Energisektorn får en nyckelroll i EU:s klimatarbete En analys över angelägna frågor för UBC: s Energikommission och förslag till FoU-program

Transkript

1 Energisektorn får en nyckelroll i EU:s klimatarbete En analys över angelägna frågor för UBC: s Energikommission och förslag till FoU-program Förslag utarbetat under våren 2007 av The Competence Board

2 ENERGISEKTORN FÅR EN NYCKELROLL I EU: S MILJÖPOLITIK EU: s ansvarstagande inom klimatområdet blir allt tydligare med en överenskommelse på ministernivå från mars 2007 om att utsläppen av växthusgaser år 2020 skall vara minst 20 % lägre än de var år Redan nu har det på allvar föreslagits att reduktionsmålet år 2030 skall vara minst 30 %. De två stora utsläppskällorna för koldioxid såväl inom EU som globalt är elgenerering och trafik. För energisektorn inom EU kan man se tecken på att koldioxidutsläppen minskar medan trafiken kraftigt ökar sina emissioner. Att minska utsläppen av växthusgaser har inte bara klimatmässiga konsekvenser. En mycket viktig sidoeffekt är att omgivningsluftens kvalitet förbättras. Detta kommer att minska förekomsten av luftvägsrelaterade sjukdomar och ge stora samhällsvinster. Meningsfulla klimatåtgärder inom EU måste utgå från att såväl energi- som trafiksektorns utsläpp skall minskas. Användning av biodrivmedel som en åtgärd inom transportsektorn kan bara bli en dellösning, då odlingsarealerna är otillräckliga. Redan inom 20 år måste därför transporterna inom EU till mycket stor del bygga på så kallad hybridbilsteknik där fordonen drivs med en kombination av el och flytande drivmedel bensin, diesel och biodrivmedel var för sig eller i blandning. Elbehovet inom EU kommer att växa enligt EU-kommissionens egna analyser. Till detta kommer att elhybridfordon kan behöva el i en mängd som ungefär är 20 % av dagens elbehov inom EU. I den analys som gjorts här är det inte självklart att nytillskottet av el behöver bli så stort som det EU förutspår. I stället pekas på goda möjligheter till ökad rationalitet i energisammanhang och med detta möjligheter till minskad elförbrukning utan att arbetstillfällen, välfärd eller komfort äventyras. Tvärtom har det visat sig att en ökad rationalitet inom slutanvändningen av energi leder till företagsmässiga vinster. Det som bidrar till dessa möjligheter är de nya klimatmål som EU föreslår och som kommer att resultera i att priset på utsläppsrätter hamnar på en nivå av SEK/ton och som därmed ökar kostnaden för elproduktion i kolkondensanläggningar med 0,15 0,25 SEK/kWh. Den nya klimatstrategin inom EU kommer att gynna elproduktion i kraftvärmeanläggningar inom hela Östersjöområdet. Denna kommer att tränga undan el från äldre kolkondensanläggningar och driva på hastigheten mot minskade utsläpp av koldioxid. En möjlighet till att marginellt öka elproduktionen i kraftvärmeanläggningar är att utnyttja fjärrvärmereturen till att höja temperaturen i det biologiska steget i kommunala avloppsreningsverk. Därmed kan reningsverkens förmåga att rena vattnet från kväve höjas väsentligt samtidigt som besparingar görs på investeringssidan. En förbättrad kväverening får anses vara mycket väsentligt för att nå EU: s mål inom vattenvårdsområdet. Slutligen presenteras översiktliga förslag till studier dels över energieffektivisering och minskat elberoende, dels över ytterligare fördelar som kan uppkomma om avloppsreningsverken tillför värme från ett kraftvärmesystem.

