Biomasseressurser til energiproduksjon i Norge, tilgang og konkurranseforhold

Seminar om ”Kunnskapsstatus og viktige forskningsbehov innen bioenergi og klimagassutslipp”

Ås, 11. oktober 2007

Erik Trømborg, Institutt for naturforvaltning, Universitetet for miljø- og biovitenskap

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Presentasjon

Biomasse til energiproduksjon i Europa

Biomassetilgang og marked i Norge

Varmeproduksjon og biomassetilgang under ulike energiprisscenarier

Aktuelle forskningsoppgaver

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Biomasse til energiproduksjon

Potensialet for bioenergi i Europa (EU-25)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

2010 2020 2030

TWh

Jordbruk Skogråstoff Avfall

Kilde: EEA 2006

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Internasjonal handel med biomasse til energiproduksjon

Drivere:

– Forsyningssikkerhet

– Kostnadseffektiv reduksjon av drivhusgasser

– Sosio-økonomisk utvikling

– Bærekraftig forvaltning og rasjonell bruk av naturressurser

Økt bruk av bioenergi i land med begrensede skogressurser skaper ny handel som vil fortsette

Økt etterspørsel etter skogbrensel i Europa vil føre til større integrasjon av de nasjonale markedene for brensler med gode logistikkegenskaper, slik som pellets (høyt energiinnhold per masseenhet)

Lave transportkostnader er sentralt, båttransport vil derfor dominere

Avhengigheten til lave transportkostnader vil trolig gi lokalisering av store anlegg i kystområdene

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Potenisale og utnyttelse av biomassen

Bioenergy consumption and utilization

0 %

20 %

40 %

60 %

80 %

100 %

Belgium

German

ySwed

enNeth

erlan

dsUnit

ed King

dom

Estonia

Lithu

ania

Latvi

a

Poland

Norway

Bioenergy of total energy consumtion Utilisation of biomass potential

Kilde: Metla 2004

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

BIOMASSE TIL ENERGI I NORGE

0

5

10

15

20

25

Round

wood

Harves

ting r

esidu

alsFore

st ind

ustrie

sAgri

cultu

ral re

sidue

s

Energy

crop

Waste

- hou

seho

ldsWas

te - in

dustr

ial

TWh

Additional potential

Current use

Data fra ”Bioenergiressurser i Norge”, NVE 2003. KanEnergi/UMB

- fra 16 til 40 TWh

Økning:

• 65% skog

• 31% avfall

• 4% energivekster

6 mill fm3

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Skog i Norge – stående volum, tilvekst og avvirkning trevirke 1920-2005

Data fra SSB

0

5

10

15

20

25

30

1918 1923 1928 1933 1938 1943 1948 1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003

Ann

ual h

arve

st a

nd in

crem

ent (

mill

cub

)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Gro

win

g st

ock

(mill

. cub

)

Annual harvest Annual increment Growing stock

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

SKOGRESSURSENE

Nettotilvekst 2005

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

1 600 000

1 800 000

2 000 000

Østfold,Akershus,Oslo ogHedmark

Oppland,Buskerud og

Vestfold

Telemark,Aust-Agder og

Vest-Agder

Rogaland,Hordaland,Sogn og

Fjordane ogMøre ogRomsdal

Sør-Trøndelagog Nord-

Trøndelag

Nordland ogTroms

Gran

Furu

Lauv

Kilde: SSB Skogstatistikk 2005

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Tilgang av biomasse

Ressurser nok til å doble avvirkningen i Norge (tømmer + grot)

En økning på 10 mill m3 gir 20 TWh brutto tilgang

Økt avvirkning gir økt press på miljøet, men mulig å øke uttaket på en bærekraftig måte

Kapasitet og beslutningsstruktur i skogbruket en utfordring

Skogens miljømessige betydning øker i relasjon til tømmerverdien når velstanden øker

Økt avvirkning fordrer høyere pris på kort sikt (ca 1-1) med utgangspunkt i dagens massevirkepriser

