Grön el i Västra Götaland Om teknik, nuläge och framtid för el från förnybara energikällor i Västra Götaland
Introduktion & sammanfattning Att använda förnybar energi är både miljövänligt och innebär ofta att vi utnyttjar lokala energikällor. Med förnybar energi menas i detta sammanhang sådana energikällor som inte tär på vår naturs resurser utan förnyas genom det naturliga kretsloppet. Exempel på sådana är vattenkraft, bioenergi från skog och åkermark, vind- och solenergi. Genom flera politiska beslut som tagits på internationell, europeiskt, nationell och lokal nivå så är ett större utnyttjande av förnybara energikällor en av de viktigaste frågorna för att minska klimatpåverkan (en s.k. växthuseffekt) och för att öka säkerheten i vår energiförsörjning. I Västra Götalandsregionen är förnybara energikällor ett särskilt utpekat målområde. I denna broschyr behandlas de förnybara elenergikällorna vindenergi, bioenergi, solenergi och småskalig vattenkraft. För varje källa beskrivs kort om tekniken, hur det ser ut i Västra Götaland idag samt lite om framtiden. Ett gott regionalt exempel lyfts också fram för vardera energislag. Västra Götaland Totalt finns idag i Västra Götaland knappt 500 anläggningar med vindkraft, bioenergi, solceller och vattenkraft. Tillsammans genererar de en effekt på runt 650 MW till elnätet vilket ungefär motsvarar effekten på en Barsebäcksreaktor. Över hälften, 350 MW, kommer från storskalig vattenkraft i Göta älv. Resten kommer till stor del från småskalig vattenkraft (130 MW), vindkraft (100 MW) och kraftvärme från biobränsle och avfall (70 MW) samt en liten del biogas och solenergi. Det finns stora möjligheter att öka produktionen av el från förnybara energikällor. Västra Götaland har stora ytor lämpliga för vindkraft, både till havs och på land. Det finns ett väl utbyggt fjärrvärmenät i de flesta städerna som är en stor fördel för framtida kraftvärmeproduktion. Lantbruket har en stor potential både som råvaru- och elkraftsproducent genom biogasanläggningar. Det finns många existerande dammar och gamla kvarnar som är lämpliga för vattenkraft och naturligtvis också byggnader där solceller kan integreras på ett smart och estetiskt sätt. Frågan är dock hur vi gör detta på bästa sätt ur ett ekonomiskt och ett miljömässigt perspektiv samtidigt som andra intressen inte åsidosätts. Elcertifikat I maj 2003 trädde den nya lagen om elcertifikat i kraft. Denna omfattar el producerad med förnybara energikällor såsom vind, vatten, sol, biobränsle etc. Befintlig storskalig vattenkraft räknas dock inte med i systemet. Syftet med det nya systemet är att få ett nytillskott av förnybar el i Sverige. I det första steget är målet ett årligt tillskott om 10 TWh till och med 2010. Ungefär hälften bedöms komma från utbyggnad av existerande produktion och hälften från nya anläggningar. Systemet hanteras av Svenska Kraftnät och är helt webbaserat. EU:s RES-e direktiv Det europeiska RES-e direktivet (electricity from renewable energy sources) syftar till att öka elproduktionen från förnybara energikällor. Inom direktivet har EU satt det ambitiösa målet att öka andelen förnyelsebar el från 13,9% (1997) till 22% fram till 2010. Sveriges mål och åtagande är att öka vår andel till 60% år 2010 från 49,1% år 1997. För att nå de ambitiösa målen är det nödvändigt med investeringar i vindkraft, kraftvärme och andra tekniker på lokal nivå. EU:s kraftvärme direktiv EU har under 2004 tagit fram ett direktiv för att främja högeffektiv kraftvärme (CHP). Syftet är att öka energieffektiviteten och förbättra försörjningstryggheten genom att skapa en ram för främjande och utveckling av högeffektiv kraftvärme. Direktivet fastslår att medlemsstaterna ska göra en analys av potential för kraftvärme inkl. mikrokraftvärme. Senast 21 februari 2007 ska en utvärdering av framsteg överlämnas till kommissionen. KanEnergi Sweden AB, 2006. Projektledare: Mats Johansson, Sara Boije af Gennäs, KanEnergi Sweden AB. Grafisk form & Illustration: Smart Design AB, Falköping, Tryck: Svärd och Söner tryckeri, Falköping För ytterligare information kontakta KanEnergi Sweden AB, www.kanenergi.se
