EUROPEISKA GEMENSKAPERNAS KOMMISSION Bryssel den 10.1.2007 SEK(2006) 1723 INTERNT ARBETSDOKUMENT FRÅN KOMMISSIONEN Kommissionens meddelande om hållbar elproduktion från fossila bränslen: med sikte på nära-nollutsläpp från kol till 2020 SAMMANFATTNING AV KONSEKVENSBEDÖMNINGEN {KOM(2006) 843 slutlig} {SEK(2006) 1722} {SEK(2007) 12} SV SV
SAMMANFATTNING 1. PROBLEMFORMULERING Fossila bränslen används i stor omfattning, men ger koldioxidutsläpp, den främsta mänskliga orsaken till den globala klimatförändringen. EU har godkänt målet att begränsa den globala temperaturökningen till högst 2 C över förindustriella nivåer, vilket innebär en minskning av de globala växthusgaserna med 15-50 % till 2050 jämfört med 1990. Kol är det fossila bränsle som har störst negativ miljöpåverkan. Medan betydande förbättringar har gjorts för de traditionella föroreningarna (NO x, SO x, partikelämnen) ger den höga andelen kol i sten- och brunkol höga halter av koldioxid vid förbränning. I EU27 släpptes det ut runt 950 miljoner ton koldioxid från koleldad elproduktion under 2005. Detta motsvarar 70 % av Europas totala utsläpp av koldioxid från elproduktion och 24 % av EU:s utsläpp av koldioxid i alla sektorer. De senaste globala siffrorna är ännu mer alarmerande: utsläpp av nära 8 miljarder ton koldioxid från koleldad elproduktion, vilket utgör 76 % av utsläppen från elproduktion och runt 30 % av de totala utsläppen av koldioxid. Däremot är koltillgångarna mer jämnt spridda över världen än andra fossila bränslen. Kol kan fås från många olika länder i praktiskt taget alla världsdelar på en livlig och lönsam global marknad. Stenkolstillgångarna är sådana att de räcker till 200 års utvinning med nuvarande takt och brunkolstillgångarna bör räcka i cirka 130 år med nuvarande produktionstakt. Detta är bättre än de uppskattade olje- och gastillgångarna som beräknas räcka i runt 40 respektive 60 år (med nuvarande produktionstakt). 2. MÅL En kort analys har visat att den önskade minskningen av koldioxidutsläpp från koleldad elproduktion inte kan uppnås (på konkurrensvillkor) genom att antingen enbart förbättra effekten vid omvandlingen eller enbart samla och förvara koldioxid (CO 2 capture and storage, CCS). Att enbart fokusera på effektivitet kan leda till betydande minskning av vissa koldioxidutsläpp i inledningsskedet, däremot kan det inte innebära att nollutsläppsmålet uppfylls och på längre sikt kan till och med de totala koldioxidutsläppen från kolbaserad elproduktion öka, om andelen koleldad elproduktion i den totala energiblandningen av någon anledning ökar betydligt över nuvarande nivåer. Att enbart fokusera på CCS kan medföra att nollutsläppsmålet nås, men utan förbättringar av effekten inverkar det menligt på konkurrenskraften för koleldad elproduktion. Även om detta saknar betydelse kräver metoden med enbart CCS mycket större mängder kol för samma elproduktionsnivå och kan leda till snabbare tömning av de begränsade koltillgångarna och följaktligen till ökade kostnader och osäker försörjning. SV 2 SV
En integrerad teknisk lösning (hädanefter kallad hållbar kolteknik ) som är en kombination av förbättrad effekt vid omvandlingen (genom tillämpning och utveckling av befintlig ren kolteknik) och CCS-moduler är därför det enda långsiktiga tekniska alternativet för att få den önskade minskningen av koldioxiden, samtidigt som kolets konkurrenskraft bevaras. Målet för politiken på EU-nivå skall vara att förbättra villkoren för utveckling och spridd användning av hållbar kolteknik så fort som möjligt. Detta allmänna mål kan beskrivas genom följande konkreta delmål: (1) Tillämpning av den bästa tillgängliga