtagligt om han exempelvis manueut måste skotta undan flis som inte ham- nar i tippfickan eller bryta loss bränsle som fastnat eller frusit fast i lastcontain- rama.

Det finns flera hygieniska gränsväiåden (*) för damm. Exponeringen av organiskt damm får högst uppgå till 5 mg/m luft medan det totala dammet får uppgå till högst 18 mg/m3 luft i arbetsmiljö. Gränsvärdet för trädamm eller träflisdamm är 3 mg/m luft.

(*) Hygieniska gränsvärden för arbetsmiljö är satta av Arbetarskyddsstyrelsen för att skydda mot hälsoeffekter av för hög exposition under cirka 8 timmar per dag och 40 timmar per arbetsvecka.

De fina partiklarna i dammet kan ge en mekanisk retning i luRvägama, men den största hälsorisken utgörs av mikroorganismer. De små mängder av spårelement (bly, kadmium, koppar etc) som kan finnas i dammet och dess påverkan på hälsan är ännu oklara. Kvarts (kristallin kiseldioxid) finns i mycket små mängder. Ris- ken för att få stendammlunga edöms vara liten. Gränsen för hälsorisk har satts vid 0,1 mg respirabelt kvarts/m luft.

Mikröorgamsm v

iét'hafstofibéiydelé—fg

Det är framför allt mögelsvampama och deras sporer som kaan ge upphov till prob- lem. Halterna av dessa håller sig ofta omkring 10 - 10 cfu/m (**) luft vid halm- och träflishantering. Dessa halter har visat sig ge effekter på i övrigt friska arbetare vid hantering av mögelpåverkat material under en längre tid. Något hy- gieniskt gränsvärde för mikroorganismer änns inte i Sverige.

Bakterier kan avsöndra gifter som kallas endotoxiner. Man har studerat effekter- na av endotoxiner i djur- och humanförsök genom inandning av damm innehål- lande bakterier samt utvärdering av fysiologiska reaktioner i olika arbetsmiljöer med höga endotoxinhalter.

Akuta besvär som feber, andnöd eller astmaliknande symtom anses vara resultat av endotoxinpåverkan. Rethosta, trötthet och sänkning av lungfunktionen före- kommer vid exponering för lägre halter. Vid långvarig exponering kan kronisk bronkit utvecklas.

För endotoxiner har en forskargrupp vid Institutio en för Hygien vid Götåborgs Universitet föreslagit ett riktvärde på 0,02 ug/m respektive 0,1 ug/m som medelvärde för en hel dags exponering i samband med avloppsarbete. De två rikt- värdena grundar sig på halter vid vilka olika besvär kan uppträda. Vi en halt av 0,02 ug/m3 kan kronisk bronkit utvecklas och vid en halt av 0,1 tig/m änns risk för ökat andningsmotstånd.

(**) cfu=coloni forming units, kolonibildande enheter

Vissa mögelarter kan också bilda gifter, så kallade mykotoxiner. De är farliga att få i sig via mat, men risken för att de ska spridas via luft är dåligt känd.

I övrigt kan arbetare uppleva besvär i form av torrhet, kontakteksem och slem- hinneirritation vid dammexponering.

Trä avger terpener. Det är terpenema som ger den karakteristiska skogsdoften hos träbränsle. Tillsammans med formaldehyd, som också avges, meni mycket s- må mängder, kan lukten upplevas besvärande nära en anläggning för torkning av träbränsle om läckage förekommer.

Terpener är fettlösliga och ansamlas i fettrika vävnader. De kan lätt upptas ge- nom huden och ge effekter som irritationer på hud och slemhinnor, kontakteksem och för ämrad lungfunktion. Gränsvärdet för arbetsmiljö har satts till 150 mg ter- pen/m luft, vilket troligen inte uppnås vid biobränslehantering eftersom arbeta- ren inte vistas nära torken.

12.3. Framställning av biogas

Vid framställning av biogas änns framför allt tre riskmoment:

- Risk för explosion på grund av gasblandning vid läckage av biogas. - Risk för förgiftning vid höga halter av svavelväte i biogasen. - Risk för syrebrist på grund av bildade gasers undanträngning av luftens syre.

Biogas består till största delen av metan som inte är giftigt, men mycket explosivt och kan därför medföra brandrisk.

Svavelväte är en färglös, mycket giftig gas med en karakteristisk lukt. Vid lägre halter kan symtom som trötthet, huvudvärk och irritation i luftvägarna inträda. Högre halter kan ge risk för lungödem. Det hygieniska gränsvärdet för svavelväte har satts till 10 ppm. Vid reparation kan det ansamlas höga halter av svavelväte i låga punkter, typ rörgravar.

12.4. Förädling/Förbränning

Arbetsmiljön i anläggningar för förädling eller förbränning av biobränslen är då- ligt kartlagd. Genom att processerna är automatiserade är det svårt att säga i vil- ken grad arbetaren påverkas av risker i samband med biobränslen. Provtagning och mätning behövs för att kunna dra några riktiga slutsatser.

På IVL i Stockholm, sektionen för kemikalier och arbetsmiljö, pågår just nu ett projekt där de undersöker arbetsmiljön vid hantering av biobränslen före förbrän- ning. I projektet ingår litteraturstudier, en sammanställning av svenska och ut- ländska undersökningar i ämnet, kontakt med de företagshälsovårdscentraler som är knutna till företag med hantering av biobränslen samt stationära och per- sonburna mätningar vid varje del i bränsletransportkedjan.

Mätningarna ska omfatta totaldamm, totalantal bakterier, mögelsvampar och en- dotorn'ner. De ska genomföras på nedan angivna processdelar/arbetsplatser:

Mottagning/tippning Bränsletransportsystem till pannan Sikt, kross, silo Bränslelager

***-)(-

Projektet beräknas vara klart i juli 1992 och ska omfatta anläggningar på 1 MW och större.

I en anläggning för förbränning av biobränslen änns ett flertal starkt bullrande processdelar.

Ljudnivåer över 85 dB(A) kan uppnås intill kvarnar, krossar, såll, matarvatten- pumpar, fläktar för förbränningsluften, rökgasfläktar, fläktar för flygaska, kom- pressorer mm. Redan vid projektering av en ny anläggning bör hänsyn tas till bul- ler.

Damm kan förutom vid lagerlokaler och tippningsplats för bränsle även vara ett problem i samband med bränsletransport till pannan. Åtgärder för att minska dammexponeringen längs bränsletransportkedjan kan vara att kapsla in trans- portörer, täta in- och utmatningar till kross eller silos och placera punktutsug vid omlastningspunkter.

I pannrummet ligger dammhalterna under det hygieniska gränsvärdet, men driftstörningar kan ge högre halter. I anläggningar som använder sand till pannor med fluidiserad bädd kan risk ännas för bildande av änkornigt dam som kan in- nehålla a-kvarts och kristobalit.

Förbränningsaskan är ytterligare en damningsrisk. Inbyggnad och punktutsug kan förhindra spridningen. På många anläggningar befuktas askan. Från till exempel grovcykloner, elälter eller spärrälter transporteras askan till silos eller containrar. Vid rengöring, reparations- eller underhållsarbete av transportörer kan risk för kontakt med askdammet uppstå. För att underlätta vid dessa arbeten bör tillräckligt med utrymme ännas kring transportörer och maskiner. Skyddsut- rustning bör användas. Servicearbete som kräver arbete med händerna över axel- höjd bör undvikas.

I pannrummet utförs viss övervakning av pannans funktion bland annat genom inspektionsluckor. Placeringen av dessa luckor bör göras så att arbetet kan utfö- ras i en bekväm arbetsställning. Manluckor i pannan bör göras så stora som möj- ligt så att operatörer med nödvändigt material bekvämt kan ta sig in och ut vid reparationsarbete.

Temperaturen på en arbetsplats bör hålla sig mellan 18 och 2200 beroende på ar- betarnas rörelsemönster. Vid till exempel matarvattenpumpar och panntopp kan värmebelastningen vara hög. Om en panna kräver manuell urslaggning medan den är i drift exponeras operatören för mycket höga temperaturer.

12.5. Restprodukthantering Aska

Innehållet av tungmetaller som arsenik, kadmium och bly är relativt lågt och bor- de inte utgöra någon större hälsorisk.

Tömning av flygaska vid en förbränningsanläggning sker ofta med en bulkbil som fylls på från en silo. Om kranen på silon måste öppnas manuth änns risken att askan dammar ut.

I en granuleringsanläggning är processen vanligtvis sluten med utsug. Problem med askan kan uppstå i samband med lagring och transport. Oppna lager dam- mar mer än förvaring i storsäck.

Skogsgödsling med granulerad aska kommer troligen med traktor eller helikop- ter. Vid tömning av aska till traktor eller till helikoptems binge från transportfor- don kan risk för damning föreligga om askan ska tömmas manuellt ur säckar eller via slang som blåser ut askan från bulkbilen.

Vid försök med gödsling av åkermark med aska blöttes askan till 40-50% fuktig- het och kördes ut med en vanlig gödselspridare. Då undviks problemet med damm under spridningen, men risken för damning änns istället under tillblandningen.

För närvarande deponeras askan. Även då kan den utgöra en arbetsrisk. Få un- dersökningari ämnet änns att tillgå, men jämförelse med deponier för kolflygaska kan göras. Arbete nära askan förekommer vid framför allt transport och packning då askan bör fuktas för att hindra damning.

Bioslam

Gödslingmed bioslam sker effektivast med slangspridare i växande gröda. Fastare slam sprids som vanligt gödsel med gödselspridare. I stort sett skiljer sig inte slamspridningen från konventionell gödsling. Lukten från rötat slam är kännbar, men inte besvärande.

12.6. Referenser

Alvarez de Davila E, IVL, 1992, Projektbeskrivning bioenergi-arbetsmiljö samt personlig kontakt

Axenbom Å m fl, 1991, Halm som bränsle för framtida elproduktion en sam- manfattning av dagsläget, Vattenfall rapport 44

Blomquist G m fl, 1980, Bestämning av diasporhalten i luft vid några fliseldnings- anläggningar, Arbetarskyddsstyrelsen rapport 28

Blomquist G rn fl, 1983, Hälsorisker orsakade av mikroorganismer i samband med storskalig hantering av träflis, Arbetarskyddsstyrelsen rapport 16

Blomquist G rn fl, 1984, Hälsorisker orsakade av mikroorganismeri samband med storskalig hantering av träflis, Arbetarskyddsstyrelsen rapport 34

Brunberg B, 1991, Tillvaratagande av skogsbränsle som träddelar och slutav- verkningsrester - system, maskiner, metoder och kostnader, Vattenfall rapport 17

Dahlberg M, Mattson P-A, 1990, Pilotstudie av grävmaskinister i Hälsingland, Bygghälsan, Gävle

Davner L, 1991, Tidskrift Skogen, nr 5, sid 34-36, Sveriges skogsvårdsförbund Falk T, Sala International, 1992, Personlig kontakt

Hansson J -E, 1987, Förarmiljön i skogsmaskiner, Arbetarskyddsverket rapport 19 Jonson T, Vattenfall Utveckling och miljö, 1992, Personlig kontakt

Leksell I m fl, 1991, Luftvård, kapitel 5, Hälsoeffekter av luftföroreningar

Malmberg P m fl, 1988, Akut toxisk alveolit och allergisk alveolit hos lantbrukare, Arbetsmiljöinstitutet rapport 15

Mikroorganismer som arbetsmiljöproblem, 1983, Arbetarskyddsfonden rapport 2

Nyrén C, 1991, Miljöeffekter vid torkning av biobränsle, Examensarbete i Miljö- vårdsteknik, KTH

Retzner L, 1991, Deponigas drifterfarenheter, Svenska Renhållningsverksföre- ningen rapport 7

Staland P, Westerberg D, 1991, Transportsystem för biobränslen, Vattenfall, rap- port 53 .

Thyselius L, Jordbrukstekniska avdelningen, Uppsala, 1992, Personlig kontaktq Victorin K m fl, 1990, Hälsorisker till följd av vedförbränning, SNV rapport 3732

ROSTELDNING

*

*

Rosteldningstekniken har utvecklats utefter ett flertal linjer.

En rost är ett galler som bränslet vilar på. Förbränningsluften leds genom rosten och bränslelagret.

Det som karaktäriseras olika rostbaserade anläggningar är dels hur bränslet tillförs rostem och dels hur rostem är formad och om den är rörlig eller fast.

Bränslet kan tillföras underifrån med en skruv i mitten av rostern (fast rost).

Bränslet kan också matas in i den aktiva delen av rostytan genom att rostem är rörlig.

Rostern kan vara fast eller rörlig, trappformig eller plan, horisontell eller lu- tande.

Fast rost

IIIIIIIIIIA

V

* Enkel och robust teknik. God tillgänglighet.

* Måttlig verkningsgrad.

* Låg eldytbelastning.

* Begränsade möjligheter att styra förbränningsförloppet. * Uraskning oftast manuell.

* Begränsat bränsleval.

Rörlig snedrost

* Rörlig snedrost är av den mest bränsleflerdbla rostertypen.

* Rostern kan sektionsindelas så att olika delar rör sig olika.

* Även luften kan sektionsindelas till olika rostersektioner.

* Därmed nås god utbränningsgrad och bättre miljöprestanda än fast planrost. * Automatisk uraskning.

* Välbeprövad teknik.

Fast snedrost

* Känd och Välbeprövad teknik.

* Principen - bränslet hasar utför rosten allt eftersom volymen minskar vid ut- bränningen.

* Tekniken kräver ett homogent och väldeänierat bränsle. * Få rörliga delar. Bra tillgänglighet.

* Konkurrerar prismässigt bra vid större anläggningar.

* Automatisk uraskning.

FLUIDISERADE BÄDDAR

;”. Iuh om mlste

Stationär fluidiserad bädd Cirkulerande fluidiserad bädd

* I en panna med fluidiserad bädd blandas bränslet med inert material, t ex sand, aska. Förbränningsluften blåses in i botten av bädden.

* Endast några procent av bädden utgörs av bränsle. De inerta materialet fungerar som "värmelager" och ger en jämn temperatur.

* Förbränningen sker utan flammor vid förhållandevis låg temperatur, 800- 9000C, jämfört med andra tekniker där temperaturen är 1000-16000C.

* Låga förbränningstemperaturer ger låga kväveoxidemissioner.

* I en stationär fluidiserad bädd blåses luften in med måttlig hastighet, så att bädden luckras upp och beter sig som en vätska (fluidiserar).

* I en cirkulerande bädd blåses luften in med så hög hastighet att en del av bäddmaterialet (och bränslet) rycks med. Materialet avskiljs i en cyklon och återmatas till bädden.

* Den stationära fluidbäddens begränsningar är dåliga dellastegenskaper och låsningen till ett bränsle.

* Cirkulerande fluidbädden är bränsleflexibel och är enkel att Iastreglera.

* En speciell typ av fluidiserad bädd är PFBC (Presurized Fluidized Bed Com- bustion) eller trycksatt fluidiserad bädd.

* Trycket i förbränningen höjs till 10-20 gånger atomosfärstrycket. Avsikten

med trycksättningen är att minska utrymmesbehovet samt att ge möjlighet att ansluta en gasturbin för elproduktion.

Sid 1 (2) . Bilaga 2 FÖRGASNING Cyklon Gas ——> Bri-sl. & lll-lule |__—LL" * .c " Brin ] Ston """"? ' mm & e &-S i—åxxxsl ha _ _ _ Luft , Gu Aska 4: M otströmsförgasare. Hedströms/"orgasm. Cirkulerande fluidbädd— förgasare. J

Förgasning är en process där fast material sönderdelas med hjälp av värme och syre för att producera en brännbar gas.

Den stora skillnaden mellan förgasning och förbränning är att luftmängden (syret) vid förgasning är mycket mindre än vad som skulle behövas vid full- ständig förbränning av bränslet.

Exempel på produktgasens sammansättning: (vol-%, torr gas)

- Kväve 50-54 % - Koldiorn'd 9-12 % - Koloxid 20-22 % - Metan 2-3 % - Väte 12-15 %

De vanligaste förgasartypema är:

- motströmsförgasare - medströmsförgasare - cirkulerande fluidbäddförgasare

Se ägurema ovan.

Vid motströmsförgasaren bildas stor del av gasen i de övre zonerna. Den utgå- ende gastemperaturen är låg, kring 10000, och gasen har hög tjärhalt.

Produktgasen i medströmsförgasaren passerar den heta förbrännings- och re- duktionszonerna. Den utgående gasen har hög temperatur 300-60000 och tjär- halten är relativt låg.

Förgasningstekniken är idag under aktiv utveckling. Den mest betydelsefulla utvecklingslinjen innebär att gasen förbränns i en gasturbin eller i förbrän— ningsmotor. Båda dessa tillämpningar medger att elproduktion sker med hög- re elverkningsgrad än konventionell ångcykel.

För att bli effektiva kommer i sådana anläggningar förgasningen sannolikt att ske under tryck. De kommer också att kräva rening av gasen före förbrän- ningen.

Ingående komponenter i bicykliska föreningar och PAH.

Bicykliska föreningar

Naftalen 2-Metylnaftalen 1-Metylnaftalen Bifenyl

Identifierade PAH

Acenaftylen

Acenaften Fluoren 2-Metylfluoren 1-Metylf1uoren Fenantren Antracen 3-Metylfenentren 2-Metylfenantren 2-Metlyantracen 4,5—Fimetylfenantren 4—och/eller 9-Metylfenantren 1-Metylfenantren Fluoranten Benz(e)acenaftylen Pyren Etyl—metyl-fenantren Benso(a)fluoren Benzo(b)fluoren 4-Metylpyren 2-Metylpyren/Metylfluorantren 1-Metylpyren Benzo(ghi)fluoranten Benzo(c)fenantren Cyclopenteno(cd)pyren Benz(a)antracen Chrysen och Trifenyl Benzo(b)fluoranten Benzo(j)fluoranten Benzo(k)fluoranten Benzo(e)pyren Benzo(a)pyren

Perylen Ineno (1,2,3-cd)pyren Dibenz(ach/ah)antracener Benzo(ghi)perylen Antantren

Coronen

STOFT * Partiklar i rökgasen - stoft - kan antingen komma från bränslets aska eller som resultat från ofullständigt förbrända bränslepartiklar, sot.

Beroende på bränslets ursprung innehåller stoftet varierande halter tungme- taller.

* Ofullständigt förbrända partiklar kan ha många orsaker - för små eldstäder - för låg temperatur - felaktig tillförsel av luft.

* De dominerande teknikerna för stoftavskiljning i samband med biobränsleeld- ning är

- cykloner - textila spärrälter - elektroälter.

C yklonavskilj are

Qtlonkonl

I Cyklonskåp Mellanvägg lnloppsdel Utloppsdel Cyklon Inspektionslucka Renslucka Stativ Bottenficka Stoltspjäll Stollkarl

Slottuuopp

domemuith

_A-A

* I cyklonavsldljare utnyttjas dynamiska krafter för avskiljning av partiklar.

* Trots optimering har cyklonen dålig avskiljningsgrad för partiklar ( 5 mm.

* Avgörande för avskiljningsgraden är halten flygaska i rökgasen och rågasstof- tets partikelstorlek.

* Halten flygaska beror på bränslets karaktär, val av eldningsutrustning, kapa- citetsreglering, underhåll etc.

* Garantier på rengashalter lägre än 300 mg/m3 lämnas endast i undantagsfall. * Ger förhållandevis högt tryckfall. * Enkel, billig och driftsäker konstruktion.

Textiala spärrfilter

Filterslang

* Användningen av textila spärr-älta har ökat markant sedan 1970-talet. Det änns flera skäl till detta

- hög avskiljningsgråd även för partiklar ( 2 mm. Klarar lägre rengas- halter än 10 mg/m - partikelavskiljningsgraden är oberoende av belastningen.

* Väsentliga faktorer för älterfunktion vid biobränsleeldning är:

- älterbelastning d v s gashastighet genom ältermaterialet. Ökad älter- belastning ökar partikelpenetrationen.

* Filterbelastningen dimensioneras normalt för ca 100 m3 rökgas per 1112 älteryta

- risk för hög gastemperatur och för att glödpartiklar når textilmaterialet - tillsyn, skötsel och underhåll är viktiga.

* Använda textilmaterial är

* polyakrylnitrit (Dralon) * aramid (Nomex) * polytetrafluoreten (Teflon)

* Filtermaterialet kan vara format som kassetter eller slangar. * Rensningen av filtret sker med tryckluftsstötar i kassetter eller slangar.

Elektrofilter

Isolatorer Emlsslonssyslem Slagverk lör emlsslonssystem Gasfördelnlngsplåtar Slagverk för utfällningselektroder Ullållnlngselektroder Stoltllcka Stoftulmatnlngsöppnlng

Isolering

Drlvmakanlsm för utlällnlngselek- trodernas slagverk Isolerad lnspektlonsdörr Drlvmekanlsk lör emlsslonssystemets slagverk lerlklare lsolatorkammare

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 o

* Elektrofilter kan dimensioneras för en stofthalt lägre än 10 mg/m3. * Generellt kan sägas att elektrofilter har en mycket hög driftsäkerhet.

* Elektrofilter används i huvudsak vid anläggningar större än 10 MW, beroende på kostnadsskäl.

* Avskiljningsgraden i ett elektrofilter beror av många parametrar t ex

- rågasstoftet - partikelstorlek

- elektriska egenskaper t ex resistivitet - stoftkoncentration - rågasens fukthalt - gashastighet i elektroliltret - elektroliltrets storlek, total utfällningsyta, antal filtersystem.

* Elektrofiltret kännetecknas av att tryckfallet över filtret är lågt och den harr låg känslighet för höga gastemperaturer.

Bilaga 3 Jackie Bergman,UB 1992-04-13

POTENTIAL FÖR PRODUKTION AV VÄRME ocrr EL MED BIOBRÄNSLE

SAMNIAN F ATTNING

Avsikten med denna PM är att presentera en bedömning av den största tänkbara potentialen för värme och el baserad på biobränslen till år 2010. Denna potential har jämförts med den potentiella tillgången på bränsle. Bedömningarna av den potentiella energiproduktionen utgår från att man i första hand ska generera kraftvärme och mottryck. Även potentialen för övrig konvertering av befmtlig kapacitet för fjärrvärme och massa- och pappersindustrin har bedömts.

Bedömningen täcker hela fjärrvärmesektom och massa- och pappersindustrin. Övriga byggnader och industrier behandlas endast med avseende på dagens användning av biobränsle.

Den potentiella elgenereringen med ny kraftvärme och nytt motryck är 5,0 respektive 5,4 TWh. I båda fallen har antagits att man gör utbyggnaden med VEGA-teknik som är större än 20 MW värmelast. Antalet anläggningar är 26 respektive 20 stycken. Enligt Värmeverksföreningen kan fjärrvärmesektorn komma att byggas ut med upptill 20 % till år 2010. En stor del av denna tillbyggnad kan komma att anpassas till kraftvärme.

Idag används cirka 33 TWh biobränsle i samtliga branscher, exklusive massaindustrins lutar. Den potentiella användningen av biobränsle för tillkommande kraftvärme och mottryck är cirka 15 TWh utgående från dagens värmeunderlag. Konvertering av befintlig kapacitet till biobränslen kan potentiellt omsätta ytterligare 35 TWh bränsle. Den totala potentiella användningen är således cirka 83 TWh bränsle.

Potentialen för tillgängliga bränslen år 2010 bedöms här vara 75 TWh. Potentiell användning och tillgång är således av samma storleksordning. Potentialen för bränsletillgången är närmare relaterad till verkliga förutsättningar än potentialen för användning. Det är därför troligt att det i praktiken kommer att finnas bränsle över för annan efterfrågan. Den pågående omarbetningen av skogstaxeringen förväntas visa på betydligt större potential för biobränslen än denna bedömning.

I mälardalen kan det komma att uppstå brist på biobränsle.

En viktig begränsning för bedömningarna har varit att bara ta med sådana förutsättningar som med stor sannolikhet kommer att gälla under tiden fram till år 2010.

DEFINITION AV POTENTIAL

Med potential menas i denna PM den största möjliga utbyggnad respektive konvertering som kan göras. Bedömningarna har gjorts med utgångspunkt i vad som är tekniskt möjligt att genomföra i stor skala till år 2010. Vissa ekonomiska hänsyn har också tagits. Genom att undersöka värmeunderlagen mer i detalj är det möjligt att förbättra bedömningarna. Potentialen kommer då sannolikt minska.

En viktig begränsning för dessa bedömningar har varit att bara ta med sådana förutsättningar som med stor sannolikhet kommer att gälla under tiden fram till år 2010. Förhoppningsvis kommer bedömningarna därmed att behålla sin giltighet under längre tid. Dessutom kan varje läsare lättare komplettera med egna förutsättningar.

Potentialen för ny kombinerad värme- och kraftproduktion har två tekniska begränsningar. Dels bör topplasten mötas med ren värmeproduktion av reglertekniska skäl. För fjärrvärmenäten antas topplasten vara 30 % av energibehovet och för industrin 15 %. Dels måste det återstående värmebehovet kunna rymma en anläggning som ger minst 20 MW fjärrvärme eller processånga. Drifttiden för kraftvärme antas vara 4 500 och för industriellt mottryck 6 500 timmar, räknat som ekvivalenta fullasttimmar (utnyttjningstid).

Potentialen för ny kraftvärme är ekonomiskt begränsad av dagens befintliga baskapacitet. Denna kapacitet kommer troligen att vara konkurrenskraftig till år 2010. Befintliga kraftvärmeanläggningar kommer att köras fullt ut innan man bygger ut ny kraftvärme i stor omfattning.

1007. ””' 100 ?.

last

15 % av enrcrgr

Potentiellt nytt industriellt mottryck

Potentiell ny kraftvärme

Lutar och övr återvinning. brönsle till direktprocess

Avfall, värmepump. spillvärme. kraftvärme

l'år lar

Figurerna visar hur förutsättningama för olika produktionssätt ser ut för kommunal kraftvärme ('till vänster) och industriellt mottryck (till höger).

Tekniska prestanda för nya kraftvärmeanläggningar antas vara ungefärligen desamma som för VEGA:

Elverkningsgrad 42 % Totalverkningsgrad 84 % Alfa l ,0

Potentialen för konvertering till biobränslen av övriga värmebehov har gjorts översiktligt utifrån vad som är tekniskt möjligt att genomföra med avseende på reglerbarhet. Det ekonomiska kriteriet att dagens baslast kommer att finnas kvar till år 2010 gäller även för denna potential.

POTENTIALEN r FJÄRRVÄRMENÄTEN

Dagens användning av biobränslen för fjärrvärme är 3,9 TWh. Potentialen för ytterligare användning är med dagens värmeunderlag:

El Fjärrvärme Bränsle Ny kraftvärme med bio 5,0 5,0 11,9 Bef kraftvärme konv t bio 6,3 14,7 22,2 Bef värme konv t bio - 1,2 1,3 Summa 11,3 TWh 20,9 TWh 35,4 TWh

Ovanstående potential för ny kraftvärme har följande sammansättning:

20 - 40 MW fjärrvärme 15 1,9 40 - 60 7 1,5 60 - 4 1,6 Summa 26 st 5,0 TWh fjärrvärme

Fjärrvärmeproduktionen kan komma att öka med 6 — 8 TWh till år 2010 enligt Värmeverksföreningens "Enkät 91". En stor del av utbyggnaden antas ske med hjälp av ny kraftvärme. En avancerad gissning är att 3 TWh kan komma att bli värmeunderlag för kraftvärme. Med detta antagande får potentialen följande utseende:

El Fjärrvärme Bränsle Ny kraftvärme med bio 8,0 8,0 19,0 Befintl kraftvärme konv t bio 6,3 14,7 22,2 Befintl värme konv t bio - 1,2 1,3 Ny värme med bio - 2,0 2,2 Summa 14,3 TWh 25,9 TWh 43,7 TWh

POTENTIALEN I MASSA- OCH PAPPERSINDUSTRIN Dagens användning av biobränslen i massa- och pappersindustrin är 7,2 TWh. Potentialen för ytterligare användning är med de värmeunderlag och energibehov som fanns 1988 och 1989:

El Processvärme Bränsle Nytt mottryck med bio 5,4 5,4 12,9 Mesaombränning konv t bio - 1,6 1,6 Summa 5,4 TWh 7,0 TWh 14,5 TWh

Det förutsätts i tabellen ovan att biobränsle kommer att bli konkurrenskraftigt och att det därför är huvudsakligen är fossila bränslen som kommer att ersättas av den nya mottryckskapaciteten.

Den befintliga kapaciteten för mottrycksgenerering av el antas kunna försörjas med förbränning av lutar.

Ovanstående potential för ny kraftvärme har följande sammansättning:

20 - 40 MW ånga 9 1,4 40 - 60 7 2,2 60 - 4 1,8 Summa 20 st 5,4 TWh ånga

REGIONAL FÖRDELNING AV BEHOV OCH TILLGÅNG

Potentialen för tillgången på biobränslen år 2010 bedöms vara 75 TWh. Dagens användning är 33 TWh bränsle exklusive massaindustrins lutar. Den potentiella tillkommande användningen av biobränsle för fjärrvärme och massa- och pappersindustrin är 50 TWh bränsle. I en figur i bilaga 4 jämförs tillgången på bränsle med potentiell användning. Man kan utläsa vilka regioner som skulle kunna få brist respektive överskott på bränsle. Det bör observeras att den potentiella användningen som anges ej ska betraktas som förväntad. Den sannolika förbrukningen eller efterfrågan är väsentligt lägre.

1 mälardalen finns uppenbar risk för brist på biobränsle. I övrigt visar denna relativt grova analys inte på någon regional obalans mellan tillgång och efterfrågan.

Bilaga 1. Potential för kraftvärme baserad på biobränsle Bilaga 2. Potential för industriellt mottryck baserat på biobränsle Bilaga 3. Tillgång och efterfrågan på biobränsle

POTENTIAL FÖR KRAFPVÄRME BASERAD PÅ BIOBRÄNSLEN

SAMMANFATTNING

Avsikten med denna PM är att beskriva den största tänkbara potentialen för utbyggnad av kraftvärme, dvs kombinerad produktion av fjärrvärme och elkraft i de svenska fjärrvärmesystemen. Hänsyn har tagits till befintliga basproduktionsanläggningar. Bedömningarna är gjorda utifrån Värmeverksföreningens statistik för 1990.

Dessutom har en bedömning gjorts av potentiell användning av biobränsle i befintliga kraftvärmeverk och värmeproduktionsanläggningar..

Det tillgängliga värmeunderlaget för ny kraftvärme baserad på biobränslen är 5 ,0 TWh fjärrvärme i 26 fjärrvärmenät. Med alfa = 1 och totalverkningsgraden = 0,84 blir elproduktionen 5 ,0 TWh och bränsleförbrukningen 12 TWh. Genom en eventuell utbyggnad av fjärrvärme i landet kan kraftvärmeunderlaget komma att öka till 8 TWh, motsvarande bränslebehov är 19 TWh. En utbyggnad kommer också att ge ytterligare behov av biobränsle för ren värmeproduktion i nya anläggningar.

Om elkraften får ett marknadsvärde som är signifikant högre än fjärrvärmens, kan man förvänta sig att befintliga kraftvärmeverk på 2,1 GW el tas i drift. Om de körs 3 000 timmar fullast kommer de att producera 6,3 TWh el och behöva en bränslemängd motsvarande 22 TWh. (Alfa = 0,45 och totalverkningsgraden = 0,90.) Denna potential kan teoretiskt konverteras till biobränsle.

Övriga potentialer för ytterligare biobränslen i fjärrvärmenätens befintliga produktionsanläggningar bedöms vara 1,2 TWh fjärrvärme, motsvarande 1,3 TWh bränsle.

Sammantaget innebär detta att potentialen för ytterligare användning av biobränslen i fjärrvärmesammanhang skulle kunna ge cirka 11 TWh el och ge avsättning för 35 - 42 TWh bränsle år 2010.

Användningen av trädbränsle i fjärrvärmesammanhang under 1990 var 3,5 TWh och av torv 2,6 TWh.

ARBETSGÅNG

Avsikten med denna PM är att presentera en bedömning av den största tänkbara potentialen för ny kraftvärme i de svenska fjärrvärmesystemen med hänsyn till befintliga

basproduktionsanläggningar. Bedömningarna är huvudsakligen gjorda med hjälp av Värmeverksföreningens statistik för 1990.

Dessutom har en bedömning gjorts av potentiell användning av biobränsle i befintliga kraftvärmeverk och värmeproduktionsanläggningar..

Bedömningarna är gjorda individuellt för landets anläggningar. De redovisade relationerna för en specin anläggning gäller fårför inte för den nationella balansen.

Ny kraftvärme

De processer för kraftvärme som anses vara av intresse i detta sammanhang har en minsta storlek som motsvarar 20 MW fjärrvärme. Mindre anläggningar bedöms få för hög specin anläggningskostnad och för lågt elutbyte. De fjärrvärmenät som är av intresse måste därför kunna ha avsättning för åtminstone 20 MW fjärrvärme med en utnyttningstid om 4 500 timmar.

Om utvecklingen av nya processer lyckas kan det även bli intressant att bygga kraftvärmeverk som är mindre än 20 MW fjärrvärme. Potentialen i befintliga fjärrvärmenät för dessa mindre anläggningar är mycket begränsad. Anläggningar i denna storleksklass kommer dessutom troligen inte att byggas av Vattenfall. Därför har denna potential utelämnats i detta sammanhang.

Förbrukningssiffrorna för 1990 har justerats upp till normalår. För att beräkna potentialen för ny kraftvärme har respektive näts årsförbrukning sedan reducerats med de produktionssätt som med stor sannolikhet kan antas kvarstå av reglertekniska eller ekonomiska skäl:

- Topplasten bör även i framtiden mötas med någon typ av värmepanna. Topplasten antas vara 30 %.

- Vissa befintliga produktionsanläggningar kommer med stor sannolikhet att ta hand om baslasten av rent ekonomiska skäl. De är avfall, värmepumpar, spillvärme och kraftvärme.

Den resterande nettopotentialen måste vara minst 90 GWh fjärrvärme (20 MW*4 500 h) i respektive fjärrvärmenät för att det ska kunna vara motiverat att bygga ny kraftvärme baserad på biobränslen.

Kapaciteten i de befintliga anläggningar som nu svarar för baslasten kommer att ändras med tiden. Men det är svårt att idag säga om den kommer att minska eller öka. Följande anläggningstyper för basproduktion finns idag och kommer sannolikt att finnas kvar år 2010:

- Av hushållsavfallet går idag 4 TWh till förbränning. Ytterligare 4 TWh hushållsavfall och 7 TWh industriavfall skulle kunna eldas. Även om man sorterar avfallet. är det troligt att större delen av värmevärdet stannar i den brännbara

fraktionen. Men nya bestämmelser om förpackningar kan komma att påverka både avfallsmängd och bränslets värmevärde.

- Värmepumpar är en av de tekniker som idag är mest intressanta för nyanläggning. Även om elpriset ökar markant kommer det att vara ekonomiskt att hålla dem 1 drift. Livslängden kan göras mycket lång med begränsad reinvestering.

- Spillvärmepotentialen är inte fullt utnyttjad. Utbyggnad kräver en realprisökning för energin. Anslutningar mellan fjärrvärmenät och industri kan byggas ut för leveranser åt båda håll.

- Befintlig kraftvärme kommer med ökade elpriser att vara baskapacitet. Den kan delvis konverteras till biobränsle. Se separata avsnitt nedan.

En viss utbyggnad av fjärrvärmen förutses enligt Värmeverksföreningens "Enkät 91 ". Hur mycket av denna eventuella utbyggnad som kan medföra ny kraftvärmekapacitet kan man bara gissa sig till.

Befintlig kraftvärme

Om elkraften får ett marknadsvärde som är signifikant högre än fjärrvärmens kan man förvänta sig att befintliga kraftvärmeverk kommer att tas i drift fullt ut. Den installerade kapaciteten är 2,1 GW. Om biobränsle kommer att vara konkurrenskraftigt gentemot fossila bränslen finns ett incitament för konvertering av kraftvärmeverken. Den genomsnittliga, utnyttjningstiden för de befintliga kraftvärmeverken kommer att bli lägre än för nytillkommande anläggningar. Anledningen." ar att de har konkurrens av senare tillkommen baskapacitet. I vissa fall kan utnyttjningstiden bli låg beroende på att det finns mer än en kraftvärmeanläggning i nätet. Andelen fossilt bränlse för kraftvärmeproduktion var 80 % under 1990.

Befintlig värmeproduktion Den övriga befintliga kapacitet för värmeproduktion som kan tänkas konverteras till biobränslen består dels av de värmeunderlag som ovan visat sig vara för små för att motivera ny kraftvärme, dels övrig värmeproduktion som idag" är baserad på kol, eldningsolja, gasol, torv och el.

RESULTAT Ny kraftvärme

Ny kraftvärme skulle kunna producera 5 8 TWh el. Motsvarande behov av bränsle är 12 - 19 TWh.

Den totala fjärrvärmeenergin är under ett normalår ca 41 TWh fjärrvärme ut från produktionsanläggningarna. För att komma fram till den största möjliga potentialen för ny kraftvärme med dagens förutsättningar, har följande reduceringar gjorts:

Avfall, hyttgas mm 4,8 Värmepumpar 6,6 Spillvärme & hetvatten 3,7 Värme från kraftvärme 14,7 Spetslast och mindre än 90 GWh 6,2 36,0 TWh producerad fjärrvärme

De nät som har ett återstående behov som är större än 90 GWh fjärrvärme motsvarar således tillsammans 5,0 TWh värme. Med alfa = 1 och totalverkningsgraden = 84 % kan man producera 5,0 TWh el och behöver 12 TWh bränsle.

Den del av potentialen som finns inom Vattenfalls områden är 3,5 TWh fjärrvärme som distribueras i 16 nät. Inom övriga områden distribueras 1,5 TWh i 10 nät. Följande storleksfördelning gäller för hela landets anläggningar:

20 - 40 MW fjärrvärme 15 st nät sammanlagt 1,9 TWh fjärrvärme 40 _ 60 || 7 'I || || 1 ,5 || 60 _ || 4 II || || 1 ,6 ||

Samtliga nät i gruppen med de största näten ligger i Vattenfalls områden.

Prognoser för framtida utbyggnad av fjärrvärme gjordes av kommunerna under 1991. Slutsatsen blev att 6 - 8 TWh kan komma att byggas ut till år 2010. En stor del av den eventuella utbyggnaden antas ske i form av kraftvärme. Samtidigt finns en betydande reservkapacitet för värmeproduktion som medför att man inte utan vidare kan summera den framräknade potentialen om 5,0 TWh med tillkommande utbyggnad. En avancerad gissning är att det tillgängliga värmeunderlaget för kraftvärmeproduktion kan komma att öka med 3 TWh till 8 TWh år 2010. Motsvarande förbrukning blir 19 TWh bränsle med alfa = 1 och totalverkningsgraden 84 %. En utbyggnad kommer också att ge ytterligare behov av biobränsle för ren värmeproduktion i nya anläggningar.

Befintlig kraftvärme

Konvertering av befintlig kraftvärme som ger 6,3 TWh el kan omsätta 22 TWh bränsle.

Om befintliga kraftvärmeverk körs fullt ut och dessutom konverteras till biobränlen antas här att man skulle kunna producera 2,1 GW under 3 000 ekvivalenta fullasttimmar. I denna utnyttjningstid har hänsyn tagits till att 80 % är fossilbaserad, att senare tillkommen produktionskapacitet begränsar utnyttjandet och att en liten del av kapaciteten kommer att skrotas före år 2010. Med alfa = 0,45 och totalverkningsgraden = 90 % skulle dessa anläggningar kunna producera 6,3 TWh el och skulle behöva 22,2 TWh bränsle.

En del av de befintliga kraftvärmeverken kommer att falla för åldersstrecket under de närmaste 20 åren. Men produktionsanläggningars livslängd förefaller numera vara betydligt längre än tidigare. Anledningen kan vara att verkningsgraden inte längre kan förbättras som tidigare och att underhållstekniken har utvecklats. Med dagens höga anläggningskostnader är det motiverat att göra relativt stora ombyggnader för renovering och bränslekonvertering istället för att bygga en helt ny anläggning. En översiktlig bedömning visar att mindre än 0,1 av totalt 2,1 GW installerad elkapacitet är så gammal att den med större säkerhet kan antas bli helt avstäld före år 2010.

Befintlig värmeproduktion

Konvertering av övrig befintlig värmeproduktion till biobränsle kan ge 1,2 TWh fjärrvärme och omsätta 1,3 TWh bränsle.

Övrig potential för ytterligare biobränslen i fjärrvärmenätens befintliga produktionsanläggningar är en del av det som ovan kallats "spetslast och mindre än

90 GWh". Det är värmebehov som inte är topplast, inte är blockerade av baskapacitet eller redan försörjs med biobränsle. Tillsammans motsvarar dessa behov 1,2 TWh fjärrvärme och 1,3 TWh bränsle. Vid ytterligare utbyggnad av fjärrvärme kan denna potential komma att Öka. Om ny småskalig teknik för kraftvärmeproduktion blir kommersiellt tillgänglig kan denna potential utnyttjas för kraftvärme.

Användningen av trädbränsle i fjärrvärmesammanhang under 1990 var 3,5 TWh och av torv 2,6 TWh.

Jackie Bergman,UB Bilaga 2 1992-03—24

POTENTIAL FÖR INDUSTRIELLT MOTTRYCK BASERAT PÅ BIOBRÄNSLE

SAR/[MANFATTNING

Avsikten med denna PM är att beskriva den största tänkbara potentialen för utbyggnad av industriellt mottryck, det vill säga kombinerad produktion av värme och elkraft inom industrin. Bedömningarna har gjorts med hjälp av statistik från 1988 och 1989.

Det praktiskt tillgängliga underlaget för tillkommande mottrycksproduktion av el är max 5,4 TWh ånga i 20 anläggningar. Värmeunderlag med signifikant omfattning finns sannolikt endast i massa och pappersindustriema. Som minsta anläggningsstorlek har antagits 20 MW processånga.

Om ny teknik för mottrycksgenerering kan åstadkomma alfa = 1, blir elgenereringen också 5,4 TWh. Med totalverkningsgrad = 0,84 blir den totala bränsleförbrukningen cirka 12,9 TWh.

Inom massa och pappersindustrin finns även en potential för konvertering till biobränslen som inte ger möjlighet till samtidig elgenerering. Potentialen för konvertering är 1,6 TWh bränsle.

Förbrukningen av träd- och barkbränsle i skogsindustrin var cirka 7,2 TWh under 1988. Om biobränslen blir konkurrenskraftiga och får ett starkt ökat utnyttjande är det möjlligt att det huvudsakligen är fossila bränslen som ersätts av ny mottryckskapacitet. Det totala potentiella behovet av biobränsle motsvarar med detta antagande: 12,9 + 1,6 + 7,2 = 21,7 TWh bränsle.

MASSA- OCH PAPPERSINDUSTRIN

Arbetsgång

Avsikten med denna PM är att presentera en bedömning av den största möjliga potentialen för industriellt mottryck. Först görs en genomgång av vilka värmeunderlag som det finns processer för att utnyttja, idag eller inom de närmaste 15 20 åren. Detta värmeunderlag kallas här för den teoretiska potentialen.

Därefter reduceras denna potential med vad som drifttekniskt är möjligt att konvertera med hänsyn till rimliga utnyttjandetider och anläggningsstorlekar. Detta värmeunderlag kallas här för den praktiska potentialen.

Ute i den krassa verkligheten finns måhända ytterligare begränsningar beroende på detaljerad processanpassning, lönsamhetskrav m m. Författaren av denna PM har ej haft ambitionen att ta hänsyn till dessa begränsningar.

Underlag

Resonemangen i denna PM bygger på två oberoende sammanställningar av energiförbrukningen i massa- och pappersindustrin.

Skogsindustriemas rapport "Energiförbrukning i massa— och pappersindustrin 1988" ger en samlad bild av den totala energiförbrukningen i denna branch. Man kan också utläsa fördelningen mellan energi som används för ångvärme, elgenerering respektive direkt i processer (t ex mesaombränning).

Kraftsams utredning "Elanvändningen inom industrin, 1989" ger underlag för att bedöma storleken av respektive anläggning och vilken nettopontential som finns inom respektive anläggning efter reduktion för de värmeunderlag som har tekniska begränsningar för konvertering till mottrycksgenerering baserad på biobränslen.

Det finns 222 företag i landet som har en elförbrukning som är större än 30 GWh per år. Av dessa har 166 st (75 %)svarat på Kraftsams enkät. Den höga svarsfrekvensen är en indikation på att underlaget är relativt representativt för de större industrier som är av intresse i detta sammanhang.

Kraftsams utredning behandlar 43 massa- och pappersanläggningar medan Skogsindustrins statistik omfattar 110 anläggningar. Men skillnaden i den bekrivna energimängden mellan rapporterna är betydligt mindre. Kraftsam har redovisat cirka 84 % av den bränsleförbrukning, mängd lut och mottrycksproduktion som Skogsindustriema omnämner. Det antas här att det främst är de mindre anläggningarna som inte har svarat på Kraftsams enkät. Dessa skulle till stor del ha sorterats ut av tekniska skäl. Kraftsams underlag bör därför med viss korrigering kunna vara tillförlitligt för bedömning :av den praktiska potentialen.

Teoretisk potential

Nedan följer en sammanställning från "Energiförbrukning i massa— och pappersindustrin", konverterad till TWh bränsle:

Bilaga 3 Ånga till Ånga till Direkt till Totalt process mottrycksel process Externt Olja 3,8 0,6 1,5 5,9 Kol 0,9 0,3 - 1,2 Gasol - 0,2 0,2 El 1,6 - - 1,6 Övrigt 2,8 - 0,7 3,5 Internt Diverse 0,4 0,7 1,1 Bark och flis 6,0 0,4 6,4 Lut 26.1 2.3 -_ & 42,2 3,3 3,5 49,0 TWh bränsle

Kol redovisas som att det endast användas för mottrycksel medan bark och flis ser ut att utnyttjas för ren ånggenerering. I verkligheten används båda bränslegrupperna i båda tillämpningarna. Orsaken till redovisningen kan vara bokföringstekniska eller skattetekniska skäl. Denna uppdelning påverkar ej bedömningarna i detta sammanhang.

En del av posten "Övrigt" är köpt biobränsle. Potentialen för nytt industriellt mottryck baserat på biobränslen kan delas upp mellan:

- Processångpannor. Detta värmebehov skulle kunna tillgodoses med mottrycksanläggningar som ger ett högt elutbyte. Lut och diverse är huvudsakligen intern återvinning och kan ej ersättas med andra bränslen. De värmebehov som återstår för konvertering är de som försörjs med olja, kol, el samt bark och flis.

- Mottrycksångpannor. Dessa anläggningar skulle kunna ersättas av nya som ger ett högre elutbyte. Med samma resonemang som ovan beträffande lut, utgörs potentialen för konvertering av olja och kol. Befintlig kapacitet producerade cirka 2,8 TWh el under 1988 och 1989. Utnyttjningstiden var cirka 7 000 timmar.

Uppdelningen mellan ren ångproduktion och produktion av ånga för mottrycksgenerering av el är i denna PM gjord med antagandet att alfa är 0,3.

Det finns också en potential för konvertering till biobränslen utan elgenerering av de "direktprocesser" som idag förbrukar olja och gasol. Denna potential består huvudsakligen av mesaombränning, 1,2 TWh bränsle. Flingtorkning och papperstillverkning förbrukar ytterligare 0,2 TWh bränsle vardera. Den totala potentialen är således 1,6 TWh bränsle.

Process- Mottryckspannor Direkt till Totalt ångpannor ånga el process Olja 2,0 1,8 0,6 1,4 5,8 Kol 0,1 0,8 0,3 - 1,2 Gasol - - - 0,2 0,2 El 1,6 - - - 1,6 Bark och flis && -_ -_ ; _._Ö 0

9,7 2,6 0,9 1,6 14,8 TWh bränsle

Den teoretiska potentialen för konvertering till mottrycksproduktion motsvaras av 9,7 + 2,6 +0,9 = 13,2 TWh bränsle. Den teoretiska potentialen för konvertering till biobränslen utan elgenerering är ytterligare 1,6 TWh bränsle.

Praktisk potential

Arbetet med att beräkna den praktiska potentialen för respektive anläggning innehåller delvis samma moment som föregående beskrivning av den teoretiska potentialen.

Den praktiska potentialen är en del av respektive anläggnings energiförbrukning för ånggenerering. Topplasten måste mötas med processångpannor av bland annat reglertekniska orsaker och en del av bränsleförbrukningen utgörs av intern återvinning som ej kan konverteras. Den återstående energiförbrukningen måste ha en viss minimistorlek för att vara av intresse:

- Den topplast som bör tas av processångpannor uppskattas till 15 % av årsbehovet. I en parallell studie om kommunal kraftvärme antas att 30 % är sådan topplast. Energi som går direkt till processer motsvarar 7 % i genomsnitt. Liksom för bedömningen av den teoretiska potentialen ovan för den totala energiförbrukningen, måste vi här reducera varje anläggnings användning av bränsle som kommer från intern återvinning. Kraftsams underlag är i detta avseende inte lika detaljerat som Skogsindustriernas, men slutreslutatet bedöms efter avstämning ändå som tillräckligt säkert.

- Storleken på respektive värmeunderlag efter reduktioner bör vara större än 132 GWh

bränsle. Denna minimistorlek motsvarar en mottrycksanläggning som ger 20 MW ångaunder 6 000 timmar per år.

Den praktiska potentialen enligt Kraftsams statistik visar sig vara 5,8 TWh bränsle i 19 anläggningar. För korrigering med avseende på att statistiken endast omfattar 85 % av branschens energiförbrukning bör en viss upppräkning göras. Med tanke på att det sannolikt är i första hand de mindre anläggningarna som inte har besvarat Kraftsams enkäter, antas att värmeunderlaget endast ska räknas upp med 5 %. Slutresultatet blir då 6,0 TWh bränsle (5,4 TWh ånga) i 20 anläggningar. Om ny teknik för mottrycksgenerering kan åstadkomma

alfa = 1, blir även elgenereringen 5 ,4 TWh. Med totalverkningsgrad = 0,84 blir den totala bränsleförbrukningen i nya mottrycksanläggningar cirka 12,9 TWh.

Den genomsnittliga anläggningsstorleken är 45 MW processånga om man antar att utnyttjningstiden är 6 000 timmar. Storleksfördelningen är:

20 - 40 MW ånga 9 st sammanlagt 1,4 TW ånga eller el 40 _ 6 || 7 || |! 2,2 " 60 _ || 4 || || 1 ,8 ||

Inom massa- och pappersindusrin finns även en potential för konvertering till biobränslen som går direkt till processen och därför inte ger möjlighet till samtidig elgenerering. Potentialen för denna konvertering är 1,6 TWh bränsle.

Förbrukningen av träd- och barkbränsle i skogsindustrin var cirka 7,2 TWh under 1988. Om biobränslen blir konkurrenskraftiga och får ett starkt ökat utnyttjande är det möjlligt att det huvudsakligen är fossila bränslen som ersätts av ny mottryckskapacitet. Det totala potentiella behovet av biobränsle motsvarar med detta antagande: 12,9 + 1,6 + 7,2 = 21,7 TWh bränsle.

Befintliga anläggningar för mottryck kan till större delen försörjas med lutar. Viss del av kapaciteten kommer att bytas ut av åldersskäl och kan då ersättas med VEGA.

ÖVRIG INDUSTRI

Övriga industri har mycket begränsad potential för mottrycksproduktion. Kraftsams enkätsvar från de industrier som förbrukar mer än 100 GWh bränsle är 88 st. Av dessa är 43 st massa- och pappersindustrier. Två industrier faller bort pga att de har en väsentlig del av sin försörjning från fjärrvärme och därför redan tagits med i den parallella utredningen om kraftvärmepotentialen. Resterande industrier beskrivs nedan.

Följande industrier passar inte för industriell mottrycksproduktion:

Kemisk industri 13 st Jord och stenvaruindustri 4 Järn, stål och metallframställning & 32 st

De återstående elva industrierna är:

Järnmalmsbrytning 4 st 1,4 Livsmedel, dryck och tobak 3 0,5 Trävaruindustri 2 0,4 Verkstadsindustri 2 O__A

H st 2,7 TWh bränsle

Den praktiska potentialen för dessa industrier är svår att bedöma utan ytterligare analys av hur bränslena används m m. Det förefaller ändå helt säkert att den potentialen för industriell mottrycksproduktion är försumbar inom de industrityper som inte är massa- och pappersindustrier. Den värmeproduktion med biobränslen som kan komma att förverkligas för övrig industri behandlas ej i denna PM.

Jackie Bergman Bilaga 3 Tomas Jonsson Sture Gärdenäs 1992-04- 14

TILLGÅNG OCH EFTERFRÅGAN PÅ BIOBRÄNSLE (exkl massaindustrins lutar)

BRÄNSLETILLGÅNGAR

Den totala biobränslepotentialen på 2010-talet, efter ekologisk hänsyn, är beräknad till:

Awerkningsrester (inklusive brännved till villapannor) 35,1 TWh Biprodukter från skogsindustrin (spån, bark) 18,1 TWh Bränslen från åkerka (salix) 15,7 TWh " (rörflen) 0,8 TWh

(halm) 5,0 TWh

Totalt 74,7 TWh

Fördelningen på bränsleslag och geografiskt område framgår av figurerna 1 och 2.

Förutsättningar för beräkning av bränsletillgångarna år 2010 och källhänvisningar

Skogsbränsletillgångama är beräknade av Skogsstyrelsen och är redovisade i "Energivirkesberäkningar 1989 (EVB 89)" samt i Stevs rapport "Regionala bioenergibalanser" 1989 : Rl7 som utgör underlag för utredningen "Ett miljöanpassat energisystem ".

Mängden avverkningsrester är beräknade utifrån en årlig avverkning av industrived på 70 milj m3 sk (skogskubikmeter = hela stammen med bark) dvs i överensstämmelse med dagens nivå. Ekologisk hänsyn är tagen. Däremot finns inga ekonomiska restriktioner.

Brännved för användning i enskilda fastigheter förväntas utnyttjas i ungefär samma omfattning som idag.

Produktionen av biprodukter sker i huvudsak som idag med en blygsam ökning vid sågverk och massaindustri. Virkesimporten är i stort oförändrad, dvs7 milj m3 fub (fast under bark)/år.

För jordbrukets bränslen är uppgifterna hämtade från Lantbruksstyrelsens PM 1991-04-05 och SLU Rapport 386.

Potentialen för energiskog bygger på en odlad areal på 310 000 ha och en medelproduktion på 11 tTS (ton torrsubstans)/ha,år.

Potentialen för rörflen bygger på en odlad areal på 20 000 ha och med en medelproduktion på 7 tTS/ha,år.