3 LUFTVÅRDS- OCH KLIMATARBETET INOM EU PÅVERKAR ENERGISEKTORN EU: s arbete och strategier inom luftvårdsområdet bygger på en konvention som tagits fram genom FN: s ekonomiska kommission för Europa, CLRTAP 1. Med mindre förändringar har konventionens olika protokoll omarbetats till EU-direktiv. Det senaste konventionsprotokollet benämns Göteborgsprotokollet och har inom EU sin motsvarighet i det så kallade Takdirektivet, som reglerar hur stora utsläppen får vara av vissa gränsöverskridande luftföroreningar inom olika EU-länder. Under lång tid har luftvårdsarbetet byggt på väldokumenterad forskning och strategierna utgått från att olägenheter skall övervinnas till lägsta gemensamma kostnad. För den senare sakens skull har flera systemanalytiska arbetssätt utvecklats. Klimatområdet har också en stor vetenskaplig kärna, men om man ser till dess historia och politiska betydelse är den väsentligt yngre än luftvårdsområdets. Det vetenskapliga arbetssättet domineras till mycket stor del av att utveckla modeller som på global och regional basis beskriver hur strålningsbalansen ändras av ökande halter av växthusgaser och hur detta i sin tur påverkar luft- och havsströmmarna och därmed klimatet. Det ligger i sakens natur att dessa modeller, som beskriver framtiden, inte idag kan prövas på ett lika övertygande sätt som är möjligt att göra med de modeller som beskriver hur exempelvis svavel- och kväveoxider sprids och verkar. Bland det bästa man kan göra är att med modellernas hjälp återskapa talets klimat och göra jämförelser med gjorda observationer samt därefter i en iterativ process ändra klimatparametrar i modellerna tills resultaten är i nära överensstämmelse med verklighetens. Till de stora svårigheterna hör också att ekonomiskt kunna värdera konsekvenserna av ett ändrat klimat. Vid FN-förhandlingarna i Kyoto 1997, om internationella åtaganden för att minska utsläppen av klimatpåverkande gaser, hade av ovan nämnda skäl underlaget vissa brister. Till detta kom att olika ländergrupperingar hade olika uppfattningar dels om kostnadseffektiviteten av olika åtgärder, dels om vilka länder som vid olika tidpunkter skulle omfattas av avtalet. EU: s beslut om att åta sig en minskning av utsläppen var därför ett politiskt ställningstagande innebärande att i-länderna måste vara föregångare för att utsläppsminskningar skulle komma igång. De globala utsläppen av koldioxid från fossila bränslen uppgick år 2005 till nästan 29 Gton. Elgenerering svarade för 40 % av utsläppen och trafiksektorn för 21 %. Enligt International Energy Agency, IEA, kommer den globala användningen av fossila bränslen att öka åtminstone fram till år Se figur 1. Till denna tidpunkt räknar IEA med att de bränslerelaterade CO 2 -utsläppen ökar med närmare 40 % och då når nivån 40 Gton/år. Större delen av förändringen sker inom området elgenerering där utsläppen beräknas växa med drygt 60 %. Till allra största delen beror detta på en större användning av kol. För transportsektorn väntas att utsläppen av koldioxid ökar med närmare 50 %. 1 Utsläpp, spridning samt ekosystem- och hälsoeffekter av bland annat svaveloxider, kväveföreningar, partiklar, ett antal metaller samt långlivade organiska föroreningar. Konventionen dateras till 1979.

4 Figur 1. De fossila bränslena kommer enligt IEA-prognoser att öka under prognosperioden som sträcker sig fram till år Ovanstående illustration är tagen från World Energy Outlook För EU25 gällde år 2000 att koldioxidutsläppen var nästan 3,7 Gton. Elsektorns andel var 34 % och transportsektorns 26 %. Se figur 2. Under det senaste årtiondet har både positiva och negativa förändringar skett när det gäller utsläpp av växthusgaser. Till det positiva hör att energisektorns utsläpp har minskat med 5 % mellan åren 1990 och 2000 och till det negativa att utsläppen från transportområdet ökat med 19 % under samma period. Figur 2. Utsläpp av koldioxid inom EU 15 år EU: s nuvarande åtagande inom klimatområdet innebär att utsläppen av koldioxid år 2012 skall vara 8 % lägre än de var år De ambitioner som EU-kommissionen tillkännagivit för nästa åtagandeperiod d.v.s. bortom år 2012 är att utsläppen av växthusgaser till år 2020 skall minska med helst 30 % och minst med 20 % jämfört med situationen år 1990.

5 Det sätt som EU hittills arbetat med för att minska utsläppen av växthusgaser är att som en första ansats: Tilldela länderna inom EU15 nationella utsläppstak Inom nämnda nationella tak tilldela utsläppsrätter för vissa större stationära anläggningar. Tillåta handel med utsläppsrätter mellan de företag som tilldelats sådana. Det man på EU-nivå lärt av ovan nämnda försök är att man varit alltför generös med tilldelningen av utsläppsrätter. Tilldelningen kommer därför att minskas i nästa försöksperiod. Det nuvarande EU-arbetet för att uppnå en bättre luftvårdssituation inkluderar i större utsträckning än tidigare hälsofrågor. I detta sammanhang är uppmärksamheten särskilt riktad mot små inandningsbara partiklar, som bara i Sverige anses vara orsaken till cirka 5000 för tidiga dödsfall per år. Sådana fina partiklar kan föras med vindarna flera 100 km och halterna i Sverige påverkas därmed både av utsläppen i övriga Europa och hos oss. Andra föroreningar som påverkar vår hälsa men även ekosystemen är bland annat kväveoxider och marknära ozon två föroreningar som också de är gränsöverskridande. Andra gränsöverskridande föroreningar som under lång tid negativt påverkat vår miljö är svaveldioxid, långlivade organiska föroreningar och kvicksilver. De utsläppskällor som främst orsakar nämnda utsläpp är fossilbaserad elproduktion och trafik. I det arbete som pågått under ett par års tid inom EU för att revidera Takdirektivet har man funnit att åtgärder som gemensamt minskar utsläppen av växthusgaser och gränsöverskridande luftföroreningar skulle vara kostnadseffektivare än att arbeta med en strategi för klimat och en annan för traditionella luftföroreningar. Problemet med en gemensam strategi är att de två vetenskapliga disciplinerna hittills haft ett begränsat kunskapsutbyte. Detta uppmärksammades i mars 2007 vid ett vetenskapligt arbetsmöte i Göteborg med stort deltagande från EU-kommissionen. En rekommendation från nämnda möte var därför att EU vill se initiativ till samarbeten så att konsekvenser av gemensamma åtgärder bättre kan beskrivas och därmed ligga till grund för kommande förhandlingar. Vid det ovan nämnda arbetsmötet uppgavs från EU-kommissionen att kostnaderna för att åstadkomma en 10 % -ig minskning av CO 2 är cirka 20 Euro/ton, vilket för EU25 innebär cirka 7,8 miljarder Euro/år. De hälsomässiga vinsterna av att andra luftföroreningar samtidigt minskar däribland halterna av inandningsbara partiklar har av EU-kommissionen beräknats till mellan 6,2 och 20,4 miljarder Euro/år. För att minska CO 2 -utsläppen med ytterligare 13 % -enheter har kostnaden beräknats till 35 miljarder Euro/år medan marginalvinsten för sjukvården ligger i intervallet 8,5 till 27,8 miljarder Euro. Först vid denna högre reduktionsnivå för CO 2, som kan bli aktuell under 2020-talet, uppkommer således nettokostnader för CO 2 -åtgärder. Utöver positiva hälsoeffekter uppkommer även andra positiva miljöeffekter, till exempel minskad försurning som en konsekvens av minskade CO 2 - utsläpp. Detta bör beaktas i en mer fullständig kostnads-nyttoanalys. Sammanfattningsvis kan man således utgå från att EU: s höga ambition inom klimatområdet kommer att ligga fast och sannolikt förstärkas av att minskade CO 2 -utsläpp indirekt får stora positiva effekter för hälsa och miljö. I detta perspektiv framstår åtgärder, som innebär att EU: s fossilbaserade elproduktion på olika sätt kan minskas, som mycket intressanta.