tekniken på alla nybyggda koleldade kraftverk i ett tidigt skede och därefter. (2) Före 2010 skall alla nybyggda kraftverk vara byggda som uppsamlingsberedda, dvs. i stånd att senare byggas om till CCS. (3) Förevisning av nollutsläppsteknik för koleldad elproduktion i kommersiell skala före 2020 (i linje med målen i teknikplattformen för nollutsläpp från kraftverk, The Zero-Emission Power Plant Technology Platform). (4) Efter 2020 skall hållbar kolteknik bli förstahandsval för kolbaserad elproduktion, vilket ger möjlighet att gradvis avveckla åtgärder som inte ger nollutsläpp inom sektorn för koleldad elproduktion. (5) EU skall gå i spetsen för utvecklingen och spridningen av hållbar kolteknik som den globala ledaren för tekniköverföringsprojekt på detta område. 3. NULÄGET FÖR HÅLLBAR KOLTEKNIK OCH ÅTERSTÅENDE UTMANINGAR Hållbar kolteknik kommer att uppstå ur kombinationen av avancerade metoder för rent kol med högeffektiv kolförbränning och CCS-metoder. Förbränning av pulvriserat kol (PC) är i dag den mest använda omvandlingstekniken. Ny teknik omfattar, förutom förbättrade varianter av pulvriserat kol (så kallad ultra superkritisk förbränning, USC), den integrerade, kombinerade förgasningscykeln ((IGCC) och syrerik förbränning (OC), och erbjuder möjligheter att ytterligare förbättra omvandlingseffektiviteten samtidigt som det underlättar uppsamlingen av koldioxid från förbränningen. Forskning, utveckling och förevisning av USC-teknik krävs för att arbetet skall gå framåt med materialutveckling, komponenttillverkning, utprovning och förevisning under verkliga förhållanden. Teknikerna IGCC och OC måste förbättras avsevärt innan sådana kraftverk kan användas för standardinvesteringar i elproduktion. I synnerhet när det gäller IGCC krävs det en robustare, effektivare och pålitligare teknik för gasifiering av kolet. SV 3 SV
För uppsamling av koldioxid har tekniska lösningar tagits fram och används av industrier i andra branscher. De befintliga processernas storlek är dock i allmänhet liten jämfört med de mängder koldioxid som produceras i ett stort kraftverk. Framtida FoU samt optimering och ombyggnad förväntas öka kostnaderna kraftigt för uppsamling av koldioxid. När det gäller förvaring av koldioxid på lång sikt, planerar man i de tekniska lösningarna att använda geologiska formationer som djupa saltvattenformationer, tömda olje- eller gasfält, olje- och gasfält som lämpar sig för ökad olje- eller gasåtervinning, och djupa kolskikt, lämpliga för ökad återvinning av metan från kollager. Ytterligare FoU på detta område kommer att handla om integritet och säkerhet vid geologisk koldioxidförvaring och ansvarsfrågor. Detta arbete förväntas öka förtroendet för geologisk koldioxidförvaring. Användningen av hållbar kolteknik kommer att kräva förvaring av oerhörda mängder koldioxid. Att enbart i Europa behålla kolet på aktuella nivåer i energiblandningen och ett genombrott på 30 % för hållbar kolteknik före 2030 kommer att leda till att 300-400 miljoner ton koldioxid skall lagras årligen. Ett genombrott på 100 % för hållbar kolteknik före 2050 kommer att leda till ett årligt tillskott på runt 900 miljoner ton koldioxid till underjorden. Den geologiska förvaringskapacitet i Europa som redan utprovats är tillräckligt stor för att förvara tillräckligt med koldioxid enbart vattenformationerna i Nordsjön räcker för att förvara koldioxidmängder som motsvarar flera hundra års kolanvändning i Europa, förvisso avsevärt längre än koltillgångarnas förväntade varaktighet. Den kommersiella livskraften hos hållbar kolteknik måste förevisas genom flera olika förevisningsprojekt i industriell