sou · H8B34 · 2020-01-29 00:00:00 — Tabell 9.4 uppskattar påverkan på elproduktion och biomassa- användning vid avskiljning och komprimering av 2 respektive 10 mil- joner ton biogen koldioxid. Beräkningarna utgår från de data över energiåtgång för koldioxidavskiljning m.m. som anges ovan. Integre- rade bruk förutsätts i exemplet installera ytterligare biobränsleeldade pannor dimensionerade för att producera av den ånga som krävs för koldioxidavskiljningen. Den antagna sammansättningen av koldioxidkällor för bio-CCS skiljer sig åt mellan exemplen för 2 re- spektive avskild koldioxid. Skillnaden består i att an- delen koldioxid som antas avskiljas från integrerade bruk stiger från 25procent i det förstnämnda exemplet till i det sistnämnda. Resterande andel koldioxid antas avskiljas från kraftvärmeverk och kemiska massabruk. Uppskattningarna är synnerligen förenklade och syftar enbart till att ge en uppfattning om storleksordningar. 5Professor , , personlig kommunikation (2019). Förutsättningar och potential för bio-CCS i Energiåtgången för att tillämpa CCS på mesta- dels fossil koldioxid från branscherna cement, järn och stål samt raffinering i har i en doktorsavhandling vid tek- niska högskola uppskattats till i storleksordningen 22 TWh.6 Detta innebär en energiintensitet på 1,8 MWh per ton avskild koldioxid. Som jämförelse kan nämnas att hade en total slut- lig energianvändning på . Av detta svarade industrisektorn för 143 TWh.7 Ett generellt elbehov på 0,2 till 0,3 MWhel per ton avskild koldi- oxid genom CCS har uppskattats i tidigare studier.8 Elkonsumtio- nen i var 130,5 TWhel , varav industrin förbrukade 49,1 TWhel.9 Ett ökat elbehov koncentrerat till ett begränsat antal anläggningar kan få konsekvenser för elnätet och understryka vissa befintliga begränsningar i termer av överföringskapacitet. Som be- skrivits ovan kan det dock inom massa- och pappersindustrin och vid kraftvärmeverk i stället handla om att det är den egna elproduk- tionen och leveransen till nätet som minskar. Möjlighet kan också finnas att tillfälligt upphöra med koldioxidavskiljning för att maxi- mera elproduktionen när behovet av el är särskilt stort. ska 2030 ha effektivare energianvändning jäm- fört med 2005, enligt energiöverenskommelse. Målet ut- trycks i termer av tillförd energi i relation till bnp. Tillämpning av CCS inklusive bio-CCS innebär att mer energi åtgår för samma pro- duktion, vilket innebär att förutsättningarna för måluppfyllelse kan påverkas något vid en storskalig tillämpning i . Punktutsläppskällor bedöms finnas kvar En förutsättning för att CCS inklusive bio-CCS ska vara en aktuell teknik är att det finns rimligt stora punktutsläppskällor av koldioxid att tillämpa tekniken på. Som framgår ovan är så fallet i idagsläget men kan den situationen komma att förändras ? En fullständig analys av den frågan skulle behöva inkludera en genom- gång av vilka ekonomiska förutsättningar enskilda anläggningar har 6Rootzén (2015). 7Energimyndigheten (2019). 8Profu m.fl. (2015). 9SCB (2018). Förutsättningar och potential för bio-CCS i att överleva på lång sikt. En sådan genomgång ligger dock utanför ramen för denna utredning. Under alla omständigheter kommer osäkerheten i en analys av detta slag att vara mycket hög eftersom faktorer som konjunktur, teknikutveckling och marknadsstruktur är svåra att förutsäga på lång sikt. En övergripande analys på bransch- nivå kan dock ge vissa indikationer och en sådan presenteras nedan. Cement produceras främst för en relativt lokal marknad. Mer- parten av den cement som produceras i konsumeras också i . Inom flera tillämpningsområden för cement finns få om något realistiskt alternativ till produkten. Det är därför rimligt att anta att kommer att ha cementproduktion även i mitten på detta sekel. Cementsektorn har inget tekniskt alternativ till CCS för att nå riktigt låga utsläppsnivåer av koldioxid. Detta beror på att koldioxid frigörs från råvaran kalksten när denna hettas upp vid tillverkningen av klinker som är huvudbeståndsdelen i cement. Detta koldioxid- utsläpp kan inte elimineras genom en övergång till biobränslebaserad uppvärmning eller elektrifiering och är av fossilt ursprung. I cement- sektorn är det alltså sannolikt att det kommer att finnas minst en stor punktutsläppskälla av koldioxid även på lång sikt i . Även järn och stål kommer med stor sannolikhet att behöva pro- duceras även på lång sikt, inklusive viss malmbaserad produktion av jungfruligt stål. Till skillnad från cement handlas dock stålprodukter på en global marknad. Den svenska järn- och stålindustrin arbetar med en alternativ teknik till CCS för att kunna nå mycket låga utsläppsnivåer av koldioxid. Ett konsortium bestå- ende av , och driver det s.k. HYBRIT-projek- tet (hydrogen breakthrough ironmaking technology) som har målet att byta ut användningen av stenkol mot vätgas som reduktionsmedel vid ståltillverkning från järnmalm. Storskalig produktion enligt HYBRIT-metoden skulle enligt konsortiet kunna inledas om 20 till En annan alternativ reduktionsmetod på lång sikt kan också vara elektrolys, s.k. elektrowinning. är alltså CCS inte huvud- alternativet för svensk järn- och stålindustri. Förutsättningar och potential för bio-CCS i Raffinaderiindustrin är en bransch som sannolikt står inför rela- tivt stora förändringar i en värld som strävar efter att uppfylla klimatavtalet från () mål. En