6 EU25 är idag i allt väsentligt ett gemensamt produktions- och handelsområde för el. Det innebär att förändringar i exempelvis Sveriges och de övriga Östersjöländernas produktion och efterfrågan på el under dygnet påverkar utsläppsbilden inom EU i stort och att perspektivet på utsläpp av växthusgaser bör vidgas från en nationell angelägenhet till att bli en EU-fråga. En fördel som Östersjöländerna har i detta sammanhang är möjligheterna till att producera el i olika former av mottrycksanläggningar, där de specifika koldioxidutsläppen (gram CO 2 per kwh el) blir väsentligt lägre än från kondensanläggningar som är vanliga på kontinenten 2. Detta förhållande bör på sikt - med stigande priser på utsläppsrätter - stimulera till en ökad elproduktion med möjligheter till export till andra EU-länder. I ljuset av höga priser på utsläppsrätter för CO 2 och därmed högre elpriser framstår givetvis också effektivare elanvändning som en stor framtida möjlighet inte minst för Sveriges del. 2. ENERGISEKTORN får en nyckelroll i klimatomställningen Transportsektorns utmaningar Drivmedelsbehovet för transportsektorn inom EU25 uppgick år 2000 till 3800 TWh bränsle. Det är EU: s bedömning att detta inom EU25 redan år 2020 ökar till drygt 4600 TWh per år för att därefter minska marginellt. Som jämförelse kan i sammanhanget nämnas att Sveriges behov av drivmedel är cirka 83 TWh/år. Den snabba tillväxten för transportsektorn under åren visas i figur 3. Figur 3. Transportutvecklingen inom EU25 för perioden EU antog 2003 ett frivilligt direktiv (2003/30/EG) om inblandning av biodrivmedel i fordonsbränslen. Målet är att biodrivmedlens andel skall vara 5,75 % av energiinne-hållet av 2 Jämförelsen görs här mellan samma bränslen.

7 all bensin och diesel för transportområdet den 31 december Som en ytterligare åtgärd föreslog EU-kommissionen i februari 2007 att utsläppen från nya personbilar år 2012 skall begränsas till 120 gram per kilometer en reduktion med 40 gram per kilometer jämfört med den typbil som hittills varit utgångspunkten för EU: s politik inom transportområdet. Målet för biodrivmedel kan givetvis fram mot 2030 komma att överträffas och det är inte uteslutet att man då når en inblandning på 10 % eller strax däröver. Även vid en så hypotetiskt hög nivå som en 15 % -ig inblandning skulle dock transportsektorns utsläpp av koldioxid komma att öka med nästan 10 % till år 2030, givet att den ovan nämnda drivmedelsprognosen är riktig. Till år 2030 är det som påpekades under föregående rubrik inte osannolikt att EU: s klimatmål innebär ett åtagande om att minska utsläppen med 30 % jämfört med läget år Om en inblandning av biodrivmedel skulle bli den enda åtgärden inom transportsektorn vid denna tidpunkt skulle konsekvensen bli att andra sektorer måste minska sina utsläpp med närmare 50 %. Ytterligare åtgärder inom transportområdet framstår således som rimliga och troliga. En tänkbar åtgärd som i förstone verka kan verka lockande är att inkludera transportsektorn i handelssystemet för utsläppsrätter. Detta kan dock vara en ekonomiskt farlig väg, då transportsektorn hittills visat sig vara ganska okänslig för prishöjningar på drivmedel. Man kan därför befara att så också kan bli fallet när det gäller att skaffa sig utsläppsrätter för koldioxid. Detta skulle i sin tur leda till stora kostnadsökningar för stationära anläggningar som släpper ut koldioxid. EU: s konkurrenskraft gentemot omvärlden skulle därmed minska. En teknisk utveckling av hybridbilar av plug-in typ förefaller därför vara en väg som redan på kort sikt kan ge stora vinster i form av minskade koldioxidutsläpp. Principen för en sådan hybridbil visas i figur 4. I tabell 1 redovisas energi- och CO 2 -data dels för utvecklade bensinoch dieselfordon, dels för elhybridbilar. Figur 4. Principen för en hybridbil såsom den illustrerats av Toyota. Planetary gear står för planetväxel, som tillåter att fordonet drivs både med den vanliga bilmotorn och med en elmotor. Inverter står för omformare mellan likström från batteriet till växelström som