Samtliga angivna bränslepotentialer för åkermark är osäkra.

BIOBRÄNSLEANVÄNDNING (1988)

Averkningsrester (inklusive brännved till villapannor) 17,9 TWh Biprodukter från skogsindustrin ( spån och bark) 15,0 TWh Bränsle från åkermark 0,3 TWh Totalt 33,2 TWh

Den regionala förbrukningen samt fördelningen på bränsleslag framgår av figur 3.

BIOBRÄNSLEANVÄNDNING 2010

Dagens användning av biobränslen är 33 TWh bränsle. Den potentiella tillkommande användningen av biobränslen för värme- och kraftvärmeproduktion år 2010 är 35 TWh bränsle. Motsvarande för massa- och pappersindustrin är 15 TWh bränsle. Sammansättningen av denna potential, dagens användning och potentiell tillgång på bränslen framgår av figurerna 4 och 5.

Kommentarer

Heltäckande sammanställningar över regional biobränslekonsumtion finns inte. Däremot finns uppgifter på hur mycket biobränsle olika förbrukarkategorier använder.

Förbrukning av spån och bark i sågverken i landet är 6,4 TWh/år. Den regionala användningen av spån och bark för sågverkens egen bränslekonsumtion har baserats på virkesförbrukningen.

Skivindustrin och övrig industri använder 2,4 TWh enligt STEV 's uppgifter.

Massaindustrin eldar 5,7 TWh bark och 1,5 TWh avverkningsrester.

Förbrukningen av brännved för uppvärmning av småhus uppgår till 12 TWh/år. Den regionala användningen har fördelats proportionellt mot virkestillgången i respektive region.

1 fjärrvärmesektom används 3,9 TWh. Uppgiften har hämtats i STEV 's rapport 19892R17. Blockcentraler etc förbrukar 0,5 TWh biprodukter och 0,5 TWh avverkningsrester.

0,3 TWh energi hämtas från jordbruket. Den regionala fördelningen är uppskattad.

POTENTIAL FÖR YTTERLIGARE TILLGÅNG PÅ BIOBRÄNSLE

Avverkningsrester (inklusive brännved till villapannor) 17,2 TWh Biprodukter från skogsindustrin (spån och bark) 3,1 TWh Bränslen från åkermark (salix) 15,7 TWh (rörflen) 0,8 TWh (halm) 4,7 TWh Totalt 41,5 TWh Slutsatser

Utnyttjandet av energi från jordbruksmark (främst energiskog) och avverkningsrester från skogen kan öka väsentligt (ytterligare ca 36 TWh) enligt gjorda prognoser. För båda sortimenten råder emellertid betydande osäkerhet huruvida dessa kvantiteter kan produceras/levereras till rimliga priser. Att ta tillvara avverkningsrester från "det sista hygget" blir förmodligen en kostsam operation.

Industriella biprodukterna från skogsindustrin (spån och bark) är till stor del utnyttjade redan idag. Ytterligare 3 TWh finns.

I region_4 dvs Västsverige och 6 - Värmland - är den ointecknade bränsletillgången som högst. Aven i östra Götaland — region 2 och 3 - finns det en betydande outnyttjad potential.

SKOGSTILLGÅNGAR OCH SKOGSBRÄNSLEPOTENTIAL I EUROPA

För denna PM har det bedömts som mest intressant att presentera biobränsle— potentialen för de baltiska staterna, Polen, Tjeckoslovakien samt EG-länderna.

Någon specifik sammanställning som berör biobränslepotentialen har inte påträffats i litteraturen utan grunddata från andra skrifter har nyttjas (Forest Potentials and Policy Implications: A Summary of a Study of Eastern and Western European Forests by the International Institute for Applied Systems Analysis, Nilsson).

Uppskattningen av skogsbränslepotentialen, som får anses mycket grov, utgår från den avverkade virkesvolymen (år 1987) för respektive land/område. Mängden avverkningsrester (toppar och grenar) och biprodukter (bark och spån) är beräknade utifrån antagna omräkningstal. (1 m3 virke ger 0.4 MWh avverkningsrester och 0.1 MWh biprodukter för avsalu).

Baltikum Polen Tjeckosl EG Tot Avverkning (milj m3/år) 19 27 21 109 Avverkn rester (TWh/år) 7,6 10,8 8,4 43,6 Biprodukter (TWH/år) 1,9 2,7 2,1 10,9 Tot skogsbränsle potential (TWh/år) 9,5 13,5 10,5 54,5 88 Diskussion

Den avverkning som angivits övan kan för flertalet länder Iområden antas vara möjlig att uthålligt vidmakthålla eller till och med öka. För Polen och Teckoslovakien bedöms avverkningsnivån sjunka (pga problem med försurning och sänkt tillväxt).

Skogsbränsletillgångama kan tänkas öka ytterligare. I vissa länder finns betydande arealer av skog som ej lämpar sig För industriellt utnyttjande (blandlövskogar i Baltikum, döda skogar i Östeuropa, klen gallringsskog som "saknar" industriell avsättning i Irland, U.K. och Danmark). Dessa tillgångar kan emellertid antas vara tillgängliga endast under en begränsad period.

Dagens användning av skogsbränsle i form av avverkningsrester och extern förbrukning av biprodukter (bark och spån) är mycket begränsad i de angivna ländema/områdena. Någon statistik finns dock inte upprättad.

Någon reduktion för ekologisk eller ekonomisk hänsyn vad gäller bränsletillgångama har inte gjorts.

POTENTIAL I EUROPA FÖR BRÄNSLEN FRÅN J ORDBRUKSMARK

I EG bedöms överskottsarealen vara mycket omfattande. 10 - 20 miljoner ha jordbruksmark nämns som omställbar. Om den ytan utnyttjas för energiproduktion skulle den ge cirka 500 TWh/år.

POTENTIAL FÖR BIOBRÄNSLEANVÄNDNING I USA

I USA finns (1987) 171 miljoner ha åker, 238 miljoner ha betesmark och 296 miljoner ha skogsmark (Sv skog 23 milj ha). 55% av skogsmarken ägs av privata. (Proceedings from "Energy from Biomass and Wastes" 1991). Under den senaste 30 års perioden har arealen åkermark ökat medan betesmarken har reducerats. Skogsmarksarealen förväntas öka. Det finns en betydande potential för energiskogsodling (forskare anser att 20 milj ha kan vara möjligt - för Sv nämns siffran 3-400 000 ha).

1987 awerkades i USA 521 milj m3 vike (Skogsstatistisk Årsbok 1990, Skogsstyrelsen) vilket betyder att det produceras uppskattningsvis ca 200 TWh awerkningsrester och 50 TWh industriella biprodukter för avsalu.

I rapporten "Electricity from Biomass", Department of Energy, redovisas biobränslepotentialen för USA. År 2000 stipulerar man att nästan 300 TWh biobränsle kommer att användas för elproduktion. Man bedömer att den siffran ökar till 600 TWh år 2010. I samma rapport anges att förgasningstekniken är en förutsättning för att biobränslen ska bli konkurrenskraftiga.

Sammanfattningsvis kan sägas att Skogsbränsletillgångama är betydande i USA (300 TWh/år). Energi producerad på åker och betesmark kan bli högst avsevärda (800TWh).

REGIONINDELNING

U-LBIAhWIan—me! WM)920608 * _ _, ,

BIOENERGI

,;_-. -:--:--».-:-v-

VATTEN FALL

':!

Bilaga 3

TWPOTENTIELL TILLGÅNG PÅ BIOBRÄNSLEN, ÅR 2010 ,TWZh (totalt 75 TWh) & H......

& Jordbruksbränslen

10 ! Awerkningsrester

. Industriella biprodukter

Bilaga 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

uuammweuzoom WM)920309

BIOENERGI VATTENFALL &

'

TWh POTENTIELL TILLGÅNG OCH EFTERFRÄGAN

25 && Halm D Jordbruksbränslen

20. MB Avverkningsrester

I Industriella biprodukter

15

Da ens efterfrå an 33 TWh Pot. till .år 2010 75 TWh '

10

ULBIAlniön-llnw-UZOOa/zdlc IVNIWQMM

BIOENERGI VATTENFALL &

I

POTENTIELL TILLGÅNG ocu EFTERFRÄGAN, ÅR 2010 TWh

100

Bilaga 3

Tillgång Efterfrågan

utarmrwweuaooarzs "humans

BIOENERGI VATTENFALL 5»; €- A

&

POTENTIELL TILLGÅNG ocH EFTERFRÄGAN, ÅR 2010

Potentiell till äng, år 2010 (42 T &

Da ens till än (33 h) 9 9

TWh 25

Potentiell efterfrågan, & år 2010 (50 TWh)

Dagens efterfrågan 20 i (33

15

10

/.

uwmumeumw momsen

BIOENERGI VATTENFALL

Öl)

| 1 H . ri ..I . ll Elli-n. || '|| It'll rill-Er

30353. 35.33 q.. eg:: 5:83". 35 3 år?" + 5 93, 5 L ,, , nun. . , ammo.—7.33».- . . ,. . _a ..

sma-wu Trycklrl. WW

Uppdrag/ldentihkauon

1247

Titel och författare

Miljökonsulterna

i Studsvik AB Box 154 S—611 24 NYKÖPING

Bilaga 4

Datum Rapport nr 1992—04—21 MKS—92/42

Biobränslekommissionen

UN DERLAGSRAPPORT EMISSIONER F RAN TORVELDN ING

HUVUDlNNEI—IÄLL

Miljökonsulterna har på uppdrag av Biobränslekommissionen sammanställt tillgängligt underlag om emissionsdata vid torveldning. i huvudsak baseras sammanställningen på Statens Energiverks utred— ning om Torv Hälsa Miljö. Övrigt tillgängligt material inskränker sig i huvudsak till mätningar av stoft—, svavel— och kväveoxider inom ramen för anläggningamas gällande kontrollprogram.

Telefon Telefax 015522 25 00 0155-21 03 84

MKS—92 42 . / Bilaga 4 2 1992—04—21 INNEHÅLL

& 1 INLEDNING 3 2 TORVBRÄNSLET 4 2.1 Referensbränsle 7 2.2 Torvproduktion och hantering 8 3 ENERGIOMVANDLING UR FASTA BRÄNSLEN 10 3.1 Torvförbränning i Sverige 10 3.2 Anläggningstyper 1 1 3.3 Förgasning 12

4 BESTÄMMELSER OCH RIKTVÄRDEN FÖR UTSLAPP 13 5 BEGRÄNSNING AV UTSLÄPPEN 15 5.1 Förbränningskontroll 15 5.2 Kväveoxider 17 5.3 Svavel 18 5.4 Stoft och spårelement 19

6 DAGENS UTSLÄPP 23

1 INLEDNING

Biobränslekommissionen har uppdragit åt Miljökonsulterna att med ledning av dåvarande Statens Energiverks utredning (1985 :2) av förbränningen av torvbränslen och de senare uppgifter som finns att tillgå sammanställa en underlagsrapport med emissionsdata för torveldning.

Energiverkets utredning som betecknas Torv Hälsa Miljö (TI-IM) visade förhållandena i mitten av 80—talet då förväntningcn om en väsentligt ökad torvförbränning fanns. I utredningen anges att torvanvändningen i början av 90—talet kan komma att uppgå till 5 TWh/år. Utbyggnaden av förbrännings— kapaciteten för att motsvara detta har också skett men bl a svavelskatten medför att torv nu används som huvudbränsle endast vid ett begränsat antal värmeverk. Torv som förstahandsbränsle ger endast 1 TWh värme för när— varande.

De undersökningsresultat som finns att tillgå från anläggningarna efter THM—utrcdningen inskränker sig till i huvudsak NO,—begränsande insatser

och mätningar av stoft, svavel och kväveoxider inom ramen för gällande

kontrollprogram.

2 TO RVBRÄNSLET

Torvmarker som kan utnyttjas för att producera bränsle innehåller betydande mängder energi. THM beräknade tillgången betydligt större än 3 000 TWh. En storskalig användning av torv innebär att bränsle med mycket skilda egenskaper från miljösynpunkt kommer att användas.

Torven har bildats i syrefattig miljö genom inverkan av bakterier, svampar och kemiska föreningar på döda växtdelar. I torvmarkema förekommer partier med skilda slag av torv. I mossar är huvudinslaget vitmossor och i kärr främst starrtorv. Torvens nedbrytningsgrad och ålder leder till skilda humifi— eringsgrad allt från nästan opåverkade växtdelar till fullständigt nedbrutcn substans som i stort sett saknar iakttagbara växtdelar.

Torvens värmevärde räknat på torr askfri Substans varierar inom ett begränsat intervall 20—22 MJ/kg. Avgörande för torvbränslets värmevärde är därför fukthalt och askandel.

Antikningen av svavel, metaller och kväve i torven karakteriserar dess egen— skaper som bränsle. Dessa är mycket skilda för olika torvmarker.

[en del områden av Sverige förekommer generellt förhöjda svavelhalter i torven. Det kan bero på att i området föreligger:

sulfidmineralisen'ngar i berggrunden, - jordlagren innehåller lättvittrade svavelhaltiga alunskiffer, — sulfidhaltiga leror.

Svavelhalten är också beroende av torvmarkens bildningsmiljö och varierar i många fall avsevärt med läget i myren såväl i horisontal— som vertikalled

Sedan THM—utredningen har Sveriges Geologiska Undersökningar kompletterat de genomförda undersökningarna om svavel i bränsletorv. Ytterligare 3643 ha torvtäcksareal har undersökts. Totalt representerar

statistiken om svavel i torvbränsle nu 13 462 ha torvtäcktsareal.

De kompletterande undersökningarna innebär en obetydligjämkning av aritmetriska medelvärdet för svavelhalten till 0.27 %. Standardavvikelse 0.14 %.

Svavelhaltens fördelning mot objektens kumaktiva areal fram.-går av figur 1.

100.

90. 80. 70.

'; 60. '_LJ & _ ( 50. % 40. X

30.

20.

10.

0.

0.60 0.80 1.00 SVAVLL

Figurl

Fördelning av svavel i torvsubstans mot kumulativ täcktsareal. (Svavel i bränsletorv SGU 1988.)

Varje analysvärde representeras av ett kryss i kurvan. Man kan då från kurvan se att många värden är avrundade till en tiondels procentenhet.

Att dra några slutgiltiga slutsatser om hur mycket torvbränsle som kommer att vara över eller under ett specifikt svavelhalt är knappast meningsfullt med hänsyn till de fel som mätvärdena innehåller.

Utgår man ifrån ett gränsvärde för svavelutsläpp på 0.10 g s/MJ motsarar detta en svavelhalt i torven på ca 0.20 %. Svensk standard för svavelbe— stämning i biobränslen tillåter en avvikelse mellan 2 olika laboratorier på i 0.10 procentenheter.

Då kan man ur kurvan utläsa att i sämsta fall kommer ca 5 % av landets torv—

täckter vara under gränsvärdet och i bästa fall klaras gränsvärdet av ca 70 % av täcktema.

?ROCENT AV ANTALET PROVER

Kväve i bränslet påverkar det NO,—utsläpp som uppstår vid förbränningen. Kväve i torv härstammar främst från växternas proteiner. Detta kväve anrikas under torvbildningen och leder till ett stort intervall i torvens kvävehalter,

figur 2 visar detta.

100 % SGU 1984

MEDIANVÄRDE 2,21 MEDELVÅRDE 211 5TD-AWI_KELS€ 0.64 ANTAL VÅRDEN 351

0 0,5 10 1,5 2,0 _25 3,0 3,5 KVÅVEHALT % ASKFRI rotstuasrANS

Fi ur 2 Kvävehalter (Kjeldahl) i lövkärrtorv/starrtorv från hela Sverige.

Spårelement och tungmetaller finns också anrikad i torvmarkema. Torven har som de flesta humushaltiga jordartema stor förmåga att absorbera spårele— ment. Ofta är halten direkt korrelerad till humifieringsgraden d v s metall— halten stiger med ökande humushalt i torven.

Betingelser för anrikningen av spårelementen är mycket komplexa och kan variera kraftigt inom en myr och mellan olika myrar. Därför är variationen av olika tungmetaller mycket stor såväl horisontellt och vertikalt. Endast genom representativ provtagning i en torvtäkt kan bränslets spårelementhalter anges. Förekomsten av spårelement i de svenska torvmarkema sannolika för bränsleproduktion redovisas i tabell 1, hämtad från THM.

Tabell 1 Spårelementhalter i svenska torvmarker. Analyser av 154 generalprov.

Medianvärde pg/MJ vid 6% aska och Zl MJ/kg torrsub- stans

Arsenik As 60 Kadmium Cd 6 Kobolt Co 90 Krom Cr 290 Koppar Cu 570 Kvicksilver Hg 0.6 Omräkningsfakror Molybden Mo 100 Nickel Ni 240 [ tig/MJ motsvarar Bly Pb 100 ca 0,02 ppm av Rubidium Rb 100 torrsubstans Strontium Sr 1470 Torium Th 100 Uran U IOO Vanadin V 280 Zink Zn 480 Wolfram W 30

2.1 Referensbränsle

Torv ärinte ett enhetligt bränsle. Variationerna är stora vad gäller både värmevärde, fukthalt, aska, svavel, kväve och spårelement. THM har därför valt ett referensbränsle byggt på ett subjektivt vägt medelvärde från analyser på samma sätt som KHM valde ett referenskol. Tabell 2 visar huvudsamman— sättningen och tabell 3 dess spårelement.

Tabell 2 och 3

' Procent av totalvikt

Viktprocent av torrsub- stans (inkl aska)

: Viktproccnt av bränn- bar substans ' Avser briketter och pel- lets : Avser stycketorv 3 Avser frästorv

2.2

Bilaga 4 1992—04 —2 1 Referensbränsle — torv Fukthalt' % 0 l5' 402 501 Värmevärde effektivt MJ/kg (inkl. aska) 21 l7.5 11.5 9.2 Askhaltb % 6 Svavelhalt” % 0.25 Hyktiga bestånds- delar” % 67 Kolhaltf % 58 Vätehaltc % 6 Syrehalt” % 34 Svavelhaltc % 0.26 Kvävehaltc % 1,5 Spårelementhalter

Kolumn A. THM referenstorvbränsle " B. Medianvärdc igeneralprover från 154 myrar avsedda för torvbräns-

leproduktion. C. Referenskol i projekt Kol-Hälsa-Miljö (KHM)

ff—

A B C THM refe— Gcneral- KHM refe- Element renstorv- prov Med- renskol

bränsle ianvärde

__________————

IAs/MJ Its/MJ Its/MJ

Arsenik As (2,2) 105 60 150 Beryllium Be (0.2) 10 -— 40 Kadmium Cd (0.2) 10 6 10 Kobolt Co (1.7) 80 90 150 Krom Cr (6,0) 285 290 400 Koppar Cu (11,0) 525 570 400 Kvicksilver Hg (0.06) 3 0.6 4 Nickel Ni (5.0) 240 240 400 Bly Pb (5.0) 240 100 500 Selen Se (1.0) 50 —- 60 Torium Th (2.0) 95 100 120 Uran U (2.5) 120 l00 50 Vanadin V (5.0) 240 280 900 Zink Zn (10,0) 475 480 l000 ff,—___— Anm. Kolumn A. Värden inom parentes är haltangivelser i ppm av torrsubstans. Dessa har omräknats till tig/MJ med referenstorvens effektiva värmevärde 2l MJ/kg torrsubstans.

Torvproduktion och hantering

Torvtäkten som öppnas för bränsleproduktion planeras för många års användning. Under produktionsåren fi*iläggs torven successivt, vanligen med frästorv eller stycketorvmetoder. Torven torkas av sol och vind på fältet från 80—85 % fukthalt ner till 35—50 % fukthalt. Dessa ytutvinningsmetoder är starkt påverkade av väderleksförhållandena.

Vid Uppsalas torvtäkt i Sveg har man utvecklat och byggt upp ett torknings— förfarande för torven som minskar väderberoendct.

Torvtransportema sker till anläggningen med järnväg eller vanligen med lastbil.

Mottagningsstationer, lagring och bränsleberedning vid anläggningarna är individuellt utfomiade. Torvhanteringen kan i en del arbetsmoment leda till höga dammhalter. Vattenbegjutning och slutna transportsystem anpassas individuellt för att undvika olägenheter, brandrisker och dammexplosioner.

3 EN ERGIOMVANDLING UR FASTA BRÄNSLEN

De tekniker som finns att tillgå för att omvandla den bundna energin i fasta bränslen är principiellt de samma oavsett bränsle. Den kemiskt bundna energin är lagrad främst i kolvätebindningen i bränslet. Fasta bränslen rangordnas energimässigt efter ålder, biobränsle, torv, brunkol och stenkol. Med åldern ökar värmevärdet med bundet kol och väte. Syrehalten i bränslet minskar liksom dess andel flyktiga beståndsdelar.

Förbränningsreaktionema är snabba oxidationsreaktioner med syre, vanligen hämtad ur luft. De omvandlar kemiskt bunden energi till värme i förbrän— ningsgasen. Denna värme överförs i pannan till vatten som hetvatten eller ånga. Förbränningen sker i steg. Bränslet uppvärms, torkar och därefter avdrivs flyktiga kolväten som antänds och brinner. Den sista resten av bränslet utgörs av kol som långsamt brinner färdigt.

Vid förgasning väljer man att låta torkning och avdrivning av kolväten ske i en så gott som syrefri atmosfär. Man eftersträvar att skapa maximal mängd brännbar gas i minsta möjliga syrefria gasvolym. Ofta låter man luftens syre bränna upp kolresten i bränslet. Så sker i motströms förgasare. Man väljer en luftmängd som ger det syre SOm behövs för att utveckla den värrnemängd som fordras för att förånga fukten och förgasa bränslets organiska substans. Den bränngas som lämnar förgasaren innehåller huvuddelen av bränslets energi i kemiskt bunden form. Bränngasen eldas i direkt anslutna brännare eller kan kylas och avfuktas för att transporteras till separat förbränning. Förgasningen i synnerhet men också förbränningen ger upphov till en mycket stor mängd organiska föreningar som inte finns i bränslet. Förutom kol— monoxid, väte och lätta kolväten som metan, etan, propan uppstår organiska föreningar med hög kokpunkt som kondenserar vid kylning av gasen. Dessa brukar kallas tjära och innehåller ett mycket stort antal bl a aromatiska kol— väten och substituerade aromatiska föreningar med klor, svavel och kväve.

3.1 Torvlörbränning i Sverige Det var 1990, 17 st värmeverk som har torv som första bränsle. Totalt för— brukade de torv motsvarande 1 TWh värme. Ytterligare ett antal anläggningar

använder torv periodvis eller tillsammans med andra bränslen. Den totala

torvförbrukningen motsvarar 2.6 I Wh. [ huvudsak svarar värrneverken för torvanvändningen.

3.2 Anläggningstyper Torv eldas i tre typer av förbränningsanordningar. De är pulvereldning, förbränning i rosterugnar och i fluidiserade bäddar (FB).

Pulvereldning sker enbart i två anläggningar, Uppsala och Jönköping, men de har stor energiproduktion och är därför betydelsefulla. Uppsala producerade 1990, 550 GWh genom torveldning. Båda anläggningarna är konverterade från kolpulvereldning. Pulvereldning kan ske med god förbränningskvalitet, låga luftöverskott och därmed hög verkningsgrad. Att pulvereldning främst sker i stora anläggningar är knutet till kostnaderna för utrustning och drift av torknings— och malningsutrustningen av torven.

Rosteldningen är gammal teknik som förbättrats så att hög driftsäkerhet och god funktion uppnås. Rostugnen finns i alla storlekar och särskiljs genom av hur bränslet tillförs rosten och hur den är utformad. Det finns både fasta och rörliga roster, horisontella och lutande. Några olika rostertyper beskriv i bilaga 1.

Rostens uppgift är att transportera bränslet så att det torkar och förbrinner och så att askan matas ut. För de minsta anläggningarna med fasta roster måste uraskningen ske manuellt. Rosten svarar också för att fördela förbrännings— luften. Huvuddelen av förbränningsluften primärluften tillförs genom rosten. Rosten är indelad i zoner för torkning, förbränning och slutför— bränning. Primärluftens fördelning till de olika rosterzonema ställs in ofta manuellt, beroende på den aktuella bränslekvalitén. Tillförsel av sekundär och eventuellt tetriärluft i eldstaden ovan rosten har avgörande betydelse för utbränning av partiklar och gaser.

Rosteldnngstekniken är känd för sin goda drifttillgänglighet och sin robusta uppbyggnad. Driftstörningar härrör sig sällan från själva rosten utan, beror oftast på utomliggande system, bränslehantering, rökgasrening och transport av restprodukter.

Två typer av f1uidicerade bäddar används vid torveldning, den bubblande och den cirkulerande fluidicerade bädden (CFB). En kort beskrivning av de båda teknikerna ges i bilaga 2. Temperaturen i bädden vid fluidicerad förbränning är inom intervallet 800—9000C. Denna relativt låga temperatur är gynnsam ur emissionssynpunkt vad gäller kväveoxider. Genom att tillsätta kalksten till

bädden avskiljs betydande andel av svavlet i torven.

3.3 F örgasning Förgasningstekniken är idag under aktiv utveckling. Den mest betydelsefulla utvecklingslinjen innebär att gasen förbränns i en gasturbin elleri en förbrän— ningsmotor. Båda dessa tillämpningar medger att elproduktion sker med högre elverkningsgrad än vid konventionell ångcykel.

För att bli effektiva kommer i sådana anläggningar förgasningen sannolikt att ske under tryck. De kommer också att kräva rening av gasen före förbrän—

ningen.

Förgasning vid atmosfärstryck och med direkt förbränning utan mellan— liggande rening av gasen är idag kommersiell teknik men det finns endast en liten motströmsförgasare som delvis utnyttjar torv som bränsle.

4 BESTÄMMELSER O.CH RrkrvÄRDEN FÖR UTSLÄPP Torveldade förbränningsanläggningar prövas enligt miljöskyddslagen. An— läggningar mindre än 10 MW ärinte prövningsplikti ga utan anmälan sker till kommunen. Anläggningar mellan 10—200 MW prövas av länsstyrelsen. Det innebär att de flesta anläggningar har individuella tillstånd och villkor som kan skilja betydande genom regionala överväganden. Endast de största an— läggningarna har prövats av koncessiOnsnämnden för miljöskydd.

För torveldning gäller svavellagen. Den innebär för närvarande att svavelut— lsäppet inte får överstiga 190 mg/MJ bränsle.

Naturvårdsverkets riktvärden för stoftutsläpp är underlag för bedömningen vid den individuella prövningen. De ärinte specifika för torvbränsle.

Riktvärden för stoftutsläpp (mg/mit n torr gas 13 % COZ)

Anläggning l-Anläggning Anläggning 0.5—3 MW. .3—10Mw > 10 Mw

Tätort 1987—1990 250 100 35 Tätort från1991 100 100 35 Utom tätort 350 350 35

Riksdagen angav 1991 riktlinjer för kväveoxidutsläpp framgent.

Riktlinjema är intebränslespecifika utom för kol. De sammanfattas i följande tabell.

MKS—92/42 _ 14 Bilaga 4 1992—04—21 Riktlinjer för kväveoxidutsläpp Nyanla'ggningar hela landet anläggningar över 500 MW 30 mg NDX/MJ — övriga koleldade anläggningar 50 mg NO,/MJ

— övriga anläggningar med ett utsläpp över 300 ton NOx/år övriga anläggningar

Befintliga anläggningar med undantag av anläggningar i S, U, W,

Y; Z AC och BD län.

anläggningar med utsläpp över 600 ton NO,/år övriga anläggningar

10—100 mg NOx/MJ 100—200 mg NO,/MJ

Fr 0 m den 1 januari 1995

50—100 mg No,/MJ 100—200 mg No,/MJ

För torveldningen finns inga generella begränsningar av oförbränt kol— monoxid eller organiska mikroföroreningar. Inte heller metallutsläppen begränsas av generella riktlinjer. Enskilda anläggningar har i några fall

ålagts begränsningar vid prövningen enligt miljöskyddslagen.

5 BEGRÄNSNING AV UTSLÄPPEN

Torveldningen innebär att rökgaserna som lämnar ugnen innehåller stoft— partiklar av så stor mängd att de alltid måste avskiljas. Denna Hygaska inne— håller också de tungmetaller som finns i torven.

Bränslets svavel avgår till dominerande del som 502 i rökgasen i det fall man inte vidtar åtgärder för att binda svavlet. Torvens kväve ger upphov till kväveoxider i rökgasen och vid pulvereldning ger också förbränningsluftens kväve och syre ett bidrag till av kväveoxider.

Förbränningen är inte så fullständig att man undgår mätbara mängder av kolmonoxid och organiska mikroföroreningar i rökgasen. För alla dessa föroreningar finns hjälpmedel och teknik att begränsa utsläppen till den nivå som samhället fastställer för anläggningen och därmed är berett att betala för

energin.

5.1 Förbränningskontroll Dagens torveldning har inga generella krav eller riktlinjer som innebär att kontrollerad förbränning ur miljösynpunkt fordras. För de t1esta anläggningar är det ekonomiskt optimerad drift som gäller.

Genom den miljöavgift på utsläpp av kväveoxider som införts 1992 kommer emellertid samtliga pannenheter med mer än 10 MW bränsleeffekt att förses med fungerande mätsystem som gör det möjligt att mäta, styra och reglera förbränningen. Avgiften ger ett tydligt incitament för att optimera förbrän— ningen till låga NO,—utsläpp och det kommer säkert att ge resultat. Avsak— naden av begränsningari den halt CD och organiska föreningar som an— läggningen kan drivas med kan dock innebära att dessa utsläpp ökar.

Det beror på den generella motsättning som råder mellan NO, och CO som båda är funktion av luftöverskott. Figur 3 visar att ett minskat NOx—utsläpp kan erhållas genom att minska luftöverskottet.

Fi ur3 C0— och NO,-halter som=funktion av Oz—halt.

Minskat luftöverskott leder emellertid också till ökat utsläpp av C0 och där— med organiska föroreningar. Väljer man för en anläggning ett ekonomiskt optimera energiutnyttjande och minimera utsläppet av kväveoxider kan ut— släppet av CO bli på nivån över 1 000 ppm. Det innebär ur miljösynpunkt en dålig förbränningskvalitet.

Torveldade anläggningar mindre än 10 MW har vanligen endast mätning av Oz—halt. Luftflödena mäts ibland men förbränningskontrollen är begränsad.

Utsläppet av organiska mikroföroreningarär inte styrt av bränslet utan av— görande är förbränningskvaliteten. Följande tabell visar skillnaden mellan utsläpp av några-föreningar och ämnesgrupper vid kontrollerad och dålig förbränning; Förekomsten av klorerade föreningar i rökgasen är givetvis beroende av bränslets klorhalt.

Utsläpp av några typer av organiska föreningar.

Kontrollerad Dålig Enhet Förbränning förbränning CO 10 900 mg/MJ Bensen 5 7000 rig/MJ Naftalen (1 2500 " PAH 0.1 1200 " Klorerade aromater (0.1 5 " Referens KHM TR156.

Jämförelsen mellan bra och dålig förbränning i tabellen avser inte att redovisa absoluta värden. Varje anläggning har ett mycket brett intervall av förore— ningar beroende på driftsätt vid mättillfället.

Genomgående är utsläppet oberoende av anläggningsstorlek. Den stora an— läggningen med omfattande och tillräcklig utrustning för mätning, styrning och reglering uppvisar emellertid litemfrekvens av tillfällen med dålig för— bränning jämfört med den lilla anläggningen vars drift är helt beroende av operatörsinsatsema.

5.2 Kväveoxider

Vid förbränningen bildas kväveoxider (NO,) i form av främst kvävemonoxid (NO). En liten andel vanligen mindre än 5 % är kvävedioxid (NOZ). Dessa benämns NO,. och beräknas som NO; då utsläppen anges. Utöver dessa kväveoxider finns mätbara mängder av ytterligare ett antal kväveoxider i rökgasen t ex lustgas (NZO).

Kväveoxider bildas vid all förbränning. Vanligen skiljer man på tre bildningsvägar:

Termisk NO_ bildas ur förbränningsluftens kväve. Styrande parametrar är temperatur och luftöverskott.

— Bränsle NO_ bildas ur det kväve som finns .i bränslet. Luft—

överskottet och uppehållstider är de parametrar som styr bildningen.

— Promt NO_, bildas då luftens kväve reagerar med bränslets flyktiga beståndsdelar. Andelen promt NO, har liten betydelse.

Erfarenhetsmässigt kan man förutsäga nivån på NO,—utsläppet för varje bränsle— och eldningsteknik. Det är inte för närvarande möjligt att exakt beräkna utsläppet på grund av de många påverkande faktorerna. Viktiga sådana är bränslesammansättning, temperatur, uppehållstid och luftöverskott.

De högsta uppmätta NDX—utsläppen från torveldning brukar uppstå vid pulvereldning. Utsläppsnivåer i intervallet 200—400 mg/MJ har redovisats. För rosteldade och FB—anläggningar är motsvarande utsläpp i intervallet 50— 250 mg/MJ tillfört bränsle. Det gäller innan aktiva insatser genomförts för att minska utsläppen genom driftoptimering och förbränningstekniska åtgärder.

För att säkerställa utsläppsnivåer lägre än 100 mg/MJ är det i de flesta anläggningar nödvändigt att införa dosering av urea eller ammoniak i eldstaden eller extema reningsmetoder som selektiv katalytisk rening (SCR).

5.3 Svavel

Mängden svaveloxider som bildas är till största delen beroende av svavel— halten och hur svavlet är bundet i torven. Askhalten och sammansättningen får också betydelse för hur mycket svavel som binds i askan. Svavelbind— ningen i askan kan uppgå till 15 % av svavelmängden.

För rosteldade anläggningar ger kalktillsatsmed bränslet begränsad effekt medan kalkstenstillsats i FB—pannor ger mycket god effekt och upp till 90 % av svavlet kan bindas. Kalkstenen behöver tillsättas med överskott och låga svavelutsläpp ökar därmed den mängd restprodukter som uppstår. Det är dock marginella transportmängder men leder till ökat deponibehov av restprodukter.

För pulvereldning och rosteldning ger torvens svavelhalt en direkt relation till utsläppet av svaveldioxid så vitt inte rökgasavsvavling utnyttjas. Rökgasav— 5vavling med kalkslurry i våta eller våttorra system är kommersiell teknik, men tillämpas främst för koleldning. Det våttorra systemet innebär att kalk— slurry doseras till rökgasen med en anpassad vattenmängd så att rökgasen

förmår förånga allt vatten. Reaktionsproduktema avskiljs därefter som torra partiklar i elektrofilter eller textilt spärrfilter.

5.4 Stoft och spårelement Utsläppet av stoft från torveldning beror huvudsakligen på valet och dimen— sioneringen av utrustningen för Stoftavskiljning. Eftersom alla tungmetaller utom kvicksilver avskiljs som partiklar eller är bundna till partiklar blir för dessa utsläppen direkt beroende av förekomsten i torven och stoftutsläppet.

Stoftavskiljningen sker i dagens anläggningar i tre skilda typer av utrust—

ningar beroende av anläggningsstorlek och kravnivå.

Cykloner är den enklaste typen av stoftavskiljare som fortfarande används i små anläggningar. Cyklonen utnyttjar dynamiska krafter för avskiljning av fasta partiklar. Trots optimering av cyklonkonstruktionen är avskiljnings— graden i cykloner dålig för partiklar mindre än 5 tim. Avgörande för av— skiljningsgraden är halten flygaska i rökgasen och rågasstoftets partikel— storlek.

PRINGIPEN FÖR CYKLON

Figur 4 Principen för cyklon.

För att förbättra avskiljningen arrangeras batterier med cykloner med liten diameter. Dessa avskiljare kallas småcyklonaggregat eller multicykloner beroende på tillverkare.

De ger i många fall stoftutsläpp större än 175 mg/MJ tillfört bränsle och kan vid sotning och andra driftstörningar ge mer än tiofalt högre stoftutsläpp.

Spärrfilter har under senare år installerats vid fastbränslecldade anläggningar i en ökad omfattning. Det finns flera skäl till detta.

hög avskiljningsgrad, även för partiklar mindre än 2 um,

partikelavsklijningen är oberoende av belastningen.

RENGAS

PRlNGlPEN FÖR srÄRRFILTER

Figur 5 Principen för Spärrfilter.

Eftersom textilmaterialet är känsligt för höga temperaturer, erosion och rök— gasens syrainnehåll må'steständig uppmärksamhet ägnas åt eventuella textil— skador som i regel föranleder kraftiga utsläppsökningar. Vid fungerande textilfilter kommer stofthalten att ligga under 15 mg/MJ tillfört bränsle.

De kan med framgång användas vid alla anläggningar med god förbrän—

ningskontroll.

Elektrofilter har sedan många år använts för rening av rökgaser från fast— bränsleeldade anläggningar och då även torvledade anläggningar. Elektro— filter har mycket hög driftsäkerhet. Elektrofilter kan dimensioneras för en stofthalt i rengasen lägre än 15 mg/MJ tillfört bränsle.

Stoftutsläppet varierar med pannbelastning, bränslekvalitet, panntyp, driftsätt och hur elektrofilter är dimensionerat.

Flygaska från torveldning är lättare att avskilja än flygaska från koleldning. Därtill är stofthalten i rågasen mindre. Från dimensioneringssynpunkt innebär detta att filtret kan göras betydligt mindre för torv än för kol vid samma utsläppskrav.

PRINCIPEN FÖR ELFILTER.

Figur 6 Principen för elfilter.

Emissionen av spårelement är beroende av halten i torven, varje ämnes benä— genhet att förångas, förbränningsmetod och stoftavskiljning. Förångningen medför" även att en anrikning av ämnet sker på mindre stoftpartiklar genom att ångan kondenserar under rökgasens kylning. Denna anrikning av spår— element på de mindre partiklarna har verifierats.

Resultatet från THM—mätningama tyder på att det förutom för kvicksilver och halogenema sker en avskiljning av spårelement i stoftavskiljnings— utrustningen som i stort sett motsvarar totalavskiljningsgraden för stoft.

Kvicksilver avskiljs i varierande grad mellan 0 och 50 % i stoftavskiljnings— utrustningen beroende bl a på stoftavskiljningsgraden. Vid anläggningar med textila Spärrfilter kan avskiljningen av kvicksilver bli bättre genom adsorption på aktiva ytor i stoftet.

Spridningsintervallet för metallutsläppet är mycket stort, tabellen nedan ger dock typvärden för torveldning vid olika stoftutsläpp.

Tabell 3 Metallutsläpp, rig/MJ .

Metall Cyklonavskiljare Elfilter, Spärrfilter

Utsläppsnivå Utsläppsnivå 200 mg/MJ 55 mg/MJ Arsenik 120 9—35 Kadmium 19 0.2—3 Krom 30 4—5 Nickel 6 0.7—6 Bly 1 1 80 19— 174

Kvicksilver 5 2

Rost CFB CFB

FB Pulver Pulver

6 DAGENS UTSLÄPP

Många av de anläggningar som använder torv idag gör det som bränsle— blandningar främst med biobränsle. De utsläpp som därmed uppstår i rök— gasen är helt beroende av bränsleblandningen och ger ingen information om torveldningen i sig.

Uppdateringen av torveldningen visat att förhållandena i det närmaste är de— samma som redovisas i THM 1985. Pulver— och rosteldade anläggningar ger upphov till det svavelutsläpp som motsvarar torvens svavelhalt med en mindre bindning av svavel i askan.

Utsläppet av kväveoxider bearbetas nu med kraft och de mätvärden som finns från 1991 är sannolikt reducerade idag genom att NO,—avgiften införts.

Stoftutsläppet är helt beroende av den utrustning som finns installerad.

Tabell 4 visar en sammanställning av mätdata från genomförda mätningar under 1990 och 1991 för några torveldade anläggningar.

Tabell 4 Torvförbrukning Mätresultat från senaste periodiska 1990 besiktning och mätkampanjer GWh CO; Stoft Svavel Kväveoxider (N 02) % tg mg/MJ m g/MJ Endast prov 12—16 -— 96 145—340 30 12.8 20 107 130 2 14.3 2 49 58 92 14.1 —— 71 136 49 15.2 (1 60 150 41 1 1 .5 —— 70 240 550 15 .2 0.6 93 213 65 15.7 8 131 190

Utsläppet av organiska föroreningar finns inte redovisat i någon mätrapport som vi tagit del av under de senaste åren. Därför kan inte utsläppen redovisas.

En uppskattning blir också helt individuell för varje anläggning.

Avgörande är, hur stor är frekvensen av okontrollerad förbränning. Det är sannolikt att små och obemannade anläggningar ger väsentligt större utsläpp men det kan inte dokumenteras. Ett exempel på betydelsen av kortvariga driftstörning eller tillfälliga utsläpp ges i följande tabell. 1 % av drifttidens med dålig förbränning kan öka medelutsläppet av tex naftalen 100 gånger.

Element Bidrag av tid med dålig förbränning % Enhet

0 0.1 1 10 C0 36 39 68 352 kg/GWh Bensen 20 45 270 2518 g/GWh N aftalen 1 11 101 1000 " PAH 0.3 4 40 400 "

ROSTELD NIN G

Rosteldningstekniken har utvecklats utefter ett flertal linjer En rost är ett galler som bränslet vilar på. Förbränningsluften leds genom rosten och bränslelagret.

Det som karaktäriseras olika rostbaserade anläggningar är dels hur bränslet tillförs rostem och dels hur rostem är formad och om den är rörlig ellerj fast.

Bränslet kan tillföras underifrån med en skruv i mitten av rostem (fast rost)

Bränslet kan också matas in i den aktiva delen av rostytan genom att rostem är rörlig Rostern kan vara fast eller rörlig, trappformig eller plan, horisontell eller lutande

Fast rost

Enkel och robust teknik. God tillgänglighet

Måttlig verkningsgrad Låg eldytbelastning Begränsade möjligheter att styra förbränningsförloppet Uraskning oftast manuell Begränsad bränsleval

Rörlig snedrost

* Rörlig snedrost är av den mest bränsleflexibla rostertypen

* Rostem kan sektionsindelas så att olika delar rör Si g olika * Även luften kan sektionsindelas till olika rostersektioner

* Därmed nås god utbränningsgrad och bättre miljöprestanda än

fast plan rost * Automatisk uraskning * Välbeprövad teknik

Fast snedrost

; ;

in if ti: ")

..? . |

li r.»: (_

* Känd och Välbeprövad teknik

Principen — bränslet hasar utför rosten allt eftersom volymen minskar vid utbränningen Tekniken kräver ett homogent och väldefinierat bränsle

* Få rörliga delar, bra tillgänglighet

Konkurrerar'prismässigt bra vid större anläggningar

* Automatisk uraskning

Fluidiserade bäddar

%% .. (. 439:

A'— å: Luft och bränsle .,—

run och bränsle

Stationär fluidiserad bädd Cirkulerande fluidiserad bädd

* I en panna med fluidiserad bädd blandas bämslet med inert material, ex sand, aska. Förbränningsluften blåses i botten av bädden

* Endast några procent av bädden utgörs av bränsle * De inerta materialet fungerar som "värmelager" och ger en jämn temperatur * Förbränningen sker utan flammor vid förhållandevis låg

temperatur 800—9000C. Jämfört med andra tekniker där temperaturen är 1000—16000C. Låga förbränningstemperaturer ger låga kväveoxidemissioner

* I en stationär fluidiserad bädd blåses luften in med måttlig hastighet, så att bädden luckras upp och beter sig som en vätska (fluidiserar)

* I en cirkulerande bädd blåses luften in med så hög hastighet att

en del av bäddmaterialet (och bränslet) rycks med. Materialet avskiljs i en cyklon och återmatas till bädden. Den stationära fluidbäddens begränsningar är dåliga dellast— egenskaper och låsningen till ett bränsle

Cirkulerande bluidbädden är bränsleflexibel och är enkel att lastreglera En speciell typ av fluidiserad bädd är PFBC (presurized Fluidized Bed Combustion) eller trycksatt fluidiserad bädd Trycket i förbränningen höjs till 10—20 gånger atomosfärs— trycket. Avsikten med trycksättningen är att minska ut— rymmesbehovet samt att ge möjlighet att ansluta en gasturbin

för elproduktion.

Samhällsekonomiska aspekter på bioenergins konkurrenskraft

April 1992

Thomas Stemer' Nationalekonomiska Institutionen Göteborgs Universitet Viktoriag 30 41125 Göteborg Tel 0317731377 Fax 031 7731326

INNEHÅLL

1.1 Introduktion 2 1.2 Den Perfekta Marknaden 3 1.3 Marknadsimperfektioner i energi-marknadema 5 2.1 Att värdera miljöeffekter 6 2.2 En översikt av tidigare empiriska studier 8 3 Bioenergi i Sverige: De mest relevanta frågorna 10 3.1 Bioenergi och utsläpp av koldioxid 10 3.2 Kväve, tungmetaller, stoft med flera miljöproblem 15 3.3 Beredskap, sysselsättning, handelspolitik mm 16 4 Slutsatser samt förslag till vidare forskning 20 Tabellbilaga

Litteraturförteckning

1Stort tack till Håkan Wahlberg som varit forskningsassistent på detta projekt. Håkan har framförallt ansvarat för tabellbilagan samt skrivit delar av kapitel 2.

l

Syftet med denna rapport är att diskutera vissa frågeställningar kring bioenergins samhälleliga konkurrenskraft eller enkelt uttryckt huruvida bioenergi borde subventioneras av samhällsekonomiska skäl. Bakgrunden är den miljöförstöring eller de risker som konventionell energiförsörjning för med sig och den obalans som uppkommer i samband med kärnkraftens avveckling. Av betydelse i sammanhanget är också det överskott som uppståttt i de areella näringarna och den generella omvandling av ekonomin som pågår med exempelvis en ökad europeisk integration. I en tid av avreglering kunde man kanske tro att även detta skulle lämnas till marknadskraftema men dessa fungerar inte automatiskt

när det frnns betydande externa effekter.

Miljöaspektema är centrala därför att praktiskt taget all energiomvandling medför miljö och/eller säkerhetsproblem. En av de största kraftkälloma, kärnkraften orsakar så allvarliga problem för säkerhet och miljö att det lett fram till principbeslut om total aweckling. De fossila bränslena leder också till många svåra miljöproblem varav växthuseffekten kommit att dominera debatten alltmer på sistone. Även här har Riksdagen gjort vissa utfästelser om att begränsa användningen och eventuellt kan kraftigare styrmedel komma att sättas in i framtiden. Som bekant för även en vidare utbyggnad av vattenkraften med sig miljöproblem. Det är naturligt att vi, i första hand, söker intemalisera miljökostnadema i konsumentpriset för att marknadskraftema därigenom skall styra resursallokeringen i riktning mot det samhällsekonomiskt optimala. I de fall

detta inte sker måste även 5 k " second—best" lösningar såsom subventioner diskuteras.

Den osäkerhet som drabbat jordbruket och skogsbruket beror, med viss förenkling, på ett överskottsutbud som bottnar i det tidigare ordningen då sektorn skyddades från importkonkurrens. Tanken att använda överskottsresurser från dessa sektorer i form av biobränsle och därmed, samtidigt, ersätta energikällor som skapar miljöproblem ter sig onekligen lockande och är en av orsakerna till intresset för biobränsle, se exempelvis SOU 1989:83, särskilt bilaga 5. Det är dock sällan man kan uppnå flera politiska mål med ett enda instrument och uppenbarligen finns här olika aktörer som har ekonomiska

intressen och som därmed kan tänkas överdriva fördelarna med biobränslen.

En av fördelarna med den decentralisering som marknadsekonomin medför är att man normalt inte, från politikers eller myndigheters sida, behöver bekymra sig om konkurrenskraften hos enstaka produkter, företag eller branscher. När man hävdar att en verksamhet är önskvärd men inte tillräckligt konkurrenskraftig måste det i så fall bero på att marknaden inte fungerar som avsett. Som de senaste årens debatt tydligt påvisat är skattetinansiering en samhällsekonomiskt dyr och ofta ineffektiv lösning. Innan man föreslår att en viss verksamhet subventioneras i en form eller annan måste man därför

noga utreda källan till (och omfattningen av) eventuella marknadsmisslyckanden.

Om det inte fanns några marknadsmisslyckanden skulle inte denna rapport behövas: enskilda aktörer alltifrån jordbrukare till småföretagare, verkstäder och åkerier och ända till de stora kraftbolagen skulle fatta beslut som automatiskt gav en samhällsekonomiskt

optimal allokering av resurserna. Tyvärr finns det dock många källor till marknads- misslyckande på de marknader vi skall diskutera här.

Uppdraget att skriva om vissa samhällsekonomiska aspekter åt biobränslekommissionen har präglats av den starka tidspress under vilken kommissionen arbetat. Exempelvis har vi inte haft tillgång till kommissionens bedömningar av ekonomiska, tekniska eller miljömässiga förhållanden. Vi har naturligtvis inte heller haft möjlighet till egna djupare efterforskningar i dessa frågor utan har varit tvungna att förlita oss på befintlig litteratur, fr a den litteratur kring elproduktionens extemaliteter som nämndes i uppdraget och som förknippas framförallt med Hohmeyer och Ottinger. Vi har därför koncentrerat oss på att, utifrån denna befintliga litteratur, belysa vissa principiella frågor. Detta skall följaktligen

ses som en förstudie inom vilken problemen struktureras snarare än slutligen besvaras.

1.2 Den Perfekta Marknaden

På en perfekt statisk energimarknad utan imperfektioner, se figur 1, skulle vi bara söka efter punkten A där efterfrågekurvan Dl skär utbudskurvan S,. Den senare har, av pedagogiska skäl, ritats som om den bestod av linjära segment e, som visar marginalkostnaden för olika energikällor, där exempelvis den befintliga vattenkraften är

Bilaga 5 billigast. På verkliga energimarknader uppstår typiskt ett flertal problem som komplicerar analysen. En av dessa är de geografiska variationerna. För bioenergin kan även små geografiska variationer medföra betydande skillnad i såväl avkastning som transportkostnader och därmed konkurrenskraft. Medan ett fliseldat kraftvärmeverk kan vara lönsamt på ett ställe kan det vara en felsatsning på en annan. Samma sak gäller biogas, energigräs mm. mm. Det är just denna typ av variation i omständigheterna som gör att man bör låta marknaden avgöra när så är möjligt. Generella skrivbordskalkyler kan inte ersätta den lokala detaljkännedomen som varje enskilt projekt behöver. Dessutom varierar andra variabler av betydelse såsom marknaden för jordbruksvaror, massaved eller

timmer från år till år och dessa kan kullkasta förutsättningama för en lönsamhetskalkyl.

I stället för att försöka bedöma generellt den samhällsekonomiska lönsamheten för olika energiprojekt inskränker vi oss därför till att diskutera olika projekts specifikt samhällsekonomiska kostnader (och intäkter) dvs de extemaliteter som orsakas och som

eventuellt bör bli föremål för någon typ av motverkande styrmedel.

Figur 1 Utbud och efterfrågan på energi

Ett villkor för optimalitet i ekonomin är bland annat att det inte finns marknadsimperfektioner i form av t. ex. extemaliteter, odelbarheter, monopol eller liknande konkurrensbegränsning eller public goods; vidare måste man anta att det råder "perfect foresight" (fullständig information om framtiden eller existensen av en fullständig

uppsättning framtida marknader).

Energi efterfrågan är oftast en efterfrågan härledd ifrån andra behov såsom ljus eller värme och de teknologier som används (för transport, uppvärmning, belysning eller t ex kraftdistribution) gör att anpassning av såväl efterfrågan som utbud tar mycket lång tid. Därmed kan efterfråge— och utbudskurvor på kort respektive lång sikt få helt olika utseende. Till detta kommer betydande skalfördelar och odelbarheter som gör att marknaden lätt blir låst vid en teknologi och har svårt att gradvis glida över i en annan. Denna tendens förstärks av kraftig osäkerhet om teknologiska möjligheter (och eventuella kostnader) i framtiden för nya teknologier (fusion, solceller, supraledning, batterier etc). Kort sagt är antagandet om "perfect foresight" aldrig helt uppfyllt och just

för energimarknadema är det ett ovanligt orealistiskt antagande.

I figur 1 medför detta att den relevanta efterfrågekurvan när vi diskuterar ett nytt kraftverk inte är dagens efterfrågan D, utan den framtida efterfrågan D, och den relevanta utbudskurvan är inte S, utan S, som inkluderar kostnaderna för extemaliteter. Istället för att söka punkten A i skärningen mellan S, och D, borde vi alltså söka punkten B i skärningen mellan S, och D, men för dessa kurvor har vi endast osäkra prognoser. Eftersom ledtiderna samtidigt är så långa kan naturligtvis felaktiga investerings- bedömningar vid en tidpunkt leda till betydande låsning vid en senare tidpunkt. Satsar man exempelvis på en kraftig utbyggnad av kärnkraft och elektrifiering (utan andra motverkande styrmedel) så påverkas utformning av bebyggelse och stadsplanering så att en senare introduktion av kraftvärme blir svår att genomföra även om den varit lönsam

vid de ursprungliga förhållandena.

De viktigaste externa effekterna av vår nuvarande energiförsörjning är olika former av

istället ett system av beskattning (och i vissa fall subventioner!) som har tillkommit som resultat av många andra hänsyn än de specifikt miljömässiga. Det finns ingen anledning att tro att dessa är korrekta miljöskatter. Detta innebär i vårt förenklade diagram att vi egentligen befinner oss på S, men tror vi är på S, vilket leder till överinvestering och för låga priser överlag i energisektorn. Därmed kan man slå fast att den situation vi har att

analysera på energimarknadema i högsta grad kan betecknas som "second-best".

2.1 Att värdera miljöeffekter

Produktion av energibärare2 såsom bensin eller elektricitet ger upphov till extemaliteter vid olika steg i "bränslecykeln": från gruvan för kol och uran eller oljefälten (särskilt i känsliga miljöer såsom off-shore), transporterna när det gäller olja, från konvertering av bränslet (tvättning av kol, tillverkning av UF6, destillation av olja mm), transformering av energi (kraftverk eller raffinaderier), transport av energibäraren och till användning av energi (eldning i villapannor) samt till sist vid omhändertagande av avfall/rester (aska,

radioaktiva rester och t o m rivning av kärnkraftverk).

Det bör i princip vara möjligt att monetarisera de flesta extemaliteter. Problem kan dock uppstå därför att det saknas information, därför att kostnaderna varierar starkt i tid och rum eller på grund av andra principiella mätproblem. De rent naturvetenskapliga kausalitetsförhållandena är oftast mycket komplicerade och svåra att analysera. Till detta kommer svårigheterna förknippade med ekonomisk värdering men att ignorera dessa externa kostnader är detsamma som att sätta deras värde till noll och därför är en grov

approximation oftast bättre än inget värde alls.

