sou · GOB352d7 · 2001-01-01 00:00:00 — Många av anläggningarna är gamla och ger höga emissioner av oförbrända kolväten och sot. De befintliga pannorna för vedeldning bedöms vara en av huvudkällorna till utsläpp av partiklar och cancerframkallande ämnen. Luftkvaliteten i bostadsområden med en hög andel vedeldning når inte uppställda miljökvalitetsmål. har föreslagit att befintliga värmepannor skall förses med ackumulatortank . Utsläppen av flyktiga organiska ämnen beräknas genom denna åtgärd att minska . Åtgärderna kommer inte att vara tillräckliga för att nå miljökvalitetsmålen, varför ytterligare åtgärder behöver vidtas. Med modern vedeldningsteknik i kombination med ackumulatortank kan utsläppen av oförbrända kolväten minskas med . Utbytestakten till moderna pannor är dock låg och behöver ökas 4.3.3Energisystem baserade på bioenergi En ökad användning av biomassa exempelvis för värmeproduktion innebär att har möjligheter att minska utsläppen av koldioxid. Biomassa är dock en begränsad resurs och det gäller därför att använda den effektivt från såväl energi- som miljösynpunkt och med blick både i och in . Bioenergi kan användas i olika systemmässiga lösningar för upp- värmning av byggnader. Resursbehovet och härrörande emissioner varierar med val av teknik och storlek på systemet. Uppvärmnings- system kan t ex vara baserade på fjärrvärme, el eller lokala pannan- läggningar. För att objektivt jämföra olika uppvärmningssystem (energisystem) måste hela kedjor21 från naturresurs till efterfrågad energitjänst beaktas. Likaså måste samma referensenhet och systemavgränsning användas.22 För att jämföra system med t ex enbart värmeproduktion med system för både el- och värmeproduktion måste således både den producerade 21 En energikedja för eluppvärmning med hjälp av värmepumpar baserat på biobränsle består t.ex. av följande delsteg: Utvinning av biomassa t.ex. i form av flis från hyggesrester; transport av flis; omvandling av flis till el; distribution av el; omvandling av el till värme. 22 Schlamadinger B., Apps, M., , ., Jungmeier G., ., Pingoud K., and . (1997) Towards a Standard Methodology for Greenhouse Gas Balances of in Comparison with . Biomass and Bioenergy, Vol. 13, No. 6, pp 359-375. mängden värme och el beaktas. Grundläggande för en sådan jämförelse är att ny bränslebaserad el efterfrågas, vilket torde vara fallet i ett längre tidsperspektiv. Studier baserade på denna metodik har bl.a. genomförts vid . tgångspunken har varit att biobränsle skall användas för uppvärmning och att samproducerad el efterfrågas.23 Med dessa förut- sättningar är fjärrvärmesystem med samproduktion av el och värme det mest resurseffektiva sättet att nyttiggöra bioenergin även om värme- förlusterna i fjärrvärmenätet är höga. Användandet av ny teknik baserad på förgasning av biobränslen och kombicykel ökar resurs- effektiviteten ytterligare. Detta innebär att fjärrvärmesystem bör byggas ut i den utsträckning det är tekniskt ekonomiskt möjligt med produktion baserad på kraftvärmeprocesser. Många andra studier visar också att system för samproduktion är effektivare än system för separat el- och värmeproduktion. Studierna vid visar också att eldrivna lokala mark- och grundvattenvärmepumpar är mer resurseffektiva än ett fjärr- värmesystem med hetvattenpanna och rökgaskondensering. Lokal eldning av pelletter ger lägst resurseffektivitet av dessa system och kan dessutom innebära högre utsläpp av exempelvis partiklar. De mer resurseffektiva systemen medför också lägre emissioner. Vidare är förbränningsverkningsgraden god och möjligheterna att utnyttja miljötekniska lösningar bättre i större anläggningar. Detta medför lägre specifika utsläpp av bl.a. flyktiga organiska ämnen och kväveoxider för större anläggningar än för de mer små- skaliga. Ny teknik för småskalig eldning av pelletter bedöms ge för- hållandevis låga utsläpp. Åtgången av energi vid uttag av biomassa såsom hyggesrester uppgår till av bränslets energiinnehåll och för transporter till . Uttag av biomassa samt transporter medför dock större utsläpp av kväveoxider och flyktiga organiska ämnen än den slutliga förbränningen av biomassan för värmeproduktion. Värderingen av värmepumpsystemens miljöegenskaper blir beroende av hur elektriciteten produceras. I den refererade studien genereras elektriciteten för att driva värmepumpar i kondensanläggningar. Resultatet hade avsevärt förbättrats om elektriciteten hade kommit från samproduktion av el och värme i stället för från kondenskraftverk. 23 . and (1999) District heating and bioenergy systems: Efficiency and Emissionsions. Proceedings of the district heating and cooling. , ; . nd . (1999) Bioenergi och fjärrvärme: effektivitet och emissioner (Bioenergy and district heating systems: efficiency and emissions). , , , Mars 1999. sådan jämförelse är dock enbart relevant om inte kondensbaserad elektricitet behövs. Kondensbaserad elektricitet torde dock erfordras under överskådlig framtid och särskilt om man ser elsystemet i ett Skandinaviskt (europeiskt) perspektiv. Fjärrvärmesystem har begränsningar, styrda av bebyggelsens värmetäthet och utbredning medan tillgängliga värmekällor kommer att begränsa möjligheterna att utnyttja värmepumpar. Därför kan alla de tre typerna av biobränslebaserade energisystem, systemet med fjärrvärme och samproduktion, värmepumpsystemet, samt systemet med pellett- panna, utgöra viktiga delar av det framtida svenska energi-systemet. Vid en värdering av lämpliga uppvärmningsformer måste man ta hänsyn till den hälsopåverkan som uppvärmningssystemet lokalt kan ge upphov till. Man bör eftersträva systemlösningar som både har låg resursförbrukning och som klarar hälsomålen såsom fjärrvärmesystem med samproduktion av el och värme. Fjärrvärmesystem har dock begränsningar, styrda av bebyggelsens värmetäthet och utbredning. Därför kan biobränslebaserade energisystem, system med fjärrvärme och samproduktion, värmepumpssystem, samt system med pellettpanna, utgöra viktiga delar av det framtida svenska energisystemet. 4.3.4Energisystemens påverkan på försurning och klimat Det finns i grunden tre former av markförsurning. Den naturliga för- surning som pågått sedan den senaste istiden och som beror på en lång- sam urlakning av mineralämnen från marken. Den är så långsam att den knappast är mätbar i ett sekelperspektiv. Till detta kommer den försurning som beror på att skörd av växtmaterial leder till att man för bort mineralnäringsämnen24 som annars skulle återgå till jorden. Inom jordbruket sker därför en kompensation av förlusterna genom kalkning och gödsling. finns en försurning som beror på nedfall av svavel- och kväveföreningar från eldning av fossila bränslen, från äldre tiders rostning av svavelrika och från vulkanutbrott. Det är den försurningen som förändrat nederbördens sam- 24 Främst kalium, kalcium och magnesium. mansättning och påverkat mark samt grund- och ytvatten, främst i områden med svårvittrad berggrund. Markförsurning är ett miljöproblem i stora delar av . Markförsurningen leder till sjunkande pH i grundvatten och vattendrag. Med biomassans tillväxt – i skog såväl som på åker – sker ett upptag av positivt laddade baskatjoner och en upplagring av mineralnärings- ämnen i växtdelarna. Det nämnda upptaget leder primärt till att växtrötterna avger en motsvarande mängd vätejoner till marken. I ett opåverkat ekosystem är detta utbyte endast en temporär förändring eftersom mineralnäringsämnena återgår till marken i takt med att växtdelar dör och bryts ned. Skörd av biomassa, i skog såväl som på åker, medför emellertid att mineralnäringsämnen förs bort ur systemet och att tillskottet av vätejoner blir permanent. Tillskottet är därmed proportionellt mot bortförseln av mineralnäringsämnen, dvs ungefärligen mot skördeuttaget. Effekterna på marksystemet är emellertid beroende av vittringen och tillförseln av mineralnäringsämnen på andra vägar, exempelvis genom deposition av mineralämnen, kalkning, askåterföring eller