8 används i elmotorn. Genom nämnda enhet kan även växelström som uppkommer när fordonet bromsas in omvandlas till likström för uppladdning av batteriet. Kombinerad körning Fordonsdrift Bränslecykel Fordonstillverkning TOTALT Energibehov i livscykelperspektiv MJ/km Bensindrivna fordon referensbil baseline utvecklad 2,47 0,52 0,29 3,28 1,75 0,37 0,25 2,37 1,55 0,32 0,25 2, hybrid 1,07 0,22 0,26 1,55 Dieseldrivna fordon utvecklad hybrid 1,31 0,18 0,26 1,75 0,92 0,13 0,26 1,31 Kombinerad körning Fordonsdrift Bränslecykel Fordonstillverkning TOTALT Livscykelutsläpp av koldioxid gram CO 2 per km 177,8 44,4 20,1 242,4 126,1 31,5 17,6 175,2 110,7 27,9 17,6 156,2 77,0 19,1 18,3 114,4 99,4 15,8 18,3 133,5 Tabell 1. Energibehov och koldioxidutsläpp sedda i ett LCA-perspektiv för bensin-, och dieselfordon. Data ur Elforsks rapport Väte i det svenska energisystemet? En framtidsstudie. De energimässiga drivmedelsbehov, som anges i tabell 1 kommer enligt Eucar endast marginellt förändras vid en övergång till biodrivmedel. För konventionell diesel liksom biodiesel uppskattas drivmedelsbehovet till 1,70 1,80 MJ/km. För en konventionell Ottomotor bedöms såväl bensin- som etanolbehovet till knappt 1,90 MJ/km. 70,0 11,0 18,7 99,7 Odlingsarealerna begränsar tillgången på biodrivmedel Med biodrivmedel menar man i första hand: Biogas en blandning av metan och koldioxid som efter avskiljning av koldioxid kan användas på samma sätt som naturgas. Biogas produceras genom rötning av olika avfall. Etanol, som idag i första hand blandas in i bensin, men som också kan användas som ett rent bränsle. Etanol kan produceras ur sockerrika avfallsprodukter som sockerrörsrester men också från sockerbetor, från åkergrödor och från skogsavfall. Etrar och estrar som kan användas både i ottomotorer och i dieslar och som kan produceras från olika grödor. Produktionen av biodrivmedel i världen motsvarade i början av 2000-talet endast några få procent av den totala drivmedelsanvändningen. Detta beror på att biodrivmedel har varit väsentligt dyrare än bensin och diesel och att fordonsflottan endast till en marginell del varit anpassad till biodrivmedel. I tabell 2 presenteras produktionsdata för EU och Sverige samt för USA, Kanada och Brasilien.

9 Område Etanol ton/år Biodiesel ton/år Totalt EU15 Totalt EU25 Varav Sverige USA och Kanada Brasilien Tabell 2. Produktionen av biodrivmedel under åren 2003/2004 i världen. De biodrivmedel som producerades i Sverige 2003/2004 uppgick enligt tabell 2 till cirka 0,5 TWh eller 0,6 % av drivmedelsbehovet. Planer finns i Sverige att under år 2008 ta i bruk fyra nya produktionsanläggningar. Om detta genomförs skulle den inhemska produktionen då motsvara 2,3 TWh. I den statliga utredningen SOU 2004: 4 Förnybara fordonsbränslen nationella målet 2005 och att öka tillgången av dessa bränslen gjordes bedömningen att etanolproduktionen på cirka 20 års sikt skulle kunna uppgå till 10 TWh/år. Det stora tillskottet antogs i nämnda utredning komma från avverkningsrester från skogsbruket. Inom EU är den areella avkastningen i form av biodrivmedel väsentligt större för etanol än för biodiesel. För sockerbetor är avkastningen upp till 5,5 m 3 etanol per ha medan vete kan ge 2,5 m 3 per ha. Tyvärr är de arealer som är lämpliga för sockerbetor bara 10 % av dem som är lämpliga för vete, varför avkastningen i nuläget inte genomsnittligt ligger högre än cirka 2,8 m 3 etanol per ha eller 21 MWh/ha. För Sveriges del har det nyligen i en doktorsavhandling vid Lantbruksuniversitet visats att nettoutbytet av energi i form av biodrivmedel kan vara så lågt som 4,7 5,0 MWh/ha. Genom förädling av grödor räknar IEA med att etanolutbytet inom EU kan bli 4,8 m 3 per ha redan år 2010 och tio år senare 5,9 m 3. För biodiesel är motsvarande siffror 1,4 respektive 1,6 m 3, vilka kan jämföras med 1,1 m 3 i dagsläget. För att ersätta 10 % av drivmedelsbehovet inom EU25 skulle därmed de jordbruksarealer krävas som anges i tabell 3, givet att jordbruket skulle bli primärproducent av bioenergi och förutsatt den transportutveckling som tidigare redovisats. Dagsläget Arealbehov för att ersätta 10 % av bensinbehovet med etanol miljoner ha Arealbehov för att ersätta 10 % av dieselbehovet med biodiesel miljoner ha Totalt arealbehov miljoner ha Tabell 3. Arealbehov i miljoner ha inom EU 25 för att ersätta 10 % av bensin- och dieselbehoven med biodrivmedel De arealbehov som anges i tabell 3 kan lämpligen med att Eurostat för EU15 uppger att den totala jordbruksarealen är 73 miljoner ha och att utvidgningen till EU25 innebar att jordbruksarealen ökade med drygt 25 %. Även med förädlade grödor skulle således inemot 20 % av jordbruksmarken inom EU25 behöva disponeras för produktion av biodrivmedel som i kvantitet motsvarar 10 % av drivmedelsbehovet. Biodrivmedel kan därför bara bli en