Avvirkning på mer enn 15 mill m3 årlig krever et paradigmeskifte

Konkurranse om råstoffet til varme, el og drivstoff – samt fra skogindustrien

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Eksempelprosjekt: Forest based bioenergy in Norway: Economic potential, market interactions and policy means

Finansiert av NFR, delfinansiering fra Statkraft SF og Agder Energi as

Målsettinger:

1. Analysere kostnader og flaskehalser i (nylig) etablerte bioenergianlegg2. Analysere potensialet for skogbasert bioenergi under hensynstagen til

konkuranse om skogsvirke fra eksisterende skogindustri og ulik virkestilgang

3. Analysere hvordan ulike virkemidler vil påvirke bruken av skogbasert bioenergi under ulike forutsetninger om utviklingen i energipriser

Metode: Norwegian Trade Model II (NTM II) – skogsektormodell utviklet for analyser av den norske skogsektoren.Skogsektormodeller er kvantitative modeller der både skogbruk og skogindustri inngår. Sentralt i modellen i bioenergi-sammenheng er modellering av tilbudet av tømmer og hogstavfall, transport, bruk av bi-produkter for skogindustrien, samt konkurranseforholdet mellom tømmer til skogindustri og energiproduksjon

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Resultater: Potensialet for bioenergi i Norge

Varmeproduksjon gir høy energieffektivitet (75-90%) og det viktigste potensialet med dagens rammevilkår

Eksisterende vannbåren varme i tillegg til punktoppvarming med vedovner og pelletskaminer representerer det viktigste potensialet:

0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

7 000

8 000

Vedovn Pellets-kamin

Biokjel ieneboliger

Sentralvarme -

skogråstoff

Fjernvarme-

skogråstoff

Biokjel iindustrien

Skog-industrien

Fjernvarme- avfall

Nytt potensialeNyttiggjort bioenergi 2003

Sum 23 TWh. Økning på 11 TWh tilvarer ca 5,5 mill fm3 tømmer

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Resultater: Nettoproduksjon av bioenergi i år 2015 under ulike energiprisscenarier

0

5 000

10 000

15 000

20 000

0,4 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80

V ar m e pr is (Kr /k W h e k s k l. m va)

GW

h

Ve d o vn er o g p e lle ts ka m in e r Se n tra lva rm e Fje rn va m e

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

400 450 500 550 600 650 700 750 800

Heat price NOK/MWh

000'

m3

Wood consumption for energy production 2015

Resultater: Råstoff-forbruk til varmeproduksjon under ulike energiprisscenarier

Virkesforbruk 2005

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Massevirkepris ved ulike scenarier for utviklingen i varmepris

0

20

40

60

80

100

120

140

0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8

Varmepris (kr/KWh)

%

Massevirke furu Massevirke lauv

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Publikasjoner

Hagen, R. 2004: En kostnadsanalyse av et fjernvarmeanlegg basert påbiobrensel. Hovedoppgave institutt for naturforvaltning UMB.

Hanstad, A.H., 2005: En kostnads- og lønnsomhetsanalyse av et biobrenselanlegg basert på trelastproduksjon.

BOLKESJØ. T.F., TRØMBORG, E. & SOLBERG, B. 2006. Bioenergy from the forest sector: Economic potential and interactions with timber and forest products markets in Norway. Scandinavian Journal of Forest Research, 21: 175-185.

Bolkesjø, T.F, Trømborg, E, & Solberg, B. 2006: Biomass market and trade in Norway: Status and future prospects. Country report for IEA Bioenergy Task 40

Trømborg, E, Bolkesjø, T.F & Solberg, B. 2007: Impacts of policy means for increased use of forest-based bioenergy in Norway – a spatial partial equilibrium analysis. Energy Policy (in press).

Trømborg, Erik, Bolkesjø, Torjus F. & Solberg, Birger: Skogbasert bioenergi tiloppvarming - økonomisk potensiale i Norge og effekt av økonomiskevirkemidler. Fagrapport nr 9 2007. www.umb.no/INA - publikasjoner.

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

ENERGIPRISER (HER REPRESENTERT VED KRAFT)

0

10

20

30

40

50

60

70

jan. 04 jan. 05 jan. 06 jan. 07 jan. 08 jan. 09 jan. 10 jan. 11 jan. 12

Øre

/KW

h

Høyere kvotepriser ?