vitaliseringsgödsling. Därjämte sker fortlöpande förluster av mineralnäringsämnen till grundvatten och vattendrag genom urlakning. Graden av vittring och bortförsel av mineraler beror på marktyp, klimat och biomassans tillväxt. Man brukar uppskatta att nuvarande skogsproduktion, i medeltal ca 5 m3sk per ha och år, vid traditionell stamskörd medför en förlust av mineralnäringsämnen som i många fall ligger i nivå med kompensationen genom vittring. Den tilltagande försurning av mark, som noterats , har till största delen orsakats av surt nedfall från atmosfären. I takt med att nedfallet minskar genom minskade utsläpp i kommer den relativa betydelsen av den biologiska försurningen att bli allt större. uppskattar man att den biologiska försurningen svarar för av försurningen i och i norra delarna av . Mineralnäringsämnena finns ungefär till i stamveden och till i barr, toppar, grenar och bark. Ett ökat uttag av biobränslen – GROT25 – leder därför till ökad försurning. Detsamma gäller vid intensivodling av skog. Kvävegödsling ökar produktionen kraftigt och därmed upptaget av mineralnäringsämnen utan att detta helt kompenseras. En viss osäkerhet finns kring omfattningen av vittringens kompenserande effekt på trädens mineralämnesförsörjning, genom att mykorhizasvampar enligt vissa studier kan tillgodogöra sig näring även från svårvittrade . Ökad biomassaproduktion och skörd måste med tanke på uthållig markanvändning åtföljas av kompensation inte bara genom tillsats av 25 Avverkningsrester exklusive stubbar. GRenar Och Toppar kan tas tillvara vid såväl gallring som slutavverkning. kalk utan av något ämne som kompenserar för alla förlorade element. En sådan kompensation kan i de flesta fall åstadkommas t ex genom att återföra den aska som ingår i biobränslet. Tungmetaller kan i vissa fall utgöra en begränsning för den mängd aska som kan återföras. Sammanfattningsvis kan man konstatera att det atmosfäriska nedfallets bidrag till markförsurningen kommer att minska som en följd av internationella överenskommelser. Den biologiska markförsurningen bestäms av hur vi i väljer att motverka den och i vilken omfattning marken utnyttjas för produktion av biomassa. Anspråken på skogen att producera mer biomassa för att tillgodose råvarubehovet för skogsindustrin och för energiändamål kan komma att förvärra försurningen i utsatta områden. En sådan utveckling är inte förenlig med målen att säkra skogens långsiktiga produktionsförmåga och att återställa försurade markområden. I vissa känsliga områden är vi snart vid en punkt där frågan om kompensation av förlusterna av mineralnäringsämnen blir överhängande. Ju mer vi för bort från skogen desto mer angeläget blir det. bör askan från förbränning av biobränslen återföras till skogsmarken. kanske även andra kompenserande ämnen behöver användas. Såväl de praktiska som de rättsliga frågorna omkring askåterföring bör därför få sin lösning. Genom växternas fotosyntes tas koldioxid upp från atmosfären och byggs in i biomassan. I samband med att den förbränns avgår samma mängd koldioxid till atmosfären. Om biomassa däremot lämnas kvar i samband med slutavverkning, röjning eller gallring kommer den att förmultna. Den mängd koldioxid som då avgår till atmosfären är ungefär densamma som vid förbränning. Därför brukar man, i ett tidsperspektiv av 50–, anse att biobränslen inte ger något tillskott till halten av växthusgaser i atmosfären. Förbränning av fossila bränslen ger däremot ett nytillskott av koldioxid till atmosfären. Den biologiska nedbrytningen av exempelvis GROT är snabb i början men avtar . Försök har visat att så gott som allt bryts ner, men både modellberäkningar och empiriska erfarenheter visar att det blir kvar en viss rest. Till detta kommer det faktum att utsläppen vid förbränning sker , medan man får en viss förskjutning i tiden om samma material bryts ner biologiskt. Över en längre tidsperiod blir dock klimateffekten marginell. En betydande mängd kol finns bundet i skogsmarken, framför