10 dellösning för transportsektorn när det gäller att minska utsläppen av koldioxid och oljeberoendet. 2.3 Energi- och transportsektorerna kan bli samarbetsparter om bioenergin Den svenska kommersiella energisektorn förbrukar i dagsläget cirka 20 TWh biobränslen från skogen i form av flis och rester från avverkningar och gallringar. Den marknad som i Sverige utvecklats för bioenergi har sin bakgrund i den svenska koldioxidbeskattningen, som nära nog trängt undan användningen av fossila bränslen. I de länder på kontinenten som till stor del baserar sin elproduktion på fossila bränslen har inte priset på utsläppsrätter för koldioxid än så länge medfört något större intresse för att delvis ersätta kol med biobränslen. Med nya tilldelningsregler för utsläppsrätter kan dock detta förhållande ändras snabbt och flera kraftföretag förbereder sig idag för att samförbränna kol och trädbränslen. Transportsektorns behov av biodrivmedel kommer att påverka konkurrensen om biomassa. Omvandlingen av biomassa till drivmedel har dock en så låg verkningsgrad som %. Innebörden av detta kan exemplifieras med den svenska visionen om att producera 10 TWh etanol ur avverkningsrester från skogen, där TWh energi antingen kan bli sekundära biobränslen eller omvandlas till värme och el. Detta innebär att transportsektorns behov av biomassa inte dränerar energisektorn på denna energiråvara, men att konkurrensen leder till förändringar i användningen. Det kan också bli så att den förväntade större användningen av biomassa leder till fördelar i det primära produktionsledet och därmed kostnadsbesparingar och totalt sett en samhällsvinst. Inom de mer jordbruksintensiva delarna av EU kommer den grödebaserade produktionen av biodrivmedel att ge restprodukter i form av nya biobränslen. Om biodrivmedlen utgör 10 % av energin i bensin och diesel motsvarar de förbränningsbara biprodukterna en energimängd av cirka 600 TWh per år. 2.4 Elhybridbilar av plug-in typ får en stor marknadsandel redan om år Ett scenario för transportsektorn skulle kunna vara att tillväxten utvecklas på det sätt som tidigare beskrivits, att utsläppen av koldioxid trots detta till år 2020 skall vara 25 % lägre än de var år 2000 och att biodrivmedelsinblandningen är 10 %, räknat på användningen av bensin och diesel. I en sådan framtid skulle andelen hybridfordon behöva bli så stor som 70 % för att klara klimatkravet utgående från de prestanda som anges i tabell 1. Detta är knappast rimligt då hybridtekniken än så länge är under utveckling, men möjligen kan andelen hybridfordon år 2020 vara av storleksordningen 25 %. Elförbrukningen från nätet för hybridbilar av plug-in typ uppgavs av The California Cars Initiative år 2005 vara 0,16 kwh/km för medelstora personbilar och 0,19 kwh/km för större fordon. Båda dessa uppgifter baseras på studier vid Electric Power Research Institute, Epri. Fram till år 2020 är det sannolikt att effektiviteten utvecklats ytterligare och att elbehovet i genomsnitt då kan vara 0,15 kwh/km. Om hybridbilar av plug-in typ utgör 25 % av fordonen år 2020 inom EU25 skulle elbehovet för dessa vara av storleksordningen 600 TWh/år. Detta elbehov kommer sannolikt därefter att öka snabbt för att klimatmålen skall kunna klaras och år 2030 kan det vara TWh per år.

