Kan fjärrvärmen expandera kraftigt i Storbritannien?

Transkript

1 Institutionen for energivetenskaper Kan fjärrvärmen expandera kraftigt i Storbritannien? MVKN10 Energitransporter Karl Fredriksson Erik Wiklund

2 Sammanfattning För att trygga framtidens försörjning av värme och elektricitet i Storbritannien krävs omfattande åtgärder för att hushålla och effektivisera energianvändningen. En del i denna process är expansionen av fjärrvärme. Med befintlig teknik kan verkningsgraden i Storbritanniens kraftverk höjas från dagens 40 % till 95 % om spillvärmen tas tillhand och distribueras som värme i fjärrvärmenät. Fjärrvärmens höga verkningsgrad, miljöpotentialen och det konkurrenskraftiga priset kommer vara de avgörande faktorerna för expansionen för fjärrvärmen i England. Troligtvis kommer den årliga expansionstakten för fjärrvärme ligga omkring 5 % under många år framöver. Nybyggnationer i tätbefolkade urbana miljöer där övriga infrastruktur byggs ut kommer troligtvis ta en ledande roll för fjärrvärmeexpansionen i Storbritannien. I takt med att nationella kunskapen ökar kommer en ökad konvertering från befintliga energisystem till fjärrvärmesystem att ske. För att uppnå denna expansion krävs en ökad medvetenhet på en hög politisk nivå för att utforma incitament och kunskap kring fjärrvärme. Då fjärrvärmebyggnationen är starkt kopplad till övrig energiförsörjning kan effektiva styrmedel behövas för att landets miljömål skall uppfyllas, där fjärrvärme väntas vara en del i strategin för att nå målen. Ägarfrågan för fjärrvärmenäten och de stora investeringarna som krävs är även starkt kopplade till politisk och framförallt kommunalt beslutstagande. Delägarskap och kombinationer vid nybyggnation med övrig infrastruktur såsom VA och bredband kan vara lösningar för att dela alternativt minska de stora investeringarna för fjärrvärmen. 2

3 Innehåll 1. Introduktion Fjärrvärme Produktion Bränslen Kraftvärmeverk Distribution Fjärrvärme hos kunden Positiva aspekter Effektivt och tillförlitligt Miljövänligt Konkurrenskraftigt pris Negativa aspekter Energisituationen i Storbritannien Värmemarknaden i Storbritannien Bostäder Service och industri Teoretiskt värmebehov Utbyggnad av fjärrvärme i Storbritannien Kraftvärmeverk Bränsle Analyserad potential för fjärrvärmens expansion Marknadsbarriärer för fjärrvärme Slutsats Litteraturförteckning Förslag på tentamensuppgift

4 1. Introduktion Fjärrvärmens marknadsandel på värmemarknaden i Storbritannien ligger för närvarande på ca 2 %. Detta är en relativt låg andel jämfört med andra länder i Europa där fjärrvärmen i vissa länder står för över 50 % av uppvärmningen. Storbritannien besitter många av de karaktäristika som dessa länder med välutbyggda fjärrvärmenät som exempelvis att en stor del av befolkningen bor i urbana miljöer. Givet detta har fjärrvärmen stora expansionsmöjligheter i Storbritannien. Vad Storbritannien istället har är många kolkraftverk för att producera el. Dock är den storskaliga elproduktionen i Storbritannien mycket ineffektiv. Kolkraftverken har sällan en verkningsgrad som överstiger 35 % vilket betyder att det för varje producerad enhet el uppstår två enheter värme, värme som i de flesta fall betraktas som spill och leds direkt ut i atmosfären. Om den värme som idag går förlorad vid elproduktion skulle tas tillvara på skulle den kunna ge ett signifikant bidrag till att sänka energikonsumtionen i Storbritannien. Om enbart hälften av den spillvärme som idag inte tas tillvara på istället skulle användas till uppvärmning i form av exempelvis fjärrvärme, skulle det motsvara 25 % av Storbritanniens uppvärmningsbehov (Institution of Civil Engineers, 2009). Kommittén för klimatförändringar i Storbritannien (Committee on Climate Change, CCC) har föreslagit att elektricitet försörjningen år 2030 skall vara nästan helt utan koldioxidpåverkan. Detta mål kommer starkt påverka fjärrvärmens utbyggnad då man i länder som exempelvis Sverige minskat sina utsläpp av koldioxid med 20 % tack vare utbyggnaden av fjärrvärme. (Svensk Fjärrvärme) För att kunna beskriva och kvantifiera expansionsmöjligheterna för fjärrvärme i Storbritannien kommer ett antal aspekter att belysas i denna rapport. Några av de grundläggande förklaringsvariablerna är fördelarna med fjärrvärme, energimarknadens uppbyggnad, den nuvarande marknadssituationen för värme samt barriärer som behöver övervinnas. 4