02 Introduktion 03 Översiktskarta, Västra Götaland 04 Vindkraft 06 Bioenergi 08 Solenergi 10 Vattenkraft 12 Projektbeskrivning Kontakt Uvereds vindkraftpark, Lidköping 5 vindkraftverk som togs i drift 2003. En sammanlagda generatoreffekt på 4,5 MW och årlig elproduktionen på totalt 7 GWh. Solcellsanläggning på Nordens Ark, Hunnebostrand En del i ett demonstrationsprojekt med toppeffekt på cirka 10,1 kw, installerad på taket på djurgårdarna. Kraftvärmeverk i Lextorp, Trollhättan Kraftvärmeverk under uppförande som ska eldas med skogsflis. Beräknas stå klart i slutet av 2006. Totalt energieffekt 21,05 MW, varav el-effekten är 3,65 MW. Rydals vattenkraftverk, Marks kommun År 1882 skrevs svensk industrihistoria i Rydal. För första gången i landet användes vattenkraft för att framställa elektrisk energi till de båda båglampor, som lyste upp fabrikslokalen i Rydals bomullsspinneri. Kraftverket har en effekt på 680 kw, producerar 2,3 GWh/år och ägs idag av Vattenfall.
Vindkraft Ett vindkraftverk omvandlar vindens rörelser till elektrisk energi. En modern vindturbin kan ta tillvara ungefär hälften av vindens energiinnehåll. Dagens vindkraftverk är högteknologiska, datastyrda maskiner som maximerar energiproduktionen från en föränderlig resurs som vinden. Om vindkraft Många aspekter på vindförhållanden kan mätas och förutses som till exempel säsongsvariationer, vindriktningar och vindstyrkor. En av nackdelarna är vindkraftens variation, men trots detta så har vindkraft blivit en av de snabbast växande och mest etablerade formerna av förnybar energi. Vindkraften producerar el när det blåser mellan 4 och 25 sekundmeter, men är som mest effektiv vid vindstyrkor på 12-14 meter per sekund. Den vanligaste tekniken är turbin med en horisontal axel, växellåda och s.k. pitching blad mekanism. Växellådslösa, direktdrivna verk är också vanliga. Det är viktigt att placera vindkraftverk där det blåser mycket. De bästa lägena i Sverige finns på Gotland och Öland, på Västkusten och utmed Skånes kuster. Inom Västra Götaland finns de bästa vindlägena längst kusten och på slättmarkerna i centrala delarna av länet men lämpliga platser kan hittas över hela länet. Framtiden Inom EU är potentialen för vindkraft på land ca 600 TWh och till havs ca 3000 TWh. Detta skulle i teorin räcka till hela elbehovet. I praktiken krävs dock platser med bra vindförhållanden och närhet till elnätet för att det ska vara ekonomiskt. Dessa hittas främst i kustområden men högre torn och större verk har gjort det ekonomiskt möjligt att ha vindkraft på andra platser också. Västra Götaland I dagsläget har vi ca 130 vindkraftverk i Västra Götaland. Dessa är främst placerade längst kusten och på slättområdena. Flera verk är planerade och antalet ökar snabbt. Den totala installerade effekten i Västra Götaland är idag runt 75 MW. Energimyndigheten har fördelat det nationella planeringsmålet för vindkraft på 6 TWh till havs och 4 TWh på land och på öar. Av dessa 4 TWh förväntas Västra Götalands län bidra med 8,8% eller 354 GWh. Länsstyrelsen bedömer att andelen är rimlig mot av länets invånarantal, elförbrukning och vindenergiförutsättningar. I Västra Götalands län är tre områden utpekade som områden av riksintresse för vindkraft, Persgrunden i Tanums kommun, Brofjorden i Lysekils kommun samt Väst-Tången i Orusts kommun. Länsstyrelsens konstaterar att det på de flesta håll i länet finns intressekonflikter mellan vindkraft och andra intressen. Dock inte överallt. Slutsatsen är att man i första hand bör undersöka de områden som beräknas ha goda vindenergitillgångar samt sakna motstående intressen. Största delen av dessa områden återfinns i länets Skaraborgsdel. För vindkraften har riksdagen antagit ett planeringsmål om 10 TWh årlig produktion 2015. Det motsvarar en produktion som är nästan 15 gånger större än vad produktionen var 2003. För en sådan produktion krävs en storskalig utbyggnad av vindkraft. Inga utsläpp till miljön Konkurrenskraftigt Etablerad teknik