skala som kommer att bygga på tekniska lösningar som omfattar högeffektiva omvandlingscykler för rent kol med koldioxiduppsamling vid den förberedande förbränningen eller efter förbränningen och påföljande geologisk förvaring. För att dessa projekt skall ge meningsfulla resultat kommer de att behöva pågå i ungefär fem år för att insamla uppgifter under en längre tid. Storleken på varje förevisningsprojekt kan variera, men kravet att de skall vara i industriell skala innebär att deras installerade kapacitet bör vara i storleksordningen 250-500 MW e. Enligt aktuell uppskattning kan 10-12 sådana projekt byggas i Europa under de kommande åren och vara i bruk före 2015. Det ger möjlighet att uppskatta den kommersiella genomförbarheten av konceptet hållbart kol före 2020. Kostnaden för en installation som använder aktuell ren kolteknik (bästa tillgängliga teknik) med CCS vid efterförbränningen (under förutsättning att koldioxiden inte förvaras längre än 350 km från produktionsplatsen) bedöms ligga runt 1,7 miljoner euro/mw e. Om IGCC-teknik med CCS vid den föreberedande förbränningen används kan kostnaden vara strax under 1,5 miljoner euro/mw e. Dessa kostnader förväntas sjunka gradvis när tekniken utvecklas. SV 4 SV
4. REGELMÄSSIGA-RÄTTSLIGA OCH POLITISKA-SOCIALA FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR HÅLLBART KOL Den aktuella regelmässiga miljön ger inte tillräckliga incitament för investeringar i radikal koldioxidminskande teknik. Den aktuella miljölagstiftningen utarbetades innan CCS-tekniken fanns och kan leda till oavsiktliga och obefogade hinder. Det kan behövas klarlägganden i fråga om planeringssystem, system för hantering av gasformigt avfall och geologiska undersökningar för att avlägsna hindren för CCS. Dessa frågor är nu föremål för en undersökning av Europeiska kommissionen som en del av det europeiska klimatförändringsprogrammet. Bristen på en värdekedja för koldioxid och stödjande infrastruktur utgör också för närvarande hinder för hållbart kol. ETS-systemet skulle kunna erbjuda villkor för att en sådan värdekedja bildas, men för närvarande utesluter det koldioxid, som undviks genom uppsamling och förvaring, från dess handelssystem med utsläppsrätter. En lagstiftning som ger garantier för en värdekedja på lång sikt för koldioxid skulle bidra till att bygga upp infrastruktur för koldioxid (pipelines, osv.). 5. TROLIGA KONSEKVENSER AV ÖVERGÅNGEN TILL HÅLLBART KOL 5.1. Kostnader för producerad el I den särskilda rapporten från FN:s Internationella projekt om klimatförändringar (IPCC) anges ett brett spektrum av kostnadsberäkningar för uppsamling av koldioxid från elproduktion, 15-75 US-dollar (dvs. 12-60 euro) per ton koldioxid. Kostnaderna för transport och insprutning av koldioxid varierar också från strax över 1 euro per ton koldioxid för både transport och insprutning, till 13 euro. Enligt vissa bedömningar innebär dessa siffror, om de speglas i elproduktionens ekonomi utifrån aktuell teknik, en merkostnad för kolenergi med CCS på 33-57 % jämfört med kostnaden för kolenergi producerad utan CCS. Eftersom de beräknade kostnadsökningarna har tagits fram utifrån modeller för nya kraftverk som bygger på aktuell teknik, omfattar de emellertid inte de tekniska förbättringar som väntas under de närmaste åren. Ökad energieffektivitet i framtida kraftverk och lägre kostnader för koldioxiduppsamling i framtiden är i högsta grad sannolikt vilket därmed säkert drar ned kostnaderna för CCS avsevärt. Det kan också bli positiva bieffekter från CCS (t.ex. användning av koldioxidflöden för ökad oljeåtervinning), vilket ytterligare kan minska nettokostnaderna för CCS-verksamhet. Enligt tillgängliga modeller och bedömningar på lång sikt av elproduktion med CCS kan vi förvänta oss att kostnaderna för producerad el 2020 eller strax därefter kan vara endast 10 % högre eller till och med på samma nivåer som nu. Man beräknar att med ytterligare framtida teknisk utveckling inom kolomvandling och uppsamling av koldioxid och med ökad transport och lagring kan totalkostnaden för uppsamling och lagring av koldioxid sänkas till 20 euro per ton koldioxid på medellång sikt. SV 5 SV