Miljökostnaden är det värde som samhället sätter på den skada eller risk som miljö-

effekten ger upphov till och kan mätas som den summa samhället är villigt att betala för

2 Ekonomer talar ibland om "produktion" av energibärare eller av energi när den fysikaliskt korrekta termen torde vara omvandling eller dylikt.

(WTA="Willingness To Accept"). Huruvida man bör använda WTP eller WTA har att göra med vem som skall anses ha äganderätten till den miljöresurs det gäller vilket för kollektiva varor ofta är problematiskt. Att praktiskt mäta exempelvis betalningsvilja genom enkäter är förenat med stora praktiska och principiella svårigheter och resultaten blir därmed oundvildigen behäftade med en viss osäkerhet.

När man praktiskt bestämmer miljöriskens ekonomiska värde kan man utgå från antingen kostnaden för att förhindra effekten eller kostnaden för den åstadkomna skadan (skadekostnaden). Då marknadspriser existerar kan dessa användas (t ex minskat fiske som följd av vattenföroreningar, sjukvårdskostnader, reparations-kostnader förorsakade av korrosion mm) men för många naturresurser och miljövärden är detta omöjligt. Man måste då antingen förlita sig på contingent valuation (enkäter då man frågar folk om deras värdering) eller använda närbesläktade marknader antingen för komplementära varor såsom fastigheter eller rekreationsresor när det gäller naturupplevelse eller försäkringsmarknader för risker, eller eventuellt konstruerade, experimentella, marknader.

De senaste åren har det skett en hel del forskning kring värdering av miljö och stora metodologiska framsteg har noterats. Trots det känns de flesta metoder något otillräckliga då vi ställs inför mycket komplexa frågeställningar såsom de samlade miljöeffekterna från vår oljehantering. Egentligen borde man ta med hela kedjan från oljefältet till slutlig användning, men även om vi bara koncentrerar oss på förbränning av en enda produkt så bildas ett otal kemiska emissioner till luften och en enda av dessa såsom NO, kan skada hälsan på människor, ha komplicerade lokala effekter på växt och djurliv och dessutom ha regionala effekter i form av sur nederbörd och globala effekter på ozonbildning. Var och en av dessa effekter för var och en av ämnena är en svår uppgift och skall man försöka värdera en helhet såom "oljans extemaliteter" inom ramen för ett mindre forskningsprojekt blir man oundvikligen tvungen att förlita sig på tidigare uppskattningar eller mycket schablonartade metoder. I detta förprojekt väljer vi att begränsa oss till en översikt över vissa tidigare studier och kan konstatera att dessa i sin tur i allmänhet bygger på mycket grova antaganden. För det mesta har enkla skattningar använts såsom uppskattade dödsfall multiplicerat med en schablonsiffra i kronor per liv. Ibland då det

2.2 En översikt av tidigare empiriska studier

Tabellema 1—12 ger exempel på beräknade externa kostnader i olika studier. Tab l & 3—5 är från Ottinger (1990) medan 6,7,9 & 10 är från Hohmeyer (1990), tab 2, 8 och 11 har andra källor medan tabell 12 är vår sammanfattning. Metoder, kvalitet och även omfång av de effekter som studeras varierar mellan studierna. Samtliga studiers resultat är uttryckta som kostnader i öre per kWh elektricitet och det uttalade syftet, åtminstone för Ottinger och Hohmeyer, är just att bedöma elproduktionens externa kostnader.

En av faktorerna som påverkar resultaten är utsläppskoefficientema som naturligtvis beror på utrustningen och därför varierar från land till land och har en tendens att vara lägre i modern utrustning. Detta förklarar exempelvis det låga värde som ges av Burrington för kolkraft (se tab 10 och 12). En annan faktor är värderingen av olika utsläpp såsom SO,, NO,, CO, CO, och partiklar i sig. Tabell la sammanfattar ett antal sådana värderingar och illustrerar att värderingen för ett ämne kan lätt variera med en faktor 10 och att till och med rangordningen mellan ämnen kan uppfattas som olika. Observera att svenska avgifter på 3000 öre/kg för svavel och 4000 öre/kg för NO,, framstår som ganska höga jämfört med värdena i tabell la. Tabell 2 ger dock ännu högre norska värderingar från

den norska motsvarigheten till miljöavgiftsutredningen.

Det bör betonas att effekterna av de flesta föroreningar är mycket olika på olika ställen och att varierande bedömningar av extemaliteter därför inte alls behöver vara ett tecken på inkonsistens. Värderingarna själva beror starkt på befollmingstäthet och exempelvis på naturens känslighet i olika avseenden. Norden är ju extremt känsligt för försurning (se Kuylenstierna & Chadwick, 1989) varför mycket höga värderingar för SO,, och NO,, ter sig helt logiska.

När det gäller globala miljöproblem som växthuseffekten är visserligen det globala

förloppet gemensamt men likväl blir de fysiska följderna och deras värdering mycket

inlandsområden som kanske får mildare klimat). Kring växthuseffekten råder dessutom, fortfarande, en så hög grad av vetenskaplig osäkerhet att värderingarna, också av denna orsak, skiljer sig mycket kraftigt åt. Tabell la och 11 visar att spännvidden kan vara från en negligerbar kostnad på ca en tredjedels öre per kg koldioxid3 och upp till 40 öre — högre alltså än den nuvarande svenska avgiften på 25 öre. Den förstnämnda bygger på bedömningar från USA av konkreta skadekostnader medan den andra anger en skattning av den nödvändiga nivån för att uppnå en minskning med 20% i koldioxidsutsläpp.

Även om det således går att finna en mycket stor spännvidd mellan de mest extrema skattningama för vissa miljöeffekter (särskilt de globala såsom växthuseffekten), råder ändå en viss grad av samstämmighet i de studier vi diskuterat kring den generella slutsatsen att extemaliteter från fossil kraftproduktion samt från kärnkraft är mycket betydande. Storleksordningen ligger mellan 10-50 öre/kWh utom för gas (underlO öre)”. De negativa miljö-extemalitetema från de förnybara energikällorna anses genomgående mycket lägre, nära 0 för sol,vind och vattenkraft och uppåt 6 öre/kWh för bioenergi.

Utöver miljökostnader innehåller också tabellerna uppgifter om dolda subventioner eller kostnader som gynnar/belastar olika energikällor i de respektive länderna. Exempelvis förekommer subventioner till såväl kärnkraft som solkraft av offentliga forskningsmedel medan kolbrytning traditionellt subventionerats i Tyskland av regionalpolitiska skäl. Dessutom inkluderar vissa författare knapphetsräntor samt handels- och sysselsättnings- effekter som vi inte tagit med i tabell 12 eftersom vi anser att dessa vilar på tämligen svag grund, se avsnitt 3.3 nedan. Observera också att somliga kalkyler (såsom i tabell 7) innehåller positiva extemaliteter för sol och vind genom "undvikande av negativa extemaliteter från fossilbaserade utsläpp". Dessa positiva värden kan naturligtvis inte inkluderas i en jämförande tabell som tab 12 eftersom det skulle innebära dubbelräkning.

3 Observera skillnaderna mellan kilo rent kol och koldioxid. När ett kilo kol oxideras (förbränns) bildas 44/12 kg koldioxid. Atomvikten på kol är 12 och för syre är den 16, för CO2 är den följaktligen 12 + 2*16 = 44. Bedömningen av kostnaden i öre/KWh bygger vidare på ett specifikt antagande om effektivitet i kraftverk.

' Naturligtvis finns andra studier med avvikande uppfattning, inte minst beträffande kärnkraften.

9

3 Bioenergi i Sverige: De mest relevanta frågorna

Som framgått av översikten ovan finns inte många studier som kvantifierar de negativa extemalitetema från bioenergi. Den enda studien som refereras i Ottinger et al (1990) anger siffror som är något högre än sol och vind men fortfarande låga jämfört med fossil kraft eller kärnkraft. Möjligtvis varierar de mycket beroende på läge och teknik. Det är därför naturligtvis viktigt att något fördjupa oss i de aspekter som är allra mest centrala för bioenergi generellt och särskilt bioenergi i Sverige. Man kan direkt urskilja tre

grupper av frågeställning av betydelse:

* Centralt för all bioenergi är frågan om kolabsorption och koldioxidbaIans.

* Andra aspekter som kan vara betydelsefulla är miljöfrågor relaterade till odling respektive framtagning av den aktuella biomassan såsom urlakning av kväve, utarmning

av jorden och olika föroreningar vid förbränning och vid deponering av aska.

* Slutligen berör satsningen på bioenergi (åtminstone enligt somliga debattörer) en rad centrala frågor förutom miljön, kring jordbruk, regional balans, sysselsättning, värdering

av landskap mm och vi skall därför också kort beröra dessa frågor.

Biobränsle är växtlighet som odlas eller tillvaratas för att sedan eldas. Viktigast i dagsläget är rester från konventionellt skogsbruk (grenar, toppar och rötter) eller jordbruk (halm) men i framtiden kan bioenergin baseras på speciellt odlad energigröda eller energiskog. I likhet med fossila bränslen bildas vid förbränning koldioxid. Särskiljande för biobränsle är att samma mängd kol tidigare bundits ur atmosfären för att "producera" detta biobränsle och man kan därför, med en viss förenkling, säga att biobränsle inte alls bidrar till växthusproblemet. Istället för att elda fossilt bundet kol utvinner man samma

energitjänster ur förbränningen av ett biologiskt material som under sin växtprocess

10

skog får vi alltså, istället för ett positivt bidrag till det atmosfäriska kolet ett noll—bidrag. Visserligen kunde samma yta ha beskogats med "vanlig" skog till timmer för att därigenom ge ett negativt bidrag till kolbalansen genom uppbyggnad av ett kollager, men det kollagret är endast tillfälligt och om man då eldar fossilt bränsle istället för ved blir lagereffekten normalt sekundär jämfört med tillskottet av fossilt kol till atmosfären.

Dessutom växer ju energiskog fort och binder således mycket kol per hektar.

En satsning på bioenergi berör således två skilda allokeringsprocesser som sker samtidigt: å ena sidan allokeringen av mark mellan mer eller mindre intensiv skötsel och odling av skog eller grödor mm och å andra sidan fördelningen mellan olika källor till samhällets

energiförsörj ning.

Figur 2 Olika allokering av land.

Beträffande allokeringen av land, kan vi i princip fatta ett val mellan att satsa på en gröda som maximerar upptaget av fossilt kol (vilket ungefär sammanfaller med att maximera utbytet av bioenergi) eller att satsa på andra egenskaper (biokemiska, fysiologiska eller estetiska). Punkten C symboliserar ett val där man väljer en gröda och ett produktionssätt som maximerar kolupptaget, exempelvis Salix, rörflen eller annan energigröda. Punkten A representerar exempelvis ett orört natursystem, en urskog som ju inte netto binder några signifikanta mängder koldioxid (även om den naturligtvis representerar ett ansenligt lager av kol) men här maximeras måhända biodiversitet och vissa estetiska värden mm.

B representerar olika typer av konventionellt åker- och skogsbruk och här finns givetvis

11

massa (och därmed bindning av kol) å ena sidan och högintensiv spannmålsodling som binder mycket kol å andra sidan. Beträffande skogsbruk finns det ett val mellan snabb växt vilket är önskvärt för massaved (och som binder mer kol) och långsammare tillväxt

vilket är en förutsättning för långa fibrer som ger styrka åt timmer.

På varje typ av mark finns specifika egenskaper (näringsstatus, fuktighet, växtläge etc) som begränsar dess användningsområde. Men inom dessa naturgivna ramar kan

marknadskraftema (priset på massa jämfört med energiflis mm) påverka valet av gröda.

Hittills har vi dock bara diskuterat hur mycket kol som binds kemiskt; nästa steg är att begrunda vart detta kol tar vägen. Uppenbarligen återvänder kolet till atmosfäriskt koldioxid vid förbränning av flis men hur går det med det kemiskt bundna kolet i vete som blir bröd eller ved som blir tidningspapper? Naturligtvis återbördas även detta kol tilll atmosfären som koldioxid vid en mer eller mindre oundviklig oxidation antingen genom att brödet äts och förbränns kemiskt eller genom att avfall förbränns eller förmultnar. Undantag finns naturligtvis - det är så oljan och de andra fossila bränslena har skapats! Torv är ytterligare ett exempel på hur organiskt material kan undgå att förbrännas och hur kemiskt kol kan lagras undan och därmed minska det kol som är i omlopp i atmosfären. Även sådant avfall som lagras så lufttätt i stora sopptippar att det aldrig förmultnar är ett exempel på hur kol kan lagras (även om det knappast är önskvärt ur mezr

generell miljösynpunkt!).

Det finns ytterligare ett annat sätt att binda kol som visserligen bara är "tillfälligt" men ändå kan vara av intresse i sammanhanget, nämligen genom virke som blir till möbler, hus eller andra "varaktiga" föremål. Visserligen blir allt detta kol också koldioxid då föremålen en dag förmultnar eller brinner upp men i och med att ett en viss mängd kol undandras den atmosfäriska cirkulationen under en bestämd tidsperiod kan detta ändå

uppfattas, statiskt, som en kolsänka.

Figur 3 visar fyra stiliserade sätt att använda marken: Om vi börjar från höger, kan

marken användas på ett sådant sätt att den varken binder eller lagrar kol exvis till

12

något kol). Ett annat sätt som inte innebär någon signifikant nettoupptag av kol är i naturliga biotoper som är i ekologisk balans såsom en "urskog".

ALLOKERING AV MARK

Ökad bindning av Kol

TlllFÖRSEL AV ENERGI 155553 iåiåfåiiåf'

UNDER VISS TID (TIMME?)

Figur 3 Allokering av mark och anskaffning av energi.

Ett tredje sätt att binda mer kol är genom att odla skog eller jordbruksgrödor. Ju mer intensiv odlingen är och ju bättre den sköts desto mer kol binds men som påpekats tidigare - sedan beror det på användningen av produkterna hur länge detta kol är bundet. För jordbruksprodukter som går till livsmedel är oftast omloppstiden mycket kort. För skogsbruket sörjer såväl växtprocessen som åtminstone vissa användningsområden för att kolet förblir bundet under en, med mänskliga mått, ganska lång tid. En sådan användning (möbler, hus mm) sörjer för god kolabsorption men bidrar inte till energiförsörjningen vilket, allt annat lika, betyder att vi fortsätter att elda fossila bränslen som släpper ut koldioxid. Å andra sidan är det inget (utom traditionen och förhandlingstyrkan hos

13

vissa delar (lutar, bark, spån, toppar, kvistar, vissa klena dimensioner mm) och med tanke på överskottet i skogsbruket är det möjligt att också en del som tidigare klassats

som "massaved" kan komma att eldas i framtiden.

För energiskog gäller slutligen att detta är en gröda som valts för att maximera utbytet av energi och därmed indirekt upptaget av kol. Detta kol återgår dock till atmosfären vid förbränning så att nettoupptaget blir 0. Något stort kollager blir det dessutom aldrig eftersom energiskogen skördas vart 3—5e år. Som kolsänka år det i den bemärkelsen sämre än skog men man måste betrakta att den stora mängd biomassa som producerats kan användas för att ersätta fossilt bränsle och därmed indirekt hålla kvar kol i de geofysiska

lagren (oljekälloma och kolfälten mm) istället för i atmosfären.

Detta illustreras av den andra delen av diagram 3 där vi, återigen stiliserat har visat på fem alternativa sätt att sörja för samhällets energiefterfrågan: vattenkraft, kärnkraft och solceller som varken binder eller släpper ut kol och sedan fossila bränslen som ju innebär att kol flyttas från geosfären till atmosfären eller, slutligen biobränsle som innebär en cirkulation mellan atmosfären och biosfären utan någon nettouppbyggnad i någondera.

Total volym Tolal volym aweikad Sk"! biomassa

Figur 4 Bindning av kol i skog resp energiskog. 14

grövre kurvan visar uppbyggnaden av ett kollager i vanlig skog medan den klenare (zick— zack) linjen avser energiskog. Man ser att energiskogen växer snabbare och den totala biomassan som produceras är mycket större. I och med att den awerkas så ofta blir den dock aldrig stor nog för att utgöra något större kollager. Det genomsnittliga kollagret hos "vanlig" skog blir större men förmodligen5 inte så mycket större att det förmår kompensera den stora skillnaden i den totala mängden producerad biomassa (om man

antar att denna biomassa ersätter fossilt kol).

Faktum att biomassa binder kol och att snabbväxande biomassa följaktligen binder mer kol skulle kunna föranleda användningen av styrmedel för att gynna sådan markanvändning. Troligtvis blir dock administrationen av ett sådant system mycket svårt. Skulle markägaren få en subvention per kilo bundet kol så bleve han logiskt sett återbetalningsskyldig så fort kolet frigörs vilket kan vara svårt att spåra. Ett mycket bättre alternativ är en beskattning6 av utsläpp av koldioxid som endast gäller för fossila källor. Sådan beskattning skapar automatiskt ett lämpligt mått av incitament såväl för att använda biomassa till energiändamål som till odling av snabbväxande arter och till hushållning med fossila bränslen.

I motsats till fallet med koldioxid är det ganska svårt att ge entydiga och heltäckande principiella svar beträffande övriga miljöeffekter av biobränslen eftersom dessa är heterogena och deras miljöeffekt rimligen varierar ganska mycket bercende på art, brukningsmetod, val av energibärare och geografiska faktorer mm. Man kan dock börja med att skilja mellan föroreningar i produktions- respektive förbränningsskedet. Vid

5 Om det skulle vara så att den energi som åtgår för att gödsla och avverka energiskog är en så stor andel av det totala bränslevärdet att nettoenergin blir minre än för "vanlig" skog så blir naturligtvis sådana odlingar helt ointressanta.

"Vi bör dock komma ihåg att växthuseffektens globala karaktär medför att isolerade styrmedel i ett land knappast har någon effekt. Vi återkommer kort till denna punkt i avslutningsavsnittet.

15

Bilaga 5 förbränning uppstår kväveoxider som vid all förbränning (detta blir likartat för biobränsle som fossila bränslen). Troligtvis är detta en av de viktigaste negativa extemalitetema av bioenergi. Beträffande andra luftemissioner beror det mycket på vilken teknologi som används. Eldning av biogas medför praktiskt taget inga andra luftemissioner medan eldning med flis ger förhållandevis mycket stoft och aska och den kan innehålla en hel del tungmetaller m fl föroreningar åtminstone jämfört med gas. Jämför man med kol, å andra sidan är det i allmänhet mindre mängder och här har biobränslen återigen en viss fördel i och med att det rör sig om en cirkulation inom biosfären. Schematiskt uttryckt: I fallet med kol hämtar man upp "nya" tungmetaller och sprider i biosfären medan man med bioenergi först samlar upp dem ur marken och sedan återcirkulerar dem. Det har till och med föreslagits att man skulle kunna odla bioenergi på förorenade marker (tex med slam) för att sedan elda men filtrera bort tungmetaller. Vidare innehåller askan förhållandevis mycket gödningsämnen (särskilt K, Ca och P) vilket medför att den troligtvis kan (och

måste) återföras till marken (om den inte innehåller för mycket föroreningar).

Frågan om gödsling med aska är nära kopplad till en annan viktig miljöaspekt på bioenergi, nämligen effektema på växtplatsen. Såväl uttag av restprodukter som odling av snabbväxande arter kan medföra en utarmning av näringshaltema i marken, (det är därför askan bör återföras). Andra viktiga aspekter gäller kväveurlakning, effekt på biodiversitet, arbetsmiljöproblem (mögel), mullhalt och användning av bekämpningsmedel. Dessa diskuteras i Bränslen från Jordbruksgrödor(l986) som ger en relativt positiv bild där det visserligen finns problem men också stora potentiella fördelar med ett visst inslag av nya

bioenergigrödor.

Vid sidan av miljöargumenten har det framförts en rad andra argument till försvar för bioenergi. Dessa tar fasta bland annat på den obalans som finns på andra marknader som är nära relaterade till (bio)energimarknaden. Återigen kan man slå fast att på en perfekt marknad behövs ingen politik: marknaden allokerar mellan timmer eller massa och

bio—värme och mellan mark som används till jordbruk, skogsbruk, golfbanor eller

16

av de politiskt starkaste skälen att undersöka bioenergins konkurrenskraft är just att tidigare regleringssystem för jordbruket håller på att avvecklas och mycket stora arealer hotas av nedläggning. Frågan ställs då vad dessa arealer skall användas till och knutet till

detta finns frågan om sysselsättning som i vissa regioner är mycket betydelsefull.

För att kunna diskutera dessa frågor på ett meningsfullt sätt måste vi analysera vad jordbruksmark är för något. Det kan nämligen varken direkt klassificeras som naturresurs eller som vanlig kapitalresurs. Jordbruksmarken är ett kulturpåverkat ekologiskt system där mänskliga resurser (arbete och kapital) omformat de naturliga förutsättningama (marken, föman) för att passa våra behov. Exempel på åtgärder är att bygga upp humuslagret och dess innehåll av näringsämnen, att sörja för bevattning och dränering mm.

En välskött åker kan representera ett ansenligt kapital både i den bemärkelsen att det faktiskt har gjorts stora historiska investeringar i den och, framförallt, därför att den representerar en uthållig framtida produktionsresurs. Om denna åker planteras med gran inträder en snabb förstöring av detta kapital genom försurning och andra biologiska och markkemiska processer. Räknar man med att senare behöva ta denna areal i anspråk för exempelvis spannmål så innebär det betydande investeringar för att återfå den som produktiv jordbruksmark. Investeringar som inte behövs om marken istället använts till energigräs, foderväxter el dyl. Om vi är kapabla att uppskatta sannolikheten för att åter

ta marken i bruk blir dessa kostnader en relevant post då vi jämför alternativ användning

av marken nu.

Naturligt nog har de som har mest att förlora på jordbrukets avreglering ansträngt sig att föra fram argument för en subventionering antingen av fortsatt jordbruksdrift eller av alternativ användning av marken. Bland de argument som förts fram finns följande som vi kortfattat skall kommentera nedan: Miljöfördelar, resursknapphet, beredskapsaspekter, sysselsättningspolitiska, regionalpolitiska, samt vissa samhällsekonomiska argument.

17

diskuterats ovan. Det som främst återstår är den estetiska värderingen av landskapet. Detta är ju en faktor som i princip går att mäta och Drake (1987) utgör ett exempel på en genomförd studie av betalningsvilja i Sverige. I denna studie framkommer flera resultat av betydelse i detta sammanhang. För det första uppskattar folk i allmänhet omväxling och framkomlighet samt dessutom "öppna landskap". Bland flera tänkbara alternativ uppfattas energiskog som ett av de sämsta medan fortsatt jordbruk (vari förmodligen energi-gräs bör inkluderas) värderades mycket högt. Slutligen visade studien att de flesta framförallt är beredda att betala för ett specifikt stycke landskap (t ex nära där de har eget hus) snarare än för öppna landskap i allmänhet. Den sistnämnda punkten gör att generella styrmedel (estetiska landskaps—skatter på energiskog eller generella subventioner till "öppna" fält) är mindre lämpliga åtminstone innan vi kommer till ett eventuellt läge där energiskog blir mycket vanligt. Lämpligare vore att stärka grannars

möjlighet att klaga över förlorad utsikt eller framkomlighet.

Resursknapphet som argument avser framförallt de fossila bränslena (och uran). Tanken bakom detta argument är att dessa resurser är begränsade och därför borde deras pris inkludera en knapphetsränta men att den p g a någon form av marknadsimperfektion inte gör det. Mot detta argument står att, så länge äganderätten till naturresurserna är klart definierad och uppfattas som säker (vilket torde gälla för många fossila fyndigheter), och så länge diskonteringsräntoma är detsamma för alla inblandade parter (vilket är mer tveksamt), intemaliseras knapphetsräntan och kommer faktiskt till uttryck i priset. Dessutom finns med mänskliga mått mätt, ganska mycket fossila bränslen kvar (särskilt kol). I dagsläget framstår knappheten på ren luft (fri från försurande emissioner och extra koldioxid) som ett betydligt allvarligare problem. Atmosfären är just en "common property resource" för vilken äganderätter inte är definierade och för vilken knapphetsräntan följaktligen inte kommer till något monetärt uttryck. Det är därför vi

koncentrerar oss på luften som resurs snarare än de fossila bränslena i sig.

Beredskapsargumentet bygger på tanken att Sverige i ett läge av avspärrning måste kunna klara av elementär försörjning. I första hand avses vanligen mat men även bränsle torde

vara relevant. Ur beredskapssynpunkt borde energigrödor som sänker vårt importbehov

18

Bilaga 5 för energi och dessutom underlättar en omställning till produktion av livsmedel på relativt kort tid innebära en väsentlig förde17. En diversifiering av utbudet på energibärare och en ökad flexibilitet i bränsleval innebär också en riskspridning som torde vara önskvärd ur beredskapsynvinkel. Huruvida detta skall tillmätas stor betydelse eller inte är bedömningsfråga som sammanhänger med risken för konflikter, betydelsen av europeisk integration mm. Flera studier som citeras av Ottinger och Hohmeyer värderar riskerna med terrorism och krig (exempelvis insatserna i Kuwait) som en hög kostnad för olja. Som ett motargument har det framförts att frihandel och ekonomisk integration har stor betydelse just för att undvika konflikter. Argumenten skall inte värderas här men det är ingen logisk brist i argumentationen för en viss subvention på grund av beredskaps- argumentet ifall det finns en utpräglad betalningsvilja för detta hos allmänheten. Ett mer generellt beredskapsargument skulle kunna bygga på farhågan att man förlorar i valfrihet för framtiden om stora delar av jordbruket läggs ned och landsbygdsbefolkningen minskar kraftigt. I den bemärkelsen kan ett stöd i dagsläget ses som ett sätt att upprätthålla en

option för framtida behov av produktion av biomassa.

Det sysselsättningsmlitiska argumentet är givetvis att en satsning på bioenergi beräknas ge ett visst antal jobb. Även om detta är ett populärt och påtagligt argument är det rimligen felaktigt i den bemärkelsen att alla spenderade pengar (t ex för att gräva hål) ger "jobb" i en partiell analys. I en samhällsekonomi är dock inte den totala balansen mellan sysselsättning och arbetslöshet beroende av denna typ av enstaka anställningar. Istället beror sysselsättning och arbetslöshet på hur väl den makroekonomiska balans— gången sköts. Satsning på att subventionera eventuellt olönsamma verksamheter har

snarast en negativ effekt på ekonomin genom att de sänker produktiviteten.

Endast i en bestämd, men ganska viktig, aspekt kan sysselsättningen vara relevant och det är just den lokala eller regionala sysselsättningen. Om en verksamhet beräknas ge jobb i en region med hög arbetslöshet kan detta vara en fördel ur regionalpolitisk synpunkt. Det kanske naturligaste sättet att intemalisera en sådan positiv effekt är dock genom en

generell subvention till sysselsättning i den regionen. En sådan subvention har den

7 Odling av exempelvis energigräs medför att det naturkapital åkrarna representerar bevaras och därmed finns en handlingsfrihet att snabbt återgå till konventionellt jordbruk om så behövs.

19

Det sista samhällsekonomiska skälet som framförs för subventioner antingen av fortsatt jordbruksdrift eller av odling av bionergi är handelsmlitiska. Med detta menas att inhemsk produktion skulle ersätta import och därmed förbättra vår handelsbalans. Detta argument är vanligt och framstår t o ni som självklart för många debattörer. För nationalekonomer är argumentet dock helt främmande, av ungefär samma orsaker som anförts ovan beträffande sysselsättningen? Handelsbalansen beror på om produktionen i landet är lönsam. Om olönsam produktion subventioneras innebär det att resurser förslösas som kunde använts bättre till annan (importkonkurrerande eller exportinriktad) verksamhet.

Däremot finns det ytterligare ett samhällsekonomiskt argument av betydelse i detta sammanhang men det är skattemlitiskt. Eftersom det ständigt är ont om pengar till finansiering av angelägna offentliga projekt, och eftersom det är så svårt att bedriva skatteuppbörd så finns det en "excess burden" eller skuggkostnad förknippad med varje skattekrona. Detta innebär ytterligare ett argument som talar för att även om allt annat vore lika, är en beskattning av negativa extemaliteter alltid att föredra framför en

subventionering av motsvarande positiva extemaliteter (se vidare Sandmo 1975).

4 Slutsatser samt förslag till vidare forskning

Vår preliminära slutsats av de studier som kortfattat diskuterats ovan samt vår egen analys av övriga argument är att miljöfaktorema är de klart viktigaste för frågan om styrmedel som gäller biomassa som ersättning för andra former av energi. Argumenten kring handelspolitik och sysselsättningspolitik är felaktiga medan argumenten kring regionalpolitik, resursknapphet och troligtvis beredskap är sekundära. Regionalpolitiken bör vara generell för den berörda regionen eller ta sikte direkt på de mest drabbade

delregionema; ett direkt stöd till bioenergi är troligtvis ett ganska trubbigt instrument i

& Dessutom kan det mycket väl tänkas att en sådan politik stimulerar till en omfattande import av flis.

20

komplicerat och knappast helt entydigt medan resursuttömningen för exempelvis kol

framstår som mycket avlägsen9.

Resonemanget kring gröna skatter har en potentiell betydelse tillsammans med miljöargumenten som diskuterats ovan. Om det är så (och mycket tyder på det) att biobränsle har, vid en samlad bedömning, miljöfördelar jämfört med exempelvis fossila bränslen så är det i första hand de sistnämnda som skall beskattas och inte biobränslena

som skall subventioneras.

Slutsatsen av Sandmo (1975) är att i en optimal ("First-best") analys borde all produktion av el och värme som leder till negativa miljöeffekter beskattas med en Pigoulo skatt som motsvarar de fulla miljökostnadema och dessutom med en andel uttryckligen som ett bidrag till statskassan. En angelägen forskningsuppgift är att fortsätta arbetet på att estimera storleken på de berörda extemalitetema för olika former av energiproduktion (även för olika former av biomassa). Detta i sig är ingen enkel uppgift, speciellt eftersom de rent tekniska aspekterna varierar med naturförutsättningar och med utveckling av ny teknik. Som ett exempel som redan nämnts ovan har vi speciell orsak att bekymra oss om försurning här i Skandinavien. Värderingen av risker och miljöproblem är, i sin tur beroende av såväl information som kulturella och sociala faktorer som kan variera

åtskilligt mellan människor och samhällen.

Ofta är man i sista instans tvungen att fatta beslut trots viss kvardröjande osäkerhet och de studier vi refererat till tyder på att en optimal policy under alla omständigheter skulle innebära väsentligt högre beskattning av såväl fossila bränslen som kärnkraft. Detta skulle innebära incitament till energieffektivisering och till satsning på andra teknologier för

energiproduktion med små extemaliteter såsom sol, vind och bioenergi. I en sådan

9 Uttömningen av atmosfärens förmåga att absorbera koldioxid framstår idag som ett större problem. Dessutom förutsätter ju 'resursknapphetsargumentet" någon form av market failure, tex fritt tillträde till resurser eller imperfect foresight.

10 Skatter som år beräknade för att precis motsvara skadekostnaden för miljön kallas Pigou skatter.

21

En väsentlig komplikation är att styrmedlen borde vara så utformade att globala miljöproblem hanteras med globala styrmedel. Utformningen av globala styrmedel (eller globala överenskommelser) är dock mycket svår, dels på grund av assymetrin i betalningsförmåga, miljöeffekt och ansvar men även på grund av problem med "free- riders" och sammanblandning med andra mellanstatliga konflikter. Det finns en stor litteratur kring utformningen av klimatava mm se bl a Bohm (1991),Grubb (1989) eller Hoel (1990). Utformningen av regionala avtal rörande exempelvis försurande nederbörd är i princip minst lika komplicerad på grund av de naturgivna assymmetriema, men å andra sidan kommer förhandlingarna att äga rum inom en mindre och kanske något mer

homogen grupp av länder.

Det hittillsvarande systemet för energi- och miljöbeskattning rymmer mängder av undantag som är suboptimala ur effektivitets- och miljösynpunkt såsom undantagen för energi-intensiv industri och elproduktion. Det nyligen framlagda förslaget (SOU 1991:90) om sänkt beskattning av energi för industrin syftar till att eliminera sådana inkonsistenser (ojämlik beskattning) som kan vara ett bekymmer i internationella sammanhang. Tyvärr tar den dock inte miljön som sin främsta utgångspunkt utan tar i första hand fasta på problemet för svensk industri med konkurrensnackdelar p g a högre energi- och miljöskatter i Sverige än utomlands. Denna utredning illustrerar svårigheten att som isolerat land närma sig en policy som är optimal ur miljösynpunkt. Ett synnerligen angeläget fält för framtida forskning är därför utformningen av internationella avtal (och tillhörande styrmedel).

I skrivande stund kommer propositionen om nya skatter som till stor dels tycks följa det Hjalmarssonska förslaget. Genom den nya lagstiftningen elimineras vissa inkonsekvenser men nya introduceras. Bland annat blir det stor skillnad mellan beskattningen av energi till konsumtion och till produktion. På grund av problemet med internationell konkurrens och behovet av global samordning av koldioxidavgifter har man valt en ny utformning av energi— och miljöskatter som för de flesta företag innebär ldart lägre skatter i samband

med förbrukning av såväl kärnkraft som fossila bränslen. Därmed synes vi komma längre

22

bort från en intemalisering av de energi-relaterade miljöextemalitetema. Detta medför klart och tydligt en form av orättvisa gentemot biobränslena som medför färre och lindrigare miljöeffekter men man bör inte dra slutsatsen att dessa därför skall subventioneras. Det vore att korrigera en felaktighet med en annan. Istället innebär den

korrekta politiken ur miljösynpunkt att man måste finna former för att återigen höja miljöavgiftema för de energikällor som orsakar miljöproblemen”.

” Om man tar den nya energibeskattningen som given så kan man ge sig på att forska kring styrmedel i olika s k "Second-best" situationer. Dvs istället för (eller i väntan på) optimala skatter och avgifter på energiområdet skulle man kanske ändå finna vissa argument för en subventionering av biobränsle. Att forska kring utformningen av sådana eventuella subventioner är dock en mycket svår uppgift eftersom det helt tydligt är miljöskatter på miljöförstörande energiproduktion som behövs. Om den miljöförstörande energiproduktionen subventioneras genom att slippa betala sin externa kostnader är skadan redan skedd. Huruvida situationen kan bli marginellt bättre med hjälp exempelvis av subventioner till bioenergi är en svår fråga men dessutom klart sekundär eftersom de låga priserna på bägge energiformema under alla omständigheter då kommer att leda till en suboptimal överanvändning av energi (såväl fossil som förnybar) med åtföljande skada på miljön. Motargumenten kan till exempel vara en önskan att utveckla teknik och marknader och därmed hålla fler optioner öppna för en framtid då man förhoppningsvis söker intemalisera miljökostnadema för att därigenom åter närma sig "First-Best".

23

Tabellbilaga. Värdering av energi-relaterade externaliteterl

Tabell la Luftföroreningar från fossila bränslen

Externalitet USA” Tyskland?) USA3) öre/kg öre/kg

802 32134) 1799 1187

N Ox 12485) 1436 5144

Partiklar 18846) 359 3166

002 117) 4-36 17

l) Källa: Ottinger et al (1990) En sammanvägning mellan tre olika kolkraftverksteknologier, två oljekraftverksteknologier med olika svavelinnehåll och mellan två olika naturgasteknologier med olika reningsteknik 2) Källa: Fritehe i Hohmeyer & Ottinger (1991) Indirekt metod använd; för 802, NOX och Part. baserat på reningskostnad och för 002 bränsleförändring och energikonserv. (låga värdet) och reningskostnad (höga värdet) 3)Kålla: Burlington i Hohmeyer & Ottinger (1991) 4) Främst; effekt på hälsa och indirekt effekt genom försurning som påverkar vattenkvalitet, fisk, material m.m. 5) Främst effekt på hälsa, dessutom på jordbruk, flora och fauna, material 6) Effekt på hälsa, smog 7) Främst effekt på klimat. I avsaknad av direkt skadekostnad används marginalkostnaden för att. binda utsläppd mängd kol med trädplantering

Tabell lb Fossila bränslen (USA)

Kolkraftverkl) Oljekraftverkz) Nuaturgas3) Öre/kWh Ore/kWh Ore/kWh

Totala extemaliteter 20-46 20-53 6—8

Källa: Ottinger et al (1990)

Alla värden bör ses som startvärden, flera extemaliteter har inte tagits med ex. utsläpp av metan och N20 (växthusgaser), utsläpp av tungmetaller, vatten och markanvändning, avfallsdeponering, extemaliteter i början på produktionscykeln ex. vid brytning, transporter. Övriga vården är av ojämn kvalitet:.

1) Tre olika teknologier för kolkraftverk 2) Två teknologier för oljekraftverk och med olika svavelinnehåll 3) Två olika teknologier för naturgas med olika reningsteknik

1Alla värden omräknade till svenska öre (prisläge Dec 91) per kWh el om inte annat anges

214

6497-28340 1441 57-71 0-1106 6568-29558 NOx 21290—117093 14-41 57-71 21361-117205 Partiklar 21290—11516 21290-11516 CO 7-35 7-35

Källa: NOU 199213

1) Minskat fiske, minskat rekreationsvärde 2) Minskad skogstillväxt, minskat rekreationsvärde 3) Korrosionsskador på realkapital

Tabell 3 Sopförbränning (USA)

Extemalitet

Totalt 22-23

Källa: Ottinger et al (1990)

Antar samma monetära kostnad/kWh som för kolkraftverk 1) Exkl. effekt på hälsa

Tabell 4 Kärnkraftverk (USA)

Område

Rutinoperation"

Olyckor” 18,2 Nedmonteringal Totalt 23,1

Källa: Ottinger et al (1990)

25

1) Radioaktivt utsläpp som ger effekt på hälsa, egendomsvärde, natur 2) Större kämkraftshaveri som där sannolikheten för ett allvarligt haveri uppskattas till 1/3333 reaktorår och ger effekter på hälsa (främst cancer) som motsvarar ca 16 öre/kWh och ca 2 öre/kWh för skador på

jordbruket 3) Kostnad för nedmontering etc. som inte internaliserats i priset (ingen uppskattning av kostnad för avfallshantering ansågs möjlig)

Tabell 5 Fömyelsebara energikällor (USA)

Typ av teknologi Extemaliteter Öre/kWh

o-a,2

o-o,s

0 - 5,5 Källa: Ottinger et al (1990)

Är inte jämförbara med varandra, kalkylerats m.h.a. av olika metodologi.

Tabell 6 Fossila bränslen och kärnkraft (Tyskland)

Externalitet Fossila bränslen

(Öre/kWh)

Miljöeffekter” 10.39 17-103, Överutnyttj. av icke-förnyelsebara energiresurserzl 3-23 24-233 Offentliga varor och tjänster:” 0,3 0,5 Offentliga bidrag” 1,5 0,7

Offentliga. R&D transfereringarå)

Totalt 15-64 49-345

Källa: Hohmeyeri Hohmeyer & Ottinger (1990)

Effekter som inte tagits med är ex: - psyko-sociala kostnader som följd av sjukdom eller dödsfall liksom sjukvårdskostnder - miljöeffekter från produktion. av insatsvaror som använts för investeringar eller operation — miljöeffekter för hela produktionscykeln - fullständig kostnad för klimatförändringar

1) Effekter på hälsa, flora, fauna, material, klimat orsakad av utsläpp av SOX, NOX, 002, Part., VOC, radioaktivitet samt värme och buller 2) Då existerande priser inte avspeglar ett långsiktigt optimalt utnyttjande och en alltför hög förbrukning av icke förnyelsebara resurser sker. Medel måste då sättas undan för investeringar i teknologi för förnyelsebara energikällor så att framtida energitjänster hålls konstant, (Hotellings knapphetsränta) 3) Varor och tjänster som ex. syftar till att ta hand om miljöfarligt avfall, kontrollera utsläpp eller på annat sätt söker minska skador orsakade av privata aktörer men som dessa inte betalar för 4) Bidrag och skattereduktioner aom inte motsvarar kompensation för positiv extemalitet (inkl. för stota avdragsregler för investeringar i reningsteknik) 5) Bidrag till forskning som är "icke-konkurrensneutral" (främst stora forskningsinsatser inom kämkraftsteknologin)

26

Miljöeffekter!) 0,05 2,2 Offentliga R&D transfereringarzl 0,8-1,6 1,6-3,2 Ekononomiska positiva nettoeffektera) +2,3-(+)3,8 +11,5-(+)41 Positiva effekter genom undvikande av +22,5—(+)126,8 +22,5-(+)126,8 extemaliteter från existerande energislag

24-129 158-173 1,5-2 8-38

Total extern nytta Nytta exkl. extemalitet från exist. energislag

Källa: Hohmeyer i Hohmeyer & Ottinger (1990) 1) För vindgenererad el endast buller och för sol dels olyckor vid installation av decentraliserade system dels alternativkostnad för den mark som tas i anspråk för centraliserade system 2) Transfereringar som inte motsvarar kompensation för negativa extemaliteter 3) Ex. ökad sysselsättning, förbättrad handelsbalans

Tabell 8 Kärnkraftverk (USA)

Externalitet

Fast avfall

Nationell säkerhetsaspektli 6,7 Försäkringssubsidierz) 3,9 Reaktor-förlust” 1,1

Extra säkerhetsarr. 13,5-19,5 Källa: Hall (1990)

Bortser från generella miljöstörningar 1) Inkl. oljeberoende, skydd mot terrorism och kärnvapenspridning 2) Då ägare inte betalar fullständig försäkringskostnad i samband med allvarligare olyckor 3) Stängning av reaktorer (ex. Three Mile Island) p.g.a. olyckor eller ekonomisk-politiska orsakter

27

Externalitet Öre/kg Öre/kWh 8021) 3213 22,5 No,, 1248 1,3 HCLZ) 189 7,3 Partiklar 1884 0,7 Totalt 31,8

Källa:Wooley i Hohmeyer & Ottinger (1990)

Undantar markanvändning (ger både positiva och negativa extemaliteter) 1) Undantar bl.a. effekt av försurning 2) Externalitet antas vara lika med materialkostnad orsakad av 802 liksom hälsoeffekter p.g.a. toxiska utsläpp ex cancer

Tabell 10 Kolkraftverk (USA)

Externalitet

802

NO,, 4,4 0021) 0,8 Partiklar 0,04 Vattenföroreningar 0,8

Markanvändning

Totalt 11,1

Källa: Burrington i Hohmeyer & Ottinger (1990)

Modern anläggning med utbyggd rening 1) Kostnad för att binda kol m.h.a. trädplantering

28

Öre/kg C Öre/kg 0024) Örewelå Nordhausl) 1-40 0,3-11 0,3-13 Manne & Richels?) 150 41 50 OECD3) 130 35 43

1) Uppskattade skadekostnader. Källa: Nordhaus (1991) 2) Kostnad för 20% reduktion i utsläpp. Källa: Manne & Richels (1992) 3) Kostnad för 20% reduktioni utsläpp. Källa: OECD (1991) 4) Obs att 1 kg kol (C) motsvarar (4012) kg C02 5) KWhel med antagande om 40% effektivitet

Tabell 12 Sammanfattning: extemaliteter för olika energislag i öre/kWh

Energislag Ottingerl) Hohmeyer2) Halls) Wooley4) Burringtons) Total spännvidc Kol 2046 12-41 11 11-46 Olja 20—53 12-41 12-53 Sopförbränning 22-35 32 22-32 Naturgas 6-8 6-8 Kärnkraft 23 25-112 14-20 14—112 Sol oa 3,8-5,4 0-5 Vind 01 0,8-1,6 02 Biomassa 0—6 0-6

1) Tabell lb) samt Tabell 3—5 2) Tabell 6-7. Inkluderar ej "Överutnyttjande av icke-förnyelsebara resurser" eller positiva effekter på sysselsättning etc. 3) Tabell 8 4) Tabell 9 5) Tabell 10

29

Litteratur

Andersson, R: Biobränslen från jordbruket. En analys av miljökonsekvenser. Naturvårdsverket Rapport 3713. 1990.

Axenbom, et al: Biobränsle från jord och skog. Värdering i ett marknadsperspektiv. Särtryck ur preliminärt manus till meddelande i serien "Aktuellt från Lantbruksuniversitetet. 1991.

Bohm, P: Incomplete international cooperation to reduce 002 emissions: Alternative

policies. Research paper 1991:2. Department of Economics. University of Stockholm.

Bränslen från jordbruksgrödor. Möjlig produktion, råvarukostnader och värde av sidoprodukter. Projekt Agrobioenergi. Sveriges Lantbruksuniversitet & Jordbrukstekniska Institutet. Uppsala. 1986.

Drake, L: Värdet av bevarat jordbrukslandskap. Resultat av intervjuundersökningar. Rapport 289. Sveriges Lantbruksuniversitet,. 1987.

Ds l992:15. Växthuseffekten - slutsatser för jordbruks-, energi- och skattepolitiken.

Eriksson, H & G Hallsby: Biomass fuels - Effects on the carbon dioxide budget. NUTEK. Rapport 1992:10.

Grubb, M: The Greenhouse effect: Negotiating targets. Energy and environmental programme. Royal institute of International Affairs. London. 1989.

Hall, D C: Preliminary estimates of cumulative private and external costs of energy. Contemporary Policy Issues. July 1990.

Hoel, M: Efficient international agreements for reducing emissions of C02. Memo no 6 1990. Dep of Economics. University of Oslo.

Hohmeyer O & R L Ottinger: External environmental costs of electric power. Springer- Verlag. 1991

Hohmeyer, O: Social costs of energy consumption. New York. Springer-Verlag. 1988.

Kuylenstierna, J C I & M J Chadwick. The Relative sensitivity of ecosystems in Europe to the indirect effects of acidic deposition 1 EegjonaLAcidelcatjgnMs Ed. J Kämäri et al. Springer Verlag. Heidelberg. 1989.

Manne, A S & R G Richels: C02 emission limits: an economic cost analysis for the USA ilmaLEmIgLMQÅQImg. Ed: Sterner T Chapman Hall. London 1992.

Nordhaus, W D: A sketch of the economics of the greenhouse effect. American Journal of Economics. Vol 81. No 2. 1991.

NOU 1992z3. Mot en mer kostnadseffektiv miljöpolitikk i 1990-årene.

30

Bilaga 5 OECD. The Cost of Policies to reduce global emissions of 002: Initial simulation results with GREEN. OECD miljödirektorat.1991. Ottinger, et al: Environmental costs of electricity. New York. Springer-Verlag. 1990.

Sandmo, A: Optimal taxation in the presence of externalities. Swedish Journal of Economics. 1975. No 1.

SOU 1989:83. Ekonomiska styrmedel i miljöpolitiken. Energi och trafik.

SOU 1991290. Konkurrensneutral energibeskattning.

31

. | _ - om! 11.113.

". . 11 ”||" '.'. ..

111.

.1.1... |) -- |1||.|||||'.. "|1i|"'|""|'"|.'l'|1).11

': _|L.|11|-|11-_-. .. '|11_.. _, "- ,",1|»||11.-' ."1"|:":"'111'1'i'_ »-

. . * || '1' . |. ||||||1|1||||.||| |||l'11,: ||"""l IJ" ||||)|||j||||||'|||_|'.|| .-."|-| .|||'.' . ..|'||r|||'|'|||_1'| .,| ||..|||.|,|,|||.| |||-||)".

vi" 1 =. .. 1'."-."'.:' 11. .1 "" "|"""i "i""i"|"'""",'"""11t|1" ""1'1"'"""""i"""w"-"""""" """'11" """.'" ="" M" "",F".

.'| ' . ' |" '...' " " 13:31 11..»

1.. _ |”. | ||..'1'_| . .1.1-1".- "".'|'||'| ' -

|"-|..|1.|. _ . '.."1.i"_" ""'.', ,'1'"

. ... . | | ... .1 :. "" .» ' » | ,, ' ..'..')"_' F .1'i.|.| |""|' | |""._'|r': "mhn-""" "_. ,".. - . ._, | | l"|." ,"..')-|1,|1'|| ||1|'. I1||'|||.|._||| || |... ."'" | ".'..,. '. '—".'""|".".1.."..".""""..|.||. .1'|'_ |..." . .1-"-_ ”|||... . |, | |...L| f. _ |. ..||41 | |||.||| NAM-N'" |||...,. . |— | '. |. ..|.|_'-|,' . 1).") --'.||1,..|. _| |. || .. .|_. ||_ . . ..||,.. ._|_,|'||,.. "| i" » ' » '. ".Jl' ' " '_ !". '.1' '11. '""f". ' '» ' " ' 11.111 "l'"'|" 1i |1|'_':'||||'11'|."""'11.' .. "'|."I ."'.l""" "n'.

."" ." ".|.. ||'|| ...||.'|"1l"' .-"- -1'

, . , r|. | ,.

i" "i" "" "'"" ' " "" ' *' " I" "" """11""'11""'"'""" "" """" """"""'""|-"" '"" """ " lh""1"l-"""'|_l

' . .. - . -. ' "'.111' "."' .. F .-. "11. | . r.. || _ | ' '.'. '|1..|.'.- 11" " " .l| ' ." ' 'f-1u|"_ .1.1 ' |||,'|1."..||| . -11'.. H,, | .|l""' .. ... _ ' _ || .. - , . '..|" .'|1. | |"5 | || " '|',. .. '1 |||. ,'.-| ||1'l|_|' ' | _ | .1.1; ..,, 11.-1.1 11"'|..",. . '|- .. 1-|' .| -" * | | ."' |' :.. . .1'. . "1|"'"il'." .."" '|'1|. """"|-..','l| .1|, ;-| . '_ _ ' ' |-|.- '| '...'" ' ," ',',,|1". | |. '.'.|.|- ,-'.-||,'1.| 1.1 | 11: ' || .. | | . _ .'| ||- '| r |'|"_;_,_.j._...| .'1l|. |||1|| ||| ä ' || ' —',' 21: .' "|: '"11..".".'.,',|:. |'|-" _ | . |. . | |1 .1 . ||, | , | . . .1 | .|'- - : |, ' | ' | 1.15 ._ .. ..L|'1|| . Hi,". |||'_ '. en '.' ' .., . . .. |," |. . =|.' .. » .|., '"|.) --"1-... I"' "" ' . " . . . |:. " .. ||| . || . 'i "|' I'." | _- 1' * ."—"» ! ' ' . T 1" ' ' l"1" )E'f" man"-' 1:11 '|""|'*",'"|lu ' .

"| . | |.| ""||'|i||

. 111.111? ”"-11

.. "'1"1-

."" lll." |"l1 .;

. - , '|'l'||r|*||£||J | JL|1'|l|1|.-|||||'| | |

ENERGIKONSUMTIONENS SOCIALA KOSTNAD

EN FÖRSTUDIE

Lars Hultkrantz Nationalekonomiska institutionen Umeå. universitet

INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING

FÖRORD

1 ENERGINS FULLA VÄRDE

1.1. Inledning

1.2 Naturens värde

1.3. Sveriges energipolitiska val

2 ANDRA SOCIALA KOSTNADER ÄN MILJÖ (OCH HÄLSA) 2.1 Inledning 2.2 Sysselsättning, regionala effekter 2.3 Sårbarhet

2.4. Bytesbalansen 2.5 Slutsatser

3 VÄRDERING AV MILJÖ (OCH HÄLSA) 4 ENERGINS MILJÖKOSTNADER

4.2.1. Luftutsläpp av försurande ämnen 4.2.2 Klimateffekter

4.3 Ved

4.4 Kärnkraft

5 SLUTSATSER

REFERENSER

SAMMANFATTNING

I denna förstudie övervägs behovet av och inriktningen för en studie av energianvändningens samhällsekonomiska kostnader. Den utmynnar i ett förslag om en utredning som belyser dessa kostnader med "ingenjörskalkyler". Förebilder och metodproblem för sådana kalkyler redovisas och diskuteras. Den föreslår även att nya "skuggpris"beräkningar utförs, t ex av Konjunkturinstitutet, för svavel— och kväveoxider samt koldioxid, samt att kolbalanseffekterna vid olika alternativ för det framtida utnyttjandet av skogsbränslen studeras närmare.

Bilaga 6 FÖRORD

Denna studie har utförts på uppdrag av Biobränslekommissionen. Jag vill tacka studiens referensgrupp Peter Bohm (ordförande), Hans E. B. Andersson, Karl—Axel Edin, Tomas Kåberger, Christer Larsson, Jan Thyberg och Ulla Weigelt — för värdefulla synpunkter på ett tidigare utkast.

1 ENERGINS "FULLA VÄRDE" 1.1 Inledning

Svenska ekonomer försökte under flera decennier övertyga "halsstarriga" politiker om fördelarna med att tillämpa Erik Dahmens (1968) devis "Sätt pris på miljön". Till, förmodligen, ekonomernas stora förvåning lyssnade politikerna till slut och beslöt att, i samband med den stora skattereformen, införa miljöavgifter på en rad olika miljöföroreningar (beroende på lämplighet i form av avgifter på utsläpp, insatsvaror eller produkter). Därmed blev rollerna ombytta. Nu har politikerna anledning att pressa ekonomerna, denna gång med frågan: Vilket pris skall vi sätta på miljön?

Särskilt finns det skäl att ställa denna fråga när det gäller den miljöpåverkan som uppstår inom energisektorn.1 Några av de främsta miljöproblemen finns på detta område (klimatförändringar, försurning, kärnkraftsproduktionens risker, mm). Värme— och kraftproduktionen, och dess kostnad, är vital för hela samhällsekonomin. De miljöavgifter som redan har införts (svavel— och kväveoxider, koldioxid) är höga och påverkar därför rimligen många av de beslut som tas i energisektorn. Det finns därför goda skäl att pröva om rätt nivå har valts för dessa avgifter. En närbesläktad fråga är om de avgifter som nu har införts "slår snett" därför att de endast berör vissa former av miljöpåverkan, medan andra, kanske betydelsefulla, ej marknadsprissatta effekter (miljöeffekter eller andra effekter) saknar avgift. Om så är fallet kan avgifterna tänkas skapa nya och oönskade problem.

De beslut som förestår under kommande decennier inom kraftproduktionen när det gäller tidsförloppet för kärnkraftens avveckling, val av bränsle och teknik i nya kraftproducerande anläggningar etc kräver avvägning mellan olika alternativs kostnader och miljöeffekter. Oavsett om miljöaspekterna regleras med mil jöavgifter eller på annat sätt krävs ett gott ekonomiskt underlag för dessa beslut. I samband med Biobränslekommissionens arbete har därför frågan väckts om den bör ta initiativ till en eller flera studier av den totala kostnaden för produktion och användning av elkraft i Sverige. Tanken är tilltalande, men kan sådana studier verkligen ge någon användbar information? Vilken inriktning borde studierna ha? Dessa frågor är utgångspunkten för

1Med detta menar jag värme— och elmarknaderna. Jag kommer att tillåta mig att kalla utbud och efterfrågan på energi för energiproduktion respektive energikonsumtion. Detta är naturligtvis egentligen olika former av energiomvandling. Eftersom hela samhället (och ekonomin) ägnar sig åt energiomvandling kan man även invända mot benämningen av en delsektor som "energisektorn '.

