SMÅSKALIG UPPGRADERING AV BIOGAS MED ASKFILTER OCH PROCESSINTERN METANANRIKNING - EKONOMI OCH AFFÄR Linus Andersson 2, Henrik Olsson 1, Johan Andersson 1, och Åke Nordberg 3 1 RISE Jordbruk och livsmedel. 2Hushållninsälskapet Skaraborg. 3 SLU Sveriges lantbruksuniversitet. Research Institutes of Sweden Biovetenskap och material
Agenda Bakgrund Beskrivning av det tekniska systemet Preliminära ekonomiberäkningar Diskussion kring affärsmöjligheter 2
Bakgrund 3
Energianvändning i transportsektorn 100 20 90 80 70 60 50 40 30 20 10 El Biogas Biodiesel Etanol Naturgas Bensin Diesel Eo2-6 Eo1 Flygbränsle 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 4 El Biodiesel Etanol Naturgas Biogas 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Total energianvändning transportsektorn (TWh/år) Energianvädning transportsektorn (TWh/år)
Varifrån kommer biobränslena idag och imorgon? Endast 0,4 TWh Biodiesel är inhemsk produktion 1,2 TWh Biogas inhemsk produktion 5 Källa figur: Ahlgren, S., Björnsson, L., Prade, T., & Lantz, M. (2017). Biodrivmedel och markanvändning i Sverige. Lund, Sweden: Miljö- och energisystem, LTH, Lunds universitet. Ahlgren S. et. al. 2017. Biodrivmedel och markanvändning i Sverige. Sammanfattning av ett forskningsprojekt vid Sveriges lantbruksuniversitet och Lunds tekniska högskola.
Infrastrukturen för fordonsgas börjar bli god i större orter Källa: Gasbilen.se http://gasbilen.se/att-tanka-din-gasbil/tankstallen
Biogasproduktionen går mot Uppgradering 2500 2000 Total biogasproduktion i Sverige (GWh/år) 1500 1000 500 Saknad data Övrig anv. Fackling Industriell anv. El Värme Uppgradering 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Produktion och användning av biogas och rötrester år 2014 (ES 2015:03) https://www.energimyndigheten.se/globalassets/nyheter/2015/produktion-och-anvandning-av-biogas-och-rotrester-ar- 2014.pdf
Uppgraderingskostnad biogas - Finns behov av enklare teknik för småskalig uppgradering 0,7 Small scale Variable and capital cost (SEK/kWh) 0,6 0,5 0,4 0,3 Middle-large scale 0,2 0,1 Trend line according to Urban et al 2008 and Blom et al 2012 0 0 100 200 300 400 500 Raw biogas flow (Nm 3 /h)
Det finns små anläggningar och potential för fler Ca 100 st mindre Avloppsreningsverk med biogasproduktion (ca 0,1-4 GWh/år) utan uppgradering (2014) 37 st gårdsanläggningar i Sverige (2014) Biogaspotentialen på små och medelstora gårdar (60-600 kor => ca 0,3-3 GWh/år) Biogasanläggningen på Sötåsenss Naturbruksgymnasium
Bränslepriser och användning Långtradare, 3,5 l/mil, 30 000mil/år => 1 GWh/år Traktor, 10l/timme, 650 tim/år => 65 MWh/år Personbil, 0,6l/mil, 2000mil => 12 MWh/år Diesel HVO 1,20kr/kWh, jordbruk 1,03kr/kWh 1,22kr/kWh 10
Beskrivning av det tekniska systemet 11
Askbehov GWh/år 0,065 0,25 0,5 1 3 Mjölkkor* ---- 60 120 240 720 Bilar** 1 traktor +2bilar 13-28 25-56 50-112 150-336 Askbehov*** (ton/år) 80-100 200-400 500-800 1000-1600 3260-4800 * Uppskattning. Ofta tillsätt energitätare substrat vilket att mer gas produceras vid samma anläggning. ** Antaget att bilarna drar mellan 5-10 kwh/mil och går ca 1 800-2 000 mil/år *** Beräknat för rågas med ca 60 % metan
Tre fall Husbehovstankning 65-150 MWh/år och uppåt Sötåsen full produktion 300 MWh/år Enbart askfilter Askfilter och insitu i kombination Stor gårdsanläggning 1-2 GWh/år med förvätskning av gasen
Husbehovstankning - Askfiltersystemet Askhantering Bild blandningsskopa www.betongskopan.se Uppgradering (askfilter) Gasanvändning/försäljning
Sötåsen full produktion (300 MWh/år) Askhantering Bild blandningsskopa: www.betongskopan.se Bild askblandning: Saxwerk AB Uppgradering (askfilter) Gasanvändning/försäljning Bild gaslager: Metener AB Kompressor: Nordic Gas Solotions AB
Stor gårdsanläggning 1-2 GWh/år Exempel hämtat från ett annat projekt Antagit mer automatisering för hantering av askan Räknat med att gasen förvätskas för distribution Mer automatisering av alla steg jämfört med det vi gör här på Sötåsen