Simulationer utförda av kommissionen i samarbete med det nationella tekniska universitetet i Aten och som bygger på Primesmodellen redovisar elkostnader så låga som 6 eurocent per kwh för några realistiskt möjliga kombinationer av variabler. Kostnaden, till exempel, för el producerad i IGCC-kraftverk med CCS med priser för koldioxidrätter på 40 euro/tco 2 och relativa kol- och gaspriser som för närvarande beräknas till 6,22 eurocent per kwh år 2025 och 6,144 eurocent per kwh år 2030 (till 2006 års priser). Detta kan jämföras med aktuella kostnader för elproduktion från kol utan CCS (3,5-6 eurocent/kwh) samt med aktuella elpriser från grossist. 5.2. Miljökonsekvenser Den största positiva miljöeffekten från CCS är en avsevärd minskning (runt 90 %) av koldioxidutsläppen från koleldade kraftverk. Att enbart i Europa behålla kolet i energiblandningen på aktuella nivåer och en penetration av CCS på 30 % 2030 minskar utsläppen med 300-400 miljoner ton koldioxid årligen. Vissa befintliga konsekvenser från kolanvändning kan förvärras om CCS skulle medföra ökad kolanvändning. Dessa miljökonsekvenser är kända och omfattas av befintlig miljölagstiftning. Den största nya, negativa konsekvensen av koluppsamling och lagring avser eventuella koldioxidutsläpp på lagringsplatsen, vilket kan få både lokala och globala konsekvenser. I den särskilda rapporten från IPCC görs dock bedömningen att den andel koldioxid som stannar kvar i korrekt utvalda och skötta geologiska lagringsrum med största sannolikhet överskrider 99 % under 100 år, och sannolikt överskrider 99 % under 1 000 år. Dessutom kan CCS ha positiva nettokonsekvenser för luftförorening, särskilt på utsläppen av svaveldioxid (SO2) och kväveoxider (NOx). Dessa förorenande ämnen är viktiga bidragare till försurning, övergödning, marknära ozon och partikelämnen. Tillämpning av CCS i kombination med pulvriserat kol skulle kunna innebära en ökning av kväveoxidutsläppen (men inom gränserna för direktivet för stora förbränningsanläggningar) och en minskning av svaveldioxidutsläppen med runt 95 %. Annan teknik som anses ingå i konceptet hållbart kol, som IGCC med CCS, skulle kunna minska kväveoxiderna med runt 80 %. Inverkan på svaveldioxidutsläppen kunde vara mer eller mindre obetydlig. Sammanfattningsvis skulle dessa minskningar kunna förbättra luftkvaliteten avsevärt och medföra påtagliga nettovinster i form av förbättrad folkhälsa och därmed minskade hälsovårdskostnader samt innebära positiva konsekvenser för ekosystemen. Den förbättrade luftkvaliteten vid användning av pulvriserat kol med CCS skulle motsvara 6-18 % av kostnaderna för koldioxiduppsamling i hela EU. Vinsterna med IGCC med CCS skulle utgöra 26-70 % av kostnaderna. SV 6 SV