11 3. Elbehovet inom EU växer trots direktiv om effektivisering 3.1 Tillväxten i elbehov till år 2030 enligt EU EU har som ett icke bindande direktiv antagit att energiförbrukningen skall minska med 9 % mellan åren 2008 och Trots nämnda direktiv förutspådde EU så sent som år 2005 att elbehovet inom EU25 kommer att öka från cirka 2900 TWh år 2000 till närmare 4370 TWh år 2030; d.v.s. med närmare 45 %. Om den nu aviserade sparnivån slår igenom fullt ut för elsektorn innebär detta att elbehovet år 2030 uppgår till cirka 3840 TWh. Detta är en reduktion med drygt 500 TWh i förhållande till tidigare planer, men en ökning jämfört med år 2000 med drygt 900 TWh. I dessa prognoser har ingen hänsyn tagits till att elbehovet kan komma att öka inom transportområdet som en följd av att så kallade hybridbilar kan bli en väg för transportsektorn att minska utsläppen av koldioxid. 3.2 Möjligheter finns att minska elbehovet runt Östersjön Möjligheterna till att åstadkomma systemförändringar i industrins användning av el och värme har studerats av forskare vid Linköpings universitet 4 inom ramen för Energimyndightens program Uthållig kommun. Den metod som använts har som fokus haft systemförändringar av större betydelse. De möjligheter till minskat energiberoende som studerats har varit; effektivare elanvändning för belysning, ventilation och produktion av tryckluft minskad elförbrukning vid perioder utan produktion anslutning till lokalt fjärrvärmenät förändringar för icke elspecifika processer användning av spillvärme Med utgångspunkt från att elpriset i Sverige blir lika högt som i övriga EU (ungefär en fördubbling) fann Linköpingsgruppen i en studie som är kopplad till detta projekt 5 att; i elva studerade företag i Oskarshamn skulle elbehovet minska med 48 %. En väsentlig del av förklaringen ligger i detta fall i att ersätta elvärme med fjärrvärme i tolv studerade företag i Örnsköldsvik skulle elbehovet minska med 58 % i tio studerade företag i Ulricehamn skulle elförbrukningen minska med 50 %. Resultaten från de tre nämnda kommunerna är i god överensstämmelse med tidigare forskningsresultat och pekar på att elförbrukningen i svensk industri kan komma att reduceras till hälften om elpriset här blir lika högt som i övriga delar av EU. I flera fall har 3 Vid ett ministermöte i mars 2007 förändrades ambitionen till att energiförbrukningen skall minska med 20 % till år Avdelningen för Energisystem under ledning av professor Björn Karlsson 5 Trygg Louise, Karlsson Björn Industrial DSM in a European electricity market a case study of 11 industries in Sweden Energy Policy, Vol. 33/11 pp

12 forskningsresultaten redan implementerats inom industrin med förbättrad lönsamhet som resultat. Det är troligt att betydande systemförändringar och effektiviseringar när det gäller industrins elbehov också går att få till stånd också i Baltikum och i Polen, där elpriserna tidigare varit mycket låga jämfört med förhållandena på kontinenten. Genom att överföra kunskaper om metoder och verktyg från Linköpingsgruppen och peka på goda svenska exempel borde det mot bakgrund av befarade prisökningar på el vara möjligt att där snabbare komma igång med effektiva åtgärder än det varit i Sverige. Hur hushållen runt Östersjön kommer att reagera på en väsentligt högra prisnivå för el har inte utretts inom ramen för denna studie. Redan vid dagens elpriser ser man dock i Sverige många krafter som marknadsmässigt minskar elkonsumtionen. Till detta kommer nya regler för minskad energiförbrukning inom bostadssektorn. 3.3 Klimatpolitiken kan driva fram ytterligare rationalitet i elanvändningen De nya åtaganden om minskade CO 2 -utsläpp som aviserats av EU-kommissionen kommer tillsammans med aviserade krav på CO 2 -avskiljning vid nya koleldade anläggningar att närmast fördubbla marginalkostnaden för elproduktion inom EU inom loppet av 20 år. Detta kommer att slå igenom på elmarknaden i form av ytterligare rationaliseringar i användningen. Därför kan de energibesparingar på 20 % till år 2020, som ministerrådet beslutade om i mars 2007, mycket väl bli en marknadsmässig konsekvens av EU: s klimatpolitik. För länderna runt Östersjön skulle konsekvensen av klimatpolitiken kunna bli att elbehovet mer än halveras på 20 års sikt för industrin. Med hänsyn till att hushållen har en tendens att agera mindre rationellt än industrin när det gäller energieffektivisering kan det som en försiktig gissning antas att elbehovet sammantaget halveras i Sverige på 20 års sikt som en konsekvens av EU: s klimatpolitik och av den avreglerade elmarknaden. 3.4 Miljökaraktär på ny elproduktion Det har i de ovan gjorda beräkningarna för elhybridfordon förutsatts att den el, som skall användas i hybridfordon, genereras utan utsläpp av koldioxid. Detta antagande är naturligt då den klimatmässiga fördelen med hybridfordon upphör om det specifika koldioxidutsläppet från elproduktionen är större än 330 g/kwh el, se tabell 1. Detta krav diskvalificerar elproduktion som sker med fossila bränslen, om man inte avskiljer CO 2 från rökgaserna. Vidare gäller att vattenkraften endast kan ge marginella nytillskott inom EU samt att naturgasbaserad kraftproduktion skulle göra EU mycket känsligt för importstörningar. Därför ses vindkraft, bättre utnyttjande av fjärrvärmeunderlag i kraftvärmeanläggningar, ny kärnkraft och kolbaserad elproduktion, kombinerad med att CO 2 avskiljs och lagras i underjordiska akvifärer, som möjligheter för EU att inom 25 år öka elproduktionen. Avskiljning av koldioxid har i Europa en stor och långsiktig potential. Till nackdelarna med att använda CO 2 - avskiljning hör att totalverkningsgraden minskas med närmare 20 % och att bränsleförråden därmed töms snabbare.