Bilaga 6 denna uppsats.

Innan vi går närmare in på detta kan det emellertid vara nyttigt att sätta in problemet i sitt sammanhang. Detta är ämnet för nästa avsnitt.

1.2 Naturens värde

Vad är värdet av en produkt eller en produktionsresurs? Ekonomisk analys och ekonomiska beslut vilar i praktiken ofta på en inskränkt syn på produktionens värde och kostnader. Denna trångsyn uppstod i den begynnande industrialismen och uttrycktes på följande sätt av den engelske älosofen John Locke (1790):

Though the earth, and all inferior creatures be common to all Man, yet every man has a property in his own person. This no Body has any right to but himself. Whatever then he removes out of the state that nature hath provided, and left it in, he has mixed his labor with, and has joined to it something that is his own, and thereby makes it his property. (s. 328)

Med Lockes utgångspunkt grundas allt värde på människans rätt till sin egen arbetskraft. Kostnaden för en viss produkt är den ersättning som man måste betala för att få de människor som behövs att delta i produktionsprocessen (med direkt arbete eller med tidigare nedlagt arbete i form av kapital).

Problemet med detta är hur man ska se på naturens roll. Naturen äger inte sig själv och kan därför inte sälja sitt bidrag till produktionen. Enligt Locke är naturen männiSkans gemensamma egendom och blir en privat egendom (som kan säljas) enbart som reSultat av den arbetsinsats som "blandas in" i naturresursen.

Detta synsätt för till slutsatsen att kostnaden för att använda naturresurser enbart är en fråga om utvinningskostnaderna, t ex kostnaderna för att pumpa upp olja ur marken. Även om man accepterar att naturen inte har ett värde "i sig" är detta emellertid ett feltänkande. Naturresurserna änns inte i obegränsad tillgång. Det änns därför rivalitet mellan olika användningar och olika användare. Den olja som används av en generation kan inte användas även av nästa generation. Om den ekonomiska värderingen inte tar hänsyn till detta utan bara tar hänsyn till kostnaden för att pumpa upp oljan ("inblandningen av arbete") kommer man att få ett ineffektivt resursutnyttjande. Oljan har en alternativkostnad i form av dess värde i bästa alternativa användning.

I början av 1970—talet, särskilt i samband med den första oljepris"chocken", uppmärksammades på allvar detta feltänkande i de ekonomiska analyserna.1 Sett i backspegeln kan man emellertid konstatera att strålkastarljuset till en början kom att sättas på fel problem. Det som man särskilt fokuserade var det faktum att vissa naturresurser som användes som råvaror i produktionen inte är förnyelsebara. Till dessa hör malmreserverna och de fossila bränslena. Kritiken (främst uttererad i den sk Romklubbens analyser) konstaterade att användningen av dessa ändliga tillgångar förefaller att följa en exponentiell utveckling, dvs förbrukningen ökar med en lika stor procentsats varje år. Ett sådant förlopp innebär att förbrukningen i absoluta tal till en början ökar med små belopp för att "till slut" öka "hur mycket som helst". Oavsett hur stora de ändliga tillgångarna är så återstår, med matematisk nödvändighet, bara 50 — 100 år innan Ragnarök, då allt kommer att vara slut.

Denna kritik träffade emellertid inte kärnfrågorna. För det första hade kritikerna en alltför mekanisk syn på resursanvändningen. För man in möjligheterna till substitution, teknisk utveckling och kompenserande kapitalackumulation i bilden blir konflikten mellan dagens och morgondagens konsumtion av dessa tillgångar inte lika tydlig. Men framförallt gällde för just dessa naturresurser, med en etablerad och ekonomiskt värdefull användning, att äganderättsfrågorna var klargjorda, eller åtminstone höll på att klargöras. Just dessa naturresurser är inte "common to all Man". De är förhållandevis enkla att "privatisera", dvs ägaren kan exkludera andra från att bruka dem (ibland finns dock ett problem när det gäller olika olje"källor" som i själva verket är delar av samma reservoar). För just dessa naturresurser tenderar därför marknader att uppstå som åsätter dem mer eller mindre rättvisande värden.

Det visade sig snart att de mest trängande effektivitetsproblemen fanns på andra områden, för andra naturresurser.2 För råvarorna var det paradoxalt nog de biologiskt förnyelsebara naturresurserna som uppenbart överutnyttjades, dvs som undervärderades. Skälet till detta var att äganderätten här ofta är mer primitiv. För havsäsket gällde tidigare i princip ockupationsrätt, dvs fritt tillträde. Detta gav, som visades i en artikel

1Ett mycket väsentligt bidrag till förståelsen av naturresursernas knapphetsvärde hade givits redan 1931 av Harold Hotelling. Allan Kneese (1962, 1964) påvisade mil jöföroreningarnas karaktär av externa effekter. 2Därmed är inte sagt att utnyttjandet av de icke—förnyelsebara naturresurser som används som råvaror är effektivt och rättvist. Marknader kan fungera bättre eller sämre när det gäller att åstadkomma effektivitet. Marknadslösningarna avspeglar (som alltid) de existerande orättvisorna när det gäller inkomsternas och förmögenheternas fördelning. Aven om en marknadsekonomi fungerar "effektivt" kan den ge upphov till en icke bärkraftig ekonomisk utveckling. Fungerande råvarumarknader innebär emellertid att sådana naturresurser, till skillnad från åtskilliga andra, inte behandlas som om det inte fanns någon knapphet.

1954 av Gordon, upphov tillvad som senare skulle kallas "the tragedy of the commons" (Hardin 1968). Denna tog sig uttryck i en överäskning av de ekonomiskt mest värdefulla äskstammarna som, en efter en, kom att kollapsa (anch0vetan (1972), islandssillen (1968) osv). När det gäller skogsresurser änns å ena sidan ett stabilt privat ägande i delar av de tempererade områdena (t ex Västeuropa, delar av USA), men en stor del av världens skogstillgångar är i ett otydligt, ofta okontrollerat, statlig ägande, som särskilt i de tropiska skogarna ofta kommit att bli liktydigt med fritt (eller rentav subventionerat) tillträde. Detta har givit upphov till en omfattande skövling av dessa skogar (Repetto m fl 1988, Panayoutou 1992).

Även för dessa resurser gäller emellertid att det finns möjligheter att begränsa utnyttjandet och "privatisera" ägandet på ett sätt som gör marknadsprissättning möjlig. Väsentliga framgångar har under de senaste decennierna vunnits för havsäsket och en liknande utveckling bör kunna vara möjlig på skogsområdet (fortfarande är dock problemet hur man skall kunna hindra fattiga och ibland desperata människor från att skövla tredje världens skogar långt ifrån en lösning, se Kant & Nautiyal 1992).

Utmärkande för de naturresurser som används som råvaror är att de används "styckevis". Denna egenskap gör det möjligt att fördela ägandet, skapa marknader och få priser som avspeglar (helt eller delvis) resursernas knapphet. Detta är svårare för de naturresurser som inte kan delas upp på ett enkelt sätt. Dessa utgör sammantaget "miljön", de kollektivt utnyttjade naturresurserna. Det faktum att miljön är "common to all Man" förhindrar att denna får sitt "verkliga" värde uttryckt på en marknad, och att miljöanvändningen därför avspeglar detta värde.

Kraftproduktion är inget undantag. När den baseras på förbränning är det nödvändigt att använda vårt gemensamma lufthav för att deponera de "restprodukter" (t ex koldioxid, svaveldioxid, kväveoxider, metaller och sot) som inte kan avlägsnas genom rening. Den som bygger ett vattenkraftverk brukar få betala ekonomisk ersättning för vissa förluster av naturvärden, t ex till de som äger äskerätt eller äger mark som kommer att översvämmas. Andra naturvärden som är kollektiva tillgångar, t ex möjligheten att få njuta anblicken och dånet av den vilda forsen, ersätts däremot inte. Kärnkraftsproduktion år förenad med risker för olyckor som kan drabba många människors gemensamma livsmiljö och t o m den genetiska koden, mänsklighetens mest kollektiva tillgång.

Utgångspunkten för denna förstudie är att Sverige under den närmaste framtiden står inför flera väsentliga val i fråga om elkraftsproduktionen utformning och omfattning. Ett sådant val gäller utfasningen av de beäntliga kärnkraftsverken. Ett avvecklingsbeslut är taget, men tidsprogrammet är fortfarande öppet. Det är knappast ens självklart att riksdagen till slut kommer att vilja avveckla hela kärnkraftsproduktionen till år 2010. Enligt vad vi idag vet är det tekniskt möjligt att fortsätta en stor del av produktionen under ytterligare några decennier. Det andra valet gäller vad kärnkraften skall ersättas med. Om vi bortser från ny kärnkraft änns idag tre bränslealternativ som kan spela stor roll, nämligen kol, gas och biobränsle. Även andra möjligheter änns, t ex vindkraft och torv. Ett tredje val, som sammanhänger med det förra, är hur mycket ny kapacitet för kraftproduktion som skall anläggas. Detta avgörs dels av hur den inhemska kraftförbrukningen utvecklas, dels av vilken import och export som kommer att ske.

För dessa val gäller att de i hög grad är avhängiga av de olika alternativens konsekvenser för miljö (och hälsa). De avgörande miljöproblemen är få, men svåra. Produktion av kärnkraft medför säkerhetsrisker, och avfallet ger upphov till ett långvarigt lagringsproblem. För andra energikällor änns flera miljöproblem, men de väsentliga problemen gäller röken från förbränning. Ett problem är luftutsläppens innehåll av försurande ämnen, ett annat innehållet av koldioxid. Problemen försvåras av att de är gränsöverskridande. Det gäller alldeles särskilt luftföroreningarna som är en regional (försurning) och globalt (drivhusgaser) kollektiv onyttighet. En olycka i ett svenskt kärnkraftverk (särskilt Barsebäck) kan leda till att andra länder drabbas. Även indirekt kan den svenska kraftproduktionen påverka miljön i andra länder. Tillgången till och kostnaden för elkraft påverkar vår export och import av elintensiva produkter (och elkraft) och därmed behovet av kraftproduktion, med dess utsläpp och risker, i andra länder.

Valen är svåra. Till bilden hör även att frågorna inte kan avgöras en gång för alla genom politiska beslut. Vare sig man vill det eller inte kommer energisystemet att till stor del vara marknadsbestämt, dvs resultatet av en mängd beslut fattade av användare och producenter av energi. Energipolitiken kan därför nå framgång endast om den har styrmedel till sitt förfogande med vilka marknadsbesluten kan påverkas i avsedd riktning.

För att göra dessa svåra val skulle vi behöva känna miljöns värde. Kände vi det "fulla"

värdet av de olika alternativens miljökonsekvenser kunde miljökostnad adderas till produktionskostnad. En rättvisande prövning av de olika möjligheterna kunde göras som tog hänsyn till alla olika aspekter. Detta vore naturligtvis till stor fördel i alla de beslut som skall fattas på central nivå. Det skulle emellertid även möjliggöra en långtgående decentralisering. Det är en tilltalande tanke att utforma energipolitiken som en uppsättning "sociala" energiskatter, vilka korrigerar marknadspriserna på olika energiformer på de punkter där dessa inte till fullo avspeglar resursernas verkliga knapphet. Med miljöavgiftsutredningens (MIAs) förslag 1989 1990 och riksdagens införande av sådana avgifter har denna tanke delvis kommit att förverkligas. Man kan dock knappast hävda att de energipolitiska frågorna har slutligt avgjorts med införandet av dessa avgifter. En rad frågor kan ställas:

1. Bör andra sociala hänsynstaganden än miljöfrågor leda till "korrigerande" punktskatter som kompletterar eller jämkar mil jöavgifterna?

2. Hur höga är de verkliga "skadekostnaderna" av de utsläpp som redan är belagda med miljöavgifter?

3. Finns det andra utsläpp/miljörisker som också borde belastas med miljöavgifter (och hur höga bör dessa vara?

4. Bör vi koordinera de svenska miljöavgifterna med mil jöavgifterna i andra länder?

Den första frågan låg inte inom MIAs uppdragsområde. Den andra frågan besvarades inte särskilt uttömmande av MIA. Nivåerna för vissa avgifter bestämdes genom, mer eller mindre välgrundade, överväganden om vilken nivå som krävdes för att uppnå. speciäka mål för reduktion av utsläppen. I vissa fall, åtminstone när det gäller koldioxidavgiften, var skattereformens änansieringsbehov ett viktigt moment in'd nivåbestämningen. Den tredje frågan väcks bl a av det faktum att det inte änns någon fastlagd tidsplan för kärnkraftens avveckling. Om ett snabbt förlopp ställs mot ett utdraget tidsförlopp bör naturligtvis både kärnkraftens och alternativens miljökostnader vägas in. Den fjärde frågan har redan lett till en ny utredning ( SOU 1991:90 , "Hjalmarssonska utredningen") som ligger till grund för regeringens förslag i årets kompletteringsproposition till förändring av industrins energibeskattning. Även framgent, t ex efterhand som det internationella samarbetet i klimatpolitiken utvecklas, kommer det ännas anledning att fortsätta överväga denna fråga.

Ingen av dessa frågor kan ges ett uttömmande eller slutgiltigt svar genom en mindre

utredning. Vår kunskap om grundläggande naturvetenskapliga samband, t ex när det gäller klimatpåverkan, har besvärande begränsningar. Som vi strax skall se är ekonomisk värdering av kollektiva miljötillgångar förenad med stora, delvis outforskade, metodproblem. Den fråga jag överväger i denna förstudie är emellertid om det skulle vara "värt" att genomföra en mer begränsad utredningsinsats för att belysa energianvändningens samhällsekonomiska kostnader.

Det svar jag kommer fram till är jakande. Innan jag när denna slutsats, diskuterar jag i nästa avsnitt frågan om annat än "miljön" bör läggas in i den samhällsekonomiska värderingen. Därefter går jag i avsnitt 3 genom de metoder som änns för att värdera energins rniljöskadekostnader, dvs "miljövärdena", och de problem som är förenade med dem. I avsnitt 4 diskuterar jag kortfattat de internationella och svenska förebilder som änns för detta slag av studier. I sista avsnittet ställer jag samman de frågor och problem som jag anser bör bli föremål för en eller flera närmare studier.

2 ANDRA SOCIALA KOSTNADER ÄN MILJÖ (OCH HÄLSA)

Energisystemet påverkar sysselsättningen. Det kan därför föras fram argument att energipolitiken bör få en viss utveckling av "sysselsättningspolitiska" skäl. Dessa är av olika art:

Konjunkturproblem: I tillfällen av hög arbetslöshet kan staten av stabiliseringsskål och av arbetsmarknadsskäl vilja utnyttja energisektorn för att generera arbetstillfällen. Detta är sällan ett energipolitiskt problem utan löses med arbetsmarknads— och stabiliseringspolitiken, t ex genom incitament för tidigareläggning av större investeringar.

Regional sysselsättning: Energiproduktionssystemen har i vissa fall en regional karaktär. Detta gäller särskilt produktion av Skogsenergi (skogsbygd), energiskog (jordbruksbygd) och torv (inland). Detta ger anledning till sammankoppling av energipolitiken med regionalpolitiken. Här uppstår emellertid två problem:

&. Regional utbredning. För att energipolitiken skall vara ett verksamt medel krävs att

det änns en någorlunda hög överensstämmelse mellan de produktionsområden som gynnas av en viss energipolitik och de som man vill gynna med regionalpolitiken. Detta gäller emellertid endast i begränsad utsträckning. Skogs— och torvtillgångarna änns utspridda över hela landet. Transportkostnaderna för inhemska bränslen är höga,1 vilket gynnar produktion som sker nära marknaden, dvs nära befolkningskoncentrationer. Följden är att energipolitiken har en rätt låg "träffsäkerhet" som regionalpolitik. En allmän subventionering av inhemska bränslen gynnar t ex särskilt Småland med stora tillgångar nära befolkningskoncentrationer.

b. Kostnadsaspekter. Om regionalpolitiska skäl driver upp energipolitiken till en ur samhällsekonornisk synpunkt mer kostsam nivå, så sker detta inte utan regionala effekter. Särskilt svaga regioner kan komma att drabbas hårdare än andra. Effekten av en avgift på t ex olja, kol och naturgas är att priset på el och värme höjs. Detta drabbar särskilt elintensiv industri, boendekostnaderna i landets mer kalla områden osv. Även om vissa positiva regionala sysselsättningseffekter erhålls genom att användning av flis och torv stimuleras är det ingalunda klart att denna politik ur regionalekonomisk synvinkel har varit framgångsrik.

Nationell sysselsättning. Om man bortser från arbetsmarknads— och regionalpolitiska överväganden är hög sysselsättning knappast ett mål i sig. En hög sysselsättning kan ju kommenderas fram på sätt som är kraftigt välfärdsssänkande. Med detta mål måste man därför snarare förstå god inkomstutveckling (som, genom högt arbetskraftsdeltagande, låg utvandring och hög invandring etc, kan tänkas ge hög sysselsättning). Förutsättningen för detta är emellertid effektiv resursanvändning, även med hänsynstagande till kostnaden för arbetskraften (värdet av arbetskraften i bästa alternativa användning).

Slutsatsen är därför att det inte förefaller särskilt angeläget att ingående studera energipolitikens sysselsättningseffekter. Sysselsättningsmålet tillgodoses förmodligen bäst genom att energipolitiken utformas med full klarhet om olika alternativs kostnad och med styrmedel som har förutsättningar att ge kostnadseffektiva lösningar.

1Detta gäller dock framförallt "oförädlade" bränslen, t ex flis, med hög fukthalt Torvpellets eller träpulver kan vara möjliga att transportera över betydligt längre avstånd (träpulvrets teknik och lönsamhet analyseras av Marks 1990 och Kallner 1991).

Bilaga 6 2.3 Sårbarhet

Det moderna samhället är mycket känsligt för störningar i energisystemet, t ex i eldistributionen. Åtgärder för att minska denna sårbarhet kan ibland ses som en kollektiv nyttighet. Visserligen änns det ofta privata alternativ, t ex reservaggregat, som kan vara bättre än centraliserade lösningar. Stora störningar kan emellertid vara svåra att skydda sig mot med sådana medel. Pga skalekonomier kan det vara billigare att lösa detta kollektivt. Vidare kan producenter ha bristande incitament att ta hänsyn till riskkostnader på användarsidan (och vice versa). Sådana skäl talar för offentliga ingrepp för att minska sårbarheten.

Eftersom sårbarhetsargumentet för ingripanden är vagt änns det emellertid en risk att det missbrukas. Inom jordbrukspolitiken har det t ex utnyttjats som ett standardargument för bibehållande av regleringar, utan att det har kunnat underbyggas med något trovärdigt scenario. Inom energipolitiken förefaller ofta en distinktion göras mellan inhemskt och utländskt. Inhemsk försörjning skulle således vara mindre sårbar än utländsk. Så behöver emellertid inte alls vara fallet. För bränsle som införskaffas på världsmarknaden som olja och kol, änns vanligen många källor och tillförselvägar. Bortfall av produktionen i ett land (Kuwait) behöver, efter viss anpassningstid, inte drabba användarna så hårt.. Ett system som bygger på självförsörjning kan vara mer utsatt (t ex vid torrår för vattenkraften, säkerhetSproblem som framtvingar stängning av flera svenska kärnkraftverk etc). De "areella" inhemska bränslena (torv och flis) är väderberoende.

Två grundregler för att minska sårbarhet är riskspridning och flexibilitet. Vad som kan behöva göras beror på utgångsläget. Med mycket olja i "energiportföljen" kan oljeanvändningen behöva minskas, med litet olja kan den tvärtom behöva ökas. Att analysera sårbarhetsfrågorna är en viktig energipolitisk uppgift. I vissa lägen kan det vara befogat att utnyttja avgifter som styrmedel för att åstadkomma mindre sårbara lösningar.

Ett vanligt, men definitivt felaktigt, argument för energipolitiska insatser är att dessa kan användas för att åstadkomma balans i Sveriges affärer med utlandet. Detta argument är i vissa tillämpningar "gammalt som gatan", t ex som argument för att minska oljeanvändningen, inte elda ved (för att istället "tjäna mer" genom att exportera

massa) osv. Svenska nationalekonomer har ägnat mycken möda åt att förklara varför detta argument är oriktigt.

"Bytesbalansargumentet" har inte stöd i ekonomisk teori. Enligt ekonomisk teori vinner varje nation på att inrikta sin produktion efter sina komparativa fördelar. Det innebär att resurserna i ett land bör inriktas mot en så effektiv användning som möjligt. Resurserna bör därför inte sättas in där de ger störst "exportvärde" eller störst "importsubstitution" utan där de änner mest lönsam användning (vissa undantag kan ännas i u—länder för att skydda "späda industribranscher" under ett övergångsskede). För att ta ett konkret exempel så änns det inget skäl att inte elda virke om massaindustrins betalningsförmåga för virke är lägre än fjärrvärmeverkens betalningsförmåga. (Jag bortser från eventuella subventioner till någon av dessa användningar; om sådana änns är de antingen befogade av något skäl och bör då få slå igenom, annars är de obefogade och bör då avskaffas.)

Även om debatten endast gäller energipolitiken, eller detaljer i denna, bör man även betänka konsekvenserna av att "bytesbalansargumentet" får tillämpning på flera områden i den svenska ekonomin — och i andra länder. Vi vet från en lång rad tråkiga exempel att kostnaden för en protektionistisk politik är hög (t ex den latinamerikanska politiken under 1950—talet, 1970—talets "euroskleros" i Västeuropa, osv). Hoten mot den fria världshandeln pga protektionistiska åtgärder i enskilda länder är många.

Ändå återkommer "bytesbalansargumentet" ständigt. Ett färskt energipolitiskt exempel kan hämtas från den gångna vinterns debatt om den "Hjalmarssonska utredningen", där bl a industriförbundets representant oblygt utvecklade detta argument mot användning av biobränsle i ett inlägg på DN—debatt (26 januari 1992) (det är en tillfällighet att jag väljer just detta inlägg som illustration; det är långt ifrån enbart industriföreträdare som brukar använda argumentet).

Man skulle kunna misstänka att denna seghet beror på att det änns någon del i argumentet som trots allt är bärkraftig, men som ekonomerna kanske inte har förstått. Förmodligen är emellertid förklaringen att argumentet behövs för att rättfärdiga protektionistiska krav (handelshinder, subventioner till inhemska producenter osv). Sådana krav gynnar som regel ett eller flera särintressen (t ex en industribransch och dess anställda), men missgynnar allmänintresset. De intressen som missgynnas brukar emellertid ha en svagare ställning i det politiska spelet, ofta därför att de delas av en stor och heterogen grupp (t ex alla konsumenter). Emellertid är det allom bekant att statsmakten utnyttjas av särintressen. För att så långt som möjligt förhindra sådant sker

en ständig granskning, utförd av politiker, media, allmänheten, andra intressegrupper osv, av huruvida politiska förslag är förenliga med "rättvisan" och "allmänintresset". Argument som tycks kunna "rättfärdiga" ett särintresses krav har därför en central roll i det politiska Spelet.

Bytesbalansargumentet är just ett sådant argument. Eftersom det "behövs" är det outslitligt och kan aldrig "nedkämpas" med sakargument. Likafullt är det felaktigt.

2.5 Slutsatser

Av de tre vanliga argumenten för energipolitiska "korrigeringar" av marknaderna på andra områden än miljö och hälsa finns det enligt min uppfattning enbart anledning att fästa avseende vid ett, nämligen sårbarhetsfrågan (med viss reservation för att den lätt kan missbrukas). Trots att denna fråga är betydelsefull skall jag inte gå närmare in på den fortsättningsvis.

2.1. Inledning

Tekniken för att göra samhällsekonomiska bedömningar (cost—beneät analysis) utvecklades för att göra ekonomiska kalkyler i miljöer där väsentliga uppgifter om verklig knapphet saknades pga frånvaro av marknader. Detta kunde t ex gälla investeringsbedömningar i u—länder eller beslut om produktion av skatteänansierade kollektiva nyttigheter, t ex väginvesteringar. Även om väsentliga prisuppgifter saknades (t ex värdet av vägen) kunde man emellertid ofta delvis bygga analysen på verkliga priser, t ex löner. Ibland kunde dock marknadspriserna förväntas vara snedvridna och borde därför korrigeras.

De insikter som dessa metoder gav förde emellertid snart till en extrem konsekvens. Det är nämligen möjligt att visa att inga marknadspriser ger helt korrekt information. Det räcker att störa prissättningen någonstans i ekonomin för att detta i princip skall rubba priserna i hela ekonomin. Verklighetens marknadsekonomi är inte bara "störd" här och var. I stort sett alla marknader är kraftigt rubbade pga beskattning. Den extrema slutsatsen kan därför alltså bli att företagens kalkyler alltid, på alla områden, måste korrigeras.

I tillämpning på energipolitiken innebär detta att det inte räcker med att värdera kollektiva nyttigheter som miljön. Även marknadsprissatta resurser som arbete, kapital, värme och el kan vara (är) felaktigt prissatta och behöver i teorin korrigeras. Energipolitiken skulle alltså behöva motverka effekterna av felaktiga prisrelationer på alla områden. Man kan emellertid göra flera invändningar mot ett sådant synsätt:

a. Om beskattning eller marknadsimperfektioner, t ex konkurrensbegränsning, ger upphov till väsentliga effektivetetsförluster, så är detta ett generellt politiskt problem. I första hand bör därför generella lösningar sökas. Om t ex konsumenterna bedöms ha alltför höga kapitalkostnader, och därför i för hög grad avstå från energibesparande investeringar, så är detta ett problem som inte bara gäller denna typ av investeringar. En särskild energipolitisk lösning, t ex subventioner till energisparande, kan komma att förvärra det grundläggande effektivitetsproblemet (det kommer att bli ännu Svårare för hushållen än tidigare att göra andra investeringar, eftersom resurserna styrs över till ett speciellt slag av investeringar).

b. Det änns risk att man vid utformningen och genomförandet av en "ambitiös" energipolitik skulle överbetona målet att åstadkomma effektivitet på kort sikt. Det viktigaste är att man får en någorlunda effektiv resursanvändning över tiden. Regleringar av olika slag, även om de har tillkommit för att främja ett effektivt utnyttjande av de resurser som är tillgängliga för tillfället, tenderar att låsa in resurserna i en viss användning och därmed bromsa de dynamiska förloppen.

c. Åtskilliga studier av regleringar visar att de ofta utsätts för "regulatory capture", dvs. regleringen "övertas" och utnyttjas av ett särintresse (ofta den bransch som regleras) i dess egna syften. Risken för att energipolitiken skall utsättas för sådant ökar om den utsträcker sitt revir utanför ett område som kan stakas ut efter någorlunda klara principer.

Av dessa skäl är jag själv misstänksam mot ambitioner att utforma en "allomfattande" energipolitik som inte bara kompletterar marknader som saknas (kollektiva nyttigheter etc), utan även försöker korrigera någorlunda väl fungerande marknader. Jag skall här kommentera några av de områden som kan vara aktuella för en sådan energipolitisk "korrigering".

3 VÄRDERING AV MILJÖ (OCH HÄLSA)

Värdering av energiförbrukningens miljökostnader gäller till stor del värdering av kollektiva nyttigheter, vilket allmänt sett är svårare än när det gäller att värdera privata varor. Vissa "miljönyttigheter" är dock privata varor eller liknar sådana. I de fall det uppkommer en tydligt påvisbar negativ effekt av stor betydelse för en enskild person eller företag kan man emellertid utgå från att denne kommer att kräva ersättning. Även vissa fall där påverkan är mer "diffus" och drabbar ett helt kollektiv kan ibland hanteras via rättssystemet. T ex har en grupp skogsägare krävt ersättning för den markförsurning/skogsskador som de anser att raffinaderi— och kemiindustrin i Stenungsund har vållat. I sådana fall rör man sig emellertid i (eller kanske bortom) gränstrakterna för de miljökonflikter som kan lösas genom uppgörelser (med eller utan hjälp av domstol) mellan de parter som direkt berörs. Någonstans går gränsen för vilka miljökostnader som kan intemaliseras på detta sätt. Denna sätts av transaktionskostnaderna, äganderättsförhållandena och miljönyttighetens karaktär av kollektiv nyttighet. Bortom denna gräns har vi därför de "externa effekterna", vilka måste värderas och regleras på annat sätt.

Värderingen av de externa effekterna kan ske från tre olika utgångspunkter. Den första är värdering som syftar till att fastställa "det verkliga värdet". Man vill normalt veta "nyttan" av en viss åtgärd för att minska miljöpåverkan. Detta är den miljöskadekostnad som man slipper om åtgärden genomförs. I termer av en figur över "utbud" och "efterfrågan" på reningsåtgärder, innebär detta att man försöker bestämma en punkt (eller intervall eller hela) på efterfrågekurvan.

En annan utgångspunkt kan vara att försöka fastställa ett skuggpris. Denna metod kan tillgripas i fall där efterfrågesambandet är svårt att klarlägga. Trots detta kan det emellertid finnas vissa hållpunkter. Vid en viss nivå kan den marginella skadekostnaden tänkas accelerera. Detta kan ha naturvetenskapliga skäl. Ett exempel är tröskelvärden för markförsurningen, t ex den kritiska belastning av fria protoner vid vilken markens innehåll av aluminium börjar fällas ut. Den kritiska nivån kan också vara bestämd i en politisk beslutsprocess, t ex internationella överenskommelser om utsläppsreduktioner. Även om nivån kan vara mer eller mindre godtycklig får den en särskild betydelse därför att om den nås kan man kräva att även andra länder gör motsvarande insats. Med utgångspunkt i sådana "målnivåer" beräknas deras skuggpris, dvs marginalkostnaden vid målnivån. Detta kan ofta vara mer enkelt än värdering från efterfrågesidan, eftersom kostnaderna är lättare att värdera (marknadsbestämda).

En tredje utgångspunkt är en värdering som enbart utgår från kostnaderna. Kostnaderna för ett visst utsläpp sätts då lika med kostnaden för att istället undvika den genom någon åtgärd. Detta är emellertid en tvivelaktig metod. Vissa miljömässigt starkt motiverade åtgärder kan vara möjliga att genomföra till låg kostnad, medan andra åtgärder av litet värde ibland är mycket dyra. En analys som helt bortser från åtgärdernas nytta kan leda mycket fel. Det är givetvis värdefullt att känna till kostnaderna för olika åtgärder för att därmed skilja "kostnadseffektiva" program från kostnadsmässigt underlägsna åtgärdsprogram. För att avgöra omfattningen av programmet måste man emellertid föra in nyttoaspekten.

Värdering av miljönyttigheter är ett mycket aktivt forskningsfält inom nationalekonomin. Flera metoder har utvecklats. Vissa av dem har tagit första steget från akademin till "operationell" tillämpning. Det gäller i synnerhet USA, där reskostnadsmetoden används vid planeringen av rekreationsomräden. Studier med enkätmetoden har refererats i flera domar i skadeståndsfrågor. Trots detta måste man nog konstatera att grundvalarna för dessa metoder och för tolkningen av resultaten ännu inte är fårdiglagda. Det finns gränser för metodernas användbarhet, några är definitiva, andra är ännu outforskade.l Exxon Valdes—fallet (oljetankerolyckan i Alaska) kommer förmodligen att bli enkätmetodens verkliga eldprov; Exxon har engagerat några mycket framstående ekonomer för att nagelfara underlaget för de miljardkrav (i dollar) som har ställts. Detta underlag har bl a byggts på enkätstudier.

Värderingsmetoderna kan delas in i tre grupper: "Ingenjörskalkyler", "revealed preferences" samt "contingent valuation". Den andra gruppen skall jag här kalla "de indirekta metoderna", den tredje "enkätmetoden".

"Ingenjörskalkylerna" innebär att miljöeffekterna kvantifieras och sedan värderas med hjälp av ansatta "priser". När den miljö som påverkas (t ex vattenkvalitet) i sin tur utnyttjas som resurs i någon produktionsprocess kan det gå att finna "priser" genom analys av hurtproduktionskostnaderna påverkas (av t ex vattenkvaliteten). Till exempel kan man värdera markförsurningens effekt på tillgången av här och svamp med hjälp av bär— och svamppriser. I andra fall kan man mer eller mindre godtyckligt ansätta ett visst pris. Metoden används t ex för analys av åtgärder som påverkar risken för olyckor (väginvesteringar) eller föverlevnad (sjukvård). Man kan t ex multiplicera skillnader i antalet förväntade dödsfall med ett ansatt värde för ett "statistiskt liv".

1En aktuell översikt över metoderna och deras problem är Hanley (1992). Fisher (1991) diskuterar någrawav enkätmetodens problem.

Det är lätt att kritisera metoder av detta slag. Resultaten kan varieras mer eller mindre godtyckligt eftersom utredaren själv bestämmer värderingstalet. För att resultaten skall bli trovärdiga måste utredaren därför i allmänhet göra konservativa bedömningar som ligger i underkant av den nivå som är rimlig. Även inriktningen mot att värdera sådant som (lätt) kan kvantifieras kan bidra till att skadekostnaden underskattas. Metoden har emellertid flera fördelar. Utredaren tvingas till en noggrann specifikation, och kvantifiering där så är möjligt, av en åtgärds olika effekter (för de olika berörda parterna).1 Olika projekt jämförs på ett konsistent sätt.2 Värderingen görs explicit, så beslutsfattaren har möjlighet att ta ställning till om utredarens värdering överensstämmer med hans egen. Även om värderingstalet är delvis godtyckligt är det ofta möjligt att konstatera att alternativet "noll" som implicit värderingstal är sämre. Vidare är det inget som hindrar att metoden kombineras med andra metoder, som då används för att bestämma lämpliga nivåer för värderingstalen.

Enklare varianter av denna metod är poängsättning, eller åtminstone rangordning, av de olika miljöeffekterna. I de fall kostnader är en viktig del av beslutsproblemet blir emellertid i slutändan detta samma sak som en värdering i monetära mått: En viss poängsumma, eller rangordning, ställs mot en viss kostnad. En intressant studie som illustrerar detta är en norsk studie av Carlsen, Strand och Wenstop (1991). I denna analyseras det norska stortingets beslut, och mycket omfattande utredningsunderlag, om en prioriteringsordning för vattenkraftsutbyggnaden. Ett antal olika miljöeffekter av enskilda kraftprojekt bedömdes enligt en rangordnande skala och därefter gjordes en prioritering vilken beaktade både produktionskostnad och miljöeffekterna. Forskargruppen visade att stortingets beslut var i det stora hela konsistent, byggt på en specifik implicit monetär värdering av de olika mil jöindextalen.

De indirekta metoderna är av flera slag. Ett är hedoniska metoder. Dessa utgår från att marknader värderar varor som i själva verket är sammansatta produkter av flera. "kvaliteter". Genom att utnyttja data om spridningen i pris och i kvalitetsvariabler kan man urskilja de olika priskomponenterna. Till exempel kan man i vissa fall använda fastighetspriser för att härleda det implicita priset för olika miljöfaktorer (t ex avstånd till ett värmeverk med negativ miljöpåverkan). Metoden har emellertid begränsad

1Fisher (1991) pekar på avsaknaden av sådana genomgångar av olika effekter som en brist i många av de studier med enkätmetoden som har genomförts.

2Det är dock inte självklart att detta alltid är en fördel. Det faktum att människor värderar

risk (t ex risken för olyckor med dödlig utgång) olika beroende på slaget av risk (t

GX

beroende på om risken var känd_ eller okänd, frivilligt tagen eller påtvingad) kan tala för att olika värderingar bör göras. Aven skillnader i värdering mellan att få och att mista

en

viss tillgång (se längre fram i detta avsnitt) kan tala mot en likmässig behandling av olika alternativ.

användbarhet. Problemet är naturligtvis att erhålla data med tillräcklig variation i några få variabler, som gör det möjligt att skilja prissignaler från brus. Ett annat problem är att skilja mellan effekten av nuvarande och förväntade framtida rniljöförhållanden. Det änns få marknader som kan komma ifråga, och dessa fungerar inte alltid särskilt väl.

En andra indirekt metod är ”reskostnadsmetoden”. Även om en viss nyttighet, t ex ett resmål, är en kollektiv nyttighet så kan konsumtion av den vara förenad med konsumtion av privata varor, t ex restid/reskostnad. Konsumtionen av dessa kan därför användas för att "avslöja" individernas preferenser för den kollektiva nyttigheten. Frånsett diverse tekniska problem har denna metod begränsad användbarhet eftersom den förutsätter att det änns en koppling mellan privat och kollektiv konsumtion, vilket bara gäller vissa miljönyttigheter. Liknande angreppssätt kan emellertid t ex användas för att mäta individers värdering av sådana risker som de kan påverka genom egna åtgärder/kostnader (se t ex Åkerman 1989, Cedervall & Persson 1991, den senare är dock egentligen en enkätstudie).

En tredje indirekt metod är just den som gavs exempel på i den tidigare nämnda norska studien; att härleda implicita ekonomiska värderingar ur (politiska) beslut där alternativ med olika kostnad har funnits. Denna metod kan dock ge logisk rundgång. Beslutsfattaren tar beslut utan att ha gjort en explicit värdering, och får nästa gång en explicit värdering gjord på den förra, implicita, värderingen. Metoden tillför ingen ny information, däremot kan den bidra till konsistens mellan olika beslut eller beslutsnivåer (t ex om en myndighet grundar sina detaljbeslut på riksdagens implicita värdering). Ett problem kan vara att den "implicita" värderingen innehöll "ovidkommande" komponenter (t ex hänsynstagande till ett särintresse i en viss fråga) eller komponenter som var specifika för detta beslut (t ex om risk värderas olika i olika situationer) som är svåra att urskilja.

Den tredje metodgruppen är ”enkätmetoden". Detta är den mest användbara metoden. Den gör det möjligt att detaljerat specificera den miljönyttighet som man vill värdera. De alternativ man kan studera med denna metod kan vara hypotetiska och behöver inte ha genomförts/funnits tidigare. Sist men inte minst är metoden förhållandevis enkel att tillämpa. Den saknar dock inte problem.

När metoden började utvecklas var den allmänna uppfattningen att den inte skulle kunna fungera pga att folk skulle svara taktiskt, i medvetande om att enkäten kan påverka beslut som påverkar deras välfärd. Det har emellertid visat sig att detta i

):

praktiken sällan är något större problem. Även om taktiskt beteende skulle dyka upp kan detta hanteras genom att kombinera frågor som tenderar att ge över— och underskattning. Istället är det några andra problem som har visat sig besvärliga:

a. Enkätdesign. Som i alla enkäter beror svaren på hur frågan ställs. Även rätt subtila aspekter, som i vilken ordning olika alternativ ges, kan påverka resultatet (Bergland 1991). Risken änns att respondenter som är osäkra "hänger upp" sitt svar på någon mer eller mindre ovidkommande information om "den rätta nivån" som de funnit i enkätfrågorna eller den inledande informationen.

b. Ett besläktat problem gäller sambandet mellan del och helhet. När man ber folk värdera en viss del, t ex värdet av åtgärder för att skydda en speciäk utrotningshotad art, ger de ofta sin värdering av en helhet, t ex värdet av att bevara många arter (Samples et al. 1985). Det svar man får är kanske rentav den totala betalningsviljan respondenterna har för att, på det ena eller andra viset, köpa sig "moralisk tillfredsställelse" (Kahneman & Knetsch 1992); vilket behjärtansvärt ändamål man än frågar om får man därför samma svar.

c. Information. Enkätsvaren beror inte bara av hur enkäten deänierar den nyttighet som värderas utan av vilken information som har lämnats. Såväl den mängd som det slag av information som respondenterna ges påverkar deras svar (Hanley & Munro 1991).

d. Referensalternativets betydelse. Upprepade experiment har visat att referensalternativet spelar stor roll för respondenternas värdering. Vanligen är denna referens status quo.1 I enkätmetoden tar detta sig uttryck i att individerna vanligen värderar alternativet att mista något (ersättningskrav ) betydligt högre än alternativet att få något (betalningsvilja).2 Som påpekas av Mitchell och Carson (1989) har därför äganderättsförhållanden (privat vara eller kollektiv vara) betydelse för vilken värdetyp (och därmed vilket värde) som bör väljas. Problemet är emellertid större än så. Det visar att man både har att värdera miljöeffekten "i sig" och värdet av att "slippa förändringar". Samtidigt begränsas möjligheten att använda enkätstudier, eftersom

1Det innebär att vissa underliggande antagandeni välfärdsteorin transitivitetsaxiomet) inte är uppfyllda. Se Knetsch 1989", 1990, Kahneman, Knetsch & Th er 1991. 2Man kan visserligen delvis förklara sådana skillnader inom välfärdsteorins paradig

III.

Hanneman (1991) konstaterar att skillnaden mellan betalningsvilja och ersättningskrav kan vara stor, givet att inkomstelasticiteten är begränsad, om det finns få nära-substitut till den kollektiva nyttigheten. Dock är det en öppen fråga i vilken utsträckning detta verkligen bidragit till att förklara de stora skillnader som konstaterats mellan ersättningskrav och betalningsvilja. Vidare är problemet med referensalternativets betydelse inte en spekulation utan ett resultat från en lång rad olika experiment.

uppskattningar av ersättningskrav är förenade med större metod— och tolkningsproblem än uppskattningar av betalningsvilja.1

Dessa problem är generella värderingsproblem och drabbar inte endast enkätmetoden. Snarast är det så att enkätmetoden har gjort det möjligt att klargöra problemen. En slutsats av dessa problem är emellertid att man bör vara mycket noggrann med hur man tolkar resultatet av en enkätstudie. Det är viktigt att studien gör klart vad respondenterna egentligen har värderat (se McClelland m fl 1991). Det innebär nog att man sällan kan använda sig av "andras" studier för att belysa ett eget problem. Att använda en betalningsviljestudie för att uppskatta en miljöskadekostnad torde i de flesta fall leda till en betydande underskattning.2 En undersökning som har gjorts vid ett tillfälle kan vara missvisande vid ett annat tillfälle om allmänheten under tiden fått mer information i frågan.

En annan slutsats är att enkätmetoden inte kan förväntas vara användbar för att avgöra frågor som få. är insatta i. Informationsekonomiska skäl ("rationell ignorans") talar för en mer eller mindre långt driven arbetsfördelning/ specialisering i den politiska beslutsprocessen. I en komplicerad fråga som är av liten betydelse för de flesta är därför värdet av information från en enkätstudie litet.

Sammanfattningsvis änns flera metoder som kan användas för att värdera miljöeffekter. Som vi skall se i nästa avsnitt är det, föga förvånande, huvudsakligen "ingenjörskalkyler" som har kommit till användning i de studier av energianvändningens totalkostnad som har utförts, även om man i vissa fall även har utnyttjat resultat från reskostnads— och enkätstudier. Även om dessa kan kritiseras för att ge en ofullständig bild av miljökostnaderna, är det inte klart att det änns något alternativ som är överlägset.

1Bl a därför att den individ som u pskattar sin betalningsvilja vanligen utgår från en budgetrestriktion (sin egen inkomst , medan den som s eciäcerar ett ersättningskrav äsärskilt om det kollektiv som lättare kan komma att bortse från sådana begränsningar skulle finansiera ersättningen, t ex skattebetalarna, är stort). 2Å andra sidan tyder vissa studier på att den "hypotetiska" betalningsviljan enkätundersökningar är större än den "faktiska" betalningsviljan (Kealy m fl 1991, Seip och Strand 1992).

i

Bilaga 6 4 ENERGINS MILJÖKOSTNADER 4.1 Inledning

Alternativen i de kommande svenska energibesluten gäller en mängd frågor. De jag här skall fokusera är 1) snabbt eller utdraget förlopp för kärnkraftens avveckling 2) biobränsle (energiskog och skogsbränsle), gas eller kol i ny kraft(kraftvärme)produktion. Med dessa alternativ behövs en "riktig" värdering av de marginella miljöskadekostnaderna för elproduktion baserad på ved, gas, kol och kärnkraft. Givetvis är även andra alternativ aktuella —— elbesparande åtgärder, vindkraft, solceller etc. Dessa är heller inte utan miljökostnader, men dessa kostnader är förmodligen lägre (för vindkraft och solceller, se Hohmeyer 1988, 1991a, 1991b).

I detta kapitel görs en genomgång av värderingsproblem för fossila bränslen, ved respektive kärnkraft. Det finns f n fyra studier i vilka något så när heltäckande analyser av den totala miljökostnaden för olika energiformer. Av dessa är en tysk (Hohmeyer 1988, 1991a, b) och tre amerikanska (Ottinger 1990, Hall 1991, Viscusi m fl 1992). En översikt över Hohmeyers, Halls och Ottingers resultat ges i Thomas Sterners förstudie (se dennes tabellbilaga) och upprepas därför inte här. Jag skall däremot i några fall kommentera det förfarande som har utnyttjats i dessa studier.

4.2 Fossila bränslen

För fossila bränslen identiäerar Hohmeyer det miljöskadekostnadschema som återänns i Figur 1.1 Givet storskaliga kraftproduktionsalternativ med gällande miljökrav är det främst svaveldioxid, kväveoxider och koldioxid som representerar betydelsefulla miljöproblem i Sverige. Även luftutsläpp av tungmetaller (saknas i Hohmeyers schema) behöver beaktas. Sot, buller etc kan ses som "andra ordningens problem". Med undantag för småskalig vedeldning (utan förugn) är påverkan på lokalmiljön av eldning numera

1Eftersom Hohmeyers schema identiäerar de poster som skall beaktas i "ingenjörskalkylen"

änns det anledning att i inledningen av ett kalkylarbete noga pröva vilka poster som kan behöva läggas till, och vilka som eventuellt kan uteslutas. När det gäller kolumnen för miljöskador bör man uppmärksamma att alla poster är skador som drabbar "mankind", det som upptas under delposten "mankind" är alltså vissa "direkta effekter". Klimateffekterna är inte särskilt fullständigt speciäserade, för en mer detaljerad genomgång av dessa,

Cline (1992). Effekterna på flora och fauna är mer mångfasetterade än vad detta schema anger, t ex som följd av de allehanda vegetationsförändringar som kan uppstå till följd markförsurning.

av

begränsad. Tillfälliga lokala problem (inversion etc) änns dock. De väsentliga problemen änns således när det gäller luftföroreningar med regional, nationell eller global effekt.

Transformation Polluted Pollutants/ Damages to systems media damage the environment transmitter

Coal - power stations flora —- forest damages Petroleum CHF plants!) -- harvest losses -- reduced number Natural (- heatin' CO of species gas plants? CO: fauna Other (-domestic -- losses of solid central particulate fishery fuels heating matter -— poisoned systems) animals V0C2> -- reduced number combustion of species engines heat

(transgort mankind

sector noise —- health damages -- reduced quality

of life

materials

-- corrosion

-- damages to buildings etc.

climate

-— health damages -- harvest losses due to temperature changes —- flooding due to a rise in sea level

*) Combined heat and power plants. => Völatile organic compounds.

Figur 1: Miljöeffekter av fossila bränslen (exklusive effekter vid utvinning och bearbetning av bränslen och miljöeffekter vid produktion av energisystemet). Hohmeyer 1988, s. 31.

Om man vill värdera effekter på den lokala luftmiljön finns en förebild i Halls studie. Denna bygger dock på data för Los Angeles—området, där ju problemet är av en helt annan storleksordningen än vad som är fallet i Sverige. Ottinger et al (1990), s. 193—228 går igenom några relevanta studier kring hälsoeffekter. Förutom Halls studie redovisar de skadekostnadsuppskattningar som genomförts i en serie studier av miljökonsekvenser för kraftproduktion i nordvästra USA (Oregon och Washington). Dessa kostnader

beräknas för områden med olika hög befolkningstäthet.

4.2.1 Luftutsläpp av försurande ämnen

För svavel— och kvävedioxider änns uppsatta mål för Sveriges ambition när det gäller att minska dessa utsläpp. De införda miljöavgifterna för dessa utsläpp har uttryckligen avvägts (se SOU 1989:21 , SOU 1989:83 ) med ledning av dessa målnivåer. De kan därför ses som en värdering från kostnadssidan, givet en fysisk restriktion (skuggpriser).

Om denna metod accepteras är den intressanta frågan för dessa två slag av utsläpp om det änns anledning att revidera avgiftsnivåerna, givet aktuell information om utsläppsnivå och tekniska alternativ. Samtidigt med miljöavgiftsutredningen genomfördes två studier, en av Statens energiverk och Statens naturvårdsverk (1989), en av Anders Carlsson (1989) (se även Bergman 1989), av effekten av dessa styrmedel (inklusive koldioxidavgiften) på de samlade luftutsläppen av svavel och kväve. Metoder för att studera dessa frågor änns därför; det som främst kan behövas är en uppdatering(ar).

Ett alternativ (eller komplement) är att försöka uppskatta skadekostnaden från efterfrågesidan. Det handlar då i första hand om effekten av försurande utsläpp. Hohmeyer (1988) gör detta, huvudsakligen med "ingenjörskalkyler" (till stor del byggda på studier av Wicke). De effekter som värderas är skogsskador, korrosion och vittring, samt häJSOproblem pga luftföroreningar (även klimat inkluderas, men jag lämnar denna aspekt till "koldiorridfrågan"). Hall värderar effekter på hälsa, material, siktförhållanden, jordbruk och skogsbruk inkl. sportfiske. Ottiger m 11 (1990) diskuterar dessa, och några andra, värderingsstudier.

En svensk studie, enbart för svavelutsläpp, är Andersson och Åshuvud (1984). Metoden var även här huvudsakligen "ingenjörskalkylens", men vissa (norska) studier med reskostnads— och enkätmetoderna utnyttjas. Resultatet av analysen redovisas i Tabell 1 på nästa sida.

Tabell 1. Värderade intäkter av svavelrening vid koleldning enligt Andersson och Åshuvud (1984). Kr/ton svavel i 1982 års priser.

Skog 370 Grödor 40 Sjöar och vattendrag Fiskens värde 30 Rekreationsvärde 14 Optionsvärde 36 Hälsa 7550 Korrosion 2370

Jag ska här kommentera dessa poster:

Att värdera skogsskador år en komplicerad fråga som knappast är tillfredsställande löst i Wickes arbete.1 Ett problem är att de grundläggande kausalsambanden försurning—skogsskador är dåligt kända. Trots en viss kronutglesning har några tillväxtförluster i de svenska skogarna ännu inte kunnat konstateras. Idag änns emellertid rätt goda modeller för att studera den geografiska spridningen av luftutsläpp från en viss källa. Vidare har markförhållandena i olika delar av landet, kritiska belastningsgränser (critical loads) och faktisk belastning av försurande ämnen kartlagts (se bl a Sverdrup & Warfvinge 1988, Rosen 1990). Med hjälp av samband (konstaterade eller antagna — Halls värdering bygger på en undersökning där vissa tillväxtförluster "antagits") mellan vissa kritiska belastningsvärden och skogstillväxt är det möjligt att överslagsmässigt beräkna skogsskadekostnader.

Ett räkneexempel kan ge en uppfattning om de svenska kostnadernas storleksordning. Utgångspunkten är följande scenario:2 Nedfallet av sura ämnen över Sverige minskar till år 2020 med 60 procent. Trots detta kommer skogstillväxten detta år att vara som följer:

Söder om en öst—västlig linje genom Växjö är tillväxten halverad.

Norr om denna linje, söder om Söderhamn är tillväxten 90 procent av dagens.

1En aktuell sammanställning av de studier som finns gjorda på detta område är de Steiguer (1992). Tyvärr måste man dock varna för den europeiska IIASA—studien (Nilsson 1992) som är helt oanvändbar, se Wibe (1990). *Scenariot är konstruerat av Gert Svensson, tidnin en Land, och bygger på modellberäkningar utförda av Harald Sverdrup och Per Wa vinge, Lunds universitet.

Bilaga 6 I resten av Norrland är tillväxten oförändrad.

Med hjälp av uppgifter från AVB—85 (avverkningsberäkning 85) har jag uppskattat produktionsförlusten år 2020 enligt detta scenario till 2,5 7,5 Mm3sk i den södra regionen och 3 6 Mm35k i den mellersta. Med 1988/89 års rånetto (158 kr m3 sk i rikssnitt, antas gälla för mellersta regionen, södra antas ha 200 kr/m3sk) blir den sammanlagda skadekostnaden årligen 1 — 2,5 miljarder kr.

För att bedöma skogsskadekostnaden för ett visst energipolitiskt scenario behöver nedsläpp och depositioner brytas ned på geografiska delområden. Med antagande om linjär dos—responseffekt kan en approximation av den marginella skadekostnaden erhållas ur den genomsnittliga skadekostnaden.

Utan att utveckla detta närmare kan konstateras att denna kostnad kan förväntas vara rätt blygsam. Endast en liten del av nedfallet av försurande ämnen härrör från Sverige. För svavel är andelen ungefär 12 procent. Med linjärt dos—responssamband blir den årliga skogsskadekostnaden (vilken inträffar vid en framtida tidpunkt!) av de totala svenska utsläppen något eller några hundratal miljoner kronor.

En viss utsläppsökning kan tänkas bli kompenserad genom tillförsel av basiska näringsämnen, t ex i form av vedaska. Om detta kan ske till lägre kostnad än skogsskadekostnaden är detta den relevanta kostnaden. En beräkning av detta slag änns i Hultkrantz (1991). Man bör dock observera att sådan vitaliseringsgödsling inte "återställer" det ekologiska systemet, utan "balanserar" detta på en ny nivå. Effekten av nivåhöjningen påverkar skogen och den övriga vegetationen i både positiv och negativ riktning (t ex högre virkesproduktion, mindre lingonproduktion).

Varken Wicke eller Andersson—Åshuvud beaktar andra "skogseffekter" än effekter på virkesproduktionen. Förmodligen har emellertid rekreationspåverkan, t ex via tillgången på här och svamp, relativt stor ekonomisk betydelse (se Hultkrantz 1991).

Försurningens effekter på sjöar och vattendrag kan tänkas ha en rätt hög skadekostnad genom påverkan på rekreation, kräftfångst osv. Andersson och Åshuvud utnyttjar några "gamla" norska studier. En färsk svensk undersökning har utförts av Silvander (1991) med en enkätstudie. Denna visar en relativt hög betalningsvilja för åtgärder som förbättrar fisket (genom åtgärder för att minska kväveläckage från jordbruket) för sportäskare. Silvander uppskattar i en annan studie betalningsviljan för åtgärder för att

Bilaga 6 förbättra grundvattenkvaliteten genom minskad nitrathalt.

Hälsoeffekterna värderas i den svenska studien med en "ingenjörskalkyl". I denna antas ett linjärt dos—responssamband mellan luftens sulfathalt och dödlighet. Värderingen av dödlighet sker med utgångspunkt från en analys av löneskillnader till följd av ökad risk för dödsfall i arbetet. En liknande metod används i den tyska studien.