allt i humuslagret. Skogsbruket som sådant kan förändra detta förhållande. Åtgärder för att öka mineraliseringen av det organiska materialet innebär en förlust av kol i form av koldioxid till atmosfären. Ett ökat kvävenedfall liksom gödsling ökar å andra sidan kolförrådet i marken. Plantering av skog på mull- och torvrika områden ökar också nedbryt- ningen av det organiska materialet. Skogsplantering på leder normalt till ett ökat kolförråd. Det beror på att markberedningen upphör och att tillförseln av förna ökar. Energiskogsplanteringar kan därför ge en dubbelvinst då de dels ersätter fossila bränslen och dels bygger upp ett kolförråd i marken. En hög skörd över för att ersätta fossila bränslen är dock viktigare än ett stort kolförråd. Det finns studier26 där man jämfört olika förnybara energikällor med varandra från klimatsynpunkt. Detta har skett ur ett livscykelperspektiv, där man tagit hänsyn till alla växthusgaser från vaggan till graven. Resultatet visar att vindkraft ger något mindre påverkan på växthuseffekten än bioenergi, men skillnaderna är små och närmast försumbara. Likaså ger nätanslutna solceller, baserade på kiselceller, ett visst bidrag till växthuseffekten genom att tillverkningsprocessen för kiselceller är en energiintensiv process. För solceller baserad på kopparindiumselen är påverkan betydligt lägre. Vattenkraftens emissioner av växthusgaser beror i hög grad på vilket sätt man anlägger kraftverksdammarna. 26 Klimatpåverkan från vindkraft, solceller och naturgas jämfört med kol. har man överdämt mycket flacka områden och utan att dessa röjts på vegetation. Konsekvensen av detta kan bli att det organiska materialet bryts ner och att avgången av metan och koldioxid kan vara så stora att emissionerna närmast motsvarar utsläpp från en naturgaskombianläggning. I liksom i har däremot flertalet dammar anlagts i mycket bruten terräng där jordarna haft ett lågt innehåll av organiskt material. De här redovisade skillnaderna mellan energislagen kan ändras om produktion av material eller transporter sker med förnybara energislag. Kostnaderna påverkas i så fall. På lång sikt kan avskiljning och deponering av koldioxid bli ett realistiskt alternativ för att i stora anläggningar minska koldioxidutsläppen.27 Avskiljning av koldioxid från rökgaserna och deponering av koldioxid, t ex i tömda gas- och oljekällor, utreds aktivt av ett antal länder. Sådan avskiljning och deponering leder dock till lägre omvandlingseffektivitet och högre kostnader. Ett sådant tillvaratagande av koldioxid kan också ske i biobränsleeldade kraftverk De förnybara energikällorna (vind- och vattenkraft samt bioenergi) ger samtliga mycket små emissioner av växthusgaser i jämförelse med fossila bränslen. Odling av bioenergi leder i vissa fall till en ökad upplagring av kol i mark, vilket innebär att koldioxid bortförs ur atmosfären. Solcellernas klimatpåverkan är beroende av vilken teknik som används. 27 IPCC (Intergovernmental Panel of Climate Change), Chapter 19, i Climate Change . The Science of Climate Change. Contribution of to the Second Assessment Report of the Intergovernmental Panel of , , UK (1996). 4.3.5Uppskattade potentialer för bioenergi och framtida behov. SLU har uppskattat kostnader och tillgänglighet för biobränslen på medellång sikt.28 Biprodukter från skogsindustrin och återvinningsvirke mm uppskattas ge bränsle . Avverkningsrester s.k. GROT29 beräknas, med avdrag för ekologiska restriktioner, ge bränsle vid ett pris understigande /MWh. Dessa tillgångar är beräknade med utgångspunkt från Skogstyrelsen ekologiska restriktioner såsom de låg till grund för AVB-92. Bruttopotentialen dvs potentialen utan tekniska och ekonomiska begränsningar är uppskattad till om avverkningsrester, direkta bränsleavverkningar, virke utan industriell användning, industriella biprodukter samt återvinningsvirke beaktas. Utöver denna sammanställning kan en ytterligare potential (lignin och bark) ges av utvecklingen inom framtidens