Uvereds vindkraftpark, Lidköping Uvereds Vindkraftpark togs i drift i juni 2003. Den utgörs av 5 vindkraftverk av fabrikatet Vestas V52. Den sammanlagda generatoreffekten är på 4,5 MW och den årliga elproduktionen är på totalt 7 GWh. Ägare till verken är företag, en ekonomisk förening (Slättens Vind) och flertalet privatpersoner, huvudsakligen från trakten. Projektutvecklare är Eolus Vind AB. (Foto: Peter Hägg)
Bioenergi Kraftvärme baserad på biobränsle är ett energieffektivt sätt att producera el och värme samtidigt. I ett kraftvärmeverk ökas verkningsgraden till ca 85-90% jämfört med annan elproduktion som t.ex. kondenskraft, där värme inte tillvaratas, där verkningsgraden ligger på ca 40%. Om kraftvärme med biobränsle I de flesta mindre energiverk produceras bara värme, eftersom det hittills har varit svårt att få kraftvärmeproduktion lönsamt. Tekniken ger en hög verkningsgrad och minst 90% av bränslets energiinnehåll kan utnyttjas. Upp till ca 30 % blir el och resten värme som levereras till fjärrvärme eller industri. Ångturbinprocessen är idag den dominerande kommersiella tekniken för fasta bränslen som flis, träavfall och hushållsavfall. Det pågår forskning, utveckling och demonstration, av befintlig teknik med fokus på bränsleflexibilitet, prestanda, kostnadseffektivitet och låga emissioner. Utvecklingen av ny teknik syftar till att öka elverkningsgraden med bibehållna eller förbättrade miljödata till en konkurrens-kraftig kostnad. Merinvesteringen för att kunna producera el med ångturbin är ca 6-20 kkr/kwel beroende av pannstorlek, ny eller befintlig panna samt teknisk lösning mm. Om kraftvärme med biogas Vid många reningsverk produceras el från biogas. Där är gasens alternativvärde lågt i och med att gasen annars bränns bort. I övrigt har denna anläggningstyp haft det svårt på den svenska marknaden, främst beroende på en hög elproduktionskostnad. Med ett högre elpris förväntas den dock bli konkurrenskraftig även i Sverige. Mindre industri- och fastighetsområden kan vara intressanta för småskalig kraftvärme. Principen är att man värmer sin fastighet med värme som uppstår vid elproduktionen och säljer den el man inte behöver. Västra Götaland Biobränslebaserad kraftvärme finns redan idag till stor del i Västra Götaland. År 2003 producerades ungefär 370 GWh biobränslebaserad el i regionen. I dagsläget finns biobränslebaserad kraftvärme i Västra Götaland motsvarande drygt 100 MW samt industriella anläggningar som använder elen själva. Det finns ett väl utbyggt fjärrvärmenät inom de flesta av Västra Götalands 49 kommuner. Långtgående planer på nytillskott inom kraftvärme finns i ett flertal kommuner och många anläggningar har bra förutsättningar för att kunna producera el med god lönsamhet tack vare höjda elpriser och intäkter från elcertifikat. Många kommuner har någon form av kraftproduktion med biogas på deras reningsverk eller soptippar. Produktionen kan lätt ökas men intresset är för närvarande större för att göra fordonsgas istället. Det finns en betydligt större potential om lantbruksgrödor och naturgödsel används för biogasproduktion till fordonsbränsle eller el. Framtiden Biobränsleeldade kraftvärmeverk har fått ett uppsving sedan handeln med elcertifikat infördes. Utbyggnad av fjärrvärmenätet pågår nästan överallt. I de mindre tätorterna är ökningen procentuellt högre än i de större och där är heller inte fjärrvärmenäten så gamla. Enligt energibolagens prognos kommer fjärrvärmen i Västra Götaland att öka med 890 GWh (13%) inom de närmaste åren. Om den nytillförda energin kommer från biobränsleeldade anläggningar ökar biobränslens andel av den totala energitillförseln i fjärrvärmenäten till 48 %. Avlastning av de yttre elnäten Ökad säkerhet med fler producenter Ökat kunnande på teknikområdet Minskade el-inköp och nätavgifter