Denna metod har flera tillkortakommanden. En är att endast ökad dödlighet värderas, inte ökat lidande. En annan gäller värderingen av dödsrisk. Vi vet numera från flera studier (en svensk sådan studie är Cedervall och Persson 1991) att värderingen av dödsrisk avhänger av risktypen (frivilliga risker eller risker som man kan skydda sig mot, om man vill, värderas lägre). En tredje gäller dos—responssambandet. I en situation med god luftkvalitet (låg föroreningsgrad) kan man förvänta att detta antagande överskattar hälsoeffekterna.

Effekterna på materialförstöring värderas i den svenska studien med hjälp av dos—responsstudier för korrosion av zink och stål. Detta är naturligtvis endast en del av detta slags skador. Särskilt effekterna på kulturminnen kan vara svåra att värdera.

Ett problem med "ingenjörskalkyler" av detta slag för olika komponenter är att man tenderar att värdera främst materiella skador och bortse från välfärdsförluster pga ökad oro, försämrad livskvalitet osv. För att fånga helheten kan man därför med hjälp av enkätmetoden försöka värdera den totala betalningsviljan för reduktion av de försurande utsläppen. Man råkar då emellertid bl 3. in i svårigheten att be folk bedöma en mycket sammansatt fråga, vilket enkätmetoden av de skäl som redovisades i föregående avsnitt kan vara mindre lämpad för (jämfört med "alldagliga" problem, som t ex värdet av en viss möjlighet till sportfiske). Svårigheterna att tolka och tillämpa resultaten av en enkätstudie är förmodligen som störst når man kommer in på kontroversiella frågor (där man behöver mest hjälp), t ex kärnkraftens avvecklingsförlopp.

Hohmeyer jämför sina ingenjörskalkyler med resultat från en enkätstudie (även den utförd av Wicke) och änner att skadekostnaden (inklusive klimatpåverkan) är av samma storleksordning i båda studierna. I Sverige änns faktiskt en enkätstudie utförd av Johansson och Kriström (1988) om betalningsviljan bland svenskar för åtgärder för att minska utsläppen av svavel. Resultatet visade att betalningsviljan per individ var ungefär 6 000 kronor per år. Detta måste anses vara ganska mycket. I en annan studie, visserligen bland ett betydligt mindre urval personer än den förra studien, av Johansson och Zavisic (1989) estimerades den genomsnittliga betalningsvilja bland svenska hushåll

för miljöförbättrande åtgärder till 1 200 kr per år. Resultaten är naturligtvis inkonsistenta. En bidragande orsak till det kan vara att den fråga som ställs i den första studien är diffus. Bortsett från det illustrerar dessa studier problemet med att skilja delen (betalningsviljan för svavelrening) från helhet (hela "rrriljöprogrammet").

4.2.2 Klimateffekter

Även för utsläppen av koldioxid änns ett svenskt "skuggpris" i miljöavgift för koldioxid. Det är emellertid mer tvivelaktigt att ge koldioxidavgiften denna tolkning än vad som gäller för svavel och kväve. Miljöavgiftsutredningen lät genomföra vissa analyser av avgiftens effekter (Carlsson 1989), men avgiftsnivån speglar nog snarare överväganden kring skatteomläggningen än ett visst åtagande för koldioxidutsläppen. Om man ändå skulle vilja göra en sådan tolkning måste man även ta hänsyn till punktskatten(—rna) på energi, som innebär en "implicit" (varierande) kolbeskattning vid jämförelser mellan fossila bränslen och biobränslen. Med det förslag som lades i regeringens kompletteringsproposition får vi dessutom två nivåer för koldioxidavgiften; en för hushållen och en lägre för industrin. Avgiften är även av andra skäl starkt differentierad. Koldioxidavgiften belastar f 11 inte produktion av el. Värmeproduktion i kraftvärmeverk belastas av koldioxidavgiften (för fossila bränslen, ej för torv och ved) men inte av energiskatten. Värmeproduktion utan samband med elproduktion belastas med både koldioxidavgift och energiskatt. Det är alltså svårt att avgöra vilken nivå som är den rättai en "skuggpris"tolkning.

Ett grundläggande problem, än så länge, vid värdering av utsläpp av koldioxid (och andra drivhusgaser) är oklarheten om vilka åtaganden Sverige kommer att göra på koldioxidområdet. Den nuvarande svenska ståndpunkten får nog än så länge betraktas som något svävande. En starkt bidragande orsak till detta är den osäkerhet som ämrs kring möjligheterna att ens klara en stabilisering (frysning vid t ex 1990 års nivå), än mindre en nedskärning, vid en samtidig avveckling av kärnkraften. För närvarande änns ett åtagande av EGs ministerråd och en ministerdeklaration av EG och EFTA som innebär en utfästelse om stabilisering. Vad gäller en fortsättning mot minskade utsläpp änns ett aktuth förslag från EG—komrnissionen som rekommenderar en 25—procentig nedskärning till år 2010. Kommissionens förslag är att åtagandet skall vara frivilligt för de enskilda medlemsländerna. Hur Sverige kommer att ställa sig är oklart. Möjligen kommer läget att klarna något i samband med FNs miljökonferens i juni.

När (om) internationella överenskommelser nås i denna fråga kommer det att ännas

grund för en värdering av koldioxid(våxthusgas)utsläpp vid energi(el)produktion med skuggprismetoden. Detta kommer i en sådan situation sannolikt vara den mest relevanta värderingsmetoden, eftersom åtagandet för Sveriges del kommer att vara en bindande restriktion.

Medan de flesta medlemsländer i EG har rätt stora möjligheter att få ned sina utsläpp till förhållandevis låg kostnad genom att ersätta kol med gas är Sveriges förutsättningar sämre. Å andra sidan har Sverige redan en mycket låg utsläppsnivå per BNP—krona och bidrar dessutom fn med en betydande kolabsorption genom uppbyggnad av virkesförrådet (Hultkrantz 1992). Bergmans (1989) analyser av konsekvenserna av kärnkraftsavveckling visar att denna i kombination med ersättningskraft baserad på kol eller gas kommer att leda till stora utsläppsökningar. Kärnkraftsavvecklingen höjer därför Sveriges kostnad för att uppfylla EG—kommissionens mål betydligt.

"Skuggpriset" på koldioxid kan med fördel studeras med modeller av det slag som användes i Bergman/ Carlssons studier, sk beräkningsbara allmänjämviktsmodeller, vilka analyserar energisektorn i samverkan med den övriga samhällsekonomin. Dessa modeller är numera förhållandevis lätta att konstruera.1 Det finns även flera utländska förebilder med olika uppläggning (se t ex den norska studien Glemsrod, Vennemo och Johnsen 1992). Med tanke på den variationsrikedom som änns när det gäller analysförutsättningar, modellstruktur etc är det önskvärt att flera modeller utvecklas.

Regeringen har givit Konjunkturinstitutet (KI) i uppdrag att ta initiativ till utvecklandet av modellanalyser kring sambanden mellan den ekonomiska utvecklingen och utvecklingen på miljöområdet. Det ter sig därför naturligt att ett arbete kring "Skuggpriset" för bl a koldioxid påbörjas inom KI. Även vid några universitetsinstitutioner kan det ännas intresse för att utveckla (eller fortsätta) analyser av detta slag.

Även om "skuggpris"metoden är huvudalternativet kan det även ännas skäl att mer direkt försöka uppskatta den "verkliga" (globala) skadekostnaden. Det änns f n två seriösa studier av värdet av åtgärder för att minska atmosfärens innehåll av drivhusgaser. Båda bygger på "ingenjörskalkyler". En har utförts av Nordhaus (1991) och bygger på en dekomponering av USAs BNP i olika delar med avseende på klimatkänslighet. Analysen har utförts för en effekt som motsvarar en fördubbling av CO2—halten, dvs den nivå som vid "business as usual" uppnås omkring år 2030 och får fullt klimatgenomslag omkring år 2050. Dekomponeringen leder till en skadekostnad på

1Persondatorbaserade lösningsrutiner änns tillgängliga.

0,25 procent av BNP. Nordhaus erkänner att denna metod utesluter "mjuka" välfärdskomponenter och uppskattar därför kostnaden till under 1 procent av BNP, allra högst 2 procent.

Den andra studien är Cline (1992). Medan Nordhaus metod är nedbrytning "uppifrån" försöker Cline bygga upp en totalkostnad "nedifrån". Cline värderar betydligt fler komponenter inklusive effekter på hälsa, rekreation etc. För fördubblingsfallet blir hans skadekostnad ungefär 1 procent av BNP. Cline värderar även ett mer långsiktigt alternativ (är 2250) och når en skadekostnad på 6 procent av BNP.

Ur dessa kostnadsuppskattningar kan man härleda ett "kolvärde", dvs. värdet av en åtgärd som minskar utsläpp av koldioxid motsvarande ett ton kol. Med Nordhaus nedre skadekostnad blir detta kolvärde 3,2 USD/ton. Med enprocentsnivån blir skadekostnaden 12,7 USD/ton (Nordhaus 1991b, s. 65).

Dessa värdenivåer är betydligt lägre än den nuvarande svenska koldioxidavgiften. Denna motsvarar 153 USD/ton (1 USD = 6 SEK).1 Den svenska koldioxidavgiften är enligt preliminära beräkningar från OECD (GREEN—modellen) ungefär den koldioxidskatt som behövs för att minska OECD—ländernas totala utsläpp till år 2010 med 20 procent. Eftersom marginalkostnaden för åtgärder i OECD—genomsnittet kan förväntas vara betydligt lägre än för svenska åtgärder, är den svenska avgiften knappast tillräcklig för att nå detta mål i Sverige (vilket bekräftas av de beräkningar som utförts av Bergman (1989) och STEV/SNV (1989)).

Värderingsnivån för koldioxidutsläpp är således ingen enkel fråga. Skadeberäkningarna samt den, förmodligen, stora skillnaden i marginalkostnad för åtgärder i Sverige jämfört med åtgärder i andra länder, talar för en värdenivå betydligt under den nuvarande miljöavgiftens. En anpassning till EGs föreslagna energiskattesystem, där den föreslagna kolavgiften ligger på en nivå långt under den svenska, skulle komma göra skillnaden mellan miljöavgift och den skadekostnad som skattas i de ovan nämnda studierna betydligt mindre. Å andra sidan, om utgångspunkten tas i en ambitionsnivå liknande den som EG—kommissionen föreslår, blir "Skuggpriset" mycket högt.

Förutsättningarna för en "skuggpris"kalkyl kommer förhoppningvis att rätt snart bli mer klara än vad de är just nu.

1Regeringens förslag i årets kompletteringsproposition höjer denna till 196 USD/ton för hushåll och sänker den till 49 USD / ton för industri och växthusnäring.

Bilaga 6 4.3 lie—d

För biobränslen (från skog eller energiskog) änns mig veterligt ännu inte några skadekostnadsbedömningar. En studie över olika miljöeffekter utförs f 11 av Vattenfall för Biobränslekommissionen, och skulle eventuellt kunna utnyttjas för en ekonomisk "ingenjörskalkyl". Vedeldningens miljökostnader har uppskattats i studien av Viscusi m 11 (1992).

Om koldioxideffekter värderas högt är det troligt att de biologiskt förnyelsebara bränslenas roll i kolutbytet med atmosfären blir den allt annat överskuggande ekonomiska miljökomponenten. Biobränslena har här på lång sikt en avgörande fördel i jämförelse med fossila bränslen. På kort sikt är effekten emellertid inte entydig om man tar hänsyn till effekterna på kollagret i virkesförrådet. Det änns här anledning att skilja på konsekvenserna av användning av (1) åkerproducerade bränslen (främst energiskog) samt skogsbaserade bränslen, främst (2) träddelar (grenar, toppar, klena träd från gallring etc) och (3) stamved (t ex klena dimensioner från slutavverkning, rötdrabbad massaved, "ordinär" massaved). Jag skall här först kommentera de skogsbaserade bränslenas påverkan på kolbalanserna, därefter åkergrödornas.

De svenska utsläppen av koldioxid motsvarar för närvarande ungefär 17 Mt kol. Det är idag möjligt att öka användningen av träddelar (avverkningsrester mm) motsvarande cirka 30 TWh (värme)1. Om detta används till att ersätta olja ger det maximalt en sänkning av koldioxidutsläppen motsvarande en kolmängd på 2,3 Mt. Nettoeffekten är emellertid, som vi strax skall se, mindre.

Det nuvarande svenska virkesförrådet medger emellertid även en betydande användning av stamved för eldning. Det uthålliga virkesuttaget enligt lantbruksuniversitetets prognosmodell (Hugin, AVE—92) är 50 procent högre än det genomsnittliga virkesuttaget under 1980—talet. De skogliga förutsättningama änns för en omedelbar kraftig avverkningsökning. Det finns emellertid för närvarande inte (inhemskt) industrith kapacitetsunderlag för en större expansion av virkesförbrukningen. Det enda större kapacitetstillskott som har planerats har nu skjutits upp till slutet av detta decennium. Även om industrikapaciteten efter sekelskiftet åter skulle börja öka skulle det ta lång tid innan den uthålliga produktionsnivån uppnåtts. Förutsättning för en snabb efterfrågeökning skulle däremot kunna ännas i kraft(värme)produktionen. En

1Detta förutsätter en avverkningsnivå något över den som har gällt under 1980—talet. Vidare antas vissa begränsningar göras bl a för näringsfattiga marker (ingen kompenserande gödsling). Se Skogsstyrelsen 1992, Hultkrantz 1992.

förhållandevis stor ökning av virkesanvändningen skulle kunna uppstå om dels kärnkraften avvecklas snabbt (dvs före "stoppdatumet" år 2010), dels energibeskattningen ändras (ytterligare) så att användning av bio(skogs)bränsle gynnas (mer än idag) i kraftproduktion. Vid en sådan utveckling kan biobränsleproduktionen ökas med ytterligare cirka 100 TWh per år (varav tre fjärdedelar stamved) utöver den tidigare nämnda möjliga ökningen på 30 TWh från träddelar, se Hultkrantz 1992.

Utan detta senare alternativ kan man räkna med en fortsatt ökning av det svenska virkesförrådet under flera decennier framöver som kommer att binda årligen netto cirka 10 Mt atmosfäriskt kol (dvs mer än hälften av de svenska utsläppen). De beräkningar som utförts vid Lantbruksuniversitetet (AVE—92) tyder på att en sådan förrådsökning kan vara möjlig i (minst) ytterligare ett halvsekel, se Hultkrantz 1992. Slutsatsen är därför att stamved, som med avseende på produktionskostnad är, generellt sett, det billigaste biobränslet, i detta tidsperspektiv är att jämställa med ett fossilt bränsle. Anmärkningsvärt nog änns emellertid inte modellberäkningar som har fokuserat skogsutvecklingens "kolaspekt". En särskild studie med denna inriktning som utnyttjar den sk Huginmodellen skulle därför vara av stort intresse, bl a för att studera olika tidsförlopp, olika skogsskötsel, olika användningsalternativ etc. Det skulle vidare vara mycket intressant att sammankoppla en sådan analys med en analys av "Skuggpriset" för koldioxid vid olika tidsförlopp för kärnkraftens avveckling.

Värme och/eller el som produceras från avverkningsrester innebär endast en begränsad nettotillförsel av koldioxid till atmosfären. Avverkningsresternas kolinnehåll kommer nämligen ändå att vid nedbrytningen övergå till atmosfären. Det tillskott som trots detta uppstår kommer ur fyra källor:

Den första är den "engångsreduktion" av det kollager som finns i skogarna i form av multnande träddelar som lämnats efter avverkning. Den andra är eventuella tillväxtförluster i kvarvarande eller efterkommande skog på grund av förlusten av näringsämnen och påverkan på mikroklimatet. Den tredje källan är den ökning av avverkningsaktiviteten som blir resultatet av den ökade brännvedsförsäljningen. Den fjärde källan, slutligen, är utsläppen av koldioxid från drivmedel etc. vid avverkning, transport och tillvaratagande.

Någon fullständig bild av dessa effekter änns inte. Den första källan har betydelse på kort sikt, eftersom det handlar om en engångsreduktion. Eriksson och Hallsby (1992) beräknar att koldioxidutsläppet från eldning av avverkningsrester under en tjugoårsperiod, till följd av denna effekt, uppgår till 63 procent av koldioxidutsläppet

från oljeeldning. I ett hundraårigt perspektiv är motsvarande relation 13 procent. I en analys som sträcker sig några decennier fram i tiden gör således enbart denna effekt att träddelarnas "kolvinst" naggas ordentligt i kanten.

Den andra effekten har, som Wibe (1989) visar, potentiellt stor betydelse, men kan kanske hållas nere genom att vissa marker undantas och/eller kompenserande gödsling. Denna liksom de övriga effekterna skulle behöva belysas närmare. Tills vidare kan man nog ändå utgå från att energisystem som baseras på avverkningsrester på lång sikt endast ger en mindre nettotillförsel av koldioxid till atmosfären. På kort sikt är emellertid "kolvinsten" av att fossila bränslen ersätts med avverkningsrester betydligt lägre än vad som motsvaras av koldioxidutsläppet från förbränningen.

Eftersom åkergrödor har betydligt kortare produktionsförlopp än skog är det inte meningsfullt att på samma sätt som för skog diskutera den potentiella fysiska tillgången. Produktionen bestäms av hur stor areal som avsätts för energigrödor. Produktionsvolymen är därför betydligt mer anpassningsbar än för skogsproduktionen, där det nuvarande virkesförrådet och dess ålderssammansättning har ett avgörande inflytande på den möjliga virkesproduktionen under åtskilliga decemiier framöver.

Vad gäller energiskog ännslidag knappt 4 000 ha planterade. Lika mycket väntas bli planterat årligen under de närmaste fyra åren med hjälp av anläggningsstöd, som del av den jordbrukspolitiska reformen. För 1995 väntas skörden bli motsvarande 0,7 TWh. Christersson (1991) räknar i en långsiktig kalkyl för 100 000 ha energiskog med en vedproduktion motsvarande 7 TWh. Energiverket och Naturvårdsverket (1989) antar att 300 000 400 000 ha skall användas för energiskogsodling med en årsproduktion av 15 — 25 TWh flis. Dessa arealer kan jämföras med den totala areal för vilken omställningsstöd har sökts, 350 000 ha.

Ytterligare några TWh kan erhållas genom tillvaratagande av halm. Energiverket och Naturvårdsverket uppskattar denna potential till 2 — 5 TWh. Andra energigrödor än energiskog, dvs. luzern, rörflen osv, kan tänkas komma ifråga. Det årliga energiutbytet per hektar blir då något lägre.

Åkergrödornas betydelse från koldioxidsynpunkt beror på åkermarkens alternativanvändning. Christersson konstaterar att en energiskogsodling på 100 000 ha binder 0,7 Mt kol per år under 3—5 år (fram till första skörd). Det genomsnittliga kollagret med fyra års omloppstid blir således 1,4 Mt på denna areal. Med Energiverkets och Naturvårdsverkets antagna areal på 300 000 — 400 000 ha blir det genomsnittliga

kollagret 4,2 5,6 Mt. För ettåriga energigrödor är givetvis kollagringen betydligt lägre.

Denna kolbindning är liten i jämförelse med kollagringen i skogarna; den motsvarar ju hälften av ett års förrådsökning. Som framhålls av Wibe (1989) måste emellertid effekten av energiskogsodling på koldioxidbalansen i ett 50 — 100—årigt perspektiv ses även med hänsyn till åkermarkens alternativanvändning. Om alternativet till energiskogsodling är igenväxning med skog ändras bilden. Kolförrådet på den areal som Energiverket och Naturvårdsverket antagit är efter femtio år 20 —- 30 Mt om marken blir skogsbevuxen, således fem gånger större.

Hillevi Eriksson och Göran Hallsby (1992) har undersökt denna fråga närmare. De räknar på den energiskogsareal som krävs för att producera 1 TWh (värme). De inkluderar effekterna på kolförrådet i marken i sin kalkyl. Beräkningen visar att en granskogsplantering på en lika stor areal på lång sikt binder tre gånger större kolförråd än energiskogen. Under de första tjugo åren är dock kolbindningen i energiskogen nästan lika stor somi granskogen (som ju fortfarande är ungskog). Nettoeffekten på kolbalansen, på olika lång tidssikt, av energiskogsodling där igenväxning med skog är alternativ blir beroende av vad energiskogen och granskogen används till. Om energiskogen ersätter kärnkraft (används till att "möjliggöra" en forcerad avveckling av kärnkraft) är effekten efter något decennium negativ, dvs. odlingen minskar kolbindningen. Om energiskogen ersätter ett fossilt bränsle, t.ex. olja, är effekten positiv så länge den första grangenerationen växer. Vad som händer därefter beror av hur granens biomassa används. Eriksson och Hallsby uppskattar att ersättning av 1 TWh olja per år med energiskogsflis ger en nettoeffekt på 9 Mt kol i minskad tillförsel till atmosfären under den första hundraårSperioden. Om marken istället odlats med gran och endast toppar och grenar eldas är nettoeffekten 5Mt kolreduktion_ Skillnaden mellan energiskog och gran i detta tidsperspektiv minskar om även granens stamved ersätter olja; tar man hänsyn till insatsenergin vid energiskogsproduktionen kan den rentav försvinna, påpekar Eriksson och Hallsby.

I de fall där energiskog, och i än högre grad ettåriga energigrödor, är ett alternativ för att förhindra skogsväxt (planterad eller naturlig) kan odlingens värde för kolbalansen ifrågasättas. Eftersom energiskog, bortsett från tiden omedelbart efter avverkning, knappast kan sägas ge ett "öppet landskap", torde igenväxning med vanlig skog i de flesta fall verkligen vara ett aktuellt alternativ. Det innebär att energiskog inte kan ses som ett "kolrent" alternativ till kärnkraft. Om igenväxt skog används för samma ändamål som odlad energiskog ger odlingen på lång sikt inte någon extra vinst för kolbalansen.

4.4 Kärnkraft

Kärnkraftens miljökostnader inom landet kan delas upp i två komponenter. Den första är kostnaden för haveririsken. Den andra är kostnaden för avfallslagring och de risker som lagringen ger. I det aktuella svenska beslutsproblemet behöver, förmodar jag, endast den första komponenten beaktas. Skälet är att haveririskkostnaden är rörlig (proportionell mot drifttiden) medan lagringskostnaden till stor del är fast (se Chapman 1990). Visserligen änns även en rörlig komponent i lagringskostnaden, t ex pga skrymmande lågaktivt avfall, olycksrisker vid avfallshanteringen före slutförvaring osv, men denna är av underordnad betydelse. Utom landet tillkommer miljö— och hälsokostnader vid brytning, anrikning och transport av uran.

Kärnkraftens säkerhetsrisker har studerats genom riskanalyser för enskilda delsystem. Den senaste undersökningen utfördes 1984. Den visade att de svenska reaktorerna uppfyller de krav som IAEA ställer på säkerheten i nya reaktorer, nämligen att risken för ett härdhaveri är mindre än en på 105 driftår (Sokolowski 1990). Södersten och Lundgren (1990) använder denna uppgift samt en en uppskattad skadekostnad på 2- 1011 kronor för att uppskatta en försäkringspremien till i storleksordningen 2-106 (= 1011/105) kronor per reaktor och driftår.1 Med denna metod blir riskkostnaden helt obetydliga 0,03 öre/kWh. Detta är emellertid en underskattning (se även fotnoten om skadekostnaden). Man måste även ta hänsyn till förväntningskostnaden för mindre dramatiska olyckor än en härdsmälta.

För att göra en mer fullständig beräkning kan man anta en viss form för sannolikhetsfördelningen för ol kor med olika kostnad. Eftersom man "känner" en punkt på fördelningskurvan (risk och kostnad för en härdsmälta) kan man nivålägga den.

1I en amerikansk studie ("The Sandia Report") från 1982 (se Faure & Skogh 1992) uppskattas skadekostnaden vid en "genomsnittlig" olycka till drygt 1-1011 SEK (20-109 USD), således samma storleksordning som Lundgren och Södersten antar. I denna studie redovisas emellertid även kostnaden för en "stor" olycka (56.000 döda, 227.000 skadade). Denna skattas till 4- 1012 SEK (700- 109 USD), dvs en tiopotens högre.

Hohmeyer (1988) beräknar skadorna för Tjornobyl—olyckan. Ottinger (1990) värderar med "ingenjörskalky " skadorna på. liv och hälsa uu 2.101? SEK (400.109 USD). Med en liknande uppskattning utförd av USAs energidepartement blir denna del av skadekostnaden cirka 3-1012 SEK (580-109 USD). Lägger vi till övriga kostnader (mark och egendom) änner vi således att kostnaden för denna olycka ligger i samma storleksordning som kostnaden för en "stor" olycka i Sandia—rapporten, saledes en tiopotens högre än den skadekostnad som Lundgren och Södersten utgår från.

Därmed kan den relevanta "försäkringspremien" bestämmas. Denna metod används av Dubin & Rothwell (1990) för att bestämma "korrekta" premier för reaktorerna i USA. De resultat de erhåller är emellertid naturligtvis rätt godtyckliga eftersom de i hög grad beror av vilken funktionsform som har ansatts. Metoden bör emellertid gå att utveckla genom kombination med fler skattningar av risker och kostnader för olika olyckor.

Man kan emellertid rikta en grundläggande invändning mot beräkningar av försäkringspremier av detta slag. Det finns ingen fungerande försäkringsverksamhet för stora kärnkraftsolyckor. Eftersom det inte går att skydda sig mot risken på detta sätt är (vid riskaversion) den faktiska riskkostnaden större, förmodligen "mycket" större, än den teoretiska försäkringspremien. Det bör emellertid, som Faure & Skogh (1992) framhåller, i framtiden vara möjligt att genom internationellt samarbete bygga upp en "skade—pool" som delar kostnaderna för stora olyckor, vilket skulle göra beräkningar av detta slag mer relevanta.

Som ett beslutsunderlag, bland flera andra, för kommande beslut (eller icke—beslut) om tidsplanen för kärnkraftens avveckling vore det värdefullt att ha en genomarbetad analys av den "fullständiga" försäkringspremien. Denna bör kunna bygga på en värdering med "ingenjörskalkyl" av olika olycksscenarier för de svenska reaktorerna. En förebild för värderingen änns i studien av Ottinger m i] (1990). En sådan beräkning av försäkringspremier skulle även kunna kompletteras med en studie, gärna i samarbete med riskpsykologisk expertis, kring attityder och värdering av olika slag av risk.

5 SLUTSATSER

Av denna genomgång drar jag följande slutsatser:

1. Det är angeläget att fortsatta "skuggpris"beräkningar utförs för luftutsläppen av svavel— och kväveoxider samt koldioxid, baserade på nuvarande och, särskilt för koldioxid, kommande målnivåer. Fortlöpande och aktuell kunskap, helst baserad på olika modellvarianter, kring detta är avgörande för att de olika energialternativen kan ges en korrekt ekonomisk värdering, med eller utan miljöavgifter. De studier som har utförts är redan förlegade, varför förnyade analyser behövs. Analyserna skulle kunna utföras av Konjunkturinstitutet och/eller någon nationalekonomisk universitetsinstitution.

2. Kolbalanseffekterna (stock—flöde) är bristfälligt studerade. För fortsatta större satsningar på biobränsleområdet behöver dessa aspekter undersökas. En närliggande möjlighet är här att utnyttja den sk Huginmodellen vid institutionen för skogstaxering (SLU) för att belysa det biologiska "kolförrådets" utveckling över tiden vid olika alternativ (inriktning, omfattning och tidsförlopp) för användningen av skogsbränsle.

3. Som komplement och, i vissa fall, jämförelse till skuggprisberäkningar bör "ingenjörskalkyler" av olika elproduktionsalternativs "fullständiga" kostnad genomföras. De studier som har utförts i Andersson & Åshuvud (1984), Hohmeyer (1988), Hall (1990), Ottinger m fl (1990) och Viscusi m. fl. (1992) visar att det är möjligt ett erhålla väsentliga insikter om relativa och absoluta kostnadsnivåer genom sådana analyser. Eftersom dessa studier till viss del kan "kopieras" behöver kostnaden för en sådan kalkylstudie inte bli särskilt hög. Förebilderna kan dock inte kopieras rakt av, dels innehåller de tvivelaktiga avsnitt, dels krävs en genomtänkt anpassning till svenska förhållanden, med utnyttjande av de studier och det material som finns för Sverige.

För genomförandet av en sådan studie föreslår jag en modell som bygger vidare på de två förstudier som nu har genomförts (av mig och Thomas Sterner), med två parallella studier med något olika tonvikt och en gemensam referensgrupp. I referensgruppen bör ingå representanter från Naturvårdsverket, Nutek och Konjunkturinstitutet. En lämplig "tyngdpunktsfördelning" bör göras mellan studierna efter t ex bränsleslag (fossila bränslen, kärnkraft, biobränslen) men båda studierna bör eftersträva att ändå ge en helhetsbild. Skälen för att inte driva arbetsuppdelningen fullt ut är dels att kostnadsuppskattningar för olika energialternativ inte nödvändigtvis är jämförbara om

de kommer från olika studier, dels att överlappning ger möjlighet till jämförelser som underlättar bedömningen av resultatens relevans och tillförlitlighet.

Ett sådant projekt skulle kunna genomföras inom ramen för en särskild utredning med en arbetstid på t ex 1,5 är. En sådan utredning kan även vara en lämplig "huvudman" för studier enligt punkterna 1 och 2 härovan. Om de två delstudierna (liksom förstudierna) genomförs vid två universitetsinstitutioner kan studierna senare vidareutvecklas och fördjupas som avhandlingsarbeten på basis av "normala" forskningsanslag, om sådana kan erhållas.

Bilaga 6 REFERENSER

Andersson, T. & J. Åshuvud, 1984, Kolets miljöeffekter — ett ekonomiskt problem. Ekonomisk Debatt 12:107—15.

Bergman, L., 1989, Tillväxt och miljö en studie av målkonfliker. Bilaga 9 till LU90. Allmänna förlaget.

Carlsen, A. J., J. Strand, & F. Wenstop, 1992, Implicit Environmental Costs in Hydro—Electric Development: An Analysis of the Norwegian Master PLan for Water Resources. Memorandum from Department of Economics, University of Oslo, 1.

Carlsson, A., 1990, Bilaga till Miljöavgiftsutredningen, SOU 1990:55.

Cedervall, M. och U. Persson, 1991, The Value of Risk Reduction: Results of a Swedish Sample Survey. Institutet för Hälso— och sjukvårdsekonomi, Lund, working paper 1991:6.

Chapman, D., 1990, The Eternity Problem: Nuclear Power Waste Storage. Contemporary Policy Issues VIII:80—93.

Christersson, L., 1991, Ju mer det går åt skogen, desto bättre! I Lestander (1991), s. 50—51.

Cline, W., 1992, Estimating the Benefits of Greenhouse Warming Abatement. Manuskript cirkulerat i OECDs miljödirektorat. Även presenterat på The Annual Meeting of the American Economic Association, New Orleans, Jan. 3. Del av bok som utges 1992.

Dahmen, E., 1968, Sätt pris på miljön. SNS, Stockholm. de Steiguer J. E. (ed.), 1992, The Economic Impact of Air Pollution on Timber Markets. Studies from North America and Europe. USDA Forest Service, General Technical Report SE —75.

Dubin, J. A. & G. S. Rothwell, 1990, Subsidy to Nuclear Power through Price—Anderson Liability Limit. Contemporary Policy Issues VIIlz73—9.

Faure, M. G., & G. Skogh, 1992, Compensation for Damages Caused by Nuclear Accidents: A Convention as Insurance. Kommer i Geneva Papers on Risk and Insurance. Issues and Practice. July, 1992.

Fisher, A. C., 1991. Valuing the Tropical Forest Environment: Some empirical issues. Presenterat vid möte med European Association of Environmental and Resource Economics, Stockholm 1991.

Hall, D. C., 1990, Preliminary Estimates of Private and External Costs of Energy. Contemporary Policy Issues VIIIz283—307.

Hanley, N., 1992, Are There Environmental Limits to Cost Benefit Analysis? Environmental and Resource Economics 2:33—59.

Hohmeyer, O., 1988, Social Costs of Energy Consumption. Springer Verlag, Berlin—Heidelberg.

Hohmeyer, O., 1990, Social Costs of Electricity Generation: Wind and Photovoltaic Versus Fossil and Nuclear. Contemporary Policy Issues VIII:255—82.

Hotelling, H., 1931, The Economics of Exhaustible Resources. Journal of Political Economy 40:577—616.

Hultkrantz, L., 1991, Guld och gröna skogar. Miljömodifierade nationalräkenskaper för skogen. SOU 1991:38 .

Hultkrantz, L., 1992, Växthuseffekten — slutsatser för jordbruks—, energi— och skattepolitiken. Ds: 1992:15, Allmänna Förlaget.

Kahnemann, D., J. L. Knetsch & R. H. Thaler, 1991, Anomalies The Endowment Effect, Loss Aversion, and Status Quo Bias. Journal of Economic Perspectives 5:193—206.

Kahneman, D. & 1. L. Knetsch, 1992, Valuing Public Goods: The Purchase of Moral Satisfaction. Journal of Environmental Economics and Management 22:57—70.

Kallner, P., Systemstudie, träpulvervärme 30 kW 3 MW. KTH, institutionen för termisk energiteknologi.

Kealy, M. J., M. Montgomery & J. F. Dovidio, 1991, Reliability and Predictive Validity of Contingent Values: Does the Nature of The Good Matter? Journal of Environmental Economics and Management 21.

Kneese, A., 1962, Water Pollution: Economic Aspects and Research Needs. Resources for the Future, Washington.

Kneese, A., 1964, The Economics of Regional Water Quality Management. Johns Hopkins Press, Baltimore.

Knetsch, J. L., 1989, The Endowment Effect and Evidence of Nonreversible Indifference Curves. American Economic Review 79:1277—84.

Knetsch, J. L., 1990, Environmental Policy Implications of Disparities between Willingness to Pay and Compensation Demanded Measures of Values. Journal of Environmental Economics and Management 18:227—37.

Kverndokk, S., 1992, Global CO2 Agreements: A Cost Efficient Approach. Memorandum from Department of Economics, Oslo.

Locke, J., 1790, Two Treatises of Government, ed. Laslett. Cambridge University Press, Cambridge.

Marks, J., 1990, Träpulver — ett förädlat trädbränsle. SLU/skogsteknik, uppsatser och resultat 182.

Nilsson, S., 1992, Economic Impacts of Forest Decline Caused by Air Pollutants in Europe. I de Steiguer 1992.

Nordhaus, W., 1991, To Slow or Not to Slow: The Economics of the Greenhouse Effect. The Economic Journal 101:920—937.

Ottinger, R. L. et al., 1990, Environmental Costs of Electricity. Oceans. Publications, New York.

Panayotou, T., 1992, Protecting Tropical Forests. Paper presented to the Annual meeting of the American Economic Association, New Orleans, Jan. 3, 1992.

Repetto, R., 1988, The Forest for the Trees? Government Policies and the Misuse of Forest Resources. World Resource Institute.

Rosen, K., 1990, The Critical Load of Nitrogen to Swedish Forest Ecosystems. SLU, marklära, Uppsala, arbetsrapport.

Sample, K., J. Dixon, & M. G0wer, 1986, Information Disclosure and Endangered Species Evalutation. Land Economics 62:306—12.

Seip K. & J. Strand, 1992, Willingness to Pay for Environmental Goods in Norway: A Contingent Valuation Study with Real Payments. Environmental and Resource Economics 2:91—106.

Silvander, U., 1991, Betalningsvillighetsstudier för sportfiske och grundvatten i Sverige. Diss. 2, SLU, Uppsala.

Sok010wski, E., 1990, Kärnkraftens säkerhet: vilka är riskerna och hur skyddar vi oss mot dem? I B. Södersten (red.) Framtid med kärnkraft, SNS, Stockholm.

Statens Energiverk och Naturvårdsverket, 1989, Ett miljöanpassat energisystem. Rapport 1989:3 respektive 3724, Allmänna förlaget.

Sverdrup, H. & P.G. Warfvinge, 1988, Assessment of Critical Loads of Acid Deposition on Forest Soils. I J. Nilsson & P. Grennfelt (eds.) Critical Loads for Sulphur and Nitrogen. Nordiska rådet, Miljörapport 1988:15.

Södersten, B. & N. Lundgren, 1990, Utveckling, kärnkraft och internationellt beroende. i Södersten (red.) Framtid med kärnkraft. SNS, Stockholm.

Sundström, Å., 1991, Vad kostar kärnkraftsavvecklingen? Ekonomisk Debatt 19:710—18.

Wibe, S., 1990, Undersökning rörande källmaterial till rapporter om de europeiska skogsskadornas omfattning och värde. SLU, skogsekonomi, Umeå, Arbetsrapport 121.

Viscusi, K., W. Magat, & A. Carlin, 1992, The Full Social Cost Energy Pricing Approach to Greenhouse Warming Policy. Presenterad vid American Economic Associations möte i New Orleans, 3 — 5 januari 1992.

Åkerman, J., 1989, Hushållens värdering avhälsorisker från radon i bostäder. Ekonomisk Debatt 17:215—21.

”Li:. vi?"-" asian-Mä '. ,;tminsåi

. ._' -.H:.' ," W -. j. ,: il. -,_ '.'x .-,. (j.-gastar, .. . ' ' ..'_ , .. _.

"h-lfi . ..Ål , ll ,. _ 'dg"'l"lÄ—"ll 4 Lisllä-g

.i ..=.

. ; -'. ' lll, ..L 1 " aL' ' II ..1. , ut. .. , .l. 1.15 ' l '! 351 W . . * , '. if , r ..

.'f*v. **

Swedish University of Agricultural Sciences

lS/MS (Skog—Induslfi—Marknad Stud/er) ' (Forest—Industry—Market Studies)

MARKNADSFÖRUTSÄ'ITNINGAR FÖR BIOBRÄNSLEN

efter ett antaget genomförande av förslagen i kompletteringspropositionen 1991/92:150

SIMS '_1992

Bo Hektor

Besöksadress Telefon Telex Ostra Ultuna 8 (48)(0)18-67 10 00 769 42 AGRUNl S

1 BAKGRUND ............................................ 1 2 METOD ................................................ 1 3. FÖRUTSÄTTNINGAR ..................................... 2 4. GENERELLA ASPEKTER .................................. 4 5. MARKNADSSEGMENT .................................... 6 A.1. Industri inom SNI 2 och 3 .............................. 6 A.1.1. Massa- och pappersindustrin ...................... 6

A.1.2. Sågverk etc. ................................. 10

A.2. Övrig industri inom SNI 2 och 3 ..................... '. . . . 12 A.2.1. Energi-intensiv industri ......................... 12

A.2.2. Fjärrvärmeansluten industri ...................... 13

A.2.3. Friliggande industri ............................ 14

B.1. Övriga näringar och Privata sektorn ...................... 16

B.1.1. Fjärrvärmesektorns större anläggningar

(Värmeverksföreningens medlemmar) .............. 16

312. Övriga värmecentraler .......................... 21

B.1.3. Villor och småhus ............................. 23

6. SAMMANFATTNING ..................................... 25

BILAGOR: Beräkningsunderlag

Sammanfattande flödesscheman

Inför sitt slutbetänkande har Biobränslekommissionen samlat information om nuvarande marknadsförhållanden för biobränslen. Regeringens kompletteringspro- position 1991/92:150 (i rapporten fortsättningsvis benämnd "propositionen") innehåller förslag, som innebär förändringar i vissa väsentliga förutsättningar för biobränslemarknaden. För att Biobränslekommissionen i sin slutrapport skall kunna belysa huvuddragen av effekterna av ett genomförande av propositionens förslag, har kommissionen uppdragit till SIMS—institutionen vid SLU att genomföra en studie om effekterna på biobränslemarknaden av ovanstående föreslagna förändringar.

I uppdraget ingår att presentera en sammanställning av nuvarande marknadsför- hållanden och framför allt av beräknade förändringar efter ett antaget genomföran- de av propositionens förslag. Priskonkurrensen mellan biobränslen och fossila bränslen samt el belyses beträffande viktiga marknadssegment såsom massa- och pappersindustri, övrig energiintensiv industri, sågverk, övrig industri, värme- och

kraftvärmeverk, mindre värmecentraler samt för villor och småhus.

Delsektorerna "övrig industri" och "mindre värmecentraler” har studerats även med avseende på teknik och kapacitet, i syfte att kunna bedöma dessa delsektorers potential som framtida biobränsleanvändare. Dessa bedömningar finns redovisade i sammanfattning i den löpande texten.

2. METOD

Arbetet har genomförts under en kort tidsperiod, vilket inneburit att det inte har varit möjligt att ta fram nytt grundmaterial eller att genomföra tidskrävande specialanalyser. I huvudsak baseras rapporten sålunda på tillgänglig officiell statistik och annat publicerat material samt i övrigt på data och information inom SIMS-

institutionen. Kompletterande information har inhämtats genom intervjuer.

fall har grunddata baserats på utsagor vid intervjuer.

3. FÖRUTSÄTTNINGAR

Rapporten bygger på att följande i propositionen föreslagna bestämmelser (i

sammanfattning) kommer att genomföras från och med 1993.

A. Den allmänna energiskatten slopas för industrin (SNI 2 och 3) och yrkesmässig

växthusodling. SNI 2 och 3 omfattar gruvor, etc och tillverkande industri. Värme- och kraftvärmeverk ingår inte i denna kategori utan omfattas av SNI

4.

CO,-skatten sänks för industrin etc. till 8 öre/kg utsläppt koldioxid från

:

nuvarande 25 öre/kg.

Möjligheterna till skattenedsättning för energiintensiv industri tas bort (vissa

övergångsbestämmelser föreslås för åren 1993 och 1994).

För övriga konsumenter höjs CO,-skatten till 32 öre/kg utsläppt koldioxid från

nuvarande 25 öre/kg. Den allmänna skatten på elkraft höjs med 1,3 öre per kWh.

I övrigt har rapporten utarbetats med nu (maj 1992) gällande förutsättningar som

bas.

I rapporten har, som ett räkneexempel, en jämförelse gjorts med ett alternativ då

elkraftgenereringen beskattas med 12 öre/kg utsläppt koldioxid.

A. Industri inom SNI 2 och 3

A1. Skogsindustrin - Massa- och pappersindustrin

- Sågverk

A2. Övrig industri inom SNI 2 och 3 - Energiintensiv industri — Fjärrvärmeansluten industri

- Friliggande industri

B. Övriga näringar och Privata sektorn

B1. - Fjärrvärmesektorns större anläggningar (Värmeverksföreningens medlemmar) - kraftvärmeverk - fjärrvärmeverk B2. - Övriga värmecentraler

- mindre värmenät

- panncentraler

B3. - Villor och småhus

Föreliggande rapport behandlar i första hand marknadenför trädbränslen, eftersom dessa dominerar marknadsbilden för biobränslen och-dessutom bedöms ha den största potentialen för snabb utveckling. Övriga biobränslen har behandlats som

referens i de fall de bedömts påverka marknaden.

Energimarknaden inom sektorn yrkesmässig odling i växthus omfattas inte av

studien. Marknaden är liten och grundmaterialet i rapporten kan användas för

sättningar förefaller att vara mycket varierande och lokalt specifika.

Ämnesområdet är komplext och heterogent. De generella slutsatser och mönster som redovisas i föreliggande rapport måste användas med försiktighet vid tillämpning på enskilda fall, eftersom varje anläggning har speciella lokala

förutsättningar, som ofta skiljer sig från genomsnittsfallet.

4. GEN ERELLA ASPEKTER

En fullständig analys av marknaden för biobränslen innebär att flera olika faktorer måste beaktas. Föreliggande rapport koncentreras på prisjämförelser mellan olika bränslen. Det innebär en grov förenkling av verklighetens beslutssituation och belyser egentligen endast förutsättningama i det mycket korta perspektivet för de

köpare som har möjlighet att välja fritt mellan olika alternativ.

Dagens anläggningar representerar den teknik och de värderingar och bedömningar som gällde när de byggdes. Eftersom anläggningarna har lång livslängd, i regel mer än 20 år, representerar de inte det optimala inför framtiden med de nya förut- sättningar som då kommer att gälla. En utvidgning av biobränslemarknaden kommer därför sannolikt inte att innebära "mera av samma sort", utan snarare en utvidgning av vissa segment där de nya förutsättningama skapat goda expansionsmöjligheter. Ett exempel på detta är de senaste årens teknikutveckling för förädlade biobränslen, som i kombination med de höjda energi- och CO,-skatterna på fossila bränslen

öppnar marknadssegment som tidigare varit praktiskt taget stängda för biobränslen.

Bränslepris (inkl. skatt- er etc.) Kol 20 Olja (eo 1) 27 Olja (eo 5) 23 Flis 11 Förädlade trädbränslen 17

17 (tot 37)

4 (tot 31)

4 (tot 27)

16 (tot 27)

5 (tot 23) Drifts- och kapitalkostnader, energiförluster Höglast (5000 h)

Låglast (1000 h)

80 (tot 100)

20 (tot 47)

20 (tot 43)

75 (tot 85)

25 (tot 42)

Ovanstående principschema visar typvärden för kostnadskomponenterna vid

energialstring. Kol- och flisanläggningar har höga drifts- och kapitalkostnader och

dessa anläggningar lämpar sig därför för höglastdrift. Anläggningar för olja och förädlade biobränslen har lägre drifts- och kapitalkostnader och utnyttjas därför

även i låglastdrift.

De i tabellen upptagna värdena för förädlade bränslen gäller träpulver. An-

läggningar för pellets och briketter har något högre drifts- och kapitalkostnader,

men dessa ligger emellertid på betydligt lägre nivå än motsvarande kostnader för

kol och flis.

Som tidigare motiverats kommer framställningen i rapporten att koncentreras på jämförelser mellan bränsleval på kort sikt, innebärande en jämförelse av rörliga

kostnader. Schemat ovan kan utnyttjas som en ram för slutsatser om den långsiktiga

utvecklingen. Bränslekostnaderna är emellertid uppenbart den väsentligaste enskilda

faktorn när det gäller utvecklingen av biobränslemarknaden under de närmaste

åren.

5. MARKNADSSEGMENT

A.I. Industri inom SNI 2 och 3

A.1.1. Massa— och pappersindustrin

Inom massa- och pappersindustrin används den ojämförligt största kvantiteten biobränslen. Vid förbränning av lutar erhålls ca 28 TWh. Dessutom eldas ca 8 TWh bark och andra biprodukter. Hela energimängden utnyttjas av industrin för eget behov, med undantag för vissa hetvattenleveranser till några fjärrvärmenät.

Dessutom köps stora kvantiteter bränslen och elkraft.

Tabell 2. Inköpt energi.

Elkraft 19,9 TWh Eldningsolja 5,2 TWh Kol 0,7 TWh Naturgas 0,3 TWh Gasol 0,4 TWh

(SCB 1991)

En stor andel av detta behov av inköpt energi är styrt av tekniken i produktionspro- cesserna, men ungefär en tredjedel av ovanstående kvantitet är på lång sikt tekniskt utbytbart mot andra bränslen. När det gäller elkraft, är det tekniskt möjligt att utnyttja energiunderlaget till en väsentligt ökad utbyggnad av kapaciteten för egen mottryckskraft. Detta skulle leda till lägre behov av inköpt el och till möjligheter till ökad biobränsleanvändning då bränslebehovet därmed ökas. Konkurrenssituationen gentemot inköpt el är emellertid komplex och svåröverskådlig. Därför behandlas inte denna fråga vidare i föreliggande rapport. I fortsättningen studeras konkurrens-

situationen för den andel av de använda fossila bränslena, som inte erfordras av

processtekniska skäl. Denna kvantitet omfattar ungefär 2 TWh upphandlas alltså med energikostnadsminimering som prioriteringsbas.

Energikostnaderna ligger i dag på två "trappsteg". Det högre trappsteget inkluderar allmän energiskatt och CO,-skatt. På det lägre trappsteget är bränslen och elkraft skattebefriade. För olja gäller speciella nedsättningsregler. Dessutom,tillämpas accepterade metoder för kvittning mellan elskatt och bränsleskatter vid deklaration av bränsleanvändning för produktion av egen mottrycksel. I föreliggande rapport har det inte varit möjligt att analysera ett stort antal möjliga alternativ, utan rapporten omfattar ett vanligt typfall, dvs. en jämförelse mellan beskattad och skattefri oljeanvädning. Detta förutsätter emellertid att olja avräknas mot mottryckskraft och det innebär att kolanvändning i samma anläggning avräknas enligt resterande utrymme enligt 1,2 procentregeln. Det lägre trappsteget gäller dels för bränslean- vändning som motsvarar egen elproduktion, dels för bränsleanvändning med nedsättning enligt "1,2 procentregeln". Den senare regeln kan tillämpas då energi- och CO,-skatten på använd energi uppgått till 1,2 % av industrianläggningens omsättning. På detta lägre trappsteg kan alltså fossila bränslen normalt sett konkurrera ut externt upphandlade trädbränslen. Lutar, bark etc. som genereras i

den egna verksamheten har emellertid sällan något alternatiwärde och ingår därför i den prefererade bränslemixen.

Propositionens förslag innebär även den två trappsteg, men med annorlunda ut- formning. Det nedre trappsteget är fortfarande skattebefriat och består av bränsleanvändningen som motsvarar egen elgenerering. Det är alltså i typfallet smalare än dagens trappsteg. Det övre trappsteget ligger på en betydligt lägre nivå än det som gäller i nuläget. Det är dessutom bredare eftersom det omfattar även

delar av den kvantitet som nu skattebefrias inom 1,2 procentregeln.

Öre/kWh Nuläget Propositionen Trappsteg Trappsteg 1 2 1 2 (Beskattat) (Obeskattat) (Reduc. CO,-skatt) (Obesk.)

Kol

(exkl. SO,, mottryck) 12,7" 4,5" 7,1" 4,5" Eo 5 (inkl. SO,, mottryck) 15,9 9,1 11,3 9,1 Egna biprodukter 0+ 0+ O+ O+ Övrigt biobränsle 6-12 6-12 6-12 6-12

" SO,-skatt, ca 2,4 öre, tillkommer om svavelreningsutrustning saknas.

I ovanstående sammanställning har de egna biprodukterna åsatts värdet 0+. Det betyder att de i realiteten saknar alternatiwärde. I ett fåtal fall finns det köpare i form av värmeverk med lämpliga pannor i närheten, men för huvuddelen av biprodukterna saknas i realiteten en extern marknad. Biprodukterna kommer alltså att betraktas av den egna industrin som det billigaste bränslet och kommer sålunda att utnyttjas fullt ut. I flertalet anläggningar räcker biprodukterna inte till för full bränsleförsörjning. Även andra bränslen måste komma in i bilden.

Kol kommer enligt propositionens förslag att få ett smalare användningsområde än i dagsläget eftersom det beläggs med en CO,-skatt även för den användning som nu har skattebefrielse på marginalen. Kol kan emellertid även fortsättningsvis eldas skattefritt till en kvantitet, som motsvarar den egna elgenereringen. Oftast utnyttjas detta utrymme emellertid till kvittning av i anläggningen förbrukad olja. Även på det något högre trappsteget, enligt propositionens förslag, kommer det att vara billigt att elda kol eftersom CO,-skatten är låg. Här kan emellertid vissa typer av biobränslen möjligen bli konkurrenskraftiga. På prisnivån 7 öre är det spån och bark

från sågverken samt grot från egna träddelar, som kan konkurrera.

Flertalet anläggningar inom massa- och pappersindustrin använder emellertid inte kol inom det skattefria produktionsutrymmet. Orsakerna är koncessionsbe- stämmelser etc. I stället eldar dessa företag olja (naturgas och gasol förkommer också, men någon detaljanalys för dessa bränslen ingår inte i föreliggande jämförelse). Skillnaden mellan olja och de billiga trädbränslena är såväl före som efter genomförandet av propositionens förslag ganska liten, även med hänsyn tagen till oljans högre verkningsgrad. Propositionens förslag kommer i vissa fall att leda till att oljeanvändning utöver vad som motsvarar behovet för elgenerering, kan komma att ersättas av de billigaste externa biobränslena, dvs spån/bark och grot från massaved levererad i form av träddelar. Denna effekt är sålunda indirekt och beroende av om anläggningen i övrigt ställs om för ökad mottagning av träddelar, vilket ger möjligheter till produktion av billiga biobränslen i form av "grot". Användningen av naturgas och gasol kommer att påverkas på likartat sätt.

För massa- och pappersindustrin kommer ett genomförande av propositionens förslag att leda till en viss ökning av användningen av biobränslen. Fossila bränslen kommer emellertid även fortsättningsvis att utnyttjas i ovannämnd process-specifik användning samt till en kvantitet som motsvarar den interna elgenereringen. De biobränslen, som kostnadsmässigt kan komma in i bilden är externt anskaffad spån/bark samt grot från inlevererad massaved i form av träddelar. Detta leder sålunda till en återgång till en större andel massavedsawerkning i form av träddelar, vilket innebär möjligheter till effektivisering av avverkningsmetoderna framför allt

i tidiga gallringar.

På kort sikt kan man emellertid inte förvänta sig att massa- och pappersindustrin anskaffar mera grot etc., än vad de själva lönsamt kan konsumera. Denna typ av gröt-bränsle är liksom spån och bark olämpligt i flertalet förbränningsanläggningar inom värmesektorn och hanterings- och transportkostnaderna för leverans av detta bränsle till externa kunder överstiger normalt den ekonomiska marginalen. Den externa marknadens behov varierar dessutom med årstiderna, medan massa- och pappersindustrins bränsle- och vedbehov är jämnt fördelat över året. Efterfrågan på råvara till förädlade bränslen kan på sikt förändra dessa förutsättningar.

På några års sikt kan därför massa- och pappersindustrins biobränsleanvändning komma att öka med uppskattningsvis 2 TWh/år. En mindre del utgörs av spån/bark, huvuddelen av grot från massaved inlevererad i form avträddelar. Dessa kvantiteter kommer inte att påverka marknadsförhållandena i väsentlig omfattning. Spån/bark- bränslet motsvarar den kvantitet, som kommer att sakna avsättning i nedlagda skivindustrier. Grot-anskaffningen kommer att ske inom industrins egna awerk- ningsorganisationer, som primärt har uppgiften att leverera massaved och de kommer därför inte att konkurrera med andra köpare av trädbränslen till

värmesektorn.

Marginalerna mellan de olika bränslena är emellertid små och det innebär dels att drivkrafterna för förändring är svag, dels att små skiftningar i förutsättningama ger stora utslag. Exempelvis, en CO,-skatt på fossila bränslen för el-generering skulle leda till ekonomiska incitament att ersätta huvuddelen av den ej process-specifika fossilbränsleanvändningen och biobränsleanvändningen skulle lönsamt kunna öka

i motsvarande mån, dvs. med ca 2 TWh.