massabruk. bearbetas f.n. i MISTRA-programmet Kretsloppsanpassad massa- fabrik. Jämfört med dagens medelbruk är potentialen på 10–räknat per ton massa ca 7–10 GJ. Räknat på dagens produktion av sulfatmassa motsvarar det 15–i termisk energi. Ett annat alternativ är ökad uttag av elektricitet men detta förutsätter ett mot- svarande ångbehov. Hur mycket av denna energipotential som är tillgänglig utanför massa/pappersindustrin beror på hur stor andel av massan som kommer att förädlas till papper i . Forskning pågår vid SLU för att genom tillsatser av växtnäring och vatten höja produktionen hos barrskog. Syftet är att undersöka hur intensiv skogsproduktion kan bedrivas i planterade granbestånd. För- söken visar att om skog gödslas med en optimerad näringsgiva kan tillväxten fördubblas i och minst trefaldigas i norra . Emellertid bedöms att endast 10–av skogsmarken (2–4 miljoner ha) är lämplig för intensivodling. I sydöstra är vatten ofta begränsande för tillväxten varför intensivodling inte lämpar sig där. 28Kostnader och tillgänglighet för trädbränslen på medellång sikt. rapport nr 51, 1998. 29Avverkningsrester exklusive stubbar. GRenar Och Toppar kan tas tillvara vid såväl gallring som slutavverkning. Gran, med sin stora produktionsförmåga, är det trädslag som lämpar sig bäst för intensivodling. Produktionen skulle kunna öka med så mycket som 20–40 Milj m3sk. Andra mer försiktiga bedömningar antyder 10 Milj m3sk. Det årliga uttaget från svensk skog är 75– 80 Milj m3sk. Intensivodling skulle leda till att mer GROT blir tillgängligt för energiändamål. Uppskattningsvis ger det extra virkesuttaget en GROT-mängd på ca 10–bränsle. återstår många frågor kring intensivodlingens lönsamhet och miljöpåverkan. Med den större produktiviteten hos intensivodlad skog skulle förut- sättningar skapas att ta undan skyddsvärda arealer från virkes- utnyttjande utan att totalt inskränka på industrins behov av råvara. Intensivodling skulle också betyda högre produktion på mindre yta och därmed bl.a. minskade transportbehov. 4.3.5.3Energiskog och andra energigrödor har arealen jordbruksmark i minskat kraftigt. var det framför allt äng och naturlig betesmark som minskade. Under påföljande decennier minskade åkerarealen i snabb takt. Det är olika former av utveckling som gjort att vi nu kan föda en större befolkning från en mindre areal. har förändringstakten minskat. Enligt en samman- ställning av material från Riksskogstaxeringen finns det dock 350 000 ha jordbruksmark som lagts ned – huvuddelen i Syd- och . På en tredjedel av arealen har någon form av beskogningsåtgärd utförts, men på den resterande delen har ingen åtgärd vidtagits, vilket inneburit i många fall att en självföryngrad lövskog vuxit upp. utbetalas betydande miljöstöd för att bevara naturbetes- marker och öppet odlingslandskap i skogsbygder. Detta gör att den fortsatta nedläggningen, åtminstone tillfälligt, upphört så gott som helt. (1997) framtidsstudie för ett miljöanpassat och uthålligt jordbruk visar att det är möjligt att friställa 500 000–600 000 ha åker och betesmark för annan produktion, exempelvis för energigrödor. Ingen ytterligare nedläggning av betesmark förutsattes ske. Enligt en uppskattning gjord av LRF och i den nämnda studien kan man odla 15–energiskog och energigräs på ca 600 000 ha överbliven mark. Halm som inte nyttjas representerar ett energivärde på ca 5–. Det pågår en diskussion om det är möjligt att utnyttja en väsentlig del av halmen för energiändamål utan att markens mullhalt försämras. De möjliga potentialerna sammanfattas i Tabell 7. Till tabellen skall också fogas ett bättre utnyttjande av bark och lignin i framtidens kemiska massabruk. Denna potential för en bättre resurshushållning har uppskattas vara ca termisk energi. Tabell 7 Potentialer för bioenergi , industriella lutar30 ingår inte. (med ekologiska och restriktioner, SNV 2021) restriktioner, SNV 2021) 10-40 på lång sikt (med ekologiska restriktioner) använde ca bioenergi inklusive