Lextorps kraftvärmeverk, Trollhättan Byggandet av ett nytt kraftvärmeverk i Trollhättan påbörjades i början av 2005, och beräknas stå klart innan utgången av 2006. Verket, som eldas med skogsflis, är en satsning på 120 miljoner kronor som ska minska användningen av fossila bränslen i kommunen. Kraftvärmeverket har en fasad mot riksväg 45 med ett gigantiskt fönster som ska förmedla öppenhet. Kraftvärmeverket förbränner flis i en ugn som förångar vattnet i pannan, som driver en turbin. Den i sin tur driver en generator som producerar el. Eleffekten är 3,65 MW. Ångan som gengomgått turbinen är fortfarande mycket het och leds till en kodensator som med hjälp av vatten kyler ångan som återpumpas till ångpannan. Det uppvärmda kylvattnet går ut i fjärrvärmenätet. Värmeeffekten är 17,4 MW. Askan som blir kvar åteförs till skog och mark. Illustration över Lextorp kraftvärmeverk by night Foto: WSP Group, Arkitekt SAR/MSA Thomas Hansson.
Solenergi Solceller har använts sedan 1950-talet då de gav elström till satelliter i rymden. Idag finns tekniken inom en mängd områden och utvecklingsförutsättningarna framöver är mycket goda. Om solceller En solcell är en tunn skiva av halvledarmaterial, ofta kisel, med en kontakt på vardera sida av solcellen. När solen lyser på solcellen uppstår spänning mellan fram- och baksida varpå elektroner frigörs i halvledarmaterialet och elektrisk ström genereras. Verkningsgraden är cirka 15 %. Ett hittills stort användningsområde för solceller är självförsörjande el-anläggningar där det inte lönar sig att ansluta sig till det fasta elnätet. I Sverige finns även ett antal större nätanslutna solcellsanläggningar, till exempel på IKEAs huvudkontor i Älmhult. Sverige har få soltimmar under vintern men det kompenseras till stor del av våra långa sommardagar. Sett över året tar Sverige emot nästan lika mycket energi från solen som Tyskland och Nederländerna. I utvecklingsländer som har hög solinstrålning och stort behov av decentraliserad elproduktion, är solcellstekniken på frammarsch. El för bostäder och lokal industri är några användningsområden. Ett sätt att sänka kostnaden för nätanslutna solceller är att integrera dem i byggnader genom att använda solcellen som till exempel fasadmaterial eller fönster. Byggnadsintegrerade solceller är ekonomiskt effektiva tack vare att de ersätter byggnadsmaterial och att elen leds ut direkt i byggnadsstrukturen vilket minskar ledningsförlusterna. Nätanslutna, byggnadsintegrerade solceller ökar snabbt på marknaden, framförallt i Japan och Tyskland tack vare marknadsstöd. Nätansluten solel har ännu inte slagit igenom på samma sätt som icke-nätanslutna anläggningar på grund av de höga kostnader som solgenererad el medför; upp till 2-5 gånger mer än konventionellt producerad el. Framtiden Solcellernas andel av Sveriges elproduktion är idag mycket liten, men världsmarknaden för solceller ökar stadigt. Tack vare satsningar byggs nu större solcellsfabriker och produktionen växer vilket skapar utrymme för skalekonomi. Solenergiindustrin kommer att växa och den obegränsade solenergitillgången gör att den kan komma att bli mycket stor framöver. Kostnaden för solceller antas minska drastiskt i framtiden beroende av mer storskalig produktion och teknikutveckling. Nya typer av solceller kommer att medföra att helt nya applikationer och områden öppnas. Västra Götaland I Västra Götaland finns idag bara ett fåtal nätanslutna solcellsanläggningar, bland annat på Nordens Ark, Universeum och fasaden på Göteborg Energi. Toppeffekten för dessa anläggningar ligger mellan 1-10 kw. Det pågår planer på ett flertal ställen om att bygga nätanslutna solcellsanläggningar. Bland annat har en utredning gjorts om att bygga solceller på Ullevi motsvarande den el som används för belysningen under ett år. Det finns på längre sikt stora möjligheter att integrera solceller i eller på våra byggnader. Inga utsläpp Låga underhålls- och driftskostnader Lång livslängd Kan användas till annat, t ex solskydd eller ersätta byggnadsmaterial