Stigende oljepris ?

Økende etterspørsel (?)

Redusert tysk kjernekraftproduksjon ?

Økt finsk kjernekraftproduksjon ?

Mer vindkraft og annen alternativ energi?

Mer nedbør og høyere temeraturer?

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

Skogsektoren under endrede energipriser

• Bruk av mer hogstavfall bidrar til å dempe presset på tømmerprisene.

• Høyere virkespriser gir redusert lønnsomhet og produksjon av sponplater (-12%) og kjemisk masse (-4%)

• Små effekter på kort sikt i ”granbasert” treforedling• Granprisen vil stige minimalt

• Stort spørsmålstegn mht framtidige kraftpriser og framtidige investeringer

• For trelastindustrien kan effektene av økte energipriser både være positive og negative– Økte produksjonskostnader

– Økte priser på flis og bark

– Økt tilgang på sagtømmer med høyere massevirkepriser(?)

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

FREMTIDIG BRUK AV BIOMASSERESSURSENE

• En større andel av biomasseressursene i Norge vil gå til energiformål i fremtiden • Realistisk potensiale om lag 25 TWh brutto:

Marked og politikk gjør 10 TWh økning i biovarme sannsynlig (tilsvarer 4-5 mill m3)

Noe el-produksjon basert på avfall og i kombinasjon med varmeproduksjon

14-15 TWh brutto/6-7 TWh netto til drivstoff dersom teknisk/økonomisk gjennombrudd for 2. generasjons drivstoff – ca 15% av drivstoff-forbruket i Norge

• Økt internasjonal handel med biobrensler, spesielt pellets

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

FORSKNINGSOPPGAVER BIOMASSETILGANG

Regional biomassetilgang – pris, kvantum og leveringssikkerhet

Organisering av råstoffmarkedet for energiproduksjon

Optimal organisering av verdikjedene fra råstoff til varme/el

Barriereanalyser og preferansestudier, virkemidler

Konkurranse om biomasse og effekter av økt bruk av 2. generasjon biodrivstoff

Komparative studier av kostnader og virkemidler knyttet til biomasseproduksjon, avvirkning/høsting og brenselsproduksjon i ulike europeiske land

Handel og internasjonal etterspørsel etter biomasse– Utvikling av statistiske enheter

– Kartlegging av volum og priser

– Konkurranse om biomassen

– Utvikling av standarder for bærekraftig handel, sertifisering

LCA og energiregnskap for ulike verdikjeder biomasse-varme/el/drivstoff

Miljøeffekter, logistikk og utvikling av biobrensler

INSTITU

TT FOR N

ATURFO

RVALTN

ING

(INA)

www.umb.no

ImportsImports

ExportsExports

CharcoalCharcoal

Landfill GasLandfill Gas

Other biogasOther biogas

Sewage sludge gasSewage

sludge gas

Wood/ Wood Wastes/

Other solid wastes

Wood/ Wood Wastes/

Other solid wastes

Municipal Solid WastesMunicipal

Solid Wastes

Industrial Wastes

Industrial Wastes

Liquid biofuelsLiquid

biofuelsTransfers to conventional

energy formsTransfers to conventional

energy forms

Stock Draw

Stock Draw

Stock Build

Stock Build

Collection /Production

Collection /Production

Energy Transformation

Energy Transformation

End-UsersEnd-Users

ImportsImports

ExportsExports

CharcoalCharcoal

Landfill GasLandfill Gas

Other biogasOther biogas

Sewage sludge gasSewage

sludge gas

Wood/ Wood Wastes/

Other solid wastes

Wood/ Wood Wastes/

Other solid wastes

Municipal Solid WastesMunicipal

Solid Wastes

Industrial Wastes

Industrial Wastes

Liquid biofuelsLiquid

biofuelsTransfers to conventional

energy formsTransfers to conventional

energy forms

Stock Draw

Stock Draw

Stock Build

Stock Build

Collection /Production

Collection /Production

Energy Transformation

Energy Transformation

End-UsersEnd-Users