Preliminära ekonomiberäkningar 17
Förutsättningar ekonomiberäkningar Nominell medelårskalkyl Husbehovstankning Investeringskostnad 482 000kr 4 % kalkylränta och 10 års genomsnittsavskrivning 300 MWh anläggning med askfilter Investeringskostnad 1 308 000kr 4 % kalkylränta och 11 års genomsnittsavskrivning 300 MWh anläggning med askfilter och insitu Investeringskostnad 1 623 000kr 4 % kalkylränta och 11 års genomsnittsavskrivning 1 och 2 GWh anläggning med efterföljande förvätskning 5 % kalkylränta, 15 års avskrivningstid 18
Stöd och bidrag Länsstyrelsen företagarstöd Investeringsstöd för biogas 40 % av investeringskostnaden upp till takbelopp på 40 miljoner i stöd (VG län) Klimatklivet Gödselgasstödet Rörligt stöd per kwh gas producerad från gödselsubstrat Max 40 öre/kwh men beror av produktionskostnaden, sökta medel och årets budget 19
Förutsättningar ekonomiberäkningar fortsättning Rörliga kostnader Underhåll 2% av brutto investering El-kostnad 60 öre/kwh Arbetskostnad 260kr/h mantimmar Askhantering 700kr/h traktor och vagn 800kr/h lastbil 550kr/h askblandning traktor 20
Jämförelse ekonomi med 40 % investeringsstöd (preliminära siffror) 1,3 1,2 Transportkostnad Aska 1,1 1 Tankning, tryckhöjning eller förvätskning 0,9 Underhåll Kostnad (kr/kwh) 0,8 0,7 0,6 0,5 Kapitalkostnad Insitu Drift Insitu 0,4 Kapitalkostnad askfilter och torkning 0,3 0,2 Driftskostnad Askfilter 0,1 Askfilterkostnad 1 och 2 GWh anläggning 0 65 MWh/år Långsamtankning 150 MWh/år Långsamtankning 300 MWh/år enbart Askfilter 300 MWh/år Insitu+Askfilter 1 GWh/år Askfilter 2 GWh/år Askfilter Figuren visar endast kostnaden för uppgradering och komprimering för de fyra första fallen och kostnaden för uppgradering och förvätskning i de två sista fallen. Investeringskostnaderna har minskat med 40 % utifrån ett antaget investeringsstöd. Kostnaden för produktion av biogasen tillkommer och lika så även Gödselgasstödet. Posten transportkostnad aska gäller transport till biogasanläggningen och kan i många fall täckas av en avgift till askproducenten. 21
Kommentarer till ekonomiberäkningarna Husbehovstankning (65-150 MWh/år långsamtankning) I detta fall uppgraderas en liten del av anläggningens totala gasproduktion och används internt på gården. Skulle passa en mindre gårdsanläggning som har möjlighet att öka sin gasproduktion med ca 10-30 % men som idag inte har avsättning för den gasen Transportkostnad aska kan troligtvis täckas i den avgift som värmeverket får betala för askhantering. 300 MWh/år I detta fall antas hela biogasproduktionen vid en 60 kors gård uppgraderas till fordonsgas. Mängden gas är för liten för att transportera på gasflak till slutkund 1 och 2 GWh/år askfilter Vi ser att uppgraderingskostnaden sjunker när anläggningen blir större Dessa siffror är hämtade från projektet: Utveckling av innovativa koncept för konkurrenskraftig produktion av flytande biogas och publiceras med ingående under april månad i Delrapport 2: Askfilter för produktion av flytande biogas 22
Slutsatser ekonomi Husbehov Tycks gå att räkna hem på marginalen jämfört med ex. diesel Marginaleffekt, kostnader för gastraktor/gaskonvertering traktor? Stordriftsfördelar; samma investeringskostnad vid 150MWh/år 300MWh/år Fullt rågaspris och höga investeringskostnader Större produktion krävs för att vara intressant In-situ svårt att hävda sig mot enbart askfilter med våra förutsättningar 1-2GWh/år Tydliga stordriftsfördelar >2 GWh/år krävs för att närma sig acceptabel produktionskostnad utan stöd 23
Affärsmodeller och möjligheter Husbehov Minska beroendet av importbränsle Ett steg på vägen för att bygga marknad? Uppgradering av hela gasflödet Vem köper gasen? Hur distribuerar jag den? Hur sköts kundkontakten (om publik tankstation)? Andra ägare av uppgraderingsutrustningen än biogasanläggningsägaren? Sälja transporttjänster Eget åkeri Snörröjning Leasa ut gasbilar i sammarbete med återförsäljare? Självkörande bilar (kanske inte så långt borta)? 24
TACK! Research Institutes of Sweden