5 2. Fjärrvärme 2.1 Produktion Vanligtvis produceras fjärrvärme i ett värmeverk där vatten värms upp genom förbränning av bränslen. Fjärrvärmenätet kan försörjas av en enskild produktionsanläggning likväl som flera produktionsanläggningar. En enskild produktionsanläggning som klarar basbehovet vid normalt förhållande kallas baslastanläggning, denna drivs generellt av billigare bränslen såsom avfall. Vid ökat behov startas spetsanläggningar upp för att möta en ökad kortsiktig efterfrågan, vanligtvis används lätthanterligt bränsle såsom olja för denna typ av anläggning. Förutom direkta produktionsanläggningar som har som avsikt att värma vattnet i system kan även spillvärme tas till vara, vanligen från industrier eller avloppsnät. Vid de fall då spillvärmen är för låg för att direkt mats ut i fjärrvärmenätet används värmepumpar. Det finns även ett flertal fall där geotermisk värme tas till vara och används i systemet. (Wikipedia) Bränslen Av den totala fjärrvärmeproduktionen används i stor grad bränslen som ej annars skulle tagits till vara. Skogsavfall, sopor och spillvärme är några av de grundläggande bränslena för fjärrvärmen. Även konventionella bränslen såsom kol, olja och naturgas används. Fjärrvärmenätet är därav mycket bränsleflexibelt och använder i praktiken en kombination av bränslen för att upprätthålla värmen under årets alla dagar. För att styra bränsleanvändningen används en rad styrmedel. Ett exempel är i Sverige då kol beskattas hårt för ren värmeproduktion och därför används ej kol i stor utsträckning i Sverige Kraftvärmeverk Ett kraftvärmeverk är en producerande anläggning som producerar kraftvärme, dvs. el och värme. Det fundamentala för kraftvärmeverket är att det finns ett nät att ansluta den genererade strömmen till samt att det finns ett fjärrvärmenät som tar till vara och kyler av den genererade värmen. Förbränning av bränslen eldar på ångpannan i kraftvärmeverket, vilket leder till att det innehållande vattnet överhettas till ca 500 o C ånga. Trycket sätter ångan i rörelse och leds mot en turbin som sätts i rörelse, turbinen i sin tur är kopplad till en generator som omvandlar rörelsen till elektrisk energi. Ångan tappar därefter tryck men har fortfarande en relativt hög temperatur. Kraftvärmeverkets unika fördel med en ökad verkningsgrad sker vid denna punkt då värmen tas till vara genom att en kondensor kondenserar ångan och värmen överförs till fjärrvärmenätet. Ett effektivt kraftvärmeverk har en verkningsgrad över 90 %. Kraftvärmeverk kan eldas med varierande bränslen såsom kol, olja, naturgas, torv och biobränslen. Nedan i Figur 1 visas en illustration av ett fjärrvärmesystem. 5

6 Figur 1 Illustration av fjärrvärmesystem (Möndals Energi) 2.2 Distribution Mediet som används i rören är vanligtvis vatten, dock förekommer ånga i äldre fjärrvärmenät. För att vattnet inte skall skada rören och vara enkelt att använda, tillsätts kalcium, magnesium och färgämnen som möjliggör enklare spårning vid läckage. Oavsett medium är dess renhet av största vikt för att inte rören skall korrodera och få beläggningar som hämmar flödet. 6