lutar. Energi- myndigheten har inom ramen för ett uppdrag att bedöma olika scenarier för koldioxidutsläpp räknat med att användningen kan öka till 90–. I den ovan refererade SAME- studien anges en upp- skattad användning av bioenergi i de olika studerade scenarierna på 74– år, inkluderande lutar . Ökningen av bioenergin skulle uppgå till 10–och på lång sikt ca . Av tabell 7 framgår att det är möjligt att på öka bio- energianvändningen med denna mängd. I ett utvecklingsskede då potentialen inte är fullt utbyggd används biomassan mer kostnads- effektivt för stationär energi- och värmealstring än i transportsektorn. 30Vid framställning av kemisk pappersmassa används lut för att skilja limämnet lignin från fibrerna i veden. Ligninet utgör ca hälften av massavedens energiinnehåll. Både kemikalierna och energiinnehållet i ligninet återvinns vid förbränning i massaindustrins sodapannor. 31Baserat på de ekologiska förutsättningarna för AVB 92 när det gäller GROT och en högsta prisnivå på /MWh. 4.3.6Biologisk mångfald och kulturmiljön Att skydda och bevara biologisk mångfald ingår som ett skyddsobjekt i flera av antagna miljökvalitetsmål. I konventionen om biologisk mångfald definieras begreppet som; mångfald mellan, och inom arter samt av ekosystem. Biologisk mångfald är därför inte detsamma som artantal även om naturvårdsarbetet av praktiska skäl ofta tar sin utgångspunkt i arter som en relativt lätthanterlig del av mångfalden. Arter speglar dock endast vissa aspekter av biologisk mångfald. Som ett förtydligande av begreppet biologisk mångfald är det viktigt att notera att begreppet ekosystem även innefattar de klimatologiska och geologiska processer som styr mikroorganismers, växters och djurs liv. Ett annat skyddsobjekt är skyddet av kulturmiljön. Odlingslandskapet är i sin helhet ett kulturlandskap som skapats av människan. Även sammansättningen av odlingslandskapets djur och kulturväxter är i hög grad en konsekvens av landskapets tidigare och nutida användning. Skogslandskapet bär också spår av tidigare mänskligt nyttjande, dels i form av fornlämningar och andra historiska lämningar, dels i form av spår av äldre tiders skogs- och jordbruk. Människan har således påverkat ekosystem, även sådana som ibland betecknas som orörda, genom jakt, jordbruk och skogsavverkning. Energiintressena har skapat ett ökat tryck på att ta tillvara avverkningsrester. Det kommer också bli nödvändigt att kraf- tigt öka de förnybara energikällorna i energisystemen såväl i som i andra länder. Annars klarar vi inte klimatmålet som begränsar hur mycket växthusgaser som får finnas i atmosfären. Den fråga som uppkommer är således hur vi skall anpassa uttaget av trädbränslen för att inte hota den biologiska mångfalden och hur vi skall utnyttja marken i övrigt utan att bevarandevärdena i kulturlandskapet hotas. har arbetat med att beskriva miljöeffekterna av skogsbränsleuttag och har givit ut en miljökonsekvensbeskrivning om detta. En gängse uppfattning är att det knappast innebär någon målkonflikt att ta hand om ordinära grenar och toppar från slutavverkning av barrskog, medan det däremot är viktigt att låta rötskadade stockar ligga kvar. Här lever nämligen flera rödlistade arter. När man avverkar tall är det viktigt att grova toppar ligger kvar eftersom det finns många arter som normalt utnyttjar vindfällen för sin fortplantning. Det är också viktigt att lämna kvar grova björkar och aspar efter en slutavverkning och de bör inte tas bort om de skulle råka fällas av vinden. Det är nämligen då de får sitt verkliga värde för insekterna. Lagring av GROT blir en yngelplats för flera insekter. Det finns risk för en utfiskningseffekt av insekter inom ett stort område om trädbränslena tas om hand innan insekterna hunnit föröka sig. Sällsynta insektsarter hittar man främst i lövträd därför bör denna typ av utfiskningseffekt främst beaktas vid skörd av GROT från lövträd. Det är ett större hot mot den biologiska mångfalden att utnyttja avverkningsavfall från lövträd.