13 När det gäller att bedöma de miljömässiga konsekvenserna av olika produktionsformer för el har man stor nytta av att utgå från så kallade miljövarudeklarationer. Dessa granskas och registerhålls i Sverige av Miljöstyrningsrådet, från vars hemsida informationen i tabell 4 hämtats om vindkraft och kärnkraft. Mängd föroreningar per producerad kwh el Vind Kärnkraft Forsmark CO 2 -utsläpp gram 14 2,83 Försurande substanser mol H + 0,0018 0, Ozonnedbrytande gaser g CFCekviv. 0, , Farligt avfall, gram Bränsleralaterat Icke bränslerelaterat 0, ,293 Tabell 4. Emissioner av koldioxid, försurande ämnen, ozonnedbrytande gaser samt farligt avfall från vind- och kärnkraft enligt information från Miljöstyrningsrådets hemsida. Elforsk har i flera rapporter beskrivit olika tekniker för att avskilja och lagra koldioxid i samband med elproduktion. För kolpulvereldade anläggningar och med tillämpning av bästa tänkbara teknik blir CO 2 -utsläppet 100 g/kwh och vid kolförgasning cirka 130 g/kwh. Om man vill uppnå låga utsläpp av koldioxid, partiklar och försurande substanser samt åstadkomma liten påverkan på stratosfärens ozonskikt är kärnkraft och vindkraft bättre exempel på goda framtida möjligheter än kolbaserad elproduktion. 3.5 Möjligheter till att effektivisera produktionen av el Fjärrvärmeanvändningen i Sverige uppgår till cirka 48 TWh per år. Mot detta värmeunderlag producerades år 2004 endast 6,1 TWh el medan potentialen för elproduktion är av storleksordningen 24 TWh med flis som bränsle. Med naturgas som bränsle skulle elproduktionen teoretiskt kunna höjas till nivå med fjärrvärmeproduktionen; dvs 48 TWh. Att mottrycksproduktionen i Sverige inte är högre har flera historiska förklaringar. En är att Sverige haft ett visst elöverskott i kombination med kostnaderna för att producera el i kraftvärmeanläggningar är högre än de rörliga kostnaderna för produktionen i kärnkraftanläggningar. En annan är att EU: s långsiktiga ambitioner på klimatsidan inte tidigare varit så tydliga att man vågar räkna in de klimatmässiga fördelarna med biokraftvärme i företagsmässiga kalkyler. De kommersiella möjligheterna för kraftvärmeföretagen runt Östersjön måste ses som goda när EU: s ambitioner på klimatområdet får genomslag. Om den förväntade prisnivå på SEK/ton för utsläppsrätter för CO 2 blir verklighet kommer detta att höja priset på el från kolkondensanläggningar med 0,15 0,25 SEK/kWh till en total produktionskostnad av 0,45 0,55 SEK/kWh. Vid denna kostnadsnivå kommer el från kraftvärmeanläggningar att tränga undan gammal kolbaserad elproduktion och minska utsläppen av CO 2. Detta gäller såväl för gas- som biobränsleeldade kraftvärmeanläggningar.

14 De klimatmässiga konsekvenserna av att använda naturgas alternativt trädflis som bränsle kan belysas med data från Göteborg Energis nya gaseldade kraftvärmeverk. I detta kommer behovet av naturgas att uppgå till 3000 GWh/år, som genererar 1450 GWh värme och 1250 GWh el per år. Utsläppet av CO 2 från nämnda anläggningen kan med uppgivna data beräknas till cirka ton/år medan plusposten i denna kalkyl innebär att nämnda elproduktion tränger undan ett CO 2 -utsläpp av storleksordningen ton/år från kolkondensanläggningar någonstans inom EU. Om kraftvärmeverket i Göteborg hypotetiskt i stället hade använt flis som bränsle hade inget svenskt utsläpp av CO 2 uppkommit, men å andra sidan hade elproduktionen begränsats till cirka 700 GWh och undanträngningen av CO 2 till cirka ton/år. Nettoskillnaden mellan de två alternativen är således inte särskilt stor men marginellt till fördel för biobränslealternativet. Om man i gasalternativet antar att det biobränsle som inte förbränns i Göteborg kommer till användning någon annan stans inom EU och att det då ersätter kol, blir naturgasalternativet klart det fördelaktigaste. Inom Oskarshamns kommuns åtagande gentemot Union of the Baltic Cities, UBC, finns ett mycket gott systemkunnande kring effektiva kraftvärmeprocesser genom samarbetet med avdelningen för Energisystem vid Linköpings universitet. Möjligheterna att dra nytta av detta diskuteras vidare i avsnitt 4. Ett sätt för att öka elproduktionen i kraftvärmeanläggningar är att öka avsättningen av fjärrvärme och sänka temperaturen på fjärrvärmereturen. Denna möjlighet har traditionellt sina givna begränsningar bland annat i form av önskad värmekomfort hos kunderna. I det arbete som gjorts här har en ny väg för att reducera returtemperaturen lyfts fram nämligen att fjärrvärmereturen avlämnar värme till anläggningar för avloppsvattenrening, vilket möjliggör att de senare kan fungera vid optimal temperatur året om. Detta innebär bland annat att: en 90 % -ig kväverening kan uppnås året om vilket är en väsentlig resultatförbättring gentemot vad som kan nås med en traditionell avloppsvattenrening och de låga temperaturer som vintertid naturligt råder för avloppsvatten i Östersjöregionen. kostnaderna blir väsentligt lägre än om man bygger konventionella reningsverk genom att bassängvolymerna i det så kallade aktivslamsteget kan reduceras med inemot 50 %. elproduktionen kan höjas i kraftvärmeverket vilket är intressant då marknadsvärdet för el blir betydligt högre än för låggradigt värme. Möjligheter, teknik och kostnader för detta beskrivs utförligare i bilaga 1.

15 Fortsatta arbeten Fortsatta arbeten för UBC: s Energikommission föreslås som en första etapp komma till stånd inom områdena energieffektivisering samt ökad avsättning av fjärrvärme med tillämpning på att åstadkomma en bättre avloppsvattenrening i Östersjöregionen. För att få en effektiv spridning av kunskaperna inom de nämnda områdena föreslås särskilda åtgärder för att stimulera till ett internationellt utbyte av högskolestuderande. Energieffektivisering Från Avdelningen för Energisystem vid Linköpings universitet föreslås att cirka fem kommuner inom UBC-området väljs ut för studier över möjligheterna till energieffektivisering enligt det mönster som utvecklats inom nämnda forskargrupp och som översiktligt beskrivits i avsnitt 3. Ett optimeringsverktyg, MODEST, kommer att användas för att belysa användning och tillförsel av energi i ett europeiskt perspektiv för de kommuner som blir studieobjekt. I analysen skall både ekonomiska och miljömässiga förhållanden beaktas. Exempel på områden som ingår i analyserna är: samverkan mellan regionala energiföretag där det ingår att undersöka betydelsen av vidgade systemgränser. samverkan mellan industrier och energiföretag med syfte att effektivisera energisystemet och minska elanvändningen. Exempel från Sverige på detta område är Skövdes samverkan med Volvo kring minskad elanvändning genom ökad användning av fjärrvärme. studier över de ekonomiska förutsättningarna för kraftvärmeanläggningar med utgångspunkt i antaganden om framtida elpriser inom EU och om olika styrmedel möjligheter att bygga anläggningar för absorptionskyla minskade utsläpp av växthusgaser samt av föroreningar som uppmärksammas i EU:s aviserade nya luftvårdsstrategi med försök att ekonomiskt värdera utsläppsförändringarna. 4.2 Förbättrad avloppsvattenrening i Östersjöregionen Den möjlighet till förbättrad avloppsvattenrening främst exemplifierad genom ökad kväverening som beskrivits i avsnitt 3 och i bilaga 1 kommer att prövas i Kotka, Finland. Än så länge pågår projekteringsarbeten och beslut om att där implementera möjligheterna kan nog knappast förväntas förrän vid årsskiftet 2007/2008. Vidare kan nämnas att Mariehamn kommun visat intresse för att få till stånd en bättra avloppsvattenrening. Till detta kommer att Vattenfall visat intresse för avloppsreningsfrågan kopplad till sin verksamhet i Polen. När någon kommun beslutat sig för att bygga ett avloppsreningsverk enligt de principer som omtalas i avsnitt 3 och bilaga 1 kommer ett detaljerat forskningsprogram att tas fram som skall belysa: de ekonomiska skillnaderna i förhållande till ett konventionellt avloppsreningsverk när det gäller investeringar och driftkostnader.

16 reduktionen i aktivslamsteget av biologiskt syreförbrukande substans samt av näringsämnena kväve och fosfor. Skälet till att fosfor ägnas uppmärksamhet är erfarenheter från avloppsvattenrening i bl. a. Saudiarabien, där avloppsvatten ofta har en temperatur på 20 C eller mer, talar för att mikroorganismer i aktivslamsteget tar till sig betydligt mer av fosfor än vid lägre temperaturer. det producerade överskottsslammets stabiliserings- och avvattningsegenskaper. Det finns skäl att misstänka att det biologiska överskottsslammet är mer biologiskt stabiliserat än från konventionella aktivslamprocesser. Vidare borde det vara mer lättavvattnat. Om detta skulle vara sant innebär uppkommer stora ekonomiska fördelar för den föreslagna reningsprocessen i förhållande till konventionell avloppsvattenrening. möjligheterna att tillgodogöra sig fosfor ur det producerade överskottsslammet alternativt fosforns biologiska tillgänglighet om slammet sprids på åkermark.