7 Figur 2 Distributionsrör (Wikipedia) Vanligtvis består fjärrvärmerör likt bilden ovan av ett stålrör som bär själva mediet genom nätet, vilket i sin tur är isolerat med polyeten, skumplast och som ytterst skyddas mot fukt av ett plastlager polyeten. På bilden ovan ser vi även att det i skumlagret ligger en larmtråd som underlättar servicearbeten och läckagelokalisering. Fjärrvärmerören består generellt av prefabricerade standardiserade rör som sammanfogas. Rörledningarna grävs sedan ned med två parallella rör, ett för distribution och ett för returflöden. Dock finns en rad varianter och avvikelser från plats till plats. Rören kan även ligga ovan mark på platser där de ej påverkar omgivningen, även antalet rör kan varieras. Valet av temperatur i fjärrvärmenätet begränsas av och beror på en rad faktorer. Den övre begränsningen beror bland annat på materialet i systemet blir kostsamt vid höga temperaturer, men också att hög temperatur generellt innebär högre värmeförluster. Den nedre temperaturgränsen beror bland annat på kundens temperaturbehov och dess värmeväxlare från fjärrvärmenätet till dess interna radiatorsystem. Snittet för värmeförlusterna som sker i samband med distribution av fjärrvärme ligger kring 10 % för Västeuropa. På senare tid har värmeförlusterna belysts och därmed också till viss del minskats. Som nämnt tidigare är temperaturen avgörande för värmeförlusterna men också, isolering, rörens diameter och fjärrvärmenätets geografiska utformning av största vikt. Städer med ett tätt geografisk fjärrvärmenät tenderar därför ha lägre förluster än fjärrvärmenät för byar och städer. (Wikipedia) 2.3 Fjärrvärme hos kunden För att fjärrvärme skall kunna nyttjas hos abonnenten krävs ett centralvärmesystem, dvs. att värmen från en värmekälla sprids i utrymmet som skall värmas upp med hjälp av rörledningar som är kopplade till radiatorer. Exempelvis är villor med oljepannor, pelletsbrännare eller elpatronsystem ofta kompatibla att anslutas till fjärrvärmenätet då dessa pannor vanligen värmer upp vatten i centralvärmesystemet. Fastigheter med direktverkande el kan därför inte nyttja fjärrvärmenätet såvida inte ett centralvärmesystem installeras. För att koppla samman och nyttja fjärrvärmenätets värme med det interna centralvärmesystemets används vanligen en värmeväxlare. Värmen från fjärrvärmenätet förs darav över till det interna systemet utan att vätskorna mixas. Hos kunden sitter därför en fjärrvärmecentral som består av värmeväxlaren samt ett regulatorsystem som upprätterhåller den önskade temperaturen i den 7

8 aktuella bostaden. Detta gör även att man kan erhålla ett annat tryck mellan fjärrvärmenätet och det interna systemet. (Svensk Fjärrvärme) 2.4 Positiva aspekter Fjärrvärme skapar effektiva och miljöanpassade energilösningar genom att ta tillvara på resurser som annars går förlorade. Sådana resurser kan vara exempelvis spillvärme från industrier, grenar och toppar från skogsavverkning och avfall. Fjärrvärme kan produceras av många skilda bränslen vilket gör det till ett flexibelt alternativ för kunder och ger en försörjningstrygghet. Beroende på tillgång och pris väljs det bränsle som är bäst ur miljö- och ekonomiskt synpunkt (Svensk Fjärrvärme AB, 2004). Fjärrvärmesystem är mindre känsligt för långsiktiga förändringar i konsumenternas beteende och preferenser. Anledningen är att det finns flera olika kategorier av förbrukare med skilda preferenser som kräver extra värme vid exempelvis olika tidpunkter (industrier jämfört med bostäder). (Brown, Maryan, & Rudd) Effektivt och tillförlitligt Fjärrvärme ger stora möjligheter till att få till ett stort värmeutbyte i vissa fall kan man uppnå en verkningsgard på över 90 % vid kraftvärmeproduktion. Den är även teknisk tillförlitlig; i Sverige har den funnits i 60 år och i Danmark och Tyskland 120 år. Direktverkande el dras med stora förluster från bränslekällan till att slutligen värma upp byggnader. Därför medför minskad elanvändning en större energibesparing än minskad fjärrvärmeanvändning. (Svensk Fjärrvärme) Miljövänligt Fjärrvärme fungerar som en stark klimatförbättrare. I takt med att fjärrvärmen ökar minskar användningen av fossila bränslen (om dessa inte används i fjärrvärmeproduktionen). I exempelvis Sverige har fjärrvärmen under de senaste 20 åren bidragit med att minska koldioxidutsläppen i Sverige med 11 miljoner ton vilket motsvarar 20 procent av nuvarande utsläpp i samhället. Detta har lett till att Sverige redan uppnått målen i Kyotoavtalet. (Svensk Fjärrvärme) Effektiva fjärrvärmeverk släpper ut mindre miljöförstörande ämnen än enskilda pannor i fastigheter, vilket medför att luften i närmiljön påverkas på ett positivt sätt Konkurrenskraftigt pris Priset varierar beroende på leverantör, ort och är stark kopplat till det bränsle som används. Exempelvis har de orter som försörjs med spillvärme från industrier några av de lägsta priserna på värme. Fjärrvärme tillsammans med pellets är det billigaste alternativet för att värma hus, därefter kommer bergvärme och till sist olja och direktverkande el. Prisökningen för fjärrvärme är även den lägsta medan olja och gas haft kraftiga prisökningar senaste åren. Nedan visas ett diagram för hur priset för olika uppvärmningsalternativ kan fördela sig gentemot varandra och över tiden. Exemplet gäller för Sverige. 8