A.1.2. Sågyerk etc.

För sågverken är bränsle från egna biprodukter det dominerande bränslet och uppgår till drygt 6 TWh/år. Sågverken köper dessutom nära 1 TWh olja och upp emot 2 TWh/år el. Bränsle i form av biprodukter säljs externt och uppgår till 2 TWh/år. Bränslet från biprodukterna har en begränsad extern kundkrets på grund av bränslets tekniska struktur och dess ofta höga fukthalt. En stor del av sågverkens oljeanvändning beror sålunda på behovet av s'tödeldning under perioder då bränslet

är fuktigt och energibehoven stora.

Sågverk har inte kunnat utnyttja nedsättningsmöjligheterna inom "1,2 procentreg'el'ri" och betalar alltså i dagsläget skatt fullt ut på inköpta bränslen och el. Propositionens

förslag innebär en kraftig sänkning av kostnaderna för denna inköpta energi.

(Öre/kWh) Nuläget Propositionen Kol (inkl.SOx) 18,1 9,5

EC 5 (inkl.SOx) 20,9 11,3 Egna biprodukter 0+ O+ Sålt biobränsle (fritt sågverk) 4-8 4-8

För sågverk är det rimligt att inkludera SOX-skatten i bränslekostnaden, eftersom

anläggningarna i normalfallet saknar svaveleldning.

Trots kostnadssänkningen förändras inte rangordningen mellan bränslena. Inga starkare drivkrafter till förändring uppkommer. Marknaden för försålt sågspån har reducerats under den senaste tiden i och med aviserade nedläggningar och drifts- inskränkningar inom skivindustrin, den störste avnämaren för sågspån. Det finns endast ett litet antal lämpliga pannor för sågspånseldning utanför sågverksindustrin, nämligen i några värmeverk och i massa- och pappersindustrin. Överskottet kan därför förväntas bestå en tid framöver och därmed bibehålles dagens prisnivå. Den förväntade ökningen av efterfrågan på råvara från tillverkare av förädlade bränslen kan efterhand absorbera detta överskott. En ökad användning av fossila bränslen inom sågverksindustrin och motsvarande ökning av leverans av biobränslen från sågverken till den externa marknaden förefaller inte vara sannolik. Incitamenten till

intern elgenerering har minskat i och med borttagandet av elskatten på inköpt elkraft.

Inom sågverksindustrin kommer propositionens förslag inte att leda till väsentliga

förändringar för biobränslemarknaden. Marginalerna mellan olika bränslen blir

emellertid även här relativt smala.

Inom denna kategori har biobränsle hittills använts i mycket begränsad omfattning. Förklaringar till detta är att den energiintensiva industrin har haft möjligheter att utnyttja ovan beskrivna nedsättningsregler samt att den tidigare tillgängliga tekniken för biobränsleeldning inte har varit praktiskt möjlig att tillämpa. Det finns emellertid stora potentiella möjligheter att ersätta fossila bränslen med biobränslen (se tabellen nedan.) Även viss del av den elkraft, som utnyttjas för uppvärmning och i el-pannor

skulle på motsvarande sätt kunna ersättas. Den tekniska potentialen uppskattas till ca 20 TWh.

Tabell 5. Inköpt Energi 1991. Industrin (GWh). (Källa: SCB.)

Kol Eol E02-5 Gas Fjärr- El Biobr. Gasol värme

Massa- och pappersind. 670 176 4999 773 24 19942 - Sågverk, etc. 0 140 392 145 28 1830 - Övr. energi-. intensiv Ind" 3433 1030 3476 3957 844 17730 517 Övrig industri 682 1695 2394 2060 3323 10013 33

SUMMA 4785 3041 11261 6935 4219 49515 550

" Exklusive kol och koks för industriella processer och exklusive eget bränsle

i bl.a. skogsindustrier och oljeindustrier.

A.2.1. Energi-intensiv industri

Förutsättningarna för den energi-intensiva "övriga industrin" liknar Skogsindustrins.

Dagens situation kännetecknas av nedsättningsmöjligheterna och har sålunda två

propositionens förslag. Egna biprodukter saknas, utom givetvis för oljeindustrin.

Tabell 6. Bränslekostnader för den energiintensiva industrin.

(öre/Kwh) Nuläget Propositionen Trappsteg Trappsteg 1 2 1 2 (Beskattat) (Obeskattat) (Reduc. COZ-avg.) (Obesk.) Kol” (exkl. SOx) 15,8 4,5 7,1 4,5 EC 5 ' (inkl. SOx) 20,9 9,1 11,3 9,1 Inköpt biobränsle flis, bark/spån 8—12 8-12 8-12 8-12 Förädlat 17 17 17 17

" Det antas här att svaveleldningsutrustning finns. Om så inte är fallet skulle

svavelskatten bli 2,4 öre/kWh.

Som framgår av tabellen leder propositionens förslag till att incitamenten för övergång från fossila bränslen till biobränslen försvinner. De industrier, som använder biobränslen i dag, kommer inte att ha anledning att fortsätta med detta. Denna kvantitet är dock relativt liten, ca 0,5 TWh, och hänför sig i allt väsentligt till

ett enda företag. Den förlorade tekniska marknadspotentialen uppskattas till ca 5

TWh i denna kategori.

A.2.2. Fjärrvärmeansluten industri

Enligt propositionens förslag kommer denna industrikategori att i tjärrvärmepriset kompenseras för de bränsleskatter, som fjärrvärmeproducenterna erlagt. Detta innebär att priset blir lågt för abonnenter i fossileldade tjärrvärmenät och högt i biobränsleeldande nät. I det senare fallet blir det kalkylmässigt klart lönsamt att

övergå till egen värmeproduktion. Flertalet industrier torde ha oljepannor och

elpannor som stand-by och de kan köras igång utan extra investeringskostnader. Kalkylen visar dessutom att kostnadsinbesparingarna skulle motivera nyinvestering

i olje- eller elpannor.

Totalt sett levereras ca 4 TWh fjärrvärme till industrin, vilket motsvarar nära 5 TWh i form av bränslen. Hälften av denna energi bedöms komma att genereras i egen regi med olja och el om propositionens förslag genomförs. 1 TWh av bortfallet bedöms vara biobränslen. För en mera utförlig beskrivning, se avsnittet om

fjärrvärme under punkt B1.

A.2.3. Friliggande industri

Denna kategori är mycket varierande i sina energibehov och givetvis även i övrigt. Nedsättningsbestämmelserna har inte kunnat tillämpas utan företagen har till fullo betalat skatter för bränslen och el. Biobränsleanvändningen är liten i dag, huvud- sakligen beroende på att det tidigare inte funnits lämplig teknik för dessa industriers

behov.

I nedanstående tabell visas marknadspotentialen i form av pannbeståndet i kategorin "övrig, icke energi-intensiv industri". Det har inte varit möjligt: att avgränsa beståndet mot de fjärrvärmeanslutna industrierna. Därför omfattar tabellen även pannor i fjärrvärmeansluten industri. En viss dubbelregistrering av kapaciteten kan ha skett för mindre pannor av kombinationstyp t.ex. el/oljepannor och dessa har då tabellen registrerats såväl som olje och el-kapacitet. Dessutom torde det finnas

pannkapacitet, som inte ingår'i det tillgängliga statistikunderlaget.

Tabell 7. Pannor och pannkapacitet i den icke energi-intensiva industrin. (Källa: Pannregister, kommunala energiplaner, m.m.).

_ 1-5 MW 5-10 MW 10+ MW

Värmepannor

el 600 1230 41 1061 - övriga 995 2040 24 391

192 3481 Totalt antal MW" 10044

Det är uppenbart att en del av kapaciteten ovan utnyttjas mycket extensivt och att sålunda många pannor utnyttjas endast för stand-by och som reservkapacitet. En översiktlig bedömning ger vid handen att det skulle vara möjligt att ersätta ca 10 TWh/år av fossila bränslen och el i dessa pannor med förädlade biobränslen om de

ekonomiska förutsättningama förelåg. En kostnadsjämförelse ger följande resultat;

Tabell 8. Bränslekostnader för den "friliggande övriga industrin".

(öre/kWh) Nuläget Propositionen (Beskattat) (Reduc. COZ-skatt)

Kol (inkl.Sox) 18,1 9,5

Eo 5

(inkl.Sox) 20,9 11,3

Eo 1 24,2 13,8

Inköpt biobränsle (flis, bark/spån) 8-12 8—12

Förädlat 17 17

Oförädlade biobränslen kan, som nämnts ovan, sällan utnyttjas inom detta mark- nadssegment, av praktiska skäl och på grund av de höga fasta kostnaderna. Föräd- lade biobränslen kan i dagsläget konkurrera med fossila bränslen och ett ökat

intresse för dessa bränslen kunde under fjolåret noteras från denna marknad.

Med propositionens förslag kommer denna potentiella marknad helt att försvinna.

B.1. Övriga näringar och Privata sektorn

B.1.1.F'ärrvärmesektornsstörreanlä nin ar Värmeverksförenin ensmedlemmar

Ver samheten inom denna kategori är väl dokumenterad och information om såväl

anläggningar som bränslen finns som lättillgänglig statistik.

Bränsleanvändningen under senare år fördelar sig enligt nedan.

Tabell 9. Bränsleanvändning i fjärrvärmesektorn (VVF 1990).

(TWh) 1990 1989 1988 Förbrukat bränsle etc. 41,9 40,9 44,7 varav eldningsolja 3,1 4,6 6,6 kol 8,3 9,3 12,9 avfall 4,1 4,2 4,0 ind. Spillvärme 2,3 2,4 2,3 el till elpannor 6,1 5,1 4,6 värmepumpar 6,6 6,4 6,5 naturgas, gasol etc 5,2 5,8 4,5 torv 2,7 - - trädbränslen 3,5 3,1 3,4

___—___—

Tabellen visar att oljeanvändningen minskat kraftigt, kol har minskat, medan förbrukning av el och torv ökat. Användningen av de övriga bränslena har legat på

ungefär samma nivå under åren 1988, 1989 och 1990.

Tabellens resultat har emellertid påverkats av vissa speciella förhållanden och det föreligger därför vissa risker för misstolkningar. De exceptionellt varma vintrarna 1989 och 1990 innebar väsentligt sänkta behov av Spetslasteldning med olja under vintern. Det elkraftsöverskott som rådde, ledde till prissänkningar och därmed till dels ökad generell elanvändning på oljans bekostnad under året, dels kraftig reduktion av oljeeldningen under låglastsäsongen på sommaren. Nedgången i oljeanvändningen kan sålunda vara tillfällig och bero på extraordinära förhållanden. Torvens uppgång beror på att Uppsala Energi kom igång med sitt stora torvprojekt

och att torv i VVFzs statistik bröts ut ur kategorin "övrigt".

Biobränslens konkurrensmöjligheter har förbättrats under de senaste åren i och med de förändringar som genomförts bl.a. i form av miljöavgifter och skatter. Responsen på dessa förändringarna har inom fjärrvärmesektorn varit avvaktande, sannolikt beroende på de oklarheter, som ännu rådde om t.ex. beskattning av kraftvärme och om förslagen i den aviserade nya energipolitiken. Utredningar, förberedelser och tester har genomförts i syfte att underlätta den politiskt understödda övergången från fossila till förnybara bränslen. I några fall har detta resulterat i konkreta projekt för storskalig fliseldning. I andra fall omfattar planerna och projekten en övergång till förädlade biobränslen.

Kol eldas med få undantag i stora anläggningar med effektiv svavelrening. I typfallet är det sålunda rimligt att utgå ifrån att ingen svavelskatt erläggs. De ekonomiska

förutsättningama är därför som följer:

(öre/kWh) Nuläget Propositionen Värme El Värme El (CO,-skatt) (Obeskattat) (CO,-skatt) (Obeskattat)

Kol (exkl. SO,) 12,7 4,5 15,0" 4,5 Eo 5 (inkl. SO,) 15,9 9,1 17,7” 9,1 Biobränsle flis, bark/spån 8-12 8-12 8-12 8-12 förädlat 17 17 17 17

" För industrikunder 7,1, förutsatt 100 % fossilbränslen.

” För industrikunder 11,3, förutsatt 100 % fossilbränslen.

Tabell 11. Bränslekostnader för enbart värmeproduktion.

(öre/kWh) Nuläget Propositionen (CO,-skatt+energiskatt) (CO,-skatt+energiskatt) Alla kunder Industri Övriga Kol (exkl.SO,) 15,8 7,13) 18,1 Eo 1 24,2 13,8” 26,2 Eo 5 (inkl.SOx) 20,9 11,3” 22,8 Biobränsle flis, bark/spån 8-12 8-12 8-12 förädlat 17 17 17

I de fall då verket eldar 100 % fossilbränsle.

Tabellema ovan visar en bild av en kalkylsituation, som är komplex och svår- överskådlig. Två företeelser komplicerar bränslevalet, nämligen skattereglerna för värme- och elgenerering i kraftvärmeverken samt de föreslagna reglerna för

skattereducering för den fjärrvärme, som levereras till industrisektorn.

19 Bilaga 7 Flertalet av de större kraftvärmeverken eldas i dag med kol, vilket följer logiken enligt tabellen ovan. Kraftvärmeverk med tekniska och logistiska förutsättningar att använda flis etc. har utnyttjat denna möjlighet vad beträffar värmeproduktion. Genom att man fått officiell acceptans för sina argument att "kol eldas för elgenerering och flis för värme" har kraftvärmeverken funnit en bränslemix som minimerar bränslekostnaderna innebärande att kol och flis eldas i blandning. Ytterligare några stora pannor baserade på detta synsätt är nu under uppförande.

De i propositionen föreslagna reglerna för skattereducering för fjärrvärme levererad till industrin leder till att fossilbränsleeldade kraftvärmeverk och värmeverk gynnas i förhållande till biobränsleeldade. Den restitution som erhålls för skatter erlagda för fossilbränslen, motsvaras inte av någon kostnadssänkning för biobränslen. Biobränsleeldade verk skulle komma att förlora abonnenter i industrin, som skulle finna det lönsammare att elda lågt beskattade fossila bränslen eller utnyttja

obeskattad el för sin värmeproduktion.

Fjärrvärme levererad till industrin uppgår till ca 4 TWh/år. Med energiförlusterna inräknade motsvarar detta nära 5 TWh/år. I genomsnitt utgör industrin över 15 %

av fjärrvärmemarknaden. Andelen varierar givetvis mellan olika verk.

I propositionens förslag stängs möjligheten att tolka bestämmelserna på motsvaran- de sätt som för kraftvärme, dvs. att man skulle få acceptans för att fossilbränslen eldas för industrisektorn och biobränslen för övriga. Trots detta kommer den föreslagna regeln att innebära att för de fossilbränsleeldade kraft- och kraftvärme- verken kommer restitutionen att ungefär motsvara höjningen av CO,-skatten på fossilbränslen. Förutsättningarna för biobränsleanvändning blir sålunda oförändrade

för denna typ av verk.

För de kraftvärmeverk och värmeverk som förbrukar en stor andel biobränslen redan idag ger den föreslagna höjningen av CO,-skatten ökad konkurrenskraft för biobränslen gentemot fossila bränslen och el. Nya intressanta marknadssegment blir värmeverkens del-, topp-, och låglastpannor där förädlade biobränslen med nu

föreslagna regler förefaller att kunna konkurrera med el och olja. Man bör här hålla

energiproduktion, eftersom industriabonnenterna bortfallit enligt ovan.

I propositionen föreslås att en arbetsgrupp tillsätts för att föreslå åtgärder som undanröjer eventuella negativa effekter av de ändringar av kraftvärmens energibe- skattning, som genomfördes genom energipolitiska beslut våren 1991. Det föreslås att arbetsgruppen även skall belysa biobränslens möjligheter att i större utsträckning kunna bli konkurrenskraftiga inom kraftvärmeområdet. I intervjuer med praktiskt verksamma befattningshavare i fjärrvärmesektorn har framkommit entydiga önske- mål, dels om en förenkling av reglerna, dels om energitekniskt logiska bestämmelser, så att "paragrafanläggningar och paragrafeldning" inte blir ledstjärnor för verksam-

heten.

Marknaden för biobränslen bedöms komma att påverkas av propositionens förslag enligt följande. Kraftvärmeverkens förutsättningar blir oförändrade, vilket innebär att de pågående projekten med övergång från kol till kol/tliseldning fortsätter. Endast ett fåtal ytterligare kraftvärmeverk har tekniska och logistiska möjligheter att genomföra en sådan förändring. Övriga kommer att fortsätta med koleldning, eftersom reglerna för skattenedsättning i grova drag blir oförändrade och sålunda leder till att kol förblir billigare än förädlade biobränslen. Sammantaget innebär detta en ökning av biobränslemarknaden med uppskattningsvis 1,5 TWh, men detta är effekt av tidigare energibeslut inte beroende på propositionens förslag. De kraftvärmeverk, som använder i huvudsak biobränslen och avfall och som sålunda inte får skatterestitution, skulle enligt propositionens förslag uppskattningsvis förlora abonnenter motsvarande 0,5 TWh/år. Dessa industriföretag skulle övergå till

uppvärmning etc. i egen regi med olja eller el.

Även för värmeverken blir effekterna i typfallet mycket små vad gäller kalkylsitua- tionen för bränsleval. Ökningen av CO,-skatten balanseras av skatterestitutionen för leveranser till industrin. Variationen mellan olika verk är emellertid stor. Verk med små leveranser till industrier och med hög andel biobränslen redan i dagsläget, får ökade incitament för biobränsleanvändning och här kan även förädlade biobränslen

priskonkurrera. En ökning med ca 1 TWh bedöms kunna ske av detta skäl. Den

21 Bilaga 7 sammantagna värmeverkssektorn kommer med propositionens förslag att förlora åtminstone hälften av fjärrvärmeleveranserna till industrin, dvs. ca 2 TWh/år. Hälften av bränslebortfallet för detta uppskattas vara biobränslen. Sammantaget blir

utfallet att biobränsleanvändningen blir volymmässigt oförändrad, men med en viss

omfördelning från flis till förädlade bränslen.

I kraftvärme- och värmeverkssektorn påverkas sålunda inte den pågående begränsa- de övergången från fossilbränslen till biobränslen orsakad av tidigare införda regler och bestämmelser. Propositionens förslag kommer att innebära förändringar i inriktningen av denna övergång, men i stort sett kommer den inte att påverkas vad gäller berörda biobränslekvantiteter.

Det antagna alternativet, då elgenerering beskattas med 12 öre/kg CO2 ger inte upphov till starka drivkrafter till förändringar i bränslevalet. Kostnaderna för kol och olja hamnar på en nivå som motsvarar marknadens billigaste oförädlade biobränsle. Det kan leda till att en mindre kvantitet fossilbränsle ersätts med flis, men sannolikt

kommer i huvudsak bränsle valet att förbli oförändrat.

B.1.2. Övriga värmecentraler

Denna kategori utgörs av ett stort antal mindre "närvärmenät" och panncentraler. De genererar värme väsentligen från olja och el. Propositionens förslag innebär att biobränslens konkurrenskraft ökar inom denna sektor.

(öre/kWh) Nuläget Propositionen (CO,-skatt+energiskatt) (CO,-skatt+energiskatt) Eo 1 24,2 26,2 El 24" 25,3 Biobränsle flis, bark/spån 8-12 8-12 förädlade biobränslen 17 17

" Prisuppgiften är genomsnittsvärde av senaste årets priser på el en]. information från intervjuad personal vid panncentraler.

De prisskillnader som propositionens förslag skulle leda till bör utgöra starka drivkrafter för förändring av bränslevalet. För flis etc. har dessa prisskillnader förelegat redan tidigare och lett till ombyggnad av flertalet av de anläggningar som av praktiska skäl varit möjliga att konvertera. Sammanlagt uppgår biobränsle—

användningen till ca 1 TWh i denna kategori.

Utrymmet för ökad biobränsleanvändning framgår av nedanstående tabell, som visar fördelningen av de bränsleeldade pannor som finns registrerade i det tillgängliga statistiska materialet. Materialet ger en underskattning av verkligheten, eftersom ett antal enklare pannor ej finns registrerade i den tillgängliga statistiken. Värdena kan emellertid användas som ett exempel på en miniminivå och för att ge en uppfattning

om strukturen inom detta marknadssegment.

Tabell 13. Mindre värmenät och panncentraler (bränslepannor). Källa: Pannregister, kommunala energiplaner, m.m.

Kapaciteten i olje- och elpannor kan i hög grad utnyttjas flexibelt och anpassas till de rådande pris- och klimatförutsättningarna. En planerad "överkapacitet" föreligger. Oljepannor kan relativt enkelt byggas om till att kunna användas även för förädlade

biobränslen.

Ångpannor finns i anläggningar vid t.ex. sjukhus, badhus etc. Värmepannor finner man givetvis i första hand i panncentraler för uppvärmning av hyreshus, skolor, etc.

Inom materialet finns en stor variation.

Med ledning av SCB:s statistik har den totala användningen av fossila bränslen och el för uppvärmning inom denna kategori under ett klimatiskt normalår beräknats uppgå till ca 60 TWh. En väsentlig del, 30 TWh, bedöms vara tekniskt tillgänglig för förädlade biobränslen. En försiktig uppskattning av den inom överskådlig tid i

praktiken realiserbara förändringen hamnar på 10 TWh. B.1.3. Villor och småhus

Omkring 12 TWh/år trädbränslen används i villor och småhus i landet. Proposi- tionens förslag innebär ökad konkurrensförmåga för trädbränslen i förhållande till fossila bränslen och el. Den ökning av biobränsleanvändningen, som detta kan leda till bedöms emellertid motsvara de besparingar, som kommer till stånd genom effektivisering av befintliga anläggningar.

|— ll 12-0752

Småhus på Småhus på Alla småhus jordbruks— annan

fastighet fastighet

1000- Pro- 1000— Pro- 1000- Pro- tal cent tal cent tal cent Ved enbart 56 28,9 53 3,4 109 6,3 Ved och el 63 32,5 306 19,8 369 21,3 Ved och olja 23 11,9 109 7,1 132 7,6 Ved, el och olja 5 2,6 48 3,1 53 3,1 El enbart 19 9,8 550 35,7 569 32,8 E] och olja 3 1,5 117 7,6 120 6,9 Olja enbart 14 7,2 206 13,4 220 12,7 Fjärrvärme 0 O 110 7,1 110 6,3 Annan panncentral 0 0 9 0,6 9 0,5 Annat 11 5,7 33 2,1 44 2,5 SUMMA 194 100 1541 100 1735 100

SCB 1991

Ett antaget genomsnittligt årsbehov på 20 Mwh per hus ger att småhussektorn konsumerar 35 TWh för uppvärmning. 12 TWh utgörs av biobränslen. Med ledning av tabellen ger en grov uppskattning att 6 TWh olja, 14 TWh el och 3 TWh "övrigt" skulle erfordras. Det föreligger stora tekniska och institutionella hinder när det gäller att ersätta el och olja ovan och den i dag uppnådda balansen bedöms som stabil och den påverkas inte av kostnadsförändringar i den storleksordning som de

som blir resultatet av propositionens förslag.

Propositionens förslag påverkar såväl utvecklingsmöjligheterna för biobränslen på

marknadssegment, där biobränslen redan är väl etablerade som biobränslens möjlig- het att komma in på nya marknadssegment. Sammanställningen nedan redovisar de

bedömda effekterna av rapportens överväganden i dessa avseenden.

Förändringar jämfört med nuvarande använd- ning och med antagen bibehållen anlägg-

Förändringar jämfört med nuvarande potentiell använd- ning, med antagen

ningsstruktur "bästa teknik" och med anpassad an- läggningsstruktur A1. Skogsindustri Massa- och pappersindustrin +2 +2 Sågverk etc. 0 0 A2. Övrig industri Energiintensiv -0,3 -5 Fjärrvärmeansluten -1,0 Friliggande 0 -10 B1. Fjärrvärme, större anläggningar. Kraftvärmeverk -O,5 -0,5 Värmeverk +1,0 resp -1,0" 0 BZ. Övriga värmecentraler +10" +302) B3. Villor och småhus 0 O

___R SUMMA + 10

___—_a

1)

2)

Omfördelning till förädlade bränslen.

Inkluderar även effekten av tillämpning av ny teknik.

+17

Propositionens förslag innebär att biobränsleanvändningen och dess utveckling förväntas bli oförändrad i jämförelse med nu gällande regler inom de användarkate- gorier där användningen är störst i dag, nämligen massa- och pappersindustrin, sågverken, fjärrvärmesektorn och villor och småhus. En viss ökning bedöms komma till stånd inom massa- och pappersindustrin, men den bedöms inte komma att påverka externa marknader eftersom ökningen sker inom industrins normala

virkesanskaffningsverksamhet.

I den övriga industrin kommer det inte längre att föreligga några ekonomiska

möjligheter till biobränsleanvändning.

Inom kategorin "mindre värmecentraler, etc." förstärks drivkrafterna för övergång från olja och el till biobränslen. Anläggningarnas struktur innebär att det i övervägande grad är förädlade biobränslen som kan komma i fråga. Den snabba teknikutveckling som skett under senare år, i kombination med effekterna av propositionens förslag, bedöms åstadkomma ett genombrott inom denna sektor. Marknaden är stor, åtminstone 10 TWh inom en 10-årsperiod; på något längre sikt betydligt större. Hur mycket av övergången som kan realiseras beror i främst på möjligheterna för berörda bränsleföretag att snabbt kunna expandera sin verksam-

het.

Den del av fjärrvärmesektorn, som nu använder en stor andel biobränslen kommer att tvingas minska sina värmeleveranser, eftersom föreslagna regler för skatterestitu- tion innebär att det blir lönsamt för ansluten industri att generera energi i egen regi med el och fossila bränslen. Genom att biobränslen inom den kvarvarande fjärrvärmevolymen får en bättre konkurrenskraft gentemot fossila bränslen kommer

emellertid biobränsleanvändningen totalt sett att bli oförändrad.

I övrigt hänvisas till sammanfattande flödesschema i bilaga.

Massa och pappersind.

Utan el enererin med SOZ—renin Kol grund 1 .2% Prop. Grundpris 4,5 4,5 4,5

Energ' katt 3,0 0,0 0 !'1 DDZ—avgift :=: 2 0,0 2,6 SD2—a-r-gift 0 0 0,0 0

Summa 15 8 4,5 7,1

Utan el enererin grund 1 .2% Prop Grundpris 1 1 ,5 1 1 ,5 1 1 5 Energiskatt 5,5 0,0 0 CD'Z—a'irqift 7,3 0,0 2 SDZ—a-rgift 0,0 0,0 0,0 Summa 24,2 1 1 ,5 13 ,8

Trädbränslen, utan extern marknad CI Trädbränslen, med extern marknad

Tup'rt'rde v Bark 4, grotflis 6—8

El grund 1 .2 % Prop 75.va tari' '11—22 "11—22' *11—22 Skatt 5 0,0 0,0 Summa 'I 6—27 '11—22 '11—22

utan SOZ—renin grund Prop

4 ,5 4 ,5 3 ,0 0 ,0

2,4 2 4 13,1 9,5

T 'ockol 'a 5 grund Prop 7,9 7,9 5,0 0,0 6,7 2,2 1 ,5 1 ,75 20,9 1 1 ,3

med el en. värme Kol qrund 1 25 Prop Grundpris 4,5 4,5 4,5 Energiskatt 0,0 0,0 0 0 DBZ—avgift 8,2 0,0 2,6 SOZ-avgift 0 ,0 0 ,0 0 ,0

Summa 12,7 4,5 7,1 Hed el enererin Olja (5) grund 1 .2! Prop Grundpris 7,9 7,9 * Energiskatt 0,0 0,0 0 COZ—a'v'git't 6,7 0,0 2,2 SEZ-avgift 1,3 1 5 1 3

.'

Summa 15,9 9,1 11,3

Alt. '.' .9

4 1 _ 1 ,:

Sågverk , övrig industri, etc.

Utan el enererin Kol Grundpris Energiskatt IEEE—avgift

Gl). grund Prop Alt. 4,5 4,5 4,5 ij 0 0 0 0 0 2,6 0 0 0,0 4,5 4 5 7 1

!

1 .2% Prop grund Prop Kol grund 1 .25 ei appl. 4,5 4 5 4,5 Grundpris 4 F- 4,5 0,0 3- 0 0,0 Energiskatt 0,0 0 0 . 2 2.15 0,02-avgift 8,2 0,0 4 2,4 SGZ—a-rgift 0,0 0,0 7,1 18,1 9 5 Summa 12,7 4,5

Lättolja (I) T'ockol'a 5 (el)

1 .295 Prop grund Prop Olja (5) grund Prop grund Prop Alt Grundpris 1 1 ,5 ej app]. l 1 ,5 7,3 7,9 Grundpris. 7,9 7,9 7.'= 7,9 Energiskatt 5,5 0,0 5,0 0,0 Energiskatt 0,0 0 0 0,0 0,0 CGE—a-rqift 7,3 2,3 E. 7 2,2 DBZ—angift r:. "' 2.2 0,0 0,0 SlJZ—a-r'qit't 0,0 0,0 1 ,5 1 ,3- SID—avgift 1 ,3 1 ,3- 1,3 1 7 Summa 24,2 13,8 20 9 11 3 Summa 15,9 11 ,3 9,1 9 1 11

.r—

(V'-CJ D

("*I

NJ_ m— IN v—

Trädbrönslen, utan extern marknad Tup'v'ö'de ".fi-:| sågverk u Trädbränslen, med extern marknad Tup'v'ifrde vid sögur-rl: Bark, spån 4, flis 8 vid 0171". ind Bark, spån 0,1'lis 12 [E_l

grund 1 .2 % Prop Tgp'-.=.,tari"1 1—22 "1 1—22 "1 1—22 Skatt 5 0,0 0 ,0 Summa '16—27 '11-22 '11-22

Fjärrvärmeverken etc.

i Kol grund Prop grund Prop Kol grund Prop grund Prop Alt. Grundpris 4 5 4,5 4,5 4,5 Grundpris 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 Energiskatt 3,0 3,0 3,0 3 0 Energiskatt 0 Fl 0 0 0,0 0,0 0,0 DBZ—avgift 0,2 10 5 8,2 10,5 DBZ-avgift 8,2 10,5 0 n 0,0 4,1 SDZ-avqift 0,0 0 n 2,4 2,4 502-avgift 0 0 0,0 0,0 0 0 0,0 Summa 15 8 18,1 18,1 20,4 Summa 12,7 15,0 4 5 4,5 8,6

Eo 1 En 5 [värme! gel) grund Prop grund Prop Olja (5) grund Prop grund Prop Alt.

Grundpris 1 1 ,5 1 1 ,5 7,9 7 9 Grundpris 7 9 7,9 7,9 7,1:' 7,9 Energisliatt 5,5 5,5 5,0 E- 0 Energiskatt 0,0 0,0 0,0 0 0 0,0 CDE-avgift 7,3 9,3 6,7 E. COZ—avgift 6,7 13,6 0,0 0,0 3,4 SG2-avqift 0,0 0,0 1 ,3 1 3 SIM-avgift 1 ,3 1 ,3 1 :

Summa 24,2 26,2 20,9 22,8 Summa 15 9 17,7 9,1 9,1 12,5

Trädbränslen Tuo-rörde vid vv

flis, etc. 1 1 ridl. trädbr. lé.

Torv

Tgp'-.-'u':'rde v 12 SDZ-a'v'qift 1 Summa 13

HMI li UML 61

klMl Zl

snnws

rum 02. IEIIUGIOd) unit s'o

IdLSflClNl Old/tt.)

1,91030901 apeiiiiseq [ t .llUijllJflJilgj puigpgq 'l>11.l| & _l. lVIOJ. kung IHTSNVHBG'YHL

UM]. 171

"röta/xt) . BUL—.uieo .JÖTSSJ —'/1AV

f] '-.l 7.1 Z'o / , u,».i g'g ”Mi 9 fil.liupue/uia 0903

i. /

*””'_"” (Si'lJl/NDUITJ) ] -

um | [Juntti-irc, '-J9'4J9/'5%'-T ff HEUÖULUIQBD +——— — - öfäHlUfl'VdZ-llål'l'y'ö'cl HMI 9.1 ->|f_ir.rig—3iiuvn _ um. a pw, L ,_,._.,_.._ / buiupuenue 0563 _ [5111'1115097-1—1'v # (aan ADUFiJ) (MM " ' .,,”— uiiisnpuisaadded 4—————- Jeläppe—ll iranier/warm _ ** in.". ll»-ldY'Åt1'c1'fff':l "Wi 50 "30 "3593” ”M 9 o punx Emms öutiauaauox mmm" finns

EFTER Ell. GENOMFÖRIINIIE [Ill ENERGII'IIIIPIISIIIIINENS FÖRSUIG [5 år]

”09 Industri Konuertering Slutlig kund f'._.1ARR'-JARf-' .w'ä'r

2, | TWh Trädde I ar ———-—-——> (HJHÖVWI'Z'E)

VÅR! TE *BLOC l/ CEN TRAL ER

;. ._ ': hi: FA m !=: . FPA] LE E EP 11 TWH

| | T av"./'"|

(r-undvirke) _. /

/ ÖVRI G INDUSTRI

| T av"/h O TlxNh

(Brut, etc.. .A,vv.— rester , _ SHM-lus Gäl Wing ______—__.._._.______....________.._. ' "* ' _..-_.. _ Övrigt |2 T'Wh

TRÄDBRÅMSLEN SUMMA ' 5 TWH 28 T wn

TOTALT 43 TWh

Swedish University 1992-06-12 of Agricultural Sciences

;IMS (Skog—Industri—Marknad Stud/er) (Forest—lndustry—Market Studies)

BIOBRÄNSLENS SYSSELSÄTTNINGSEFFEKTER

av

Bengt-Olof Danielsson

Bo Hektor 'ostadress Postal Address Besöksadress Telefon Telex Telelax ;LU/SIMS Östra Ultuna 8 (46)(0)18457 10 00 769 42 AGRUNl S (46)(0)18-300619

lox 7013 ;-750 07 UPPSALA, Sweden

1. UPPDRAGET ............................................ 1 2. METODIK OCH BEGRÄNSNINGAR .......................... 1

3. SAMMANFATTANDE SCHEMA ÖVER TYPVÄRDEN

FÖR SYSSELSÄTTNINGSEFFEKTER ......................... 2

4. TRÄDBRÄNSLEN ........................................ 5 4.1 Skogsindustrin biprodukter; bark, spån, etc .................. 5 4.2 Rivningsvirke, byggavfall, etc ............................. 6 4.3 Awerkningsrester ("grot") ............................... 7 4.4 Integrerad awerkning, träddelar eller helträd ................. 7 4.5 Direktavverkning av bränsle ............................. 8 4.6 Bränsle till husbehov ................................... 8

4.7 Energiskog .......................................... 9

5. TORV ................................................. 10 6. ÖVRIGA BIOBRÄNSLEN ................................. 10 6.1 Rörflen . . . ._ ............ _ ............................ 10

6.2 Halm .............. . ............................... 10

7. FÖRÄDLADE BIOBRÄNSLEN ............................. 11 8. REGIONALA FÖRUTSÄTTNINGAR ......................... 11 9. TILLÄMPNING PÅ TVÅ ANTAGNA EXEMPEL ............... 19

9.1 Exempel A. Biobränslen i kraftvärme- och

värmeproduktion. Ökad användning i kommunala

energiverk med 15 TWh ............................... 20 9.2 Exempel B. Biobränslen ersätter fossila bränslen

och el i mindre och medelstora värmecentraler etc.,

sammantaget i en ökad omfattning av 15 TWh bränsleenergi i jämförelse med 1991 ...................... 24 10. INTERVJUER ........................................... 26

LITTERATUR ............................................. 27

Inför sitt slutbetänkande har BiobränslekommisSionen vänt sig till institutionen för Skog-Industri-Marknad Studier (SIMS), SLU för en studie av biobränslens sysselsätt- ningseffekter. Trots de senaste årens många studier och utredningar som rör biobränslen, har det saknats en samlad redovisning av sysselsättningseffekterna, i nuläget och i ett framtidsperspektiv. Däremot finns många rapporter som redovisar arbetsåtgången för olika enskilda arbetsoperationer och olika bränsleslag.

SIMS uppdrag har varit att sammanställa nuvarande kunskap om sysselsättnings- effekter, nationellt och regionalt, för olika tillförselsystem av biobränslen, från källa till färdig energi, samt att inom ramarna för Biobränslekommissionens marknadsbe- dömningar utveckla regionala och nationella prognoser för antalet sysselsatta i olika

tillförselsystem, med fördelning på hel- och deltidssysselsatta.

Arbetet har utförts i huvudsak som en litteraturstudie som uppdaterats och kompletterats med hjälp av intervjuer med utvalda leverantörer och användare av biobränslen. Tyngdpunkten har lagts vid de i dag dominerande systemen för tillförsel

och energiproduktion samt ett fåtal framtidautvecklingslinjer, vilka i dag bedöms

som mest sannolika.

2. METODIK OCH BEGRÄNSNINGAR

I föreliggande rapport har sysselsättningseffekterna beräknats enligt följande.

En antagen ökning av biobränsleanvändningen ger upphov till förändringar i verksamhetens struktur och volym, vilka i sin tur påverkar sysselsättningen. Det föreligger stora skillnader mellan olika biobränslen och olika metoder i dessa

avseenden,vilket framgår av nedanstående detaljerade beskrivningar.

Rapporten omfattar sysselsättningseffekterna för'tillkommande kvantiteter, dvs den behandlar säreffekterna av den antagna ökningen i biobränsleanvändningen. Analy-

2 Bilaga 8 sen omfattar enbart effekterna av arbetsinsatser i verksamheter med direkt anknytning till biobränslen. Indirekt sysselsättning och multiplikatoreffekter omfattas

sålunda inte av analysen.

Rapportens resultat bygger på beräkningar baserade på prestationsfunktioner utvecklade av Skogsarbeten, ledande skogsföretag och FoU-organ inom jordbruket. Resultaten av beräkningarna har därefter jämförts med prestationsstatistik och andra erfarenhetstal från praktisk verksamhet. Överensstämmelsen visade sig vara

god.

Beräkningarna bygger på förutsättningen att "dagens bästa teknik" tillämpas. Detta antages vara en approximation av de verkliga genomsnittliga förhållandena under

1990-talet.

3. SAMMANFATTANDE SCHEMA ÖVER TYPVÄRDEN FÖR SYSSELSÄTT- NINGSEFFEKTER

De sammanfattande resultaten av analysen vad gäller nuläget framgår av figur 1. Analysen bygger på material i form av företagsinformation, studier och rapporter

samt på författarnas egna bedömningar.

Föreliggande rapport behandlar emellertid i första hand hur sysselsättningen påverkas vid en antagen ökning av biobränsleanvändningen. Effekterna framgår i sammanfattning av figur 2. Den visar typvärden på antal årsverken per TWh av tillkommande användning av trädbränslen. Det är givetvis uppenbart att verkliga värden i enskilda praktiska fall kan variera i förhållande till angivna typvärden. Detta beror i första hand på den stora variation, som kännetecknar de naturliga förutsättningama för verksamheten. Typvärdena kan emellertid visa sysselsättnings- effekterna av generella verksamheter utförda inom en struktur liknande dagens

verksamhetsramar.

Övre Norrland Industri Värmeverk Hushåll

Södra Norrland, Dalarna + Industri Värmland (torv dominerar Värmeverk bl a i Uppsala) Hushåll

Mälardalen Industri Värmeverk Hushåll

Götaland Industri (exkl Skåne) Värmeverk Hushåll

Skåne Industri Värmeverk Hushåll

Kommentar: Husbehovsbränsle produceras i "tillfälligt, ofta eget" arbete. Odling, beredning, awerkning, terräng- och

Sysselsättning i biobränslesektorn (årsverken).

Odling Awerk-

CIC. 100

ning

10 150

200 350 250 650

90

Terräng- transport

15 80

100 180

10 130 20 350 10 50

Bearbet- ning

10 80 40 200

130

20 360 10 50

landsvägstransporter ger säsongsarbete. Ovriga arbeten är året-runt-arbeten.

Väg- (jv), transport

20

200

25

650

90 30

F örbrän- ning

100 30 200 50

(') 25 10 (-)

Adm.

15

50

15

50

Summa

100 105 270 515 100 720 730 1460

50 90 510

200 230 1360

25 65 190 280

DD(J CD ul Luo

»—

Sysselsättningstilltällen genererade av ökad användning av biobränslen. Årsverken per tillkommande TWh.

Odling Awerk-

CIQ

ning

Terräng- transport Bearbet- ning

Väg- (jv), transport

Förbrän- ning

Adm.

Summa

Skogsindustrins biprodukter

Al -massa- och pappersindustrin (eget) AZ -såg.yerk, övrig träindustri (eget) A3 (sålt) Rivningsvirke, byggavfall, etc ' Awerkningsrester ("grot")

Integrerad avverkning, träddelar

eller helträd (mekanisk avverkning) Direktawerkning träddelar

El -själwerksam skogsbrukare

E2 -maskinell awerkning

Bränsle till husbehov

Energiskog

Gl -låg mekanisering "Farmartjänst"

GZ -hög mekanisering

Torv

Övriga biobränslen

I1 -rörflen

12 -halm

31 31 35 26

—20*

135 19 135

24. H 70 11 13

48

28*

73 53 73 30 16 50 28 30

17 30

40* 17 17 17

83

17 10 18

36*+19** 17 17

90 22 21 20 28

WWW

15 14 14 14 14 15 15 14

(”')

115 122 261 125 225 406

89 200 93

*

**

för bränsledelen i integrerade operationer separat bränslehantering

4.1 Skogsindustrin biprodukter; bark, spån, etc

Massa- och pappersindustrin

Inom massa- och pappersindustrin utnyttjas generellt sett biprodukterna lutar och bark till fullo för energigenerering. Någon ökning av tillgången på dessa biprodukter förutses inte. I integrerade bruk kan man i stället förvänta sig en minskning på

grund av en ökad användning av returfiber i produktionen.

Förändringar i användningen av dessa biprodukter innebär endast marginella effekter på sysselsättningen då verksamheten hanteras inom brukens energiförsörj- ningsorganisationer, som bedöms kunna absorbera dessa förändringar inom de rådande organisatoriska ramarna.

Det föreligger tekniska möjligheter till ökad användning av biobränslen inom massa- och pappersindustrin. Dessa utnyttjas inte till fullo av ekonomiska skäl. De gällande nedsättningsreglerna för energiintensiv industri beträffande energiskatter och avgifter leder till att olja och kol utnyttjas för täckandet av en del av energibehovet. Dessa nedsättningsregler är som bekant under omprövning och en genomförd förändring & leda till att biobränslen får en ökad användning inom massa- och

pappersindustrin på de fossila bränslenas bekostnad. I detta hypotetiska fall skulle

det ökade behovet av biobränslen i flertalet fall kunna tillgodoses genom över- eller återgång till träddelsmetoder. Sysselsättningseffekterna av detta framgår av beskrivningarna av träddelsavverkningsmetoder i senare avsnitt.

Sågyerken och träindustrin

Energiförsörjningen (exkl. el) för denna sektor baseras i det närmaste helt på trädbränslen i form av egna biprodukter. Överskott säljs som bl.a. bränslen på den omgivande marknaden. I vissa områden är efterfrågan på marknaden för liten och

det förekommer i ett fåtal fall att bark och Spån måste deponeras.

6 Bilaga 8 En förutsatt ökad efterfrågan på biobränslen skulle sålunda i första hand innebära

att de (totalt sett ganska små) icke utnyttjade kvantiteterna kommer att användas. Detta genererar endast marginellt ökad sysselsättning i form av en viss ökning av

transporterna.

Därtill kan man förvänta sig att en ökad efterfrågan från den externa marknaden kommer att leda till att energiförbrukningen inom industrin effektiviseras, vilket innebär att det därvid inbesparade bränslet kommer att säljas. Sysselsättningen ökar genom tillkommande transporter och till en mindre del genom ökade behov av administration. En ökning av trädbränsleanvändningen på fossila bränslens be- kostnad leder dessutom till något flera arbetstillfällen vid förbränningsanlägg-

ningarna.

Arbetstillfällena kommer att utgöras dels av en utökning av antalet fast anställda inom industrin och vid förbränningsanläggningama, dels ett ökande transportupp- drag för lastbilsentreprenörer. Dessa uppdrag omfattar "eldningssäsongen", dvs

september - maj.

4.2 Rivningsvirke, byggavfall, etc

En del av denna kvantitet destruktionseldas på platsen eller finner lokal användning som bränsle. Huvvuddelen omhändertas inorn avfallshanteringens organisation. Träavfall etc. är i många fall det största enskilda avfallssortimentet. Det är skrymmande och svårhanterligt och därmed dyrt att ta om hand och deponera.

Utsorterat träavfall är emellertid en lämplig bränsleråvara.

Ökad användning av rivningsvirke, byggavfall, etc. som bränsle ger ökad sysselsätt— ning i hanteringsledet, vid transporter och administration samt i mindre omfattning

i förbränningsanläggningar.

Arbetstillfällena utgörs av heltidsarbete och vad gäller transporterna av transport-

kontrakt avseende "eldningssäsongen".

Den vanligaste formen för tillvaratagande av grot för bränsle är att hämta "grot" från hygget, lägga upp det för torkning vid bilväg och därefter flisa bränslet i

anslutning till vidaretransporten till slutförbrukaren.

För dessa arbeten erfordras traktorförare, maskinoperatörer för flishuggar, lastbilsförare och administrativ personal. Dessutom tillkommer ett visst ökat behov

av personal vid eldningsanläggningarna.

Den administrativa personalen är heltidsanställd. Förare och maskinoperatörer arbetar på entreprenörskontrakt under "eldningssäsongen".

4.4 Integrerad avverkning, träddelar eller helträd

Metoden kännetecknas av att man strävar efter att minimera arbetsinsatserna genom att inte kvista och toppkapa träden i skogen för att i stället skilja massaved från kvistar och toppar (bränsle) vid terminaler eller vid Skogsindustri. Metoden är

vanlig fr.a. i Övre Norrland.

Arbetsinsatserna erfordrar maskinförare i skogen, lastbilsförare, maskinoperatörer

för upparbetning, administrativ personal samt personal vid förbränningsan-

läggningen.

Huvuddelen av arbetsinsatserna utförs i form av heltidsarbete. Bränsleleveranserna

sker emellertid endast under "eldningssäsongen".

Själwerksamma

Verksamheten består av avverkning i form av första gallring. Fällning sker med motorsåg, terrängtransport med skogsanpassad jordbrukstraktor. Leverans fritt bilväg till köpare. Flisning vid bilväg och vidaretransport genom inlejda entre-

prenörer.

Awerkning och transport kan med fördel bedrivas på för den självverksamme lämp- lig tid och i form av korttidsinsatser. Upparbetning och vidaretransport sker under

"eldningssäsongen".

Helmekaniserad avverkning

Awerkning i förstagallringsbestånd med maskinell fällning och terrängtransport med skotare. Bedrivs i princip året runt. Upparbetning och vidaretransport på motsvaran-

de sätt som ovan.

Arbetsinsatserna utförs av maskinförare, operatörer av flishuggar, lastbilsförare, personal vid förbränningsanläggningar och administrativ personal. F lishuggsoperatör-

erna och lastbilsförarna är engagerade under "eldningssäsongen", övriga året runt.

4.6 Bränsle till husbehov

Biobränsleanvändningen för husbehov är sammantaget större än värmeverkens biobränsleanvändning. Någon expansion bedöms emellertid inte som trolig. Effekten av en eventuell ökning av antalet användare kan antagas kompenserad av energibesparing och effektivisering i existerande verksamhet.

Arbetsinsatser och metoder vad gäller husbehovsbränsle antages motsvara de värden

som angivits för självverksamhet ovan.

Låg mekaniseringsgrad

Det är i första hand vad beträffar skörden som det kan vara meningsfullt att skilja på hög och lägre mekaniseringsgrad. Enklare skottskördare används i det lågmekaniserade alternativet. Flisning sker med en enkel traktormonterad flishugg. Transporterna sker med traktorekipage eller med mindre lastbilar. I detta alternativ har även inkluderats "farmartjänst", dvs att odlare engagerar sig i drift och tillsyn av

mindre förbränningsanläggningar.

Huvuddelen av arbetsinsatserna utförs av "odlaren". Arbetet är koncentrerat till

korta säsonger. "Farmartjänsten" varar emellertid under "eldningssäsongen".

Hög mekaniseringsgrad

Inlejda specialmaskiner utnyttjas för plantering, skörd, flisning och transport till

bilväg. Specialutrustade lastbilar transporterar flis till en större förbränningsan-

läggning.

Vissa arbeten kan lämpligen utföras av markägaren, men flertalet tjänster lejs in i form av maskin- och lastbilsförare. Arbetstillfällen kommer även till stånd genom

behov av viss ökning av personal Vid förbränningsanläggningar samt av administrativ

personal.

5. TORV

Verksamheten består av beredning av torvmossen och därefter av torvbrytning,

uppsamling, lagring och transport till förbränningsanläggning.

Arbetsinsatserna utförs av maskinoperatörer, lastbilsförare, personal vid för-

bränningsanläggningar och administrativ personal. Beredning och brytning är

säsongen". Övriga arbeten är året-runt-anställningar.

6. ÖVRIGA BIOBRÄNSLEN

6.1 Rörflen

Rörflen är ett flerårigt gräs som kan skördas i flera år efter etableringen. För höga skördar erfordras intensiv skötsel. Rörflen skördas och balas på fältet, transporteras

sedan till lager och sedan vidare till förbränningsanläggning.

Anläggning, skörd, balning, lagring och administration genomföres av "bonden",

vidaretransporten med kontrakterad lastbil.

Arbetet består av säsongs- och deltidsinsatser. Personal vid förbränningsanlägg-

ningen är heltidsanställd.

6.2 Halm

Halm tillvaratas i samband med spannmålsskörden. Halmen balas och lagras. Under "eldningssäsongen" transporteras den till förbränningsanläggningen per lastbil.

Arbetet består av säsongs- och deltidsinsatser. Personal vid förbränningsanlägg-

ningen är heltidsanställd.

7. FÖRÄDLADE BIOBRÄNSLEN

Tillverkning av pellets, briketter och träpulver sker i helmekaniserade anläggningar och innebär sålunda endast några få tillkommande arbetstillfällen. Följande

typvärden anges:

Bilaga 8 åvllOO 000 årston åv Wh Pellets 30 75 Briketter 15 36 Träpulver 12 23

Förädlade bränslen förbränns emellertid med högre verkningsgrad än vad som gäller för oförädlade biobränslen. Detta gäller även efter avdrag av energiåtgången för förädlingsprocessen. Användning av förädlade bränslen leder till färre anställda i förbränningsanläggningarna. Genom att utnyttja möjligheter till flexibilitet i bränsleval och lokalisering, kan nya effektiva metoder tillämpas, vilket leder till lägre

arbetskraftsbehov.

Den sammantagna effekten av förädling av biobränslen blir därför liten och man kan i grova drag hävda att en förädling inte ger några extra sysselsättningseffekter. Pelletstillverkning är mera arbetsintensiv än tillverkning av briketter och träpulver. Då marknaden för pellets är mindre förbränningsanläggningar ger detta större inverkan i form av ökad verkningsgrad och minskade personalbehov. Den generella

slutsatsen bör därför kunna gälla även för pellets.

8. REGIONALA FÖRUTSÄTTNINGAR

Framställningen i detta avsnitt bygger på existerande förhållanden i de olika regionerna, och på författarnas bedömningar om utvecklingsmöjligheter för olika bränslen och metoder. Bedömningarna har skett innan Biobränslekommissionens

marknadsbedömningar har förelegat och har därför inte kunnat anpassats till dessa.

Förutsättningarna för ökad användning av biobränslen varierar mycket mellan olika regioner i Sverige. Mönster i marknaden, infrastrukturen, tillgångarna, institutioner och aktörer skiljer sig i väsentlig omfattning och leder till att olika logiska utvecklingsvägar kan urskiljas för olika regioner.

Bilaga 8 Dessa mönster har analyserats baserat på dagens situation och bedömningar om

framtida utveckling har genomförts.

Regionuppdelningen är följande:

Övre Norrland

Nedre Norrland, Dalarna och Värmland Mälar-Hjälmare-området

Götaland (utom Skåne)

Skåne

Övre Norrland

Råvarutillgången är mycket god. Vissa möjligheter föreligger att öka biobränslean- vändningen i några värmeverk. I övrigt är marknaden mättad med beaktande av nuvarande skatteregler. Kol och olja i bl.a. gruvindustrin skulle tekniskt kunna ersättas medbiobränsle. "Export" till övriga regionerär möjlig.

En antagen ökning av biobränsleanvändningen skulle leda till att följande bränslen

och. metoder skulle komma att tillämpas.

DPA/Mn åv Wh

D Integrerad awerkning, träddelar eller helträd 122

A3. Biprodukter från sågverken och träindustrin 28 F (Torv) (200) H1 (Rörflen) (93)

Integrerad avverkning upplevs som konkurrenskraftig mot andra avverkningssystem och begränsas i dag av bristen på avsättningsmöjligheter.

Bilaga 8 Det finns ett visst överskott på bark och spån från sågverk och träindustri i

regionen. I vissa fall beror detta på avsaknad av lämpliga pannor, i andra fall på allmän marknadsmättnad vad gäller bränslen.

Torv har tappat marknader under de senaste åren.

Rörflen kan konkurrera under förutsättning att omställningsbidragen räknas in och att det etableras lämpliga pannor.

Enligt ovanstående kommer sysselsättning att skapas för skogsarbetare och framför allt inom transportledet. Ökningen bedöms uppgå till storleksordningen 80 årsverken per TWh. Arbetsinsatsernas tyndpunkt infaller inom en 6-8 månaders "säsong".

Nedre Norrland, Dalarna och Värmland.

Råvarutillgången är mycket god. Viss ökning av marknaden möjlig inom värmeverks- sektorn och inom skogsindustrin samt i form av "export" till andra regioner.

Följande bränslen och metoder skulle utnyttjas vid en antagen ökning av biobränsle-

användningen. Typvärden åv Wh A3. Biprodukter från sågverken och träindustrin 28 C. Avverkningsrester ("gröt") 115 E. Direktawerkning av träddelar etc. Själwerksamma 251 Högmekaniserad 125 D Integrerad avverkning, träddelar eller helträd 122 F (Torv) (200) Hl (Rörflen) (93)

fall beror detta på avsaknad av lämpliga pannor, i andra fall på allmän marknads- mättnad vad gäller bränslen. Överskottet kan utnyttjas i planerade nya pannor och

i fabriker för bränsleförädling.

Potentialen för utnyttjande av grot är stor och utnyttjandet begränsas av priser och marknadsutrymme. Samma förutsättningar gäller för direktavverkad bränsleråvara.

Integrerad awerkning i form av metoder för träddelar eller helträd är beroende av biobränslens framtida möjligheter att konkurrera med fossila bränslen inom skogsindustrin, främst skattenedsättningsreglerna, och de praktiska samordnings— möjlighetema beträffande bränsle- och vedråvaruförsörjningen. För torv gäller samma förutsättningar som beskrivits ovan för Övre Norrland. Rörflen kan konkurrera om omställningsbidrag inräknas i kalkylerna.

Arbetstillfällen tillskapas i första hand i transportledet, i form av maskinförare i avverkningsarbetet och i form av möjligheter till självverksamhet. Uppskattningsvis 120 årsverken skulle tillkomma vid en antagen ökning av 1 TWh. Huvvuddelen av dessa arbeten kommer att utgöras av deltid och säsongsarbete och skulle sålunda få väsentlig betydelse för sysselsättningen av storleksordningen 250 personer.

Mälar-Hjälmare-området

Tillgångarna på biobränsleråvara är god i nuvarande efterfrågesituation. Marknads- potentialen är emellertid mycket stor och om den realiseras kommer det rimligen att vara mera ekonomiskt att anskaffa delar av den efterfrågade biobränslekvantite-

ten från andra källor än att till fullo utnyttja regionens råvarupotential.

En antagen utökning av biobränsleanvändningen leder till att följande bränslen och

metoder kommer att utnyttjas:

Bilaga 8 Typvärden åv Wh C. Awerkningsrester (gröt) 115 E. Direktawerkning av träddelar etc. Sj älwerksamma 25 1 Högmekaniserad 125 F. Energiskog Hög manuell insats, "farmartjänst" 406 Högmekaniserade metoder 89 HZ Halm 84 D (Integrerad avverkning, träddelar eller helträd) (122) A3 (Biprodukter från sågverken och träindustrin) (28) Hl (Rörflen) (93)

"Grot"- utn tt'ande samt direktawerknin av bränsleråvara kommer att täcka y J 8 huvuddelen av det antagna bränslebehovet från regionen.

Förutsättningarna för energiskog är goda, speciellt om man räknar in bidragen för omställning av användning av jordbruksmark.

Halm kan sannolikt bli prismässigt konkurrenskraftigt, men halmeldning erfordrar att speciella förbränningsanläggningar etableras eller att halmbränslet förädlas. Integrerad avverkning av massaved och bränsle kan komma till stånd om skattereg- lerna förändras vad gäller förutsättningarna för energigenerering inom skogsindu- strin.

Sågverkens och träindustrins biprodukter är i huvudsak till fullo utnyttjade redan i dag. Endast marginella kvantiteter kommer därför att kunna tillkomma.

Förekomsten av torv är liten inom regionen.

Bilaga 8 Rörflen kan konkurrera om omställningsbidragen inräknas.

Även i denna region kommer tillkommande arbetstillfällen att skapas för lastbils- förare i transportledet, för maskinförare i avverkningsarbetet och som möjligheter till själwerksamhet i awerkningsarbeten. Dessutom tillkommer arbeten i energi- skogsodling och dess skörd. Ungefär 200 årsverken skulle tillkomma vid en antage-n ökning av 1 TWh. Huvvuddelen av dessa arbeten kommer att utgöras av deltid och säsongsarbete och skulle sålunda få väsentlig betydelse för sysselsättningen av storleksordningen 500 personer.

Götaland (utom Skåne)

Tillgångarna på råvaror för biobränslen är mycket stora. Ökning av marknaden är möjlig inom värmeverkssektorn och inom industrin samt i form av "export" till andra

regioner.

En ökad användning av biobränslen skulle leda till att följande bränslen och

metoder kommer till användning:

Typvärden åv Wh

C Avverkningsrester ("grot") 115 E Direktawerkning av träddelar etc

Själwerksamma 251 Högmekaniserad 125 A3 Biprodukter från sågverken och träindustrin 28 F Energiskog

Hög manuell insats, "farmartjänst" 406 Högmekaniserade metoder 89 H2 Halm 84 D (Integrerad awerkning, träddelar (122)

eller helträd) Hl (Rörflen) (93)

huvuddelen av det antagna bränslebehovet.

Sågverkens och träindustrins biprodukter utnyttjas redan i dag i hög omfattning. Begränsade kvantiteter kommer emellertid att kunna tillkomma genom effektivise- ring och energibesparing inom industrin.

Energiskog kan konkurrera lokalt om man räknar in bidragen för omställning av användning av jordbruksmark.

Halm kan sannolikt bli prismässigt konkurrenskraftig, men halmeldning erfordrar att speciella förbränningsanläggningar etableras eller att halmbränslet förädlas.

Integrerad awerkning av massaved och bränsle i form av träddelar kan komma till stånd om skattereglerna förändras vad gäller förutsättningama för energigenerering inom skogsindustrin. Expansionsmöjligheterna för torv inom regionen bedöms som små.

Rörflen kan konkurrera om omställningsbidragen inräknas,

Tillkommande arbetstillfällen består av arbeten för lastbilsförare i transportledet, för maskinförare i avverkningsarbetet och som möjligheter till själwerksamhet i avverkningsarbeten. Dessutom tillkommer arbeten i energiskogsodling och dess skörd. Ungefär 160 årsverken skulle tillkomma vid en antagen ökning av 1 TWh. Huvvuddelen av dessa arbeten kommer att utgöras av deltid och säsongsarbete och skulle sålunda få väsentlig betydelse för sysselsättningen av storleksordningen 350 personer.

Bilaga 8 Skåne

Tillgångarna på biobränsleråvara är begränsade. Marknadspotentialen är emellertid stor. Om den realiseras kommer biobränsle att i huvudsak anskaffas från andra regioner. Inom ekonomiskt möjliga ramar kommer man givetvis att även utnyttja

regionens råvarupotential.

En antagen utökning av biobränsleanvändningen leder till att följande bränslen och

metoder kommer att utnyttjas inom regionen:

Typvärden åv Wh C. Avverkningsrester ("gröt") 115 E. Direktawerkning av träddelar etc Sj älvverksamma 25 1 Högmekaniserad 125 F. Energiskog Hög manuell insats, "farmartjänst" 406 Högmekaniserade metoder 89 H2 Halm 84

"Grot"- utnyttjande samt direktawerkning av bränsleråvara kommer svara för huvuddelen av det antagna bränslebehovet från regionen.

Förutsättningarna för energiskog är goda speciellt om man räknar in bidragen för omställning av användning av jordbruksmark.

Halm kan sannolikt bli prismässigt konkurrenskraftigt, men halmeldning erfordrar att speciella förbränningsanläggningar etableras eller att halmbränslet förädlas.

Sågverkens och träindustrins biprodukter är i huvudsak till fullo utnyttjade redan i dag. Endast marginella kvantiteter kommer därför att kunna tillkomma.

Förekomsten av torv är liten inom regionen. Odling av rörflen förekommer endast i liten omfattning.

Även i denna region kommer tillkommande arbetstillfällen att utgöras av lastbilsförare i transportledet, av maskinförare i awerkningsarbetet och av möjligheter till själwerksamhet i awerkningsarbeten. Dessutom tillkommer arbeten i energiskogsodling och dess skörd. Ungefär 200 årsverken skulle tillkomma vid en antagen ökning av 1 TWh. Huvvuddelen av dessa arbeten kommer att utgöras av deltids- och säsongsarbete och skulle sålunda få väsentlig betydelse för sysselsätt— ningen av storleksordningen 500 personer.

9. TILLÄMPNING PÅ TVÅ ANTAGNA EXEMPEL

I syfte att belysa sysselsättningseffekterna av väsentliga genombrott för biobränslen på marknaderna har beräkningar utförts för följande antagna exempel.

Exempel A. Biobränslen ersätter fossila bränslen i kommunala kraftvärme- och värmeverk, sammantaget i en ökad omfattning av 15 TWh bränsleenergi i jämförelse med 1991.

Exempel B. Biobränslen ersätter fossila bränslen och el i mindre och medelstora värmecentraler etc. sammantaget i en ökad omfattning av 15 TWh bränsleenergi i jämförelse med 1991.

De beräkningar som genomförts för ovanstående exempel baseras på regionala sysselsättningseffekter redovisade i tidigare avsnitt i föreliggande rapport.

i kommunala energiverk med 15 TWh

Det antages att ökningen kommer att utgöras av dels flis, dels förädlade bio- bränslen. De projekt, som nu är under genomförande med stöd av statliga in- vesteringsstöd för kraftvärmeanläggningar kommer att i huvudsak gälla flis. Det antages att övrig tillkommande bränslekvantitet kommer att utgöras av förädlade

biobränslen.

Marknaden för dessa bränslen, med ovanstående antaganden, kommer att bestå av

energianläggningar fördelade enligt följande bedömningar:

Teknisk möjlig Antagen potential marknad Mälar-Hjälmare-området Storstockholmsområdet 5 TWh 4 TWh Västerås 2 TWh 1 TWh Övriga 3 TWh 2 TWh Götaland (utom Skåne) Norrköping/Linköping 2 TWh 1 TWh Göteborgsregionen 2 TWh 1 TWh Övriga 2 TWh 1 TWh Skåne Malmö/Helsingborg 3 TWh 2 TWh Övriga 1 TWh 1 TWh Övre Norrland samt Nedre Norrland, Dalarna och Värmland Gävle/Sundsvall/Umeå 1 TWh 1 TWh Övriga 1 TWh 1 TWh

Som framhållits ovan har i dag samtliga regioner överskott på bränsleråvara. Detta överskott är emellertid mindre i Mälar-Hjälmare-regionen och i Skåne, dvs regioner- na med de största marknaderna. I denna studie antages att försörjningen av dessa regioner kommer att organiseras genom att bränsle tillförs från regioner med stora råvaruöverskott snarare än genom intensiv exploatering av biobränsleråvaran i

närheten av marknaden.

Bilaga 8 Bränslet till energianläggningarna i sammanställningen ovan kan i stor omfattning

transporteras sjöburet och per järnväg. Kostnaderna för olika transportsätt samman-

fattas översiktligt enligt följande:

Kr/MWh 100 km 400 km Lastbilstransporter 23 61 J ärnvä gstrans porter 33 43 Sjötransporter 20 30

Bränsleproduktion i Sverige

En kombination av marknad, råvarutillgångar och transportkostnader i Sverige leder till en tillverknings/försörjningsstruktur enligt följande:

Produktion Marknad Ext. leveranser Övre Norrland 1 TWh Målar-regionen 1 TWh Nedre Norrland, Mälar-regionen Dalarna, Värmland 4 TWh Egen 2 TWh Målar-Hjälmar- regionen 4 TWh Egen 0 Götaland (utom Skåne) 5 TWh Egen 2 TWh

Skåne

Skåne 1 TWh Egen 0

Ovanstående antaganden och beräkningar skulle ge följande sysselsättningseffekter i form av ökad verksamhet för en antagen ökning på sammanlagt 15 TWh.

Nedre Norrland, Dalarna, Värmland 480 årsverken

Målar-Hjälmar- regionen 800 årsverken

Götaland(utom Skåne) 800 årsverken

Skåne 200 årsverken

SUMMA 2360 årsverken

Som tidigare framhållits, bör det noteras att dessa årsarbeten inte i första hand utgörs av "nya jobb", utan snarare innebär en utvidgning och stabilisering av arbetsvolymen i redan existerande verksamheter. Detta leder till att arbetsupp- gifterna berör uppskattningsvis 10 000 personer, för vilka dessa arbetsuppgifter blir

av väsentlig betydelse för deras utkomst.

Import av biobränslen

Den marknads- transport- och tillgångsstruktur, som ligger till grund för slutsatserna ovan kan emellertid utvidgas att omfatta även möjligheter till import av biobränslen. Detta leder till slutsatsen att väsentliga delar av marknaden kommer att kunna försörjas billigare med importerade bränslen än med inhemska.lnom några år och under överskådlig tid kommer Baltikum och möjligen även Ryssland att kunna producera och leverera såväl flis som förädlade biobränslen till konkurrenskraftiga priser till de svenska kraftvärme— och värmeverk som har möjlighet att utnyttja billiga sjötransporter. I ett antaget typfall kan ett sådant försörjningsmönster bli

följande:

Bilaga 8 Produktion Marknad Ext. leveranser Övre Norrland 0 TWh - 0 TWh Nedre Norrland, Dalarna, Värmland 2 TWh Egen O TWh Målar-Hjälmar- regionen 2 TWh Egen 0 TWh Götaland (utom Skåne) 2 TWh Egen 0 TWh Skåne 1 TWh Egen O TWh Import Målar-regionen 5 TWh Götaland 1 TWh Skåne 2 TWh

Sysselsättningen i detta antagna fall uppgår till följande värden:

Övre Norrland -

Nedre Norrland, Dalarna, Värmland 240 årsverken

Målar-Hjälmar- regionen 400 årsverken

Götaland(utom Skåne) 320 årsverken

Skåne 200 årsverken

SUMMA 1160 årsverken

24 Bilaga 8 9.2 Exempel B. Biobränslen ersätter fossila bränslen och el i mindre och medelstora värmecentraler etc., sammantaget i en ökad omfattning av 15 TWh

bränsleenergi i jämförelse med 1991

Även i detta exempel kommer de redan beslutade och påbörjade projekten att genomföras enligt planerna. Flertalet av dessa är som ovan nämnts fliseldade. Den övriga tillkommande marknaden antas till övervägande del komma att utnyttja

förädlade bränslen.

Eftersom marknaden är heterogen och består av ett stort antal kunder antas försörjningssystemet komma att utgöras av en kombination av flera "bränsleidéer"

bland andra följande:

Lokal billig råvara försörjer lokal marknad "Farmartjänst" försörjer lokal marknad Storskalig bränsletillverkning försörjer lokal, regional,

(nationell) marknad

Råvarutillgångar, råvarukostnader, transportkostnader, effektivitet i produktion och handelsled samt förmåga till utveckling och innovationer kommer att avgöra hur olika "bränsleidéer" kommer att utvecklas. Marknaden kommer uppenbart att kännetecknas av konkurrens. Här antages att de bästa förutsättningama råder i geografisk närhet till marknaden. Den antas i sin tur vara nära relaterad till befolkningens utbredning, dock med viss reducering inom storstadsområdena.

Detta skulle ge en marknadsbild för möjlig ökning enligt följande:

Antagen marknad

Övre Norrland 1 TWh Nedre Norrland”, Dalarna och Värmland 2 TWh Mälar—Hjälmare-området 4 TWh Götaland (utom Skåne) 6 TWh Skåne 2 TWh

Produktionen antages i detta exempel komma att förläggas i samma region som marknaden. Detta skulle leda till en ökad sysselsättning av följande omfattning

Övre Norrland 80 årsverken

Nedre Norrland, Dalarna, Värmland 240 årsverken

Målar-Hjälmar-

regionen 800 årsverken Götaland 960 årsverken (utom Skåne)

Skåne 400 årsverken SUMMA 2880 årsverken

Även i detta fall utgörs få av årsverkena av "nya jobb". I stället utgörs den skapade sysselsättningen av förstärkning och komplettering av redan existerande verksamhet.

Import

I exempel B är importbränslen inte lika konkurrenskraftiga, eftersom flertalet anläggningar ej kan nås sjövägen eller med järnväg. Omlastningar är kostnadskrä— vande och minskar därför importalternativens möjligheter att konkurrera. En bedömning, innebärande att 15% skulle kunna utgöras av importbränslen, skulle reducera i första hand den inhemska produktionen i Mälar-Hjälmare-regionen och i Götaland. Sysselsättning'bn skulle gå ner i motsvarande grad.

Följande företag har intervjuats eller per brev bidragit med information och

erfarenheter,

SCA Z—bränslen SCA Y-bränslen SCA Norrbränslen SÅTAB

Norrskog Åkeriskog Fastbränsle AB Södra Skogsenergi Sydkraft Agrobränsle Pulverbränsle Summa AB MP-Bolagen Stockholm Energi Råsjö Torv AB

Ager, B. 1982. Småskalig produktion av brännved för enskilda hushåll - tankar kring en fallstudie. SLU, inst f skogsteknik. Stencil nr 174/1982.

Alexandersson, H. 1984. Flisning av trädrester och klena lövträd i södra Sverige. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Resultat nr 6, 1984.

Axenbom, Å. m. fl. 1992. Biobränslen från jord och skog. Värderingar ur ett mark- nadsperspektiv. Aktuellt från Lantbruksuniversitetet 405/406 (under tryckning).

runberg, B. 1991. Tillvaratagande av skogsbränsle som träddelar och slutawerk- ningsrester - system , maskiner, metoder och kostnader. Vattenfall, U(B) 1991/17.

Danielsson, B-O. 1991. Technik fiir die Gewinnung von Heizmaterial aus dem Walde. In Mechanisierung der Waldarbeit (B. Ager, red.). SLU, inst f skogsteknik. Uppsatser och Resultat nr 211, s 144-120.

Danielsson, B-O. m. fl. Inventeringsstudie biobränslepotential i södra Sverige. Vattenfall, U(B) 1990/40.

Eickhoff, K. 1988. Flisning vid gallring av lövbestånd? Resultat nr 1, 1988. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten.

Engsås, J. 1990. The establishment of municipal wood based heating system from a regional macro-economic perspective. In Forestry and rural development in industrialized countries (B. Ager, red.). IUFRO working party S 4.07-07. SLU, inst f skogsteknik, s 73-80.

Flinkman, M. 1989. Produktion och utbud av trädbränslen från sågverk och skiv- industri i framtiden. - En utredning på uppdrag av Statens Energiver. SLU, SIMS—institutionen. Utredning nr 4.

Gullberg, T. 1991. Analyser av drivningssystem vid gallring och röjning inom privatskogsbruket. SLU, inst f skogsteknik. Rapport nr 191.

Hellström, C. & Westerberg, D. 1990. Storskaligt skogsbruk 1990 - metoder,

prestationer och kostnader. Stencil 1990-08—20. Forskningsstiftelsen Skogs- arbeten.

Hektor, B. & Vikinge, B. 1991. Försörjningssystem för trädbränslen i Norrbotten. SLU, SIMS-institutionen. Utredning nr 6.

Liss, J-E. & Swartström, J. 1984. Mindre fastbränsleanläggningar. SLU, Småskogsnytt nr 1, 1984.

Liss, J-E. 1984. Drivningsmetoder för Själwerksamma skogsägare vid tillvara-

Lönner, G., Parikka, M. & Rutegård, G. 1987. Produktion av trädbränslen vid sågverk/skivindustrin. SLU, SIMS-institutionen. Utredning nr 2.

Lönner, G., Parikka, M. & Törnqvist, A. 1989. Kostnader och tillgänglighet för awerkningsrester på lång sikt.- En utreding på uppdrag av Statens Energiverk. SLU, SIMS-institutionen. Utredning nr 3.

Marks, J. 1990. Träpulver - ett förädlat fastbränsle. SLU, inst f skogsteknik. Upp- satser och Resultat nr 182.

Pettersson, 1. 1982. Halm som energikälla. NE 1982z2.

Risberg, S. 1992. Småskaliga värmeentreprenader. SLU, inst f skogsteknik. Stencil nr 3. 1992.

Sundström, B. 1980. Sysselsättningseffekter av alternativa energiförsörjningssystem - Skogsenergi. Statens Planverk, promemoria 1980-12-10.

Statens Energiverk. Fasta bränslen. 1984z5.

Westerberg, D. 1991. Flisfordon, uppbyggnad och transportekonomi. Skogsarbeten, Resultat nr 6. 1991.

KRAFTV ÄRMEN S KONKURRENSKRAFT

VID ELDN IN G AV BIOBRÄNSLEN

RESPEKTIV E FOSSILA BRÄNSLEN

Peter Margen för Biobränslekommissionen maj 1992

med tillägg juli 1992

it E? argen-Consult AB Phone + 46 155 858 46 Postgironr 22 55 23—0

&

; llhelgonavägen 21 Bankgironr 9658-4838 11 35 NYKÖPING Telefax +46 155 858 46 Org.nr. 556239-7140

FÖRORD

Våren 1992 beställde Biobränslekommissionen en utredning om vilka utsikter det finns för olika slags kraftvärmeverk att bli lönsamma i Sverige, dels på kort sikt, dels på lång sikt. Särskilt skulle de biobränsleeldade kraftvärmeverkens möjligheter att konkurrera med andra produktionsalternativ analyseras.

Utredningen skulle utgå från de skatteregler som just framlagts i kompletterings- propositionen samt från dagens bränslepriser och vissa bränsleprisprognoser. Även betydelsen av vissa tänkbara ändringar i skattereglerna, t ex ändringar som en följd av anpassning till regler som nu diskuteras inom EG, eller ändringar som syftar till ökad användning av biobränsle för kraftvärmeproduktion skulle belysas. Rapporten som redovisar resultaten av detta uppdrag blev färdig i maj 1992.

Kort efter att rapporten blev färdig begärdes en komplettering av deni två avseenden, dels inverkan av de reviderade tillämpningsbestämmelser för kompletterings— propositionens skatteregler som under tiden beslutats av riksdagen, dels hur ytter- ligare några av Kommissionen specificerade styrmedel skulle påverka användningen av biobränslen för kraftvärmeverk. Resultat från denna kompletterande utredning redovisas i ett särskilt tillägg.

Den preliminära rapporten från maj 1992 och ovannämnda tillägg utgör föreliggande rapport. För uppdraget värdefulla synpunkter har inhämtats från en av Biobränsle- kommissionen tillsatt referensgrupp för styrmedelsfrågor, samt från Biobränsle- kommissionens sekretariat, särskilt från kansliråd ]an Thyberg.

Nyköping den 31 juli 1992

Peter Margen

Bränslekommissionens referensgrupp för styrmedelsfrågor

]ordbruksdepartementet Departmentssekreterare Åke Axenbom

Näringsdepartementet Departementssekreterare Olle Björk

Tekniska Verken i Linköping AB Värmeverkschef Ingvar Carlsson

Biobränslekommissionen Departementssekreterare Annika Helker Lundström

Näringsdepartementet Departementssekreterare Göran Lagerstedt

Riksskatteverket Avdelningsdirektör Lars Lundholm

Statens Naturvårdsverk Avdelningsdirektör Kerstin Lövgren

Biobränslekommissionen Kansliråd Ian Thyberg

Miljö- och Naturresursdepartementet Kansliråd Ulla Weigelt

NUTEK Utredare Anders Wikström

INNEHÅLL

Sammanfattning

VPUJNb—Å

9

UPPDRAGET

DEN SVENSKA MARKNADEN FÖR KRAFIVÄRME KRAFI'VÄRMETEKNIKER

BERÄKNINGSFÖRU'ISÄTI'NINGARNA 4.1 Direkta bränslepriser och avgifter

4.2 Bränslepriser och skatt 4.3 Kapitalkostnader samt drift och underhåll (DoU) 4.4 Statsbidrag

4.5 Övriga kostnadsantaganden 4.6 Elpriset

NÄR ÄR DET LÖNSAMT A'IT DRIVA BEFINTLIGA KRAFIVÄRMEVERK?

LÖNSAMHETEN FÖR NYA KRAFI'VÄRMEVERK MED KOMPLETTERINGS— PROPOSITIONENS SKATYEREGLER 6.1 Lönsamhet vid prisläget 1991 6.2 lönsamhet vid prisläget år 2000 6.3 Långtidstrend 6.4 Biobränsleeldade kraftvärmeverk med ny teknik 6.5 Diskussion

KÄNSLIGHETSANALYS

7.1 Lägre elpris 7.2 Lägre bränslepriser 7.3 Skatt kompenserad för inflation

KONSEKVENSER AV ÄNDRINGAR I SKA'I'I'EREGLERNA 8.1 Total skattebefrielse för vissa kraftvärmetekniker enligt "Visby-domen" 8.2 Slopad möjlighet att använda skattebefriat fossilt bränsle för elproduktion Od! biöbränsle för resterande produktion i samma kraftvärmeverk 8.3 Hur kan man bäst öka biobränslets användning för kraftvärme under 1990-talet? 8.4 Anpassning av svenska skatteregler helt eller delvis till kommande skatte- regler inom EG.

SLUTORD

REFERENSER

Bilaga 1: Principscheman för olika kraftvärmeprocesser Bilaga 2: Bränslepriser, inklusive skatt för el, kraftvärme och värme Bilaga 3: Viktigare data för kraftvärmeverk som använts i beräkningarna

TILLÄGG: Juli 1992: "Inverkan av olika styrmedel"

SAMMANFATTNING

I denna rapport analyseras lönsamheten för kraftvärmeverk av skilda slag, med olika bränslen, dels med kompletteringspropositionens regler dels med regler modifierade på olika sätt. Resultat redovisas för prislägen 1991, år 2000 och därefter. Fjärrvärme— system av skilda storlekar och med olika befintliga produktionsanläggningar be- handlas. Slutsatser dras särskilt angående möjligheten till en ökad kommersiell an- vändning av biobränslen i kraftvärmeverk med olika skatteregler i olika tidsskeden.

Resultat med kompletteringspropositionens skatteregler

För de flesta fjärrvärmesystem medför kompletteringspropositionens skatteregler viss, om än begränsad, skärpning av skatt för fossilt bränsleeldade kraftvärmeverk och värmepannor. Dessa får något försvagad konkurrenskraft, vilket medför att biobränsleeldade enheter klarar sig bättre. Sammanlagt minskar dock kraftvärme- utbyggnaden något jämfört med vad som beräknas ske med dagens skatteregler.

Kraftvärmeverk med dagens teknik

Vid dagens prisläge för bränsle och el, får befintliga kraftvärmeverk en rimlig utnyttjning. Baseras beslut om investeringar i nya kraftvärmeverk på dessa priser, blir dock utbyggnaden av nya kraftvärmeverk liten. Också andelen biobränsleeldade kraftvärmeverk blir liten, och dessutom helt beroende av fortsatt möjlighet att få stats— bidrag. De biobränsleeldade verken kommer dessutom att använda så stor andel skattebefriat kol som reglerna medger.

Beaktas prognoser för prisläget år 2000 vid investeringsbeslutet, lönar det sig att bygga fler nya kraftvärmeverk, särskilt vid prognoser som förutspår högre elpriser på grund av den fria elmarknaden. Andelen biobränsleeldade kraftvärmeverk ökar något, men dessa byggs fortfarande bara om statsbidragsmöjligheten kvarstår.

Beaktas prognoser för bränslepriser och elpriser på ännu längre sikt, ökar utbyggna- den av nya kraftvärmeverk generth och biobränsleeldade verk speciellt. Den första av dessa slutsatser gäller i särskilt hög grad, om man tror på en kommande kämkrafts- avveckling som ytterligare skulle höja elpriserna. Den andra slutsatsen är mera en konsekvens av stigande realpriser för fossila bränslen och viss prisreduktion för biobränslen, enligt prognoserna. Givetvis har alla prognoser som sträcker sig över så lång tid en betydande osäkerhetsmarginal.

Biobränsleeldade kraftvärmeverk med ny teknik

Om planerad demonstration av gaskombiverk med förgasat biobränsle som uppnår höga elutbytesfaktorer - fullföljs och dagens kostnadsmål för denna nya teknik infrias, kan dessa kraftvärmeverk börja bli konkurrenskraftiga vid prisläget för åren 2005 - 2010. Vid de höga elpriser som då bedöms råda, kompenserar de nya verkens höga elutbytesfaktorer och biobränslenas relativt låga priser i detta skede, verkens höga anläggningskostnader.

Resultat med modifierade skatteregler Skattebefrielse för vissa kraftvärmetekniker

Ett domstolsutslag (den s k "Visby-domen") har tolkats så att vissa kraftvärmetekniker (förbränningsmetorer och gasturbiner) befrias från all skatt. Sker detta, kan vare sig biobränsleeldade kraftvärmeverk eller fossilt bränsleeldade kraftvärmeverk med annan teknik, konkurrera med de tekniker som domen favoriserar. Dessa konsekven- ser strider mot önskemål om utbyggnad av biobränsleeldade kraftvärmeverk och prioritering av energieffektiv teknik. Gasturbiner har t ex lägre elproduktionsverk- ningsgrad än gaskombiverk, som blir utslagna.

Åtgärder som mar utbyggden av biobränsleeldad kraftvärme under 1990—talet

Så länge Sveriges omvärld inte beskattar bränsle för elproduktion i nämnvärd om- fattning, är någon form av bidrag för deras elproduktion den mest effektiva åtgärden för att öka utbyggnaden av biobränsleeldade kraftvärmeverk som kompensation för utebliven beskattning av koldioxidutsläppen för elproduktion med fossila bränslen. Bidraget kan utformas som ett utökat investeringsbidrag per kW el (eftersom nuva- rande bidrag knappast räcker, enligt beräkningsresultaten, för att ge önskad effekt under 1 990-talet), eller motsvarande produktionsbidra g per kWh el, eller ännu bättre, en kombination av dessa åtgärder i lämpliga proportioner. Kombinationen ger både låg risk för ägaren då de gäller effekterna av framtida regelförändringar, och lå g rörlig kostnad som ökar kraftvärmeverkets utnyttjningstid. Görs bidraget tillräckligt stort, kan man samtidigt avveckla nuvarande möjlighet att använda skattebefriat kol för viss del av bränsleförbrukningen och biobränsle för resten. På detta sätt säkerställs att endast biobränsle används i dessa verk utan att deras konkurrensförmåga blir li— dande.

För de ovan beskrivna åtgärderna är det lätt att beräkna relationen mellan bidragets storlek och förväntad måluppfyllelse, till skillnad från andra åtgärder, t ex koldioxid- skatt på bränsle för elproduktion med återbäring av skatt, där återbäringens storlek kan variera år från år med belopp som är svåra att förutsäga. Dessutom kan en ytter- ligare koldioxidskatt under 1990-talet kraftigare minska utbyggnaden av kraftvärme med fossila bränslen och därigenom negativt påverka den totala kraftvärmeut-

byggnaden.

Skatt på bränsle för elproduktion

När Sveriges omvärld börjar beskatta bränsle för elproduktion, finns anledning för Sverige (och troligtvis ett EG—tvång) att följa efter. Om kompletteringspropositionens regler för skatt vid värmeproduktion kompletteras med skatt på bränsle för elpro- duktion, med ett belopp som motsvarar EG-kommissionens förslag till minimiskatt för allt fossilt bränsle år 2000, stärker detta lönsamheten för svenska kraftvärmeverk. Andelen lönsamma biobränsleeldade verk med konventionell teknik blir dock oför- ändrad.

Däremot förbättras konkurrenskraften för gaskombiverk med förgasat biobränsle, dvs med ny teknik, mera än för övriga verk på grund av deras höga elutbytesfaktor. Med så höga elpriser beräknas de bli den lönsammaste typen av kraftvärmeverk på 2000—talet, när tekniken har mognat, förutsatt att kostnadsmålen för anläggningama klaras.

Anpassning till EGs minimiskatt även för värme

Tvingas Sverige anpassa skattereglerna genereut till de minimiskatter som EG—kom— missionen föreslår för år 2000, vid prisläget år 2000, får fossilt bränsleeldade kraftvär- meverk bättre, och konventionella biobränsleeldade kraftvärmeverk sämre konkur- renskraft, än med kompletteringspropositionens regler. Anledningen är den låga EG— skatten för värmeproduktion och det faktum att EG-skatten även drabbar elproduktion så att elpriserna stiger. Det sistnämnda inslaget gynnar kraftvärmeverk med höga elutbytesfaktorer.

1 UPPDRAGET

Som ett led i Biobränslekommissionens uppgift att analysera förutsättningama för en ökad kommersiell användning av biobränslen har jag fått i uppdrag att analysera dessa förutsättningar för kraftvärmeverk inom fjärrvärmesektorn. Därvid skall, en- ligt uppdraget, de ekonomiska förutsättningama för kraftvärme i allmänhet, och biobränsleeldade verk i synnerhet analyseras, dels för de skatteregler som nyligen lagts fram i regeringens kompletteringsproposition, dels för vissa andnngar i dessa regler som kan bli aktuella för att förbättra biobränslenas möjligheter inom kraftvärme- sektorn, eller för att anpassa Sverige till vad som sker i vår omvärld.

Förberedande arbeten bedrevs av mig under perioden januari - april på uppdrag av både NUTEK och Biobränslekommissionen, med nuvarande skatteregler som grund, och rapporterades i referens 1. Nuvarande uppdrag från Biobränslekommissionen har dock ett vidare mandat när det gäller tidsperioden för vilken lönsamheten skall analyseras och skatteregler som skall belysas, samt en mera direkt fokusering på biobränslen.

2 DEN SVENSKA MARKNADEN FÖR KRAFI'VÄRME

kommas när el och värme produceras i skilda anläggningar, nämligen kondens- kraftverk för elproduktion, (verkningsgrad 40 - 50 %) och värmepannor för värme- produktion (verkningsgrad 85 % eller mera). För att kraftvärmeverk skall kunna bli lönsamma, erfordras dock vissa förutsättningar. Sverige har en av dessa, ett stort antal (ca 150) stora ledningsbundna system för central produktion och distribution av värme - fjärrvärmesystemen. Sammanlagt producerar dessa ca 40 GWh värme idag, ännu mera på sikt, enligt Värmeverksföreningens prognos, figur 1. De största sy- stemen levererar maximal effekt på ca 1000 MW, de minsta 10 MW, och drygt 100 MW i genomsnitt. De förbrukar olika bränslen, däribland en stigande andel biobränslen, enligt resultatet av Värmeverksföreningens enkätundersökning, figur 2.

Med en annan nödvändig förutsättning har det hittills varit sämre beställt. Eftersom kraftvärmeverken levererar två produkter, el och värme, är det viktigt att kunna av- sätta el till ett rimligt pris. Hittills har på grund av riklig tillgång till vattenkraft och kärnkraft, de svenska elpriserna varit förhållandevis låga, vilket varit till nackdel för kraftvärme. Efterhand kan dock denna förutsättning förändras av skilda anled— ningar, t ex uppbyggnaden av en friare elmarknad som leder till att svenska elpriser

Även när det gäller kraftvärmeverkens andra produkt, värme, är altemativpro- duktionskostnaden väsentligt. Här finns stora olikheter mellan Sveriges många fjärrvärmesystem. Vissa har redan investerat i dyra värmeproduktionsanläggningar med låga rörliga kostnader, t ex värmepumpar eller flispannor, vilket gör det svårare

- PROGNOS _

statistik

Fig 1: Värmeverksföreningens prognos, 1991, för levererad fjärr- värme (normalårskorrigerad)

... ....... ...... .......... ........... ...........

............ ............. ............

I

F1g1_11_'2: BränslefördelningförfjärrvärmeenligtVärmevaksföreningens enkätundersölming, 1991.

att motivera nya investeringsobjekt, alltså, nya kraftvärmeverk. Vissa fjärrvärmesys- tern har tillgång till naturgas, andra har det inte. Även systemstorlek är en viktig faktor, eftersom stora kraftvärmeverk är billigare per kW och har bättre prestanda än små. För att skapa en korrekt bild av kraftvärmens möjligheter måste deras konkurrens- situation i olika slags fjärrvärmesystem analyseras.

Är kraftvärmeverkens ekonomi ansträngd behövs en korrekt kreditering för de miljö- fördelar de medför på grund av låg bränsleförbrukning och låga utsläpp, inte minst när det gäller att uppnå lönsamhet för kraftvärmeverk eldade med biobränslen. Biobränsleeldning ökar nämligen inte, till skillnad från eldning med fossila bränslen, atmosfärens koldioxidhalt, långsiktigt. Denna kreditering av biobränslenas miljö- fördelar kan ske genom en beskattning av fossila bränslen som premierar miljövänliga och energieffektiva processer.

Eftersom kraftvärmeverk kostar betydligt mera per kW än värmepannor, lönar det sig oftast att driva kraftvärmeverken under relativt lång tid, dvs leverera "baslasten" av värmebehovet, se figur 3. Under sommaren är dock ofta elpriserna för låga för att motivera kraftvärmeverkens drift. Då drivs de bara vinter, vår och höst, och produ— cerar energi motsvarande den sektionerade ytan i figur 3.

Metodiken som används i denna rapport för bedömning av kraftvärrneverkens ekonomi, är att beräkna bruttokostnaden som olika typer av kraftvärmeverk förvän- tas ge med olika bränslen enligt olika skatteregler, och dra ifrån förväntade intäkter för elproduktion. På detta sätt erhålls nettokostnaden för värmeproduktion. Den jämförs sedan med värmekostnaden för andra produktionsaltemativ som står till förfogande i olika system, både befintliga och nya. Fjärrvärmesystem med olika förut- sättningar beträffande storlek, tillgång till bränslen och befintliga produktionskällor undersöks, för att skapa en bred bild av förutsättningama under vilka kraftvärme— verk av skilda slag, och särskilt verk som använder biobränslen, kan bli lönsamma.

3 KRAFTVÄRMETEKNIKER

Tabell 1 sammanfattar de viktigaste tekniker som används för kraftvärmeverk, till- sammans med de bränslen som kan användas med dessa tekniker och nyckeltal över prestanda som kan uppnås. Processcheman för dessa tekniker visas i bilaga 1 och mera detaljerade data i bilaga 3.

En av de viktigaste nyckeltalen är "elutbytesfaktom" ( & -värdet), dvs relationen mellan den elenergi som kan produceras och värmeenergin som kan levereras till fjärrvärmenätet. Eftersom el oftast betingar ett högre pris än värme, är det önskvärt med en hög elutbytesfaktor. Flera tekniker kan uppnå en elutbytesfaktor på ca 1,0, däremot att den hittills mest vanligt förekommande tekniken, "ångkraftvärmeverk", bara uppnår värdet ca 0,5, för medelstora kraftvärmeverk. Detta är idag den enda tekniken som är kommersiellt tillgänglig för fasta bränslen, och sålunda för biobränslen. Med flytande bränslen eller gas kan däremot andra tekniker, t ex dieselmotorer eller gaskombiverk användas, som uppnår en elutbytesfaktor på ca 1,0. Gasturbiner ligger däremellan med en elutbytesfaktor på ca 0,6.

eltaxa, vinter

8

j |

==? 70 :

i |

:? 60 |

% & förlågt elpris föratt

:E 50 vår/höst | motivera drift av

>_ : kraftvanneverket % ., _ __ _":fltaxa, sommaL:

tu / __

$ %% | % '.

0 2000 4000 6000 8000

När —> 7/////, produktionsbidrag från baslastkraftvänneverket

Fig 3: Varaktighetskurva för fjärrvärmenät, uppdelad i tre perioder enligt eltaxa.

(Kurvorna visar för hur många timmar per årstid som värmeeffektbehovet är större än värmeeffekten, P).

Tabell 1:

N ckeltal för kraftvärmeverk

DAGENS TEKNIK NY TEKNIK

Ångkraflvämieverk utan räkgas- med konden- kylning serande rök- gaskylning

Bränsle biobränsle biobränsle (= fliS) (vid behov även Eol, eller

gasol) Prestanda: (approx)

Elutbytesfaktor

Totalverkningsgrad, %

Anläggningskostnad, kkr/kw.

lt!

IN

Värmeeffekt för angiven kostnad, MW'

Se bilaga 3 för noggrannare uppgifter angående värden antagna för beräkningarna.

Värmen i vattenånga som bildas vid förbränning och vid förångning av fukt i bränslet inkluderas inte i bränslets värmevärde, enligt svensk praxis. Därför kan man när denna värme återvinns få en nominell verkningsgrad som överstiger 100 %. För fuktig flis kan kondenserande rökgaskylning minska bränslebehovet per kWh utvunnen energi med ca 20 %. 88 % / 0.8 = 110 %.

kan höjas om kondenserande rökgaskylning med absorbtionsvärmepump tillämpas. Skattat värde för "mogen teknik", utan rökgaskylning. Osäkerhetsmarginalen är dock stor innan en demonstrationsanläggning byggts.

Det andra viktiga nyckeltalet är totalverkningsgraden. Med detta menas relationen mellan den producerade energin, el plus Värme, och värmeenergin i bränslet. De flesta kraftvärmetekniker kan uppnå en totalverkningsgrad på 85 % - 90 %. Detta kan jämföras med 40 - 50 % som kan uppnås i verk som producerar enbart elenergi, de så kallade kondenskraftverken. När man beräknar bränslets värmevärde, räknar man dock, enligt europeisk praxis, inte med värmeenergin i ånga som bildas vid förbränning av vissa bränslen (som innehåller väte) och vid förångning av bränslets fukthalt. Bio- bränslen producerar en mycket hög andel vattenånga i rökgaserna, genom dessa processer. I deras fall lönar det sig att återvinna denna värmemängd genom "konden— serande rökgaskylning". Detta leder till en minskning i bränsleåtgången per kWh producerad energi med ca 20 % vid typisk fukthalt i bränslet, varför man kan få en nominell totalverkningsgrad som överstiger 100 %. I detta avseende har biobränslen en dold fördel jämfört med t ex kol, som har mycket låg vattenånghalti avgaserna som inte motiverar återvinning.

Ett tredje nyckeltal är anläggningskostnaden per kW el. Den är relativt hög får ång- kraftvärmeverk, och väsentligt lägre för övriga tekniker. Storleken på anläggningen påverkar den kraftigt,se typiska kurvorifigur 4, men mindre kraftigt för dieselmotorer än för övriga tekniker. Detta gör dieselmotorer särskilt gynnsamma för små kraftvär- meverk. Kurvorna i figur 4 avser "medelförhållanden". Betydande avvikelser från dessa kostnader uppstår beroende på befintlig infrastruktur vid förläggningsplatsen, konjunkturläget när verket upphandlas m m.

Av det som sagts ovan framgår att biobränslen har, genom sin begränsning till an- vändning av viss teknik, nämligen ångkraftvärmeverkstekniken, för närvarande en viss nackdel när det gäller elutbytesfaktor och anläggningskostnadier kW el. Nackdelarna uppvägs bara delvis av den höga totalverkningsgraden. terstående nackdel måste kompenseras genom fördelar på andra områden, t ex lägre bränslepris, inklusive skatt, om biobränslen skall kunna konkurrera med flytande och gas— formiga bränslen för vilka mer fördelaktiga tekniker kan användas.

Utvecklingsarbeten pågår dock med processer som syftar till användning av tekniker med hög elutbytesfaktor även för biobränslen. Längst har dessa arbeten kommit när det gäller processer för förgasning och rening av biobränsle, som skulle medge att med denna gas driva gaskombiverk, på längre sikt även dieselmotorer. Såväl Vatten- fall som Sydkraft planerar demonstrationsanläggningar för denna process med förgasning vid höga tryck, och Studsvik bearbetar en process med förgasning vid atmosfärstryck i samarbete med Gullspång Kraft AB och VBB.

Förgasningsprocessen ökar dock anläggningskostnaden för dessa gaskombiverk väsentligt, ungefär till det dubbla för vanliga gaskombiverk. Förslag finns även på tekniker där t ex träpulver bränns direkt i brännkamrama för gasturbiner eller diesel— motorer. Här erfordras dock ännu så mycket utvecklingsarbete, att det inte är möjligt att bedöma den eventuella långsiktiga ekonomin.

biobränsleeldat kraftvän'neverk med kondenserande rökgaskylning '

ångkraftvärmeverk utan rökgaskylning

5 10 20 30 50 100 200 kraftvärmeverkets värmeeffekt, MWV

Figi_r_r 4: Specifik anläggningskostnad för kraftvärmeverk vid "medelför- hållanden" beträffande befintlig infrastruktur och konjunktur vid upphandling.

Antaganden för denna rapport, baserat på underlag, Ref 1.

* Högre än för verk utan rökgaskylning främst på grund av reducerad el- effekt för given värmeeffekt.

(För ett biobränsleeldat KVV med "ny teknik" = gaskombi med förgasning, bedöms att anläggningskostnaden per kWe bli 100 % - 85 % av anläggnings- kostnaden för ett ångkraftvärmeverk för fasta bränslen utan rökgaskylning för samma värmeeffekt, när den nya tekniken har "mogna ".)

4 BERÄKNINGSFÖRUTSÄTTNINGARNA

Kostnaden för den värme som levereras av kraftvärmeverk, bestäms av skillnaden mellan produktionskostnaden (kostnader för bränsle, kapital samt drift och under- håll) och värdet av kraftvärmeverkets elproduktion. Antagandena som görs i denna rapport för beräkning av dessa poster redovisas i detta avsnitt.

Figur 5 visar de direkta bränslepriserna för de viktigaste bränslena för kraftvärme— verk, som använts i beräkningarna för denna rapport. Med direkta priset menas här, priset exklusive avgifter och skatt för bränsle levererat till värmeverkens port. För 1991 är priserna baserade på verkliga priser för Linköpings Tekniska Verken. Dessa priser anses vara representativa för större fjärrvärmerörelse. För senare år represen- terar kurvorna för E05 och kol prognoser upprättade av NUTEK. De är något juste- rade när det gäller E05, där fjärrvärmebranschens praxis att köpa olja under lågsäsongen och lagra, något reducerar medelelprisema jämfört med NUTEKs prognos. Progno- sen för biobränsle, är baserad på en prisindikation från LRF. Kurvorna visar att bio- bränslen är betydligt dyrare än de konkurrerande fossila bränslen idag, men att skill- naden förväntas krympa i framtiden, på grund av förväntade långsiktiga prisökningar på fossila bränslen, särskilt eldningsolja, och en förväntad svag nedgång för priserna på biobränslen på grund av teknisk utveckling. Enligt kurvorna når E05-priset, priset på biobränslen omkring år 2003, däremot att kol, som har en svagare förespådd prisökningstakt, förblir billigare än biobränslen under hela den redovisade tidsperio- den.

På naturgas finns inga publicerade priser för stora konsumenter. Dess pris anpassas inom vissa ramar till kundens alternativa möjligheter. För 1991 har ett pris på 10 öre / kWh antagits, vilket motsvarar ungefär vad de största kommunerna har betalat hittills. Därefter har priset antagits öka i samma takt som E05 priset. Detta är dock inte nödvändigtvis "rätt pris" för kraftvärmeverk, eftersom gasföretagen har möjlighet att variera priset, om de är angelägna att ansluta en bestämd kund. Prisfrågan för natur- gas kompliceras ytterligare av den kraftiga skattenedsättningen för industrini kom- pletteringspropositionen. Godtas propositionen av riksdagen, så utsätts gasföreta gen för en mycket kraftig påfrestning. Sättet att lösa detta problem kan även påverka gaspriset. Beräkningarna för denna rapport har dock baserats på kurvan för naturgas ifigur 5.

Priserna på övriga fossila bränslen, E01 och gasol, är betydligt högre än för naturgas, se bilaga 2, och har därför inte inkluderats i figur 5. De är mindre intressanta för energiproduktion för fjärrvärmenät, annat än för några mindre system eller för system utom räckhåll för naturgasnäten.

Till de direkta bränslepriserna läggs avgifter för svavel och NO x, vars storlek för närvarande, redovisas i bilaga 2. Deras realvärden har antagits förbli oförändrade. För nya kraftvärmeverk begränsas avgiftemas storlek av de maximalt tillåtna ut-

A_n—A_n #01le

—L_L NG)

_L

mmhmmxioocoo

bränslepris för storanvändare, exklusive avgifter och skatter, öre/kth

C

1991 1995 2000 2005 2010 2015

F'gg 5: Direkta bränslepriser antagna för huvudberäkningen.

* Priser 1991, kol E05 och biobränsle är baserade på verkliga priser, 1991, för Tekniska Verken, Linköping.

* Priser efter 1991 för kol och E05 är baserade på en prognos från NUTEK, mars 1991, med mindre justeringar, och priset för biobränsle efter 1991, på en "möjlig pristrend" enligt LRF.

* Naturgaspriset 1991 är ett antagande för kraftvärme, och priset efter 1991, motsvarar antagandet att prisökningen blir lika stor som för E05.

släppen. NDX-avgifterna för hela landet återförs dessutom till producenterna i pro- portion till producerad nyttig energi (värme och el), varför nya verk som har låga utsläpp förväntas få en negativ nettoavgift, efter denna återbetalning.

Två skatter tillämpas för fossila bränslen, nämligen allmän energiskatt och koldioxid- skatt. Båda har olika värden för olika bränslen. För produktion av enbart värme, tillämpas båda skatter, för produktion av enbart el, ingendera. Vid värmeproduktion i värmepannor är därför biobränslen som är skattefria betydligt billigare än fossila bränslen inklusive skatt, se figur 6a, och uppnår på denna marknad en god lönsamhet. Vid produktion av el i kondenskraftverk har däremot biobränslen ingen möjlighet att hävda sig, se den lägsta kurvan i Figur 6a.

För kraftvärmeverk har bränslet delats i en del som anses förbrukad för värmepro- duktion, och en del som anses förbrukad för elproduktion, genom att proportionera bränslet till mängderna producerad värme, respektive el, plus hjälpkraft. För värme— delen debiteras koldioxidskatt, men inte energiskatt, varför det totala priset ligger mellan det för enbart värmeproduktion och det för enbart elproduktion, se Figur 6a. För eldelen av bränsle förbrukat i kraftvärmeverk, betalas ingen skatt. Använder ett kraftvärmeverk både fossilt bränsle och biobränsle skall det, enligt dagens tillämp- ning, utgå ifrån att det fossila bränslet i första hand används för elproduktion (så länge behovet för elproduktion räcker). Därför är det lönsamt idag att använda biobränsle för värmedelen och obeskattad kol för eldelen av bränslebehovet, i fall där pannorna är kapabla att bränna båda typer av bränsle.

Enligt kompletteringspropositionens skatteregler reduceras koldioxidskatten för industrin (SNI 2 och 3) från nuvarande värde, 25 öre/ kg till 8 öre/ kg, däremot att övriga konsumenter får en ökning från 25 till 32 öre / kg. Samtidigt slopas energiskatten för industrin, se tabell 2. För typiska fjärrvärmerörelser är energileveranser till indu- strin och övriga konsumenter i proportion 1:9*. Denna proportion har antagits gälla i beräkningarna för denna rapport. Propositionen innebär en viss skatteskärpning för fossila bränslen jämfört med dagens skatteregler. Detta framgår av en jämförelse mellan de heldragna kurvorna i figur 6a och de streckade kurvorna. Vid en pann- verkningsgrad på 90 %, påverkas värmekostnaden som denna skatteskärpning medför, på det sättet som redovisas i tabell 3. För kraftvärmeverk uppgår skärpningen till belopp mellan 1 och 1,5 öre/kWh värme för olika fossila bränslen, och för pannor till belopp mellan ca 0,8 och 1,4 öre/kWh värme. Skärpningen förbättrar sålunda konkurrenskraften för biobränslen i viss utsträckning.

Dessa värden gäller förutsatt att kompletteringspropositionen inte påverkar förhål- landena mellan dessa konsumentgrupper. Det finns dock en uppbar risk att vissa fjärrvärmerörelser som har en låg andel beskattade bränslen och en hög andel bio-

'* Enligt SCBs statistik var fördelningen 1:8 under 1991 för fjärrvärmebranschen i sin helhet. Sedan huvudrapporten skrevs, maj 1992, har dock regeringen ändrat tillämpningsregeln för kompletteringspropositionens skatteregler något, med de konsekvenser som förklaras i tillägget, avsnitt 2.2.

. värmepannor _. värmepannor " värmeproduktion ore/kth värmeproduktion ore/kth i kraftvärmeverk

i kraftvärmeverk

0 . natur- kol E05 bio— natur- kol E05 bio- gas ? bränsle gas? bränsle &) prisläge år 1991 D) prisläge år 2000 *

skatteregler enligt kompletteringspropositionen * * -— — - dagens skatteregler direkta bränslepriser + svavel & NOX - avgift koldioxidskatt

& energiskatt

* inflation antas reducera realvärdet av skatt med 23%. * * antagande för skatt: 90% av produktionen för hushåll 10% av produktionen för industri

F'gg 6: Bränslepriser för olika tillämpningar (penningvärde 1991)

Tabell 2: ågkattning av bränsle: utfall för typiska äg!" ärmgygtem

Koldioxid- skatt öre/ kg

1. Skatt enligt dagens regler 1 Skatt enligt kompletteringspropositionen, från och med 1.193: a) industri, SNI 2 och 3 (för tillverkning) b) hushåll och övrigt c) utfall för fjärr-värme vid typisk fördelning av kunder =O,1 x2 a) +0,9x2b) d) ökning jämfört med 1)

3. Skatt i öre per kWh bränsle

Tabell 3: Ökning i värmekostnaden för olika produktionskällor som resultat av kompletteringgpropositionens skatteregler

Vid de antaganden som redovisas i tabell 2 beträffande fördelningen av kunder som få reducerad skatt (vissa industrier) respektive höjd skatt (hushåll och övriga kunder), nämligen 1:9, ökas värmekostnaden för olika produktionsanläggningar med följande belopp (antagen pannverkningsgrad, 90 %):

Kraftvärmeverk Värmepannor (CD:-skatten höjs (COz-skatten höjs, men energiskatten för medelkunden) sänks för medelkunden)

öre/kWh, öre/kWh'

Värmepump: 0,67/ värmefaktor = 023 vid V.F = 3

Sålunda får kraftvärmeverk för fossila bränslen försämrad konkurrenskraft, jämfört med andra alternativ, och värmepannor och kraftvärmeverk för biobränslen och torv stärkt konkurrenskraft. Förändringen är dock liten.

(Om skatteförändringama leder till förändrad fördelning mellan industrikunder och övriga kunder, kan förändringen bli större än de här redovisade beloppen).

bränslen tappar många av sina industrikunder som kommer att kunna köpa E05 med en mycket låg skatt". Detta låga pris samt de låga driftkostnadema som är associe- rade med eldning av olja i förhållande till eldning av fasta bränslen kan leda till detta resultat, som i så fall är ogynnsamt för landets biobränsleanvändning. Det kan finnas anledning att se över tillämpningen av kompletteringspropositionens regler för att undvika ett resultat i denna riktning.

För denna rapport, har jag dock bortsett från den eventuella inverkan kompletterings- propositionens utformning kan ha på fördelningen mellan de två konsument grupper- na, och beaktat skatteskärpningen beräknad i tabell 3.

Figur 6b visar de totala bränslepriserna år 2000, dvs de direkta bränslepriserna, redovisade i figur 5, plus avgifter och skatt. Det har antagits i denna figur och denna rapport att skatterna ligger fast i löpande penningvärde till år 2000, för att inte ytter- ligare vidga gapet mellan svenska skatter och rninimiskattema föreslagna inom EG. Antagandet innebär att inflation urholkar skatternas realvärde under denna period med den antagna inflationstakten 3 % per år. Efter år 2000 har dock skatternas real- värde hållits konstant. Figur 6b visar att biobränslen år 2000 enligt dessa antaganden har priser som hävdar sig förhållandevis väl, gentemot relativa priser för fossila bränslen, när det gäller värmedelen av kraftvärmeverkens bränsleförbrukning. Bränslekostnaderna per kWh el eller värme beräknas från de totala bränslepriserna samt från prestanda angivna i tabell 1, med vissa korrektioner i prestanda för kraft- värmeverkets storlek.

Kapitalkostnader har i rapporten beräknats för de specifika anläggningskostnadema redovisade i figur 4, samt 6 % realränta och 25 års livslängd. Detta motsvarar en annuitet på 7,82 % per år. BoU-kostnaden har beräknats som procent av den specifika anläggningskostnaden, med Olika procentsatser för olika typer av kraftvärmeverk, baserat på statistik. Det högsta värdet (4,8 % per år) gäller för fastbränsleeldade verk, det lägsta (2,9 % per år) för gasturbiner. Oljeeldade ångkraftvärmeverk (4,25 % per år), dieselmotorer (4,5 per år) och gaskombiverk (3,6 % per år) ligger däremellan. Dessa värden gäller för den antagna utnyttjningstiden för baslastkraftvärmeverk. För att få fram värden för andra utnyttjningstider antas att ca en tredjedel av årskostnaden för DoU är "fast" per kW eleffekt och en tredjedel "rörlig", dvs proportionell till den producerade elenergin.

Eftersom allt bränsle för elproduktion är befriat från skatt, premieras följaktligen inte biobränslens fördel för den globala miljön (inget nettotillskott till atmosfärens koldioxidhalt) när det gäller elproduktion. Därför har i stället fördelen premierats

"' Denna riskhar eliminerats sedan dess genom den modifierade tillämpning av kompletteringspro- positionens skatteregler som beslutades av riksdagen 10 juni, se tillägget, avsnitt 2.2.

genom att ge möjligheten att söka ett statsbidrag för biobränsleeldade verk. Det uppgår till 4000 kr/ ka för nya verk och 25 % av ombyggnadskostnaden för verk som byggs om till biobränsleeldade kraftvärmeverk. Statsbidraget är dock förenat med villkoret att verket under fem år utnyttjar maximalt 15 % fossilt bränsle, och detta halverar för närvarande ungefär bidragets värde under dessa fem år, för verk som kan använda såväl kol som biobränsle. Statsbidraget är för närvarande helt taget i anspråk för inkomna ansökningar. Därför visas den beräknade lönsamheten såväl med som utan bidrag. I kompletteringspropositionen reserveras ytterligare medel för visst stöd till bland annat biobränslen. Eftersom dess utformning dock inte ännu precise- rats, har det inte beaktats i denna rapport.

Såväl kraftvärmeverk som värmepannor för biobränslen har antagits tillämpa kon- denserande rökgaskylning, eftersom detta är klart lönsamt för alla nya enheter. Många existerande enheter har efter hand kompletterats med denna utrustning, och återstående enheter kommer troligtvis att kompletteras på detta sätt efter hand, med undantag för små enheter eller sådana som har kort drifttid.

För värmepumpar har värmefaktorn satts till 3,0, ett typiskt värde för enheter med avloppsvatten som vännekälla. De har antagits varit avställda under de kallaste dyg- nen, som bestämmer eleffektavgifterna i eltaxorna. Antagna kapitalkostnader och BoU-kostnader för nya värmepannor för fasta bränslen motsvarar ca 5,5 öre/kWh värme vid den antagna utnyttjningstiden och för värmepumpar ca 5,1 l öre/kWh värme. Värdena antas gälla vid effekter större än 50 MW och ökar något för lägre effekter.

a) Elpriset 1991

De flesta befintliga kraftvärmeverk för fjärrvärmesystem ägs av kommuner som köper stora mängder el från något av de stora kraftföretagen som tillhör samkör- ningsgruppen, de så kallade råkraftleverantörema. El producerat i det egna kraft- värmeverket reducerar mängden el som kommunen måste köpa.

Värdet av elproduktionen för den kommunala ägaren består sålunda i huvudsak av minskningeni kostnaden för elinköp. Till och med 1991, har den kunnat beräknas från råkraftleverantörens råkrafttaxa, vanligtvis högspänningstaxan för 132 - 70 KV. Från och med 1992 förekommer däremot förhandlingar mellan kommunerna och råkraftleverantörema angående elpriserna.

Tabell 4 visar högspänningstaxan, Nl, för Vattenfall 1991. Till de redovisade Värdena skall 15 % indexkorrektion läggas. Dessa värden har använts i denna rapport, för prisläget 1991.

Kraftvärmeverkens ägare måste dock teckna ett avtal angående reservkraft som säkerhet för tillfällen då det egna verket är ur funktion. Avgiften uppgår till 40 - 45 kr/

Tabell 4: Vattenfalls högspänningstariff, 1991

Fast avgift Abbonnemangsavgift

Högbelastningsavgift (nov-mars, månd-fred, 06-22)

Energiavgifter nov-mars (= vinter)

april, sept, okt (= vår / höst) maj, aug (= sommar)

Ändring av samtliga avgifter med index: * 0,46 (K - 175)

Ändring i energiavgifter Hela året 0,55 (U - 4,3) Nov-mars, 06-22 0,21 (C - 6,0)

Tillägg och avdrag göres med följande index, baserade på värdet för kalenderåret före leveransåret:

K är det med en decimal beräknade medelvärdet av konsumentprisindex, med 1980 som basår. För 1991 blev den totala justeringen 15 %.

U är den av SCB med två decimaler redovisade medelkostnaden i öre/kWh för kärnbränsle.

C är det av SCB med två decimaler redovisade medelpriset i öre/kWh för ett urval av större oljekonsumenters inköp av eldningsolja 5 med högst 1 % svavelhalt. '

Såsom framgår av tabellen, har energiavgifteni taxan mycket starka säsongsvariationer, dvs är hög under vintern, låg under sommaren och medelhög vår och höst. Särskilt under vintern finns dessutom kraftiga dygnsvaiiationer, med höga priser dagtid, under vardagar, lägre priser under övrig tid. Till energiavgiften kommer en högbe- lastningsavgift, som i Vattenfalls fall bestäms av medelvärdet för de högsta månads- effektema under fem vintermånader, och en abonnemangsavgift för abonnerad effekt.

Det finns även möjlighet för "tillfälligt kraftutbyte" mellan ägaren av kraftvärmeverket och råkraftleverantören. Syfte med det är att undvika att kraftvärmeverket drivs när det skulle vara lönsammare för landet att råkraftleverantören producerar elenergin under den aktuella tiden, t ex när det finns outnyttjad vattenkraft.

Vid sådana tillfällen får kraftvärmeverkets ägare köpa billig eli stället för att driva det egna verket, och gör viss förtjänst på detta. I beräkningen för år 1991 har antagits att denna förtjänst kompenserar den ovannämnda avgiften för reservkraft.

Vid drift av kraftvärmeverket under vinter, vår och höst, enligt de sektionerade ytorna i figur 3, motsvarande en utnyttningstid på 4 720 h / år, ger Vattenfalls taxa Nl för 1991 ett medelpris, inklusive indexjustering på 26,6 öre/kWh.

b) Elprisscenarier, år 2000 och 2010

Utvecklingen av elpriset i framtiden hör till de mera osäkra faktorer som påverkar kraftvärmeverkens lönsamhet. För att ändå kunna utföra beräkningar, har vissa bedömningar gjorts för huvudberäkningama, baserade på antagna händelseförlopp som beskrivs i detta avsnitt. Sedan har inverkan av andra bedömningar redovisats i känslighetsanalysen, avsnitt 7.

De förhandlingar om elpriser 1992, som redan har lett till avtal mellan råkraftleve— rantörer och kommuner, har för några kända fall lett till några procents realpris- sänkning, jämfört med den tidigare kända råkrafttaxan. Detta är det första resultatet av en friare elmarknad.

På sikt, vid ökat elutbyte och förhandlingar med utlandet, kan pristrenden vända. Dagens elpriser i Sverige är mycket lägre (6 - 7 öre/kWh lägre vid den aktuella utnyttjningstiden) än vad det kostar att producera el i nya kondenskraftverk och överföra el till städerna. På kontinenten, där el huvudsakligen produceras i kondens- kraftverk, är därför elpriserna högre än i Sverige. Även om en temporär kraftex- portpotential i Norge kan dämpa denna utveckling, torde på längre sikt, enligt de flesta bedömare, elpriset i Sverige hamna i ett mellanläge mellan kontinentala och nuvarande svenska priser. För denna rapport har antagits att detta fenomen, redan år 2000 skulle bli fullt utvecklat, och skulle då höja elpriserna, som kraftvärmeverken tillgodoräknar sig, med 4 öre/kWh utöver prisnivån 1991, vid oförändrade bränslepriser, se kurva 1, figur 7. I känslighetsanalysen, avsnitt 7, har dock även kon— sekvensen av en utebliven prishöjning av detta slag redovisats.

A 01

00 A 01 O

värdet av kraftvärmeverkens elproduktion, öre/kWhe—> (4) 0

1991 1995 2000 2005 2010

år—

Figu_r 7: Värdet av elproduktion i kraftvärmeverk.

Antaganden

&

I.

I-

”-

Kraftvärmeverket har en utnyttjningstid på 4 720 timmar per år.

Värdet av elproduktion 1991 motsvarar Vattenfalls taxa Nl, exklusive fast avgift.

Värdet av elproduktion efter 1991, beaktar därutöver den antagna inverkan av en successiv utbyggnad av en friare elmarknad, som möjliggör, t ex export av el till företag som annars måste bygga nya kondenskraftverk, kurva 1: vid 1991 års bränslepriser. kurva 2: vid bränslepriserna, figur 5, utan skatt. Kärnkraftavveckling i Sverige (helt eller delvis) mellan år 2000 och 2010 antas tvinga fram en ut- byggnad av kolkondenskraftverk, i den utsträckning bortfallet inte kan ersättas genom utbyggnad av kraftvärme. kurva 3: kurva 2 plus inverkan av skatt på bränsle för elproduktion enligt EG— kommissionens förslag för år 2000.

Penningvärde 1991.

Förekommer ett dylikt kraftutbyte mellan Sverige och kontinenten, så kommer även prishöjningar på fossila bränslen att påverka elpriserna, eftersom de påverkar pro- duktionskostnaden i befintliga och nya kondenskraftverk. Kurva 2 beaktar detta genom att till kurva 1 addera 80 % av den produktionskostnadsökning som skulle drabba en blandning av kondenskraftverk, eldade med olika fossila bränslen (kol, olja, naturgas). Detta antagande gäller kurva 2, år 2000. På ännu längre sikt kan man förvänta en kraftigare tillväxt av elbehov i Sverige och, om nuvarande politiska intentioner fullföljs, en kärnkraftavveckling. Punkten på kurva 2, år 2010, är baserad på antagandet att ett eller båda av dessa händelser leder fram till att nya kolkondens- kraftverk måste byggas i Sverige och att priset på el från kraftvärmeverk motsvarar

Att, i detta skede, kol antagits som bränsle för kondenskraftverken beror på den kraf- tiga prisökningstakten för andra fossila bränslen, enligt NUTEKs prognos, figur 5. Den väntas leda till att kol i detta skede blir prisledande för kostnaden för el från kondenskraftverk.

förslaget för år 2000 gäller i löpande penningvärde, men att man därefter håller realvärdet av skatten konstant. Dessutom har antagits att skatten drabbar en bland- ning av kondenskraftverk med olika bränslen år 2000, och de prisledande kol- kondenskraftverken år 2010. ISG-kommissionens förslag presenteras i avsnitt 8.1.

5 NÄR ÄR par LÖNSAMT A'IT DRIVA BEFINTLIGA KRAFTVARMEVERK?

Kraftvärmeverkets rörliga kostnad för värmeproduktion består av de kostnader som tillkommer för driften (bränslekostnaden och delar av driftpersonal— och under- hållskostnaden, BoU-kostnaden), minus de gjorda besparingarna p g a elproduk- tionen, dvs vanligtvis energiavgiften i eltaxan, allt dividerat med värmeener- giproduktionen. Kraftvärmeverket drivs för el— och värmeproduktion, när denna rörliga kostnad understiger den rörliga kostnaden för värmeproduktion från andra produktionskällor ägaren förfogar över, t ex värmepannor. I många fall drivs kraft- värmeverket huvudsakligen under vintern då hoga intäkter från elproduktion leder

Beräkningar som utförts för kostnadsantagandena beskrivna i avsnitt 4 och bränsle- och elprisläget 1991 (dock kompletteringspropositionens skatteregler), visas i figur 8. Figuren visar olika staplar som var och en representerar den rörliga värmekostnaden för en typ av kraftvärmeverk. Varje stapel är underindelad i tre delar för att återspegla inverkan av höga elpriser under vintern, lägre 'priser vår och höst och lägsta priser

25

20-

I!) ,—

Awa/919

O ,.

kondenserande rökgaskylning

värmepanna för kol

värmepanna för E05

jvärmepanna, flis med

kondenserande rökgaskylning 15

'

XX &

mm

F ["-J

I!) ._J 4—

' ' 'oTo'o'o'o'.

L._________ | 4——— retur/i

,_____ | (- JBLUUJOS tsou/JeA 4— JalUM

diesel-KVV

100% flis

ång-KVV för:

naturgas- för E05 eldad

—- gaskombi - gasturbin

värmepump +35% kol

flis-KVV med _ko'

oooooonEos

Pigg! 8: Den rörliga nettokostnaden för värmeproduktion från kraftvärmeverk, värmepannor och värmepumpar under olika årstider.

Prisläge och penningvärde 1991; el värderad enligt energiavgiften i Vattenfalls taxa Nl ; antaget naturgaspris = 10 öre/kWh oberoende av årsh'den.

under sommaren. För enkelhetens skull har prisskillnaden mellan höglasttid och låglasttid under varje årstid försummats, dvs medelvärden använts. Den sista stapeln gäller dock värmepumpar, inte kraftvärmeverk. I motsats till vad som är fallet för kraftvärmeverk är värmekostnaden för värmepumpar högst under vintern, då el är dyr, och lägst under sommaren. De horisontella linjerna i figuren visar de rörliga värmekostnadema för värmepannor med tre slags bränsle.

Figur 8 visar att drift av nästan alla slags kraftvärmeverk är motiverad under vintern, även i fjärrvärmesystem, som förfogar över moderna fliseldade värmepannor. Kol- eldade kraftvärmeverk utgör dock ett undantag. För oljeeldade kraftvärmeverk upp- nås i stort sett samma värmekostnad som för flispannoma.

Vår och höst däremot, klarar bara fliseldade kraftvärmeverk, som använder skatte- befriat kol för den delen av bränsleförbrukningen som anses svarar för elproduktionen, konkurrensen från fliseldade värmepannor. Under sommaren kan inte drift av något av kraftvärmeverken motiveras.

Eldas alla värmepannor för fjärrvärmesystemet med olja eller kol, blir deras rörliga kostnad så hög, att de flesta typer av kraftvärmeverk uppnår lägre kostnader under alla årstider. För fjärrvärmesystem med värmepumpar, utgör vämepumparna be- svärliga konkurrenter för kraftvärmeverken, i dagens prisläge. De fliseldade verken klarar dock även denna konkurrens under vintern, antingen de eldas enbart med flis eller med flis plus kol. Samma sak gäller för dieselmotorer som eldas med E05.

Diskussionen visar att de fliseldade kraftvärmeverken och dieselmotorer får en bra utnyttjning med kompletteringspropositionens skatteregler, redan i prisläget 1991. Ovriga typer av kraftvärmeverk får det besvärligare i system som förfogar över fliseldade värmepannor eller värmepumpar. De får kort drifttid. Givetvis är driften av befintliga kraftvärmeverk alltid motiverad vid de tillfällen då de kan kapa effekt- toppar som annars bidrar till ägarens eleffektavgifter.

6 LÖNSAMHETEN FÖR NYA KRAFTVÄRMEVERK MED KOMPLETTERINGSPROPOSITIONENS SKATTEREGLER

Ekonomin för ett planerat kraftvärmeverk bör beräknas över anläggningens livs- längd. Agare har dock en benägenhet att beakta dagens kända priser betydligt mera än prisprognoserna för framtiden. Lönsamheten beräknas i denna rapport för pris- lägena åren 1991, 2000 och ännu senare, för att göra det möjligt att bedöma lönsamheten även under anläggningens hela livslängd. Kraftvärmeverk svarar vanligtvis för "bas- lasten" i ett varaktighetsdiagram, se t ex figur 3. De kan därvid ersätta energi som annars produceras av befintliga baslastpannor och spetslastpannor, eller ersätta byg- gandet av andra baslastkällor, t ex nya flispannor eller (i vissa system) värmepum- par. Om man antar att kraftvärmeverket producerar värmeenergi motsvarande den sektionerade ytan 1 Figur 3, är utnyttjningstiden (ekvivalent antal fullasttimmar) ca 4 700 timmar per år.

systemets maximala värmeeffekt, MWV —-> 25 50 100 200 300 500

5 10 20 30 50 100 200 kraftvärmeverkets maximala värmeeffekt, MWv—>

Pigg 9: Värmekostnaden för nya kraftvärmeverk (sluttande text) och konkurrerande produktionsenheta (horisontell text)

Priser och penningvärde 1991, kompletteringspropositionens skatteregler. Antaget naturgaspxis för kraftvärme, 10 öre/kWh (direkt pris).

Alla kraftvärmeverk och värmepannor för biobränsle antas tillämpa kondenserande rökgaskylning.

Ifigur 9 visar de sluttande kurvorna med sluttande text den beräknade värmekostnaden för olika typer av kraftvärmeverk med olika bränslen, med 1991-års bränsle- och elpriser och kompletteringspropositionens skatteregler.

Kurvorna sluttar åt höger, därför att stora kraftvärmeverk är billigare per kWe än små och har bättre prestanda. Detta leder till lägre värmekostnad per kWhv.

Kurvorna med horisontell text visar alternativen som kraftvärmeverken konkurrerar med. Dessa alternativ är olika för olika fjärrvärmesystem, t ex befintliga eller nya flispannor i vissa system, värmepumpar i andra system och endast oljepannor i många små system. Som synes har nya kraftvärmeverk svårt att hävda sig på basis av dagens priser i många system som har andra gynnsamma altemaliv. Kraftvärmeverk som eldas med biobränsle är hårt trängda mellan å ena sidan, alternativet att bygga värmepannor för biobränsle med kondenserande rökgaskylning (eller ännu värre, utnyttja existerande flispannor om sådana redan finns) och å andra sidan, andra typer av kraftvärmeverk, t ex dieselmotorer, särskilt för mindre system. Med bidrag kan dock vissa av dessa kraftvärmeverk (särskilt stora verk) bli lönsamma.

För system som inte har tillgång till biobränsle till lämpliga priser och inga värmekällor lämpliga för värmepumpar kan dieselmotorer och i vissa fall gasturbiner bli lön— samma.

Som figur 5 visar, bedöms kosmadema för fossila bränslen Öka påtagligt mellan åren 1991 och 2000, särskilt för eldningsolja och naturgas. Elprisema för år 2000 har baserats på kurva 2 i figur 7, som utgår från en kraftig prisökning på grund av effek- terna av en fri elmarknad, förstärkt koppling av elnäten till kontinenten, samt inverkan av höjda priser för fossila bränslen. Med prisantagandet, kurva 2 år 2000, erhålls de beräknade värrnekostnader som visas i figur 10.

Även i figur 10 avser kurvor med sluttande text värmekostnadema för olika kraft- värmeverk, och kurvorna med horisontell text, värmekostnadema för olika alternativ som nya kraftvärmeverk kan behöva konkurrera med i olika system, vid boslutstillfället.

Figuren visar att de antagna prisförändringarna gör kraftvärme lönsammare i för- hållande till värmepannor och värmepumpar. I system som inte ännu skaffat flispannor, blir stora kraftvärmeverk för biobränsle lönsamma även utan statsbidrag och utan att elda skattebefriat kol för den andel bränsle som avser elproduktion. För de största systemen klarar sådana fliseldade kraftvärmeverk utan bidrag även konkurrensen från befintliga flispannor. Givetvis kan ett bidrag göra även mindre stora kraftvär- meverk av detta slag lönsamma. För ännu mindre system, som saknar befintliga flispannor, blir dieselmotorer eldade med E05 den bästa lösningen i prisläget år 2000.

systemets maximala värmeeffekt, MWV _— 25 50 100 200 300 500

Om per kWhv _—

5 10 20 30 50 100 200 kraftvärmeverkets maximala värmeeffekt, MWV _

Pigg lO: Värmekostnaden för nya kraftvärmeverk (sluttande text) och konkurrerande produktionsenheter (horisontell text)

Priser år 2000, kompletteringspropositionens skatteregler, penningvärde 1991 .

Alla kraftvärmeverk och värmepannor för biobränsle antas tillämpa kondenserande rökgaskylning.

20

öre/kWhV —>

10

N N äng-KKV kOl N

mln , , naturgaaasul. /

-.-/ . _ _______( __ _,nybro panna

___—__

2000 201 0 år _— Figu_r 11: Möjlig trend för värmekostnaden efter år 2000.

Antaganden för år 2010 Direkta bränslepriser enl figur 3. Skatt Kompletteringspropositionens skatt gäller i löpande penningvärde t o m är 2000, därefter hålls den konstant realt. Elpriset: Motsvarar elproduktionskostnaden för koldondens (43 %

verkningsgrad, 4 720 timmar/år utnyttjningstid som för kraftvärme- verken), ingen bränsleskatt.

rökgaskylning. Kraftvärmeverkens storlek: 80 MW värmeeffekt (30 MW för diesel—KVV).

(Obs! att den verkliga trenden mellan år 2000 och år 2010 inte nödvändigtvis följer raka linjer)

Figur 11, visar den beräknade kostnadstrenden år 2000 till år 2010, om komplette— ringspropositionens skattesystem fortfarande gäller, och ingen skatt införts på bränsle för elproduktion vare sig i Sverige eller utomlands. Även införandet av skatt på bränsle utomlands skulle nämligen påverka elpriser i Sverige när en helt fri elmarknad etablerats och fungerar väl. Figuren gäller kraftvärmeverk för 80 MW värme, dvs relativt stora, men inte de största verken. Figuren visar att de ökande priserna på fossila bränslen och antaget långsamt fallande priserna för biobränslen, gör biobränsle- eldade enheter successivt lönsammare. De klarar konkurrensen från övriga alternativ även utan bidrag.

Tabell 5 sammanfattar rapportens kostnadsantaganden för kraftvärmeverk med förgasat biobränsle som driver gaskombiverk. Två varianter är under utveckling i Sverige, det ena med trycksatt förgasning och Vattenfall och Sydkraft (var för si g) som drivande företag, det andra med atrnosfärisk förgasning med utvecklingsarbeten i Studsvik, i ett samarbete med Gullspång Kraft AB och VBB.

Både Vattenfall och Studsvik uppger att anläggningskostnaden per kW el bedöms bli lägre än för konventionella biobränsleeldade kraftvärmeverk, när tekniken mognat, även om deras kostnadsbedömningar varierar kraftigt, både för ny teknik och konventionella verk. För att återspegla den osäkerhet som alltid finns vid ett långsik— tigt utvecklingsarbete, redovisar jag två alternativa kalkyler i tabell 5, en för en an— läggningskostnad per kWe som är lika hög som för konventionella verk, och en annan som är 15 % lägre. DoU-kostnadema bedöms vara något lägre per kWe än för kon— ventionella verk, delvis på grund av gaskombiverkens ca dubbelt så höga eleffekt för samma värmeeffekt.

Figur 12 visar, att dessa kraftvärmeverk med ny teknik succesivt förbättrar sin kon— kurrenskraft, under perioden 2000 - 2010, på grund av stigande elpriser. Vid perio— dens slut, blir kraftvärmeverken klart konkurrenskraftiga utan bidrag, om den låga anläggningskostnaden nås, men inte om anläggningskostnaden stannar vid det högre värdet. Med bidrag däremot blir den nya tekniken konkurrenskraftig för båda kalkylerna.

Som tidigare nämnts bör investeringsbeslut fattas på basis av bedömningar av livscykelkostnaden, så att även kostnadsprognoser över kostnader i ett sent skede av anläggningens liv beaktas. Givetvis väger skattade kostnader för ett sent skede av anläggningen lättare än kostnader för de första åren. De sistnämnda vilar dels på säkrare grund, dels väger de tyngre vid beräkning av kostnadernas nuvärde.

För beslut om nya kraftvärmeverk, som byggs under 1990—talet, har därför beräk-

Fortsättning sidan 29

Tabell 5: Skattade kostnader för gaskombiverk med förgasat biobränsle, när tekniken har

mognat

Exempel för värmeeffekt = 80 MW*, elutbytesfaktor = 1,0 totalverkningsgrad 85 %, elpro duktionsverkningsgrad 42,5 %, 4 720 h/år.

Anläggningskostnad per kW_: a) % av värdet för konventionth bio-KW

utan rökgaskylning vid samma värmeeffekt, 100 % - 85 % b) 12 800 - 10 900

DoU-kostnad, per kWh el: a) % av värdet för konventioneut bio-KVV

utan rökgaskylning, vid samma värmeeffekt 80 % - 70 % b) 10,4 - 9,1

Kapitalkostnad" 21,2 _ 18,0

Bränslekostnad år 2000 (pris = 10,0 öre/kth) 73,5

Bruttokostnad, 2) + 3) + 4) Antaget värdet av el, år 2000, utan EG—skatt på bränsle för elproduktion 35,2

Nettokostnad för värme, 19,9 - 15,.4

(eftersomix = 1,0)

För värmekostnad med EG—skatt, efter år 2000, se Figur 12.

* Denna effekt är större än effekterna för Demo-anläggningama som projekterats av Vattenfall, respektive Studsvik (60 MW, respektive 20 MW värme).

'” För realränta 6 %, 25 år amorta'ing = 7,82 % annuitet.

> .: 3 % =O U' (0 E. å gaskombi med & äng” KW förgasat =; för biobränsle blObränsle = 1 k 'k låg kostnadsbedömning> X ( "V e m ) x 2000 2010 år ——>

a) utan skatt på bränsle för elproduktion

...— U'l

'X'/hög kostnadsbedömmng

X äng-KW för biobränsle

x | X I N gaskombi med XX förgasat b'ob å ! låg kostnadsbedömning/Å ' r ns e

2000 2010 år _-

b) med EG-skatt på bränsle för elproduktion, (konstant realvärde efter år 2000)

värmekostnad, öre/kWhv _.

Figur 12: Jämförelse mellan biobränsleeldade kraftvärmeverk med konventionell och ny teknik, utan bidrag.

Värmeeffekt = 80 MWv (Kostnadstrenden mellan år 2000 och 2010 är inte nödvändigtvis lineär)

ningarna för prisläget 1991 och, med något mindre tyngd för år 2000, den största bety- delsen. Då kan det fortfarande vara mycket svårt att motivera byggandet av nya bio- bränsleeldade kraftvärmeverk om inget statsbidrag eller annat stöd ges som premie- rar biobränslens goda miljöegenskaper även vid kraftproduktion. För kraftvärme- verk som beställs senare, ljusnar läget successivt. Risk finns dock, att andra investeringar i produktionsanläggningar för samma fjärrvärmesystem kan ha gjorts innan dess, och att dessa sedan blockerar besluten att bygga ett nytt biobränsleeldat verk.

7 KÄNSLIGHETSANALYS

Flera av de antaganden som gjorts vid beräkning av värmekostnadema för år 2000 är osäkra, t ex elpriset, bränsleprisprognosen och antagandet att skatten skall vara fast, i löpande penningvärde. Tabell 6 redovisar konsekvensen av andra bedömningar på dessa punkter, samt inverkan av 10 % ökning i de skattade kapitalkostnaderna för olika kraftvärmeverk. De beräknade konsekvenserna framgår av Tabell 6 och föran- leder följande kommentarer.

I scenariet för år 2000 antogs att en successiv övergång till en fri elmarknad för hela Västeuropa redan vid nuvarande bränslepriser skulle leda till 4 öre/kWhe högre elpriser i Sverige som resultat av en partiell anpassning till de högre elpriserna på kontinenten. Uteblir denna antagna prisökning helt, ökar värmekostnaden för kraft- värmeverk med 4or öre/ kWh v, därnt: elutbytesfaktorn. Som tabell 6, punkt 1 visar, ökar detta värmekostnaden för dieselmotorer och gaskombi mest (med ca 4 öre/ kWhV), och värmekostnaden för biobränsleeldade kraftvärmeverk med konventio- nell teknik minst (med ca 1,5 öre/ kWhV) på grund av låg elutbytesfaktor. Kraftvärme som helhet missgynnas av denna förändring, men biobränsleeldade kraftvärmeverk kan uppnå en större andel av denna reducerade marknad, eftersom de missgynnas minst.

Räknas all skatt upp med index för inflationen, så drabbas fossila bränslen av hårdare skatt än vad som antogs i avsnitt 6, vilket drabbar kraftvärmeverk eldade med fossila

Tabell 6: Känslighetsanalys (Värmeeffekt per verk, 80 MW, men gäller approx. även andra effekter)

Inverkan av följande faktorer på värmekostnaden för nya KVV och - gaskombi deras konkurrenter, i öre/kWh; förgasning

4 öre/kWh lägre elpris, vid oför- ändrat bränslepris (= +4OQ)

Halvering av bränsleprisförändring,

1991 - 2000:

a) påverkar endast KVVa bränslepris

b) påverkar även elpriset på antaget sätt

Skatten kompenseras för inflation 1991 - 2000

10 % högre kapitalkostnad p g a högre invateringskostnad eller kortare amor- teringstid för KVV. , + (2,1 - 1,8)

Borttagning av möjligheter att använda biobränsle för värme och skattebefriat

kol för el:

a) 1991, utan (resp. med) bidrag + 1,2 (+ 0,5) b) 2000, utan (resp. med) bidrag )

' de slutsatser kan dras:

. Om den friare elmarknaden inte medför den för år 2000 antagna ökningen i elpriset, försvagas konkurrenskraften för kraftvärme. Ång-KVV för biobränsle drabbas minst p g a låg elutbytesfaktor.

. Om inte bränslepriserna förändras så kraftigt som enligt prognoserna, förbättras konkurrenskraften för KVV med fossila bränslen, och försämras konkurrenskraften för KVV och pannor med biobränslen.

. Om skatten kompenseras för inflation, försvagas konkurrenskraften för kraftvärme med fossila bränslen.

. 10 % fel i skattad investeringskostnad har liten inverkan på resultatet, och minst för gasturbin KVV. För bio-KW med ny teknik blir däremot inverkan kraftig.

. Borttagning av denna skatteförmån har begränsad betydelse för lönsamheten av Bio-KVV med rökgaskylning redan vid 1991 års priser och försumbar 8 betydelse år 2010. Betydelsen minskar ytterligare om merkostnaden för hanteringen av två typer av bränsle, i stället för en, beaktas.

bränslen. Dessa blir mindre lönsamma, se punkt 3 i tabellen. De biobränsleeldade kraftvärmeverkens konkurrenskraft ökar därigenom.

Punkt 4 i tabell 6, visar inverkan av 10 % högre kapitalkostnad än vad som räknats med, tex på grund av högre anläggningskostnad eller högre realränta eller kortare amorteringstid. Värmekostnaden för kraftvärmeverk ökar då med 0,5 - 1,2 öre / kWh v, dvs med relativt måttliga belopp, lägst i fallet gasturbiner. För biobränsleeldade kraftvärmeverk med ny teknik däremot, blir kostnadsökningen ca2 öre kWh v, på grund av den höga investeringskostnaden och den höga elutbytesfaktorn för dessa verk.

7.2. Lägre bränslepriser

Halveras den antagna prisförändringen för alla bränslen mellan åren 1991 och 2000 (se figur 5) utan att detta påverkar elpriserna, så minskar värmekostnaden för fossilt bränsleeldade kraftvärmeverk. Däremot ökar värmekostnaden för biobränsleeldade enheter, se punkt 2a, tabell 6. Om denna halvering av bränsleprisförändringama dessutom påverkar elpriset, på det sättet som antas i beräkningarna för "scenario- 2000" (beskrivs i avsnitt 6), sker en mindre kraftig nettovärmekostnadsreduktion för de med fossilt bränsle eldade kraftvärmeverken (se punkt 2b). Samtidigt ökar värmekostnaden för biobränsleeldade kraftvärmeverk kraftigare, se punkt 2b i ta- bellen. I båda fallen missgynnas biobränsleeldade kraftvärmeverk.

8 KONSEKVENSER AV ÄNDRINGAR I SKATTEREGLERNA

I detta avsnitt behandlas förändringar i skattereglerna som aktualiseras antingen redan idag (konsekvenser av "Visby-domen") eller som kan bli aktuella senare, exem- pelvis p g a en anpassning till regler inom EG.

Enligt Riksskatteverkets tolkning av den så kallade "Visby-domen" anses förbrän- ningsrnotorer och gasturbiner vara avsedda för elproduktion och slipper därför skatt i likhet med kondenskraftverk, även när de används som kraftvärmeverk. Andra tekniker (ångkraftvärmeverk och gaskombiverk) berörs inte av domen och RSVs

tolkning. Många fjärrvärmerörelser agerar redani enlighet med denna tolkning, dvs betalar ingen skatt.

Figur 13 visar att detta till och med år 2000, då skattens realvärde antas ha minskat på grund av inflab'on, skulle leda till att dieselmotorer och gasturbiner skulle konkurrera ut alla nya och befintliga anläggningar som eldas med biobränsle, och dessutom alla fossilt bränsleeldade verk med annan teknik, inklusive gaskombiverk som är betyd- ligt effektivare än de favoriserade gasturbinerna.

Dessa konsekvenser strider uppenbarligen helt mot trepartiöverenskommelsens och regeringsdeklarationens intentioner. Därför måste domen snarast undanröjas och detta besked ges fortast möjligt innan fler företag baserar investeringsbeslut på do- men.

Figur 8 visar att möjligheten att fördela bränsle på ovan angivna sätt ur skattesynpunkt minskar den rörliga driftkostnaden så kraftigt att detta leder till en ökad utnyttjning av befintliga verk i vissa fall. Å andra sidan minskas andelen biobränsle som används

systemets maximala värmeeffekt, MWV — 25 50 100 200 300 500

5 10 20 30 50 100 200 kraftvärmeverkets maximala värmeeffekt, MWV —

Fig 13: Värmekostnaden för nya kraftvärmeverk (sluttande text) och konkurre— rande produktionsenheter (horisontell text).

Priser år 2000, skattebefrielse för dieselmotorer och gasturbiner enligt den s k "Visby- domen".

Alla kraftvärmeverk och värmepannor för biobränsle antas tillämpa kondenserande rökgaskylning.

i dessa verk, och fliseldade värmepannor kan bli utkonkurrerade. Ibefintli ga verk kan nettoeffekten bli en viss ökning i användning av biobränsle.

Figur 9 visar att slopandet av denna möjlighet skulle, vid 1991 års prisläge, höja värmekostnaden för nya biobränsleeldade verk med kondenserande rökgaskylning, som inte får bidrag, med 1 ,2 öre/ kWhV . För verk med bidrag blir kostnadshöjningen 0,5 öre / kWhv. Trots att förändringarna inte är särskilt stora skulle det minska antalet biobränsleeldade kraftvärmeverk som kan klara konkurrensen från andra kraftvär- meverk och värmepannor, eftersom marginalema är små.

Vid prisläget år 2000 har, enligt prognoserna, priset för kol ökat och priset för biobränsle sjunkit något, så att fördelen av att använda skattebefriat kol för eldelen av bränsleförbrukningen minskar till 0,5 öre / kWhV utan bidrag respektive 0,2 öre / kWhv med bidrag. I detta skede har denna skatteförmån ett obetydligt värde.

Slutsatsen blir att ett slopande av denna regel visserligen i början kan ge en begränsad nettoökning i den totala användningen av biobränslen i befintliga värmepannor och kraftvärmeverk, men att det samtidigt skulle något reducera antalet nya biobränsle- eldade kraftvärmeverk.

Enligt min mening bör man ändå slopa denna artificiella möjlighet, förutsatt att slo- pandet kombineras med en annan åtgärd som kompenserar effekten på de bio— bränsleeldade verkens ekonomi. Exempelvis kunde man ge verken ett produktions- bidrag som kompenserar bortfallet av skatteförmånen. Detta utbyte skulle inte påverka statsmaktemas skatteinkomster, men skulle öka användningen av biobränslen genom att ta bort incitamentet att använda kol för andelen bränsle som anses förbrukat för elproduktion. Jag återkommer till andra eventuella motiv för ett pro- duktionsbidrag i avsnitt 8.4.

Diskussionen i avsnitt 6 visar att utbyggnaden av biobränsleeldade kraftvärmeverk torde vara begränsad under 1990-talet med kompletteringspropositionens regler, även om nuvarande bidragsmöjlighet förnyas. Förnyas den inte, blir det mycket få nya biobränsleeldade kraftvärmeverk som byggs. Onskar statsmakterna stimulera utbyggnaden av biobränsleeldade kraftvärmeverk under denna period och innan en eventuell anpassning till regler som kan komma att beslutas inom EG sker, så kan detta exempelvis ske genom följande alternativa åtgärder:

a) höjt investeringsbidrag per kW el för biobränsleeldade kraftvärmeverk,

b) ett produktionsbidrag per kWh el producerad i biobränsleeldade kraftvärme— verk, (vilket var en åtgärd som föreslogs av MIA),

c) en kombination av lägre investeringsbidrag än a) och lägre produktionsbidrag än b) som ger samma sammanlagda effekt.

I princip kan var och ettav dessa bidrag ge samma förstärkning av de biobränsleeldade kraftvärmeverkens konkurrenskraft. Fördelen med a) för kraftvärmeverkets ägare är att förstärkningen kvarstår även om skattereglerna skulle ändras i framtiden. Nack— delen för sarnhället är att det kan förleda ägaren att göra kraftvärmeverkets effekt större än vad som är befogat för samhället, om inte den anslagsbeviljande myndighe— ten får i uppgift att bevaka denna fråga. Fördelen med b) är att det ger en reduktion i den rörliga kostnaden som säkerställer att det lönar sig att driva kraftvärmeverket även under årstider då elpriset är förhållandevis lågt. Enligt min mening är c) den bästa lösningen eftersom den kombinerar fördelarna av a) och b) i lämpliga propor- tioner.

Bidraget (oberoende vilken form det ges) kan göras så stort att det även kompenserar den negativa inverkan på ekonomin, som slopandet av möjligheten att använda obeskattat kol enbart för eldelen av bränsleförbrukningen och biobränsle för övrig förbrukning skulle medföra, se diskussionen under avsnitt 8.2.

En fördel med åtgärderna som här beskrivs framför andra möjligheter, t ex en koldi- oxidskatt på bränsle för elproduktion med återföring av skatteinkomsterna i propor- tion till producerat elemergi, är att effekterna för a), b) och c) är förutsägbara, däremot att effekterna av en koldioxidskatt med återbäring varierar kraftigt med produktionen av kondenskraft och kraftvärme från fossila bränslen år från år och är svåra att beräk- na i förväg.

Vad som sagts ovan gäller tills dess EG inför regler som även påverkar Sverige. Inträffar detta, får man när reglernas utformning blir känd, undersöka vilka juste- ringar som kan behövas i de svenska reglerna för att bibehålla konkurrenskraften för nya biobränsleeldade kraftvärmeverk i stort sett oförändrad.

Ett försök att stärka de biobränsleeldade kraftvärmeverkens marknadsandel genom att försämra lönsamheten för kraftvärmeverk eldade med fossila bränslen, t ex genom att återinföra energiskatt på värmedelen av kraftvärmeverkens bränsleförbrukning, skulle däremot ha en negativ effekt på den totala kraftvärmeutbyggnaden och fjärrvärmemarknaden. Detta skulle kunna leda till att mindre miljövänlig produk- tion, ökar t ex kondenskraftelproduktion utomlands och värmeproduktion i indivi- duella pannor i Sverige.

Jag anser därför att denna typ av åtgärd utgör en betydligt sämre lösning än åtgärder av typ a), b) eller c).

a) ISG—kommissionens energiskatteförslag

I september 1991 antog EG—kommissionen ett förslag till klimatstrategi. Enligt försla— get införs en minimum skatt på 3 USD/ fat för olja, 1993, som höjs successivt till en slutgiltig minimum nivå på 10 USD/ fat år 2000. Hälften av skatten betraktas som en

energiskatt och belastar fossila bränslen och kämbränslen. Resten är en koldioxidskatt, proportionell till mängden kol per kWh energi i bränslet. Skatten skall belasta allt bränsle, även bränslet för elproduktion.

Konverteras dessa belopp till kronor vid skattad dollarkurs år 1993 (6,5 SEK/ USD) respektive år 2000 (7,0 SEK/ USD) enligt konjunkturinstitutet,erhålls 1,13 öre/kWh år 1993, respektive 4,07 öre/kWh år 2000, som den totala skatten för E05. Ingenting har sagts i förslaget angående en indexreglering av beloppen. Skattemas realvärden urholkas därför antagligen av inflation, t ex vid 3 % årlig inflation till 1,06 öre/kWh 1993, respektive 3,12 öre/kWh år 2000, i 1991 års penningvärde.

De av EG—kommissionen föreslagna skatterna är betydligt lägre än dagens svenska skatter, eller skatteutfallet för fjärrvärmerörelser enligt kompletteringspropositionen. Dock gäller kommissionens skatteförslag till skillnad från svenska skatter generellt, dvs även bränsle för elproduktion.

Klimatstrategin är tills vidare bara ett förslag från Kommissionen. De regler som till slut antas kan därför avvika från detta förslag. Andå ger förslaget från september 1991 en fingervisning om hur reglerna kan komma att se ut i stora drag.

b) Tillämpning av EGs minimiskatt för elproduktion och högre skatt för värme- produktion

När det gäller konkurrensutsatt elproduktion finns anledning för Sverige att inte införa högre skatt vid en EG-anpassning, än minimiskatten EG kommer att före— skriva. På produktion av värme för hushåll däremot, skulle Sverige antagligen utan någon invändning från EG, eller någon skada för svensk industri, kunna fortsätta med en högre skatt än minimiskatten.

Tabell 7 visar vilka ändringar i värmekostnaden detta skulle leda till vid den skatte- nivå som EG—kommissionen föreslagit för år 2000. Bränslekostnaden för fossilt bränsleeldade kraftvärme ökas med belopp som visas i tabellens kolumn 3. Värdet av elproduktion ökar med belopp som visas i kolumn 4 för år 2000 och belopp i kolumn 6 för år 2010. Ökningen är beräknad för de antagna sambanden redovisade i avsnitt 6mellanenproduktionskostnadsökningikondenskraftverkochde svenska elpriserna. Nettoförändringen blir skillnaden mellan ökade bränslekostnader och ökat värde av elproduktion, och visas i kolumn 5 (år 2000), respektive kolumn 7 (år 2010).

Eftersom värdet av elproduktionen ökar mera än bränslekostnaden (el produceras med hög marginalverkningsgrad, ca 85 %, i kraftvärmeverk), får samtliga kraftvär- meverk en reducerad värmekostnad. Reduktionen är ungefär lika stor för de bästa med fossilt bränsle eldade verken och biobränsleeldade verk med konventionell teknik. De senare slipper visserligen en bränslekostnadsökning eftersom de inte belastas med skatt, men deras låga elutbytesfaktor innebär att de tjänar relativt lite på ett höjt elpris. Kraftvärme får sålunda ett kraftigt höjt genomslag, utan att detta nämnvärt påverkar andelen biobränsleeldade verk med konventionell teknik. De enda kraftvärmeverk som tjänar betydligt mer på skatteändringen än övriga verk är

Tabell 7: Ändrin i värmekostnaden för kraftvärmeverk om bränsle för el roduktion beskattas enli EG—kommissionens försla för år 2000.

Antagen värmeeffekt: 80 MW.

Elutby- tesfaktor

bränsle el netto kostnad inkomst =kolumn 3) + 4)

Biobränsle: Eg—KVV med rökgaskylning

Gaskombi med förgasning

Fossila bränslen: Ång-KVV, kol Ång-KVV, Eos Diesel, E05 Gaskombi, naturgas Gasturbin, "

Antaganden för tabellen

" Nu föreslagen skatt antas gälla i löpande penningvärde till år 2000, och i fast penningvärde därefter.

"" För år 2000 antas att elpriserna i Sverige påverkas av möjligheten att exportera el till kontinenten, där ma: ersätter el från en blandning av kondenskraftverk eldade med kol, naturgas respektive olja. 80 % av slättens inverkan på produktionskostnaden i dessa va'k antas påverka elpriset i Sverige.

"" För år 2010 antas att kraftvärmeverkets elproduktion minskar behovet att bygga och driva kolkondens- kraftverk efter påbörjad kämkraftavveckling i Sverige. Då slår inverkan av skatten på kolkondenskraft— verkets elpris direkt igenom på försäljningspriset för el från kraftvärmeverk.

Slutsatser från siffrorna i kolumn 5 och 7

1) Alla _lo'__'____aftv'armeverk får sänkt värmekostnad. Konventionella kraftvärmeverk för biobränslen påverkas" 1 ungefär samma utsträckning som huvudkonkurrenterna, diesel och gaskombi.

2) Biobränsleeldade kraftvärmevm'k med ny teknik (gaskombi med förgasat bränsle) får bitydligt kraftigare reducerad värmekostnad än alla konkurrenter. Anledningen är obeskattat bränsle och hög elutbytesfakt—

(Dessa slutsatser beskrivs i texten).

kraftvärmeverk med förgasat biobränsle, dvs ny teknik. Införandet av skatt på fossilt bränsle för elproduktion gynnar dem.

c) En totalanpassning till EGs minimiskatter

Införs de av EG—kommissionen föreslagna skattebeloppen generellt på allt bränsle redan 1993, då de föreslås börja gälla, erhålls en mycket drastisk reduktion av bränsle— skattema i Sverige. Nya biobränsleeldade kraftvärmeverk och pannor slås ut helt. Små kraftvärmeverk med fossila bränslen slås ut likaså, eftersom de inte klarar kon- kurrensen från värmepannor för E05.

Även om EG inte skulle betrakta skatteförslaget som minimiskatter utan som värden alla EG—länder fick följa, skulle nya EG—länder säkerligen beviljas övergångsregler. Detta bör utnyttjas för att får en gradvis övergång som blir fullföljd först år 2000, då sjunkande svenska skatter och stigande EG-skatter möts i denna situation.

lnförs år 2000 EG—kommissionens skatteförslag för år 2000, som en generell skatt i Sverige, så blir skatt på bränsle lägre än enligt den partiella anpassning diskuterad i avsnitt 8.2b. De fossilt bränsleeldade kraftvärmeverken drar fördel av detta, och biobränsleeldade kraftvärmeverk med konventionell teknik får svårt att hävda sig mot dem, se figur 14. De får också en betydlig försämring i förhållande till läget med svenska skatter baserade på kompletteringspropositionen.

Om denna situation inträffar bör därför Sverige försöka få någon justering accepte— rad, t ex något högre skatt på fossilt bränsle och visst produktionsbidrag för bio- bränsle. Anpassas dessa justeringar så att det totala skattetrycket för svenska elprodu- cerande verk är i stort sett oförändrat, kan Sverige påpeka att svensk elproducerande industri inte får konkurrensfördelar genom denna åtgärd, samtidigt som den globala miljön gynnas.

öre/kWhv _».

ny värmepump & ________

16 ,ny bio-panna : :uä'åfvameelw _ _täemE—osfpänä

5 10 20 30 50 100 200 kraftvärmeverkets värmeeffekt. MWV —>

Figur 14: Värmekostnaden för nya kraftvärmeverk (sluttande text) och konkurre- rande produktion senheter (horisontell text).

Priser år 2000. Skatt enligt minimiskatt i IEC-kommissionens förslag för år 2000, för såväl värme och el. Penningvärde 1991.

Alla kraftvärmeverk och värmepannor för biobränsle antas tillämpa kondenserande rökgaskylning.

SLUTORD

Rapportens huvuduppgift är att analysera vilka kommersiella möjligheter det finns för en ökad användning av biobränsle för kraftvärme, och hur dessa möjligheter påverkas av olika skatteregler, prisprognoser och utveckling av ny teknik. När man i detta sammanhang diskuterar hur effektiva olika skatteregler är som styrmedel, får givetvis hänsyn tas även till deras inverkan på statsmakternas andra mål, t ex ökad användning av kraftvärme totalt.

När det gäller det primära målet, ökad användning av biobränslen för kraftvärme, visar beräkningama klart att det första hindret som måste avlägsnas om man inte skall få motsatt resultat, dvs att helt eliminera användning av biobränslen i kraftvär- meverk, är Visby—domen. Tillämpas skattereglerna fortsättningsvis i enlighet med denna dom och Riksskatteverkets tolkning av domen, kan vare sig befintliga eller nya biobränsleeldade kraftvärmeverk konkurrera med förbränningsmetorer och gas- turbiner som enligt domen slipper all skatt. Domen har även andra oönskade konse kvenser, den gynnar mindre effektiv teknik på bekostnad av mer effektiv teknik, t ex gasturbiner på bekostnad av gaskombiverk. Den bör sålunda snarast undanröjas och besked om denna intention ges innan fler intressenter gör investeringar som blir olönsamma den dag domen är undanröjd.

Åtgärden räcker dock inte, enligt beräkningarna, för en betydande utbyggnad av nya biobränsleeldade kraftvärmeverk redan under 1990-talet om kompletteringspro- positionens skatteregler tillämpas. Inte ens med förnyat statsbidrag på nuvarande nivå erhålls detta resultat. De potentiella beställarna av sådana kraftvärmeverk base- rar nämligen sina investeringsbeslut huvudsakligen på beräknad ekonomi för den första delen av verkets livstid, och tar föga intryck av prognoser om bättre ekonomi på relativt lång sikt, med förändrade prisrelationer. Dessutom tvingar nuvarande skatteregler de kraftvärmeverk som använder biobränslen att komplettera med viss andel skattebefriat kol, av kostnadsskäl. Detta reducerar användningen av biobränslen ytterligare. Önskas en kraftigare utbyggnad av biobränsleeldade kraftvärmeverk redan under 1990-talet och större andel biobränsle för dessa, måste därför statsmak- terna förbättra villkoren för dem.

Ett sätt att förbättra de biobränsleeldade kraftvärmeverkens konkurrenskraft i förhål- lande till båda huvudkonkurrentema, nämligen biobränsleeldade värmepannor, respektive fossilt bränsleeldade kraftvärmeverk, är att öka statsbidraget. Statsbidra- get kan som hittills utformas som ett investeringsbidrag per kW el, eller som ett produktionsbidrag per kWh el. Bästa effekt erhålls om bidraget har två komponenter, en investeringskomponent och en produktionskomponent. Investeringskomponenten ger större säkerhet mot framtida förändringar i regler och priser. Produktionskom— ponenten säkerställer att verket får så låga rörliga kostnader att det verkligen används med hög utnyttjningstid. Gör man bidragen tillräckligt stora kan man samtidigt slopa nuvarande möjlighet att skattetekniskt specialdestinera använt fossilt bränsle till elproduktion. Utan denna möjlighet blir det inte längre lönsamt att använda kol för viss del av bränsleförbrukningen. Enbart biobränslen kommer då att eldas i dessa verk.

Åtgärden har också den energipolitiska fördelen att den inte påverkar fossilt bränsleeldade kraftvärmeverks konkurrenskraft för system som inte på ett lönsamt sätt kan använda biobränslen. Ett av alternativen till höjt bidrag, höjd koldioxidskatt, skulle däremot direkt minska utbyggnaden av fossilt bränsleeldade kraftvärmeverk i dessa fall, och därigenom strida mot ett annat av statsmakternas mål.

När man i Sveriges omvärld börjar introducera en koldioxidskatt på bränsle för elproduktion, kan Sverige följa efter. Följden blir att kraftvärmeverk får förbättrad ekonomi, eftersom elkrediteringen påverkas kraftigare än bränslepriserna, även för fossilt bränsleeldade kraftvärmeverk. Biobränsleeldade kraftvärmeverk med dagens teknik får inte större fördel av denna förändring än konkurrerande kraftvärmeverk som eldas med fossila bränslen. Därtillär elutbytesfaktom för dagens biobränsleeldade kraftvärmeverk för låg. Däremot skulle lönsamheten för gaskombiverk med förgasat biobränsle (= ny teknik) få klart förbättrad lönsamhet genom en sådan åtgärd. Dessa kan då på 2000-talet bli ett mycket konkurrenskraftigt alternativ, om de kan nå nu uppsatta mål för anläggningskostnad och prestanda.

Skulle EG införa ett skattesystem som inte enbart (som hittills aviserats) föreskriver minimiskatter, utan generellt normaliserade skattenivåer, får man genom förhand- ling se vad som kan göras för att bibehålla de biobränsleeldade verkens konkur- renskraft. "Konkurrensneutrala skattetransfereringar" som i grova drag finansierar fortsatta bidrag genom något högre skatter för fossila bränslen, så att svensk kraft- produktion inte får någon nettofördel över utländsk produktion, kan vara ett exem- pel på vad som eventuth skulle kunna accepteras av EG.

Att tillämpa EG-reglema strikt, utan sådana justeringar, skulle nämligen, vid skattenivån som föreslagits av Kommissionen för år 2000 (och i ännu högre grad för de lägre nivåerna som föreslagits att gälla innan dess) konkurrera ut de bio- bränsleeldade kraftvärmeverken åtminstone på kort sikt.

Referenser Referens 1: Skatteregler för kraftvärme: Konsekvenser av dagens regler och av de förändringar som den s k Visby-domen respektive en anpassning till skatteregler inom EG, kan föra med sig.

Peter Margen, Margen-Consult AB för NUTEK och Biobränslekommissionen, april 1992 (Kan rekvireras från NUTEK)

Bilaga 1: Principscheman för olika kraftvärrneprocesser.

ångpanna

fast bränsle

lun Hänvännevanen

Fi ur I Konventionellt ånkraftvärmeverk

fjärrvärmevatten

Figur II Ån kraftvärmeverk med r nde . rökgaskylning Kylare l förvårmer fjärrvärmevatten;

Kylare 2 förvärmer och befuktar förbrännings- luften och förånger denna fukt

(Vid eldning av flis med typisk fukthalt, minskar dessa kylare bränsleförbrukningen per kWh nyttig energi med

ca 20%) &

_ . bränsle dieselmotor Hänvännevanen

Bilaga 9

fjärrvärmevatten

Fi ur IV: Gasturbin med avgaspanna _9__ . &_

'vanligtvis naturgas, eventuellt Eol, gasol

gasturbin

fjärrvärmevatten

Figur V: Kraftvärmeverk med kombic kel

*vanligtvis naturgas, eventuellt Eol, gasol

luft gasturbin

last bränsle

t'! trycksatt förgasare

. gasrening

bränngas

Figur VI: Kraftvärmeverk med hö tr cksför asnin av biobränsle och kombicykel (= ny teknik)

E , än .. ...?... ,

fast bränsle

förgasare

=

gasrening

bränngas __ _ fjarrvarmevatten

Figur VII: Kraftvärmeverk med atmosfärisk för asnin av biobränsle och kombicykel (= ny teknlg)