Energikombinat : en studie inom Carpe Futurum

Sammanfattning: Kraftvärme är en energieffektiv metod att producera både el och fjärrvärme men användningen av denna produktionsform begränsas av att fjärrvärmebehovet vanligtvis är lägre under den varma delen av året. På senare tid har både forskning och nybyggda anläggningar visat på synergieffekter av att samordna produktion av biodrivmedel eller förädling av trädbränslen med kraftvärmeproduktion i en så kallad energikombinatanläggning. Då Vattenfall Värme Uppsala är i behov av att ersätta sitt befintliga kraftvärmeverk utreds i denna studie möjliga ekonomiska och miljömässiga fördelar med att bygga en energikombinatanläggning. I studien utreds ett antal olika tekniker som kan tänkas ingå i energikombinatet och ett antal alternativ väljs ut för vidare analys. Alternativen jämförs sedan med ett referensalternativ bestående av enbart ett nytt biobränsleeldat kraftvärmeverk. Studien visar att en energikombinatanläggning bestående av ett kraftvärmeverk i kombination med tillverkning av pellets eller black pellets kan leda till ökad lönsamhet jämfört med enbart ett kraftvärmeverk. Den ökade lönsamheten uppgår till 178 MSEK/år för konventionell pellets samt 281 MSEK/år för black pelletstillverkning. Resultaten visar på ökad lönsamhet även vid ändrade förutsättningar såsom ökade investeringsbehov eller ökade råvarupriser. Den ökade lönsamheten beror dels på stor försäljning av förädlade biobränslen men också på att produktionen av dessa bränslen genererar ett ökat värmeunderlag och drifttid för kraftvärmeverket och därmed en ökad elproduktion. Exempelvis ökade elproduktionen i kraftvärmeverket för alternativet med pelletsproduktion med 117 GWh/år vilket genererar en ökad elförsäljningsintäkt motsvarande 99 MSEK/år. Lönsamheten för investeringarna i de olika kombinatalternativen har även bedömts med avseende på alternativens nuvärde, paybacktid samt nuvärdeskvot. Även med dessa metoder visar black pellets ‐ samt konventionell pelletstillverkning goda resultat varpå black pelletstillverkning anses som den lönsammaste. Alternativet visar på ett ökat nuvärde jämfört med referensalternativet på 3300 MSEK och alternativets paybacktid är endast drygt 3 år. Det är viktigt att poängtera att prognostiserade framtida försäljningspriser för producerad pellets respektive black pellets ligger till grund för beräkningarna då en ny anläggning förväntas tas i drift runt år 2020. Om försäljningspriserna inte utvecklas som prognostiserat utan ligger kvar på dagens nivå så ser resultaten betydligt sämre ut. Endast pelletstillverkning där biobränslet torkas med en bäddtork visar då på lönsamhetspotential. För att uppnå lönsamhet i detta fall bör kombinatanläggningen vara i stor skala då den måste förläggas till en ny site vilket medför en extra investering på cirka 700 MSEK. Denna investering undviks vid referensalternativet då enbart ett kraftvärmeverk byggs då detta kan uppföras på den befintliga siten. I alternativen med pellets respektive black pelletsproduktion erfordras cirka 3 TWh biobränsle/år vilket är tre gånger så mycket som för enbart ett biobränsleeldat kraftvärmeverk. Denna storskalighet i råvarutillförseln leder till stora utmaningar beträffande I logistiken kring råvarutillförseln till anläggningen och vidare studier får visa om dessa frågeställningar kan lösas. Tekniken för torrefieringssteget i black pelletstillverkningen är i dagsläget inte kommersiellt tillgänglig. Men en sådan anläggning i kombination med ett kraftvärmeverk kommer att byggas i Örnsköldsvik med start sommaren 2011. Då anläggningen är i drift kan slutsatser dras angående när tekniken kan bli kommersiellt tillgänglig. Vad gäller pelletstillverkningen är det osäkert om en bäddtork kan användas för att uppnå de låga fukthalter som pelleteringen kräver. Att istället använda en ångtork är kommersiellt beprövat, dock erhålls enligt studien en lägre lönsamhet än vid bäddtorkning men fortfarande högre än vid enbart kraftvärme. Vattenfall rekommenderas att noggrant följa teknikutvecklingen inom torrefiering samt utvecklingen av bäddtorkar eller andra torkningsmetoder som använder lågvärdig värme som värmekälla. Studien visar även att produktion av drivmedel genom förgasning av biobränsle har en potential för god lönsamhet men att det redan vid små förändringar av det antagna försäljningspriset medför försämrad lönsamhet. Dessutom bedöms det som osannolikt att tekniken finns kommersiellt tillgänglig år 2015 vilket anses nödvändigt, då den nya anläggningen bör stå klar år 2020. Alternativen att torka och lagra oförädlat biobränsle för eget bruk samt att producera syntetisk naturgas för försäljning och eget bruk analyserades i studien. Dessa alternativ visar på försämrad lönsamhet och anses därför inte som konkurrenskraftiga. Även produktion av etanol, biogas, biodiesel samt drivmedel genom förvätskning har studerats men har av ekonomiska, tekniska ‐ eller miljömässiga skäl inte kunnat ingå i en konkurrenskraftigt kombinatanläggning. Beträffande klimatpåverkan visar alternativet med black pelletstillverkning på störst minskning av de relativa koldioxidutsläppen per använd enhet biobränsle samt den totala utsläppsminskningen.