9 Figur 3 Priser på olika uppvärmningsformer i Sverige (Svensk Fjärrvärme) 2.5 Negativa aspekter Nackdelar som talar emot fjärrvärme är att fjärrvärmeföretag får en dominerande marknadsställning som kan liknas vid ett monopol. Detta gör att det är svårt för utomstående aktörer att leverera värme. Denna monopolliknade ställning för fjärrvärmeleverantörerna kan ibland leda till stora prishöjningar. Att bygga ut fjärrvärme medför stora investeringskostander för fjärrvärmeföretagen och utbyggnad med nedgrävning medför störningar inom flera områden. Fjärrvärme uppmuntrar inte till energisparande. Att avvända sopor som bränsle kan vara sämre än att återanvända dem om det existerar ett fullskaligt återvinningssystem. Dock så läggs sopor ofta i deponi i Europa. 9

10 Miljoner ton oljeekvivalenter 3. Energisituationen i Storbritannien Storbritanniens energianvändning består huvudsakligen av olja, kol samt gas, enligt Figur 4. Av den totala energianvändningen i Storbritannien står uppvärmning för totalt 49 % av all använd energi. (Institution of Civil Engineers, 2009) Detta betyder att över 100 miljoner oljeekvivalenter kan hänföras till uppvärmning. Den inhemska energianvändningen i Storbritannien kan jämföras med den Svenska för att belysa skillnader i ländernas energisystem. Den brittiska energianvändningen består i huvudsak av fossila bränslen medan Sverige endast är beroende till 1/3 av fossila bränslen. För att Storbritannien skall uppfylla högt satta mål kring klimatavtal krävs en fortsatt nedåtgående trend för de fossila bränslena. Kol och olja har sedan 1970-talet minskats och ersatts av gas. I Sverige har en liknande utveckling skett där oljeberoendet istället ersatts med biobränslen och kärnkraft. Storbritannien har en lång väg att gå för att minska sitt fossila beroende och för att möjliggöra en övergång till mer förnyelsebara bränslen är expansion av fjärrvärme i kombination med utbyggnad av kraftvärmeverk som klarar biobränslen en avgörande faktor. 250,0 200,0 Inhemska energianvändningen, Förnyelsebara bränslen och avfall Nettoimport, el Vattenkraft 150,0 100,0 50,0 - Kärnkraft Gas Olja Kol Figur 4 Storbritanniens energianvändning uppdelat på bränsle (Department of Energy and Climate Change) 10

11 Figur 5 Sveriges energianvändning uppdelat på bränsle (Statistiska centralbyrån) 3.1 Värmemarknaden i Storbritannien Fjärrvärmemarknaden är i Storbritannien nästintill obefintlig i relation till den totala uppvärmningen. Istället domineras värmemarknaden av gasuppvärmning med en marknadsandel på 70 %. Näst vanligast är eluppvärmning med en marknadsandel på 20 %, övriga 10 % är mestadels oljeuppvärmning. Från detta visualiseras de fossila problemen vi diskuterat tidigare med olja och gas. Storbritanniens elproduktion består dessutom i huvudsak av kolkraft och ytterligare 20 % uppvärmning härstammar därav från fossila bränslen. I jämförelse kan Sverige i mångt och mycket framstå som en föregångare med betydligt energieffektivare energihushållning. Sveriges elproduktion kommer till största delen från vattenkraft och kärnkraft. Se Figur 6 för skillnaderna i uppvärmning mellan Storbritannien och Sverige. 100% Hushållens uppvärmning, baserat på bränsle 80% 60% Biobränsle Fjärrvärme 40% Olja 20% 0% Storbritannien Sverige El Gas Figur 6 Hushållens uppvärmning, baserat på bränsle (Institution of Civil Engineers, 2009) (Energimarknadsinspektionen, 2009) 11

12 Värmemarknaden skiljer från elmarknaden inom flera aspekter, av vilka några presenteras i Tabell 1. Värmeproduktion Elproduktion Lokalisering av anläggning Nära slutanvändaren Behöver ej vara nära användaren och kan istället vara nära bränslet Kostnad för Låg Hög bränslekonvertering Effektivitet Hög Låg Marknad Värmning av ytor eller processer Högt värde och bör således ej användas för uppvärmning Tabell 1 Skillnader mellan värme- och elproduktion (Brown, Maryan, & Rudd) Värmemarknaden är nära kopplad till den fysiska utformningen av de byggnader eller processer den försörjer. Detta gör att den skiljer sig år internt och därför kan delas upp i tre kategorier: Bostäder Servicebyggnader Industrier De olika kategorierna har flertalet karakteristika som skiljer dem åt, däribland bränslekostnader, värmebehov och investeringshorisont. Uppvärmningsbehov för olika sektorer Industri 11% Service 28% Bostäder 61% Figur 7 Uppvärmningsbehovet uppdelat på sektorer (Brown, Maryan, & Rudd) 12

13 Det totala uppvärmningsbehovet för de olika sektorerna uppgår till 452 TWh/år för bostäder, 205 TWh/år för servicebyggnader och 81 TWh/år för industrin Bostäder Nuvarande marknadsstorlek Det finns för närvarande ca 25 miljoner bostäder i Storbritannien med kraftigt varierande ålder. Värmebehovet för de olika bostadstyperna presenteras i Figur 7. Värmebehov Värmebehovet för bostäder består nästan enbart av uppvärmning av ytor och vatten, vilket påverkar marknaden till att efterfrågan är mycket varierande och även kraftigt säsongsberoende. Ökad effektivitet inom uppvärmning och bättre isolering leder till ett minskat energibehov. Däremot har ett ökat komfortklimat samt en ökad bostadsyta per person lett till att den kraftiga minskningen av energikonsumtionen och enbart en långsam energiminskning erhållits. Bränsle Gas är den vanligaste uppvärmningsformen i bostäder och står för uppvärmningen i knappt 80 % av alla bostäder. Resterande 20 % är inte sammankopplade med det allmänna gasnätet beroende på att de ofta är avskilt belägna. Dessa värms idag främst med el och olja. Investeringsmönster Överlag investerar befolkningen hellre i förbättringar i hemmet framför nya värmekällor till hushållet. Med detta antagande är det de konsumenter som har värmekällor som är i slutet av sin livstid som utgör de potentiella kunderna och är de som utgör marknaden för förnyelsebar värme. Ersättning av värmekällor sker i genomsnitt var 20:e år vilket ger en marknad om 5 % av den totala energimarknaden. Investeringar utanför detta mönster är små och utgörs av en liten grupp människor för vilka investeringskostanden ej utgör något hinder. (Brown, Maryan, & Rudd) Service och industri Även inom dessa marknader är det gas som är det dominerande bränslet för uppvärmning. För fastigheter utanför gasnätet är även olja den vanligaste uppvärmningsformen. Industrin tenderar att använda mer än en källa för att alltid kunna säkra att sitt behov. Gas är den vanligaste primära källan medan olja fungerar som en sekundär. (Brown, Maryan, & Rudd) 3.2 Teoretiskt värmebehov Utifrån nedanstående karta visualiseras värmebehovet i Europa. Medelbehovet i Europa är 100 och från kartan identifieras att Storbritannien har ett värmebehov mellan Värmebehovet existerar därför i stor utsträckning och behovet av fjärrvärme är därav stort. 13

14 Figur 8 Europeiskt värmeindex (Werner) Storbritanniens nettobehov för värme och elektricitet per kvadratmeter ligger över EU15-medel, vilket ses i Figur 9. Detta betyder att expansion av fjärrvärme i Storbritannien har därför en hög potential. Figur 9 Energibehov för bostäder i Europa (Werner) 4. Utbyggnad av fjärrvärme i Storbritannien Fjärrvärmens expansionspotential i Storbritannien är mycket stor. Vad som emellertid är svårt att förutspå är hur stor värmemarknaden kommer vara i framtiden mätt i total energianvändning. Vad som kan påverka detta är exempelvis klimatförändringar, energieffektiviteten i byggnadsbeståndet och förändringar av sociala normer. Expansionspotentialen beror till stor del på den geografiska utbredningen bland befolkningen och speciellt hur stor andel av befolkningen som bor i tätorter. 14

15 Storbritannien har stora möjligheter att utveckla effektiviteten inom energisektorn genom återförningen och återanvändningen av värme. För tillfället står värme för 49 % av all energikonsumtion i Storbritannien (Institution of Civil Engineers, 2009). I dagens moderna energisystem går en betydande mängd av den producerade energin till spillo långt innan den når kunden. Storbritanniens energisystem är inget undantag, faktum är att deras energisystem är mycket ineffektivt. I själva verket försvinner en betydande mängd av energin ut i form av värme från förbränningsprocessen. Om man bara tog tillvara på hälften av de värmeförluster som uppstår idag skulle dessa kunna möta 25 % av det totala värmebehovet (Institution of Civil Engineers, 2009). Många av de traditionella kondenskraftverken har en verkningsgrad kring 40 %, resultatet av detta blir att 60 % av den införda energin försvinner i form av spill. Användandet av kraftvärmeverk skulle minska spillet till cirka 10 % Energiförluster i kondenskraftverk jämfört med kraftvärmeverk redovisas i Figur 10. Figur 10 Energiförluster i kondenskraftverk jämfört med kraftvärmeverk (Svensk Fjärrvärme AB, 2008) 4.1 Kraftvärmeverk För att möjliggöra en expansion av fjärrvärme i Storbritannien krävs en omfattande utbyggnad av kraftvärmeverk. Det finns idag många nämnda kraftverk med låg verkningsgrad som bör byggas om för anslutning av fjärrvärmenät. Det är först och främst förlusten från kondenskraftverken som är av största behov att komma för en effektiv energihushållning. Storbritannien hade 2006 en värmekapacitet på 5300 MWe från kraftvärmeverk. Målet är att man till år 2010 fördubblat värmekapaciteten till MWe. För att klara av ett ökat framtida fjärrvärmebehov behöver Storbritannien mångdubbla den siffran. Figur 11 Immingham Kraftvärmeverk, Kapacitet, 730MW (Wikipedia) 15

16 GWh Dock existerar en rad praktiska problem. I dagsläget ligger många av dessa kraftverk avsides och långt från bebyggelse, vilket problematiserar omhändertagandet av värmen från produktionen. För en hållbar utveckling krävs förutom den höga verkningsgraden också låga nettoutsläpp av koldioxid och andra miljöfarliga ämnen, bränslet vilket anläggningen drivs av är därför av yttersta vikt för att motivera en storskalig fjärrvärmeutveckling Bränsle Förutom dagens konventionella bränslen såsom kol, olja och naturgas finns en rad möjligheter att utvinna värme och energi ur mångdubbelt fler bränslen. Värmepumpar, solkraftutnyttjning och rötningsprocesser är bara några av eventuella framtidsbränslen. Från Figur 12 utläses att Storbritanniens fjärrvärmeproduktion år 2008 mestadels består av naturgas. För att nå framtida mål om minskade koldioxidutsläpp krävs därför omfattande strukturella ändringar för att förnyelsebara bränslen skall vinna mark Bränsle för fjärrvärmeproduktion Kol Bränsleolja Naturgas Förnyelsebara bränslen Övriga bränslen Figur 12 Fjärrvärmeproduktion i Storbritannien uppdelat på typ av bränsle ( Department of Energy and Climate Change) I Skandinavien har biomassor och sopförbränning slagit igenom och utgör en betydande del i fjärrvärmeförsörjningen, potentialen för dessa bränslen finns även i Storbritannien och beskrivs därför utförligare. Biomassa Med biomassa omfattas växtmaterial som kan odlas primärt som bränsle, eller växtmaterial som uppstår som biprodukt från annan skörd. Energitätheten i biomassa är generellt två tredjedelar av kol, vilket resulterar i att det krävs mer bränsle för lika mängd värme. Biomassa som bränsle har två huvudfrågor som måste lösas, råmaterialtillgång och processkapacitet. Potentialen för bränslet är därför starkt kopplat till dessa två begränsande faktorer. Råmaterialtillgången i Storbritannien är i huvudsak spill från jordsbruksgrödor och skogsbruk. För att stödja tillgången kan även energigrödor odlas, vilket dock resulterar i ökad exploatering av markanvändning, vilket kan tränga undan andra grödor. Biomassa kan även importeras från den internationella marknaden, då främst billigt skogsavfall från Ryssland och Baltikum. Att kvantifiera biomassatillgången är därför extremt komplext då den till största del varierar beroende på övriga bränslens kostnader. Övriga faktorer som påverkar potentialen för biomassa är 16

17 dess negativa aspekter. Med ökad mängd bränsle krävs större lagringsutrymmen samt ökat antal transporter. Transporterna blir också fler i antalet då bränslet kommer från ett spritt geografiskt område med många små vägburna transporter. Säsongsvariationen för grödor är också ett stort problem i Storbritannien då den stora variationen i råvarutillgång ställer högra krav på lagring och kompletterande bränsle. Kortsiktigt har även Storbritanniens ringa medvetenhet och kunskap kring biomassa som bränsle, vilket inte påverkar fjärrvärmen i positiv mening. Sopor Att utvinna energi genom förbränning av sopor är i Storbritannien idag inte i närheten lika känt och vida accepterat som i de nordiska länderna. Sopförbränningens dåliga rykte hämmar därför framtidspotentialen trots den stora tillgången på bränsle. Men med modern regleringar kring rökgasrening och vilket avfall som får förbrännas är sopförbränning ett bra alternativ. Dock finns det ett stort problem för förbränningsanläggningar som förbränner sopor. Förbränningsanläggningar och lagringsplatser för sopor är extremt impopulära bland medborgarna i anslutning till anläggningen. Ingen vill ha anläggningen i sin närhet, men anläggningen måste vara i närheten försörja det lokala fjärrvärmenätet. Nya anläggningar har därav stora svårigheter att vinna stöd och få byggnadslov. Trots dagens läge i Storbritannien är framtidsutsikterna för förbränning av sopor i mycket goda, för när väl opinionen vänder har värmeutvinningen ur sopor en enorm potential och nivåer likt de i Skandinavium är därför rimliga. (Wiqvist & Sommestad) 5. Analyserad potential för fjärrvärmens expansion Den internationella intresseorganisationen för fjärrvärme och fjärrkyla, Euroheat & Power, har genom ett EU finansierat projekt beräknat potentialen för fjärrvärme i 32 länder. Beräkningarnas baseras på det faktiska värmebehovet, den nuvarande marknadsandelen för fjärrvärme och tillgängligheten för fjärrvärmeteknik i respektive land. De potentiella marknaderna som fjärrvärme kan slå sig in på är de idag fossilvärmda industri-, service- och bostads-faciliteter som ligger i en urban miljö. För att ge en rättfärdig bild över de olika ländernas utbyggnadsmöjligheter har en viktning införts. Viktningen är baserad på att det bör vara omöjligt att införa fjärrvärme i Cypern och Malta, vilket ger en expansionsmöjlighet 0. I Medelhavsländerna, som Turkiet, Grekland, Italien, Spanien och Portugal är efterfrågan på rumsuppvärmning är begränsat, vilket ger en låg expansionsfaktor på 0,2. I mycket mogna fjärrvärmeländer såsom Danmark, Finland och Sverige är marknadsandelarna för fjärrvärme redan är höga, vilket resulterar i en expansionsfaktor på 0,4. I de omogna fjärrvärmeländerna där attityden kring fjärrvärme är tveksam har en expansionsfaktor om 0,5 tilldelats. Dessa länder är Belgien, Irland och Storbritannien. I de åtta resterande NMS10-länderna där efterfrågan på värme väntas öka störst i Europa ges en viktning om 1. Detta beror mestadels på en ökad anslutningstakt för flerbostadshus samt högre betalningsförmåga i framtiden. Övriga länder fick en expansionsfaktor på 0,7. Det industriella värmebehovet har tilldelats en expansionsfaktor om 0,3, då endast 30 % av värmebehovet kan tillgodoses med fjärrvärme, skilda temperaturkrav gentemot uppvärmningstemperaturer. Sammanfattningsvis ses expansionsfaktorerna i tabellen nedan. 17

18 Figur 13 Expansionsfaktorer för olika länder (Ecoheatcool and Euroheat & Power, 2006) I Figur 14 visualiseras de 32 samlade ländernas elektricitet och nettovärmebehov för industrin, bostäder och service, transport och jordbruk borträknat. Det totala behovet var år EJ (Exajoule, joule). Den mittersta stapeln visar även expansionsmöjligheterna för fjärrvärme, dvs. potentialen är minst 4-5 gånger så stor som dagens fjärrvärmenät. Men beräkningarna baseras endast på en fördubbling av fjärrvärmeutbyggnaden, vilket visas i tredje stapeln. Figur 14 Användning av el och värme i industri, bostäder samt servicesektorn (Ecoheatcool and Euroheat & Power, 2006) Den nationella fördelningen av utbyggnaden av fjärrvärme har beräknats med hjälp av de resterande marknadsandelar för fossila bränslen som återstår för de 32 valda länderna. Resultatet av dessa beräkningar kan ses i Figur 15. Det är därför uppenbart att fjärrvärmen måste expandera i tre stora EU-länder som idag har låga marknadsandelar för att det fördubblade fjärrvärmemålet skall uppfyllas. Storbritannien, Frankrike och Tyskland är de tre länder som skall bana väg för den samlade Europeiska fjärrvärmeexpansionen. Hinder för mer fjärrvärme som säljs i dessa länder kommer också att bli stora hinder för utökad fjärrvärme i Europa. För dessa tre länder krävs en årlig tillväxttakt på 4,7 % mellan år 2005 och år Detta mål är fullt möjligt; Österrike, Belgien, Finland, Nederländerna, Portugal och Norge har alla haft över 6 % i årlig tillväxttakt de senaste 10 åren. 18

19 Figur 15 Fördelningen av expansionsmöjligheter vid fördubbling av fjärrvärmeförsäljning (Ecoheatcool and Euroheat & Power, 2006) 5.1 Marknadsbarriärer för fjärrvärme Kunskap På grund av den relativt låga utbyggnaden av fjärrvärme i Storbritannien är kunskapen kring området begränsad. En storskalig utbyggnad av fjärrvärme kräver erfarna aktörer på marknaden inom ett flertal områden, exempelvis byggnation, installation, underhåll och försörjning. Eftersträvan av nationell bred kunskap inom området är därför av yttersta vikt att uppnå för att praktiskt möjliggöra byggnation. Branschorganisationer För att ytterligare stärka kunskap, upplysning och påverkan kring beslut krävs starka branschorganisationer. Det är även viktigt ur ett effektivt samhällsperspektiv att dessa branschorganisationer enas om standarder. I dagsläget är makten i organisationer som CHPA, Combined Heat and Power Association, inte tillräckligt stor för att påverka utvecklingen i rätt riktning. Politiskt stöd Starkt kopplat till branschorganisationernas lobbyarbete är det politiska stödet för fjärrvärme. För att möjliggöra en expansion av fjärrvärme krävs idag politiska incitament. Där krav på förnyelsebara bränslen eller krav kring omhändertaganden av spillvärme ställs. Det energikonservativa England har höga politiska barriärer att övervinna för att ens möjliggöra incitament för byggnation av fjärrvärme. Investeringshorisont En stor problematisk aspekt med fjärrvärmenät och kraftvärmeanläggningar är den långa paybacktiden. De stora riskerna kopplat till en stor investering med lång pay-back gör att få företag eller kommuner vågar eller ens har möjligheten att bygga kompletta fjärrvärmenät. Ägarfrågan och de starkt kopplade ekonomiska faktorerna måste därför finna lösningar som skulle fungera i England. 19

20 Fjärrvärme är ett långsiktigt åtagande som kan jämföras med investeringar i vägar, broar, järnvägar och byggnader. Detta åtagande görs lokalt i för varje samhälles värmemarknad. En avreglerad och privatiserad marknad för energi prioriterar mer kortsiktiga åtaganden med kortare återbetalningstider än då marknaden är offentlig. En starkt bidragande orsak till den låga expansionstakten i Storbritannien är den svaga kommunala ägandet. Motsatsen är situationen Sverige befinner sig med ett omfattande fjärrvärmenät, mycket beroende på det starka kommunala ägandet. Utsläppshandel De lagar och förordningar som existerar för fjärrvärme är i huvudsak nationella. Ett av de få internationella ramverk som påverkar konkurrenskraften för fjärrvärme är den europeiska handeln med utsläppsrätter som infördes 2005 (Ecoheatcool and Euroheat & Power, 2006). Potentiella fjärrvärmekunder som idag använder olja eller naturgas inte normalt ingår i det europeiska utsläppshandelssystemet. När dessa anslutits till fjärrvärmenäten måste fjärrvärmeleverantören köpa mer utsläppskvoter för att kompensera för den ökade värmeleveransen. Detta leder till ojämna villkor för fjärrvärme. Denna barriär kan undanröjas genom att låta alla nya fjärrvärmekunder som nya aktörer i handelssystemet och därför rätt till tilldelning av extra av utsläppskvoter. Låga bränsle och elektricitetspriser Den största fördelen med fjärrvärme är den låga tillförseln av primärenergi, vilket ger en lägre kostnad för värmeförsörjning. Denna fördel har ett stort marknadsvärde då de internationella marknadspriserna på olja, naturgas och el är höga. I tider av låga energipriser främjas inte fjärrvärmeföretag utan väntar på bättre tider eller kämpar för deras framtida överlevnad. Historiskt sett har fjärrvärme expanderat i tider med höga energipriser för slutanvändaren. Prisreglering I de flesta NMS10 och länder ACC4 tillämpas en omfattande prisreglering för att skydda den fattigaste delen av befolkningen. Detta förhindrar upprustning och utbyggnad av näten, eftersom ägaren i många fall inte kan behålla avkastningen på investeringar. Detta gör att många privata investerare avråds från att gå in i fjärrvärme branschen. Borttagning av många av dessa hinder skulle skapa mer likvärdiga villkor för fjärrvärme i Europa. Dock finns förhoppningar om att några av dessa hinder kommer att tas bort under de kommande åren. Många tidigare barriärer för fjärrvärme har under de senaste övervunnits så som Dålig tillgång till elmarknaden var under en lång tid ett stort hinder för lokala kraftvärmeverk. Detta hinder försvann genom avregleringen av den europeiska elmarknaden. Vissa länder tillämpar höga skatter för inhemsk användning av eldningsolja, naturgas och el för att främja användningen av förnybara energikällor och återvunnen värme vilket ger fjärrvärmesystem en marknadsfördel. (Ecoheatcool and Euroheat & Power, 2006) 20