rimlig utveckling är att fossila insatsvaror successivt byts ut mot biogena råvaror. kan elektrifiering av vägtransportsektorn och ökad konkurrens om bio- råvaran komma att leda till minskad efterfrågan på drivmedel. En viktig raffinaderiprodukt kan komma att bli biobränsle till luftfarten, där alternativ saknas för långa distanser. Så- dan produktion behöver dock inte nödvändigtvis ske vid dagens raffinaderier. I den rapport beställt från om forsknings- och demonstrationsbehov på CCS-områ- det10 bedöms små och medelstora raffinaderier med hög förmåga att tillverka olika produkter (hög komplexitet) ha bäst förutsättningar att anpassa sig till den förändrade omgivning och efterfrågan som väntas följa av . De svenska raffinaderierna bör enligt rap- porten ha relativt goda förutsättningar att ställa om och successivt använda en ökande andel biogen råvara. Enligt detta resonemang bör det finnas kvar punktutsläppskällor även inom den svenska raffina- deribranschen vid mitten på detta århundrade på vilka CCS skulle kunna tillämpas. En förskjutning mot en högre andel biogena koldioxidutsläpp är att förvänta. På lång sikt är det tänkbart att drivmedel och bränslen kan produceras vid raffinaderier utifrån råvarorna biogen koldioxid och vätgas producerad med förnybar energi. Detta skulle då innebära avskiljning och användning av koldioxid (CCU). I en värld som strävar efter att nå mål och i en växande bioekonomi kan massa- och pappersindustrin påverkas av bl.a. konkurrens om biogen råvara och av efterfrågan på biogena biprodukter som bildas vid massaframställning (i synnerhet svartlut från bruk som tillämpar sulfatprocessen). Svartlut kan bl.a. användas för att framställa drivmedel såsom metanol och dimetyleter (DME). En sannolik utveckling framöver är att massa- och pappersindustrin integreras i högre grad än med raffinaderi- och kemiindustrin. förbränns svartlut normalt i sodapannan på ett massa- och pappersbruk och utsläppen från denna utgör en stor punktkälla för biogen koldioxid. El och värme utvinns och används till viss del för att täcka brukets egna behov. 10Johnsson & Kjärstad (2019). Förutsättningar och potential för bio-CCS i Om svartlut i stället används för att producera drivmedel i stor skala minskar punktutsläppen av koldioxid på bruken och ersätts av diffusa utsläpp i transportsektorn när drivmedlet konsumeras och av (eventuella) utsläpp från produktion av den el och värme som inte längre produceras av bruken. En sådan utveckling mot drivmedels- produktion av biprodukter från massa- och pappersindustrin skulle innebära att den tekniska potentialen för bio-CCS vid svenska massa- och pappersbruk kan komma att minska framöver som en effekt av att de biogena koldioxidutsläppen minskar. Om det skulle bli lönsamt att avskilja och lagra biogen koldioxid på grund av en hög efterfrågan på negativa utsläpp skulle det motverka ovanstående och förbättra lönsamheten i att förbränna svartlut och tillämpa bio-CCS. Utredningen bedömer att det kommer att finnas kvar betydande punktutsläpp av biogen koldioxid inom massa- och pappersindustrin även på lång sikt, trots en generell utveckling där massa- och pappers- industrins restprodukter alltmer används som råvaror inom raffina- deri- och kemiindustrin. Det är mycket sannolikt att el och fjärrvärme i ännu högre ut- sträckning än kommer att produceras från biobränslen på be- kostnad av fossila bränslen framöver. Den fossila avfallsandelen (huvudsakligen plaster) kommer sannolikt att minska . Detta betyder att den redan höga andelen biogen koldioxid i utsläp- pen från el- och fjärrvärmeproduktion förväntas öka. Ett mer energi- effektivt fastighetsbestånd kan leda till minskad efterfrågan på fjärr- värme, men de investeringar som gjorts i svenska fjärrvärmenät är mycket stora och långsiktiga vilket tillsammans med fjärrvärmens goda klimatprestanda sammantaget ändå talar för att fjärrvärme kommer att fortsätta att produceras storskaligt i inom över- skådlig framtid. Avfallsmängden som går till energiåtervinning kan förhoppningsvis minska , med ökad återvinning, men den kommer med stor sannolikhet att vara betydande . Slutligen fyller kraftvärmeverken en viktig funktion för balansen i elnätet. Alla dessa faktorer talar för att det med stor sannolikhet kommer att fortsätta finnas betydande punktutsläpp av koldioxid inom el- och fjärrvärmesektorn i mitten på innevarande sekel på vilka CCS inklusive bio-CCS potentiellt kan tillämpas. Förutsättningar och potential för bio-CCS i Slutsatsen blir att ett betydande antal stora punktutsläppskällor på vilka CCS inklusive bio-CCS potentiellt kan tillämpas förväntas kvarstå i vid mitten på detta sekel. Detta trots att det är mycket troligt att vissa av dagens punktutsläppskällor av koldioxid kommer att försvinna och andra minska i kvantitativa termer under kommande årtionden. Strävan mot ökad resurseffektivitet, av såväl ekonomiska som miljömässiga skäl, bidrar till lägre utsläpp. Det är också troligt att några nya punktutsläppskällor tillkom- mer, i synnerhet biogena sådana på bekostnad av befintliga fossila. Det kommer även framöver att finnas punktutsläppskällor av koldi- oxid med huvudsakligen biogent ursprung, med blandat ursprung och av huvudsakligen fossilt ursprung. Fartyg och rörledning är de realistiska långväga transportalternativen vid fullskalig CCS inklusive bio-CCS. Rörledningstransport av koldi- