BILAGA 9.3 MILJÖVÄRDERING OCH MILJÖRIKTIGA SYSTEM

Transkript

1 BILAGA 9.3 MILJÖVÄRDERING OCH MILJÖRIKTIGA SYSTEM Allmänt om miljöpåverkan vid användning av energi För att värdera miljöpåverkan vid användning av energi kan man generellt se till mängden förbrukade bränslen och sedan utifrån utsläppskonstanter och verkningsgrader beräkna utsläppen. Ett undantag finns dock som radikalt påverkar beräkningarna och det är hur el ska värderas. Nedan redovisas resonemanget bakom ställningstagandet för hur användningen av el värderas. Focus i EKS är att minska utsläpp av klimatgasen koldioxid. Miljövärdering av el El kan produceras med vattenkraft, vind och sol, kärnkraft, kraftvärme, kolkondenskraft, oljekondenskraft och gasturbin, m m. Totalverkningsgraderna varierar kraftigt beroende på energikälla eller bränsle och hur anläggningen är konstruerad. Exempel på två vanligt förekommande kraftverk som producerar el med bränslen. De nordiska elsystemens samverkan De nordiska ländernas elsystem är nära förbundna med varandra. Det finns även förbindelser med Tyskland, Holland och Baltikum. Den el som Sverige importerar är till stor del producerad med fossila bränslen som har låg verkningsgrad och ger stora utsläpp alternativ om el exporteras minskas produktionen av el med fossila bränslen. Eftersom elsystemen är förbundna med varandra utgör de ett gemensamt energisystem. Detta innebär att om den svenske elkonsumenten reducerar eller

2 effektiviserar sin elanvändning påverkas elproduktionen med fossila bränslen i andra länder, t ex i Danmark. Nedanstående diagram beskriver den uppskattade produktionen av elenergi år 2000 Diagrammet visar att varje vecka under hela året används betydande mängder fossila bränslen för produktion av el. Vad avgör elproduktionssätt? Priset för elenergi på den nordiska elmarknaden avgörs av storleken på den totala förbrukningen. Om t ex 100 TWh förbrukas per år avgörs elenergipriset av vattenkraftens produktionskostnad. Vid en förbrukning på 400 TWh per år avgörs elenergipriset av oljekondenskraftens produktionskostnad. Detta innebär att vid en användning av 400 TWh avgörs priset för vattenkraft, industrimottryck, kärnkraft m.fl. av oljekondenskraftens produktionskostnad.

3 Resultatet blir att det produktionssätt som har högst produktionskostnad i bestämmer priset för de övriga. Sammanfattning av det nordiska elsystemets systemeffekter Förändringarna i användningen av elenergi i Sverige kommer att påverka produktionen av el producerad med fossila bränslen med låg verkningsgrad. Detta innebär att alla besparingar och effektiviseringar beräknas inom det s.k. marginalskiktet av Nordens samlade elenergiförbrukning Miljöriktiga energisystem Allmänt Det bästa sättet att vara miljöriktig är att hushålla med resurserna. Den miljövänligaste energin är den som inte används. Energieffektivisering är därför oavsett produktionssätt den bästa åtgärden. Ett väl genomtänkt energisystem ger nästan undantagslöst betydligt mindre miljöbelastning och lägre driftskostnader än en hastig lösning. För att kunna välja en bra lösning behövs vanligtvis hjälp av en konsult eller fackman. Det valda energisystemets livslängd är ofta år. När livscykelkostnaden tas med i beräkningen blir en ökad kostnad vid projekteringen eller konstruktionen i regel försumbar. Exergi energikvalitet Exergi betecknar kvaliteten på energin. Samma mängd energi kan utföra olika mycket arbete beroende på i vilken form den finns. För att visa ett exempel på hur olika energikvalitéer kan utnyttjas kan man jämföra el och värme. Trots att el och värme kan innehålla samma mängd energi kan elenergin användas till transporter, belysning och varmvattenberedning medan värmen i bästa fall endast kan användas till värmning. Elenergin har alltså en mycket hög energikvalitet. När en energiform med hög kvalitet skapas, t ex elenergi, innebär det ofrånkomligen att stora mängder spillenergi med låg kvalitet produceras som är svår att utnyttja. Att utnyttja rätt energikvalitet på rätt ställe medför därför att naturresurser sparas. Centrala vattenburna värmesystem I ett fjärr- eller närvärmesystem uppnås en hög verkningsgrad eftersom en stor produktionsanläggning är byggd för att producera energi effektivt även vid dellaster. En vanlig villaopanna t ex har ofta en reglering som ger full effekt direkt oberoende om det är den kallaste eller varmaste dagen (då för produktion av varmvatten) på året. Pannan stannar när den blivit tillräckligt varm. Dessa starter och stopp ger dålig förbränning. Vid anslutning av energiförbrukare till ett fjärr- eller närvärmenät minskas de sammanlagrade toppeffekterna med ca 20 % jämfört med om enskilda lösningar väljs. Detta är en följd av att alla t ex inte duschar eller nattsänker inomhustemperaturen samtidigt. Ytterligare en fördel med ett fjärr- eller närvärmeverk är att man har utbildad personal som ägnar sig åt effektiv drift till skillnad från när individuella pannor används. Miljökraven på större anläggningar är dessutom strängare än för små enskilda pannor. Utrymmet som behövs för en fjärr- eller närvärmeundercentral i en byggnad är betydligt mindre än för pannor, tank o dyl. Kostnader för underhåll av panna, skorsten och bränslelager försvinner. En stor produktionsanläggning kan använda sig av olika bränslen beroende på priser, miljökrav

4 o dyl. eftersom oftast flera produktionssystem finns i systemet. Antalet bränsletransporter blir mindre än vid individuell uppvärmning. Avfall kan nyttjas som bränsle om speciell rökgasrening installeras. Vid förbränning av avfall tillgodogörs stora mängder energi. Energiinnehållet är jämförbart med träflis. Normalt hushållsavfall innehåller ca % biobränsle. Utsläppen till luft efter rökgasrening är oftast mycket små och med god marginal under de lagstadgade gränsvärden. En transport av komprimerat avfall ger en energiförlust motsvarande normalt 1-2% av energiinnehållet i soporna. Ett fjärr- eller närvärmesystem har en mängd fördelar jämfört med individuella lösningar. Nackdelar är stora investeringar, minskade möjligheter till konkurrens och distributionsförluster. Distributionsförlusterna för ett värmeverk är normalt ca 5-8 %. Ett fjärr- eller närvärmesystem ger möjligheter för kraftvärmeproduktion (el- och värme produktion). Vid systemuppbyggnad Att avsätta tid för att se över olika alternativ till systemuppbyggnad är av stor vikt. Vid detta tillfälle bör livscykelkostnader, driftkostnader, miljöpåverkan och investeringskostnader beaktas. Några exempel för att visa effekter vid olika systemuppbyggnad Exempel 1 Detta energisystem ger värme till drygt 2 st villor med 100 MWh biobränsle under ett år Exempel 2 Detta energisystem ger värme till drygt 3 st villor med 100 MWh biobränsle per år Exempel 3

5 Med detta systemval erhålls värme till ca 6 st villor eller värme till 2 villor och samtidigt 35 MWh el till det nordiska elsystemet med 100 MWh biobränsle under ett år. Utsläpp av föroreningar till luften från de tre tidigare exemplen Sammanfattning av dessa tre exempel Systemens konstruktion är helt avgörande för verkningsgrad och utsläppsnivåer. I dessa exempel skiljer det ca 200 % i nyttiggjord värme och skillnaderna i utsläpp är mycket stora trots att det är samma mängd biobränsle som eldas. Detta exempel visar att ett bra energisystem kan både ge mer nyttig energi samtidigt som miljöpåverkan blir mindre. Kommentar För vissa utsläpp i exempel 3 alternativ 1 är staplarna neråtgående (under noll) eftersom den producerade elenergin tillförs det nordiska elsystemet. Därmed minskar produktion av el med fossila bränslen, (el på marginalen).

6 Exempel på systemeffekt vid nyinstallation av en värmepump Kommentar Energisystem med tillkommande värmepumpar bör väljas först när möjlighet till näreller fjärrvärmeanslutning och biobränsleeldning uteslutits. Väljs ett elbaserat värmesystem är värmepumpar att föredra eftersom de reducerar den tillkommande elanvändningen till ca en tredjedel.

7 Utsläpp vid värmeproduktion till en normal villa Utsläpp per år vid produktion av värme till en normalvilla ( KWh) stoft (skalan i kg gånger 10) VOC (skalan i kg gånger 100) SO2 (skalan i kg gånger 10) NOx (skalan i kg gånger 10) CO2 (skalan i ton) Fjärrvärme med 90 % biobränsle 10% olja Genomsnittlig villaoljepanna Enskild gaspanna Pelletspanna Ny vedpanna med ackumulatortank Befintlig vedpanna utan ackumulatortank Tillkommande värmepump Tillkommande ellaster Kommentar Ovanstående diagram visar olika miljöbelastning vid värmeproduktion av värme till en normalvilla under ett år. Skillnaderna i utsläpp är mycket stora speciellt för koldioxid. Vid installation av ett nytt värmesystem är livslängden ungefär år vilket medför att utsläppen blir gånger större än vad diagrammet visar. Energieffektivisering i oljebaserade system För att bedöma oljans energieffektivitet behöver man se till hela energisystemet. Den olja som levereras till kunden har redan haft betydande energiförluster eftersom en viss del energi förbrukas i utvinningsprocessen, till transporterna o s v.

8 En besparing av 1 liter olja i användarledet ger en besparing på 1,32 liter i hela energisystemet totalt sett. Detta gör att energieffektivisering i oljeeldade system medför mycket goda miljövinster, globalt sett. Förbränning av biobränslen Tillgången på biobränslen bedöms vara mycket god. Utredningar visar att mycket stora volymer biobränsle kan tas ur skogen utan att marken påverkas negativt, om dessa utvinns på rätt ställen och på rätt sätt. På vissa marker är det t o m fördelaktigt att biobränsle utvinns eftersom det minskar överskott av vissa ämnen. Förbränning av biobränslen - ackumulatortank Redan vid en så låg förbränningsverkningsgrad som 55% försvinner all rök och lukt från en skorsten. Idealisk temperatur för förbränning är grader vilket ger en förbränningsverkningsgrad på ca 90%. Utsläppen är då mycket små. Förbränningstemperatur över 1000 grader ger mer utsläpp av kväveoxid, lägre förbränningstemperatur än 900 grader ger mer utsläpp av VOC (kolväten) och stoft. För att kunna uppnå rätt temperatur behövs en bra anläggning. För att kunna förbränna ved rätt erfordras en ackumulatortank som kan ta emot den ofta höga effekt som alstras när ved förbränns inom rätt temperaturintervall. Vid förbränning av pellets erfordras dock ingen ackumulatortank eftersom små mängder av detta bränsle kan förbrännas vid höga temperaturer. En kvalificerad konsult eller fabrikant bör konstruera anläggningen.

9 Energiskog - energieffektivitet Kommentar Stora skillnader finns vid val av biobränsle - energiskog. Salix ger i dagsläget högst energiutbyte. Sammanfattning av olika systemeffekter, - produktionssätt - miljöpåverkan: God kännedom om system- och miljöeffekterna krävs och kommer att krävas för att ett uthålligt energisystem ska kunna skapas! Falköpings kommuns val av miljövärdering vid användning av energi Miljövärdering av minskat utsläpp av koldioxid till följd av energieffektivisering Fjärrvärme, 7,4 gr/kwh 5 Värme från pellets 0 gr/kwh 1 Värme från olja 291 gr/kwh 1 El, 750 gr/kwh 1 (Det lägre värdet för s.k. el på marginalen) Transport med dieseldrivna fordon 160 gr/km 2 Transport med bensindrivna fordon 200 gr/km 2 Transport med 100% biogasdrivna fordon 30 gr/km 4 Transport med tåg 0,0021 gr/km 3 Transport med flyg 160 gr/km 3

10 1 Uppgifterna baserar sig på IVL Svenska Miljöinstitutets rapport Vägledning till metodval vid beräkning av påverkan från förändrad energi användning på de svenska miljömålen utgiven januari IVL Rapport B Nätverket för Transporter och Miljön, NTM är en ideell förening som initierades 1993 för att skapa en gemensam värdegrund för hur miljöprestanda för olika transportmedel ska beräknas. 3 Enligt SJ:s hemsida 4 Enligt Naturvårdsvekets publikation Index över nya bilars klimatpåverkan 2008 är utsläppen med 100% biogas 85% va motsvarande körd km med en bensindriven bil (sid 21) 5 Enligt uppgifter från Harald Bouma Falbygdens Energi. Uppgiften avser 2009 års bränslemix. Angående inbindning av koldioxid per träd och år Ett träd antas binda 12 kg per träd och år, se nedan. anger 7000 kg tillväxt per HA och år. Vattenfall anger enligt notering 27 sid 323 dokumnetet att det kan antagas att 500 träd finns per HA. Detta ger 14 kg/träd och år. Lund anger i dokument %c3%b6rvaltningen/parkochnaturkontoret/tr%c3%a4dgivarkampanj/tr %c3%a4dgivare pdf?epslanguage=sv 10 kr/träd och år. Det finns ca 87 miljarder träd i Sverige, se