Nordens Ark, Hunnebostrand 1999 invigdes den nybyggda lantgården på Nordens Ark utanför Hunnebostrand på Västkusten. Energisystemet är ett Vattenfall-sponsrat demonstrationsprojekt bestående av flera uthålliga energilösningar, bland annat solceller. På ett av taken sitter 84 stycken 120Wp-moduler av polykristallin typ monterade, vilket ger en total installerad effekt på 10 080 Wp och en yta på nästan 90 m2. Istället för en batteribank för lagring nyttjas ett köp- och säljförfarande där el säljs vid produktionsöverskott och återköps nattetid. För att täcka eventuellt underskott av elenergi är produktionsspecifierad vindkraft kontrakterad. (foto: Hans Blomberg)
Vattenkraft Småskalig vattenkraft har historiskt sett varit en viktig el i den industriella utvecklingen, men är idag en liten bidragare till Sveriges elproduktion. Med rätt teknik kan den dock generera förnyelsebar, inhemskt producerad och utsläppsfri energi. Om småskalig vattenkraft Ett vattenkraftverk använder det vatten som är på väg mot haven, genom att i en kraftstation ta vara på vattnets kraft i en turbin som i sin tur driver en generator vilken alstrar elektrisk ström. Vattnet fortsätter efter några få sekunder i sin ordinarie bana lika rent som innan det passerade genom kraftstationen. Den effekt man kan få ur ett vattenfall eller en fors beror på vattenföringen och fallhöjden. Man utnyttjar alltså vattnets lägesenergi för att producera elström. I vattenkraftverkens dammar kan vatten lagras och det går att momentant öka eller minska flödet genom en vattenturbin för att motsvara elbehovet. Detta är en stor fördel med vattenkraften. I de flesta EU-länder tillämpas gränsen 10 MW för småskaliga verk, en gräns som även EU-kommissionen ansluter sig till. De senaste 15 åren har lite ny vattenkraft byggts i Sverige dels p.g.a. att de bästa lägena redan är utnyttjade och dels därför att många vattendrag och älvsträckor har blivit undantagna från vattenkraftutbyggnad av naturskydds- och miljöskäl. I Sverige finns runt 1 500 små vattenkraftverk i drift och de producerar 1,7 TWh per år. Tidigare fanns det dock betydligt fler, vid mitten av 1950-talet var siffran ca 4000, innan en omfattande nedläggning började p.g.a. upprustningsbehov och anslutning av de stora vattenkraftverken till rikselnätet. Framtiden Det stora hindret för utveckling av småskalig vattenkraft är de laga krav och regelverk som omfattar utnyttjandet av vattenflöden för elproduktion. Miljödomstolen är väldigt strikt med tillstånd p.g.a. höga restriktioner för att säkra fisk- och vatten livet. Idag finns dock både tekniken och kunskapen hur man på ett bra sätt kan kombinera dessa två delar. För att minska denna barriär bör en dialog mellan all aktörer initieras. Fallägarnas kunskaper om vattenkraft är oftast låg. Informationsaktiviteter riktade mot denna grupp är en förutsättning för att få en efterfrågestyrd utveckling. Energimyndigheten bedömer att potentialen för utbyggnad av småskalig vattenkraft i Sverige är ca 1 TWh. Detta gäller då främst nedlagda kraftverk samt kraftverk vid befintliga dammar som ej nyttjats till kraftändamål Västra Götaland I Västra Götalandsregionen finns idag runt 340 småskaliga vattenkraftverk. Det finns också ett hundratal registrerade anläggningar utan någon produktion igång. Dammarna är oftast intakta och ett flertal av dessa kan restaureras för att på nytt producera elkraft. Eftersom denna teknik har lång livslängd finns det väl fungerande anläggningar som skulle kunna uppdateras och därmed ge mer el. Dagens teknik och applikationer kan i många fall förena en bra flora och fauna vid vattenmiljön samtidigt som man kan producera el. Beprövad och tillförlitlig teknik Vidmakthåller dammsäkerheten och levandegör gamla kulturmiljöer Har mycket lång livslängd