6. POLITISKA ALTERNATIV TILL ÖVERGÅNG TILL HÅLLBART KOL Tre politiska alternativ till stöd för förevisning och spridning av hållbar kolteknik har undersökts och kvantifierats i konsekvensbedömningen: Alternativ 0: Ingen politisk förändring. Hållbar kolteknik får inte ökat stöd till FoU. CCS har fortfarande ingen egen rättslig ram, utanför handelssystemet för utsläppsrätter (ETS). Alternativ 1: Avskaffande av hinder för hållbar kolteknik. Både tekniska och regelmässiga hinder har avskaffats. Ökat stöd till FoU och en egen lagstiftning för CCS har införts. När väl hållbar kolteknik har tekniskt förevisats och kostnaderna för den minskat, lämnas spridningen av tekniken inom kraftproduktionen till marknaden (med stimulansåtgärder i form av pris på koldioxidutsläpp på marknaden för utsläppsrätter). Alternativ 2: Stimulansåtgärder för förevisning och spridning av hållbar kolteknik. Förutom de åtgärder som redan planeras i alternativ 1, ingår i alternativ 2 ytterligare stimulansåtgärder för att, i första hand, uppnå kommersiell förevisning och, i andra hand, en bred spridning av hållbar kolteknik (när den väl är kommersiellt genomförbar). Sådana stimulansåtgärder kan vidtas vid lämpligt tillfälle, i synnerhet om signalerna från marknaden eller operatörernas åtaganden inte anses vara tillräckliga eller om de överenskomna målen om koldioxidminskning riskerar att inte uppfyllas. Analyserna gav följande resultat/slutsatser: Alternativ 0 är inte ett lämpligt alternativ om de båda fördelarna med trygg energiförsörjning och miljömässig hållbarhet skall uppnås med synergieffekter på Lissabonmålen. Alternativ 1 skulle kunna leda till de önskade målen. Genom detta alternativ får dock den befintliga marknadsstrukturen sköta spridningen av hållbar kolteknik. Spridningen av hållbar kolteknik kommer att vara beroende av relativa priser på konkurrerande bränslekällor och priset på utsläppsrätter för koldioxid inom handelssystemet för utsläppsrätter ETS. Om energiproducenterna inte litar på att EU ETS konsekvent kommer att sätta tillräckligt höga priser på utsläppsrätter för koldioxid (20-40 euro/tco 2 ), kommer kanske inte investeringar i hållbar kolteknik att göras i särskilt stor skala. Genom alternativ 2 minskar den inneboende risken i alternativ 1 genom att det tillhandahåller mekanismer som främjar investeringar i hållbar kolteknik, även i de fall EU ETS koldioxidpriser inte uppväger kostnaden av CCS. SV 7 SV
Företrädare för kol- och elbranscherna angav vid samråden att spridningsgraden skulle avgöras av marknaderna för el, bränslen och koldioxid. Icke-statliga miljöorganisationer angav under samråden att regleringsåtgärder skulle vara önskvärda. Slutsatsen bör därför bli att tillämpningen av sådana åtgärder skall vara beroende av en lyhörd motivering av deras nödvändighet. 7. SLUTSATSER AV KONSEKVENSBEDÖMNINGEN Tillhandahållandet av hållbar, trygg och konkurrenskraftig teknik för elproduktion från kol är både beroende av energieffektivitetsvinsterna inom den koleldade elproduktionen och den lägliga utvecklingen av uppsamling och förvaring av koldioxid. Vid ändring av politik måste hänsyn tas till båda dessa tekniska utmaningar. Avskaffande av befintliga hinder för utnyttjande av hållbar kolteknik är en begränsad, och politiskt lämplig, politikförändring som har potential att tillhandahålla målen för politiken. Om spridningsgraden av CCS skall kunna uppfylla dessa mål är emellertid avhängigt av att priset på utsläppsrätter för koldioxid inom EU ETS är stabilt och högt (jämfört med aktuella nivåer). Om regelmässiga förbättringar och marknadsbaserade stimulansåtgärder visar sig otillräckliga för att främja nödvändiga åtaganden för antingen förevisning eller påföljande bred spridning av hållbar kolteknik, krävs det fler proaktiva åtgärder för att garantera att EU:s mål uppfylls. Enskilda åtgärder som väljs ut för ett sådant proaktivt alternativ måste genomgå ytterligare konsekvensbedömning för att säkerställa det effektivaste urvalet, och kombinationen, av sådana åtgärder. SV 8 SV