Rydals vattenkraftverk svensk industrihistoria Rydals vattenkraftverk ligger vid Viskan i Mark kommun, Västra Götalands län. Rydal är svensk industrihistoria och kraftverket blev byggnadsminne år 1991 (K-märkt). År 1882 skrevs svensk industrihistoria i Rydal. För första gången i landet användes vattenkraft för att framställa elektrisk energi till de båda båglampor, som lyste upp fabrikslokalen i Rydals bomullsspinneri. Det nuvarande kraftverket togs i drift 1916 och var belägen i nuvarande kraftverks källare. Efter en svår översvämning 1927 måste kraftverket byggas om och stod klar året därpå. Det byggdes som en ny våning ovanpå den gamla och maskineriet flyttades dit. I det nya kraftverket drivs generatorn av en kaplanturbin. Det är en bland de allra första kaplanturbinerna, efter att denna turbintyp fått sitt tekniska genombrott 1926 i Lilla Edets kraftverk i Göta Älv. Effekt: 680 kw Normalårsproduktion: 2,3 GWh/år Varvtal: 167 r/m Fallhöjd: 4,5 m Generator: 850 kva Ägare: Vattenfall Foto: Bertil Larsson
Om projektet RES-e Regions Projektet RES-E Regions är ett interregionalt projekt som stöds av EU genom programmet Intelligent Energy Europe. Totalt har projektet 13 partners och inkluderar 11 regioner inom EU. Projektet genomförs fram till februari 2007. Den svenska partnern är Energimyndigheten som genomför arbetet tillsammans med KanEnergi som regional genomförare. Det svenska arbetet inom projektet ska ske inom en viss region och där har Energimyndigheten valt ut Västra Götaland som en region med rätt förutsättningar. Västra Götalandsregionen medfinansierar projektet. RES-e står för elproduktion från förnybara energikällor (Renewable Energy Sources Electricity). Syftet är att öka elproduktion från förnybara energikällor samt att öka användningen av grön el i 11 europeiska regioner genom att ta fram konkreta regionala mål för el från förnybara energikällor. Vidare skall regionala strategier för området el från förnybara energikällor utvecklas och implementeras. I dessa strategier skall de viktigaste barriärerna (administrativa hinder, allmänhetens medvetande, nätanslutning, brist på information, förändringar i stödsystem och andra styrmedel) identifieras. Barriärerna skall också bearbetas genom målinriktade informations- och kunskapsbyggande aktiviteter. Projektet skall vara ett komplement till de åtgärder som vidtas av medlemsstaterna vid införlivandet av EU:s RES-e direktiv. Projektet består av följande arbetspaket: Regionala RES-e-mål & folkopinion Tillträde till elnät administrativ procedur RES-e i kommuner Specifikt teknikfrämjande (STEM koordinerar detta arbetspaket) Interregionalt samarbete Projektstyrning MÅLGRUPPER Lokala och regionala politiker Tjänstemän inom kommuner och Länsstyrelsen (med ansvar för hållbar utveckling, planering, myndighetsutövning etc.) (Kommunala) energibolag (ägare av fjärrvärme och/eller elnät) Projektutvecklare & konsulter Investerare och finansiärer till potentiella RES-e installationer TEKNIKOMRÅDEN Vindkraft Biokraft (kraftvärme från biobränsle och/eller organiskt avfall) Biogas (biogas från avfall, jordbruksgrödor etc. samt deponigas) Småskalig vattenkraft Solceller För mer info se: www.res-regions.info grafisk form www.smartdesign.se The sole responsibility for the content of this publication lies with the authors. It does not represent the opinion of the Community. The European Commission is not responsible for any use that may be made of the information contained therein. Broschyren är framtagen av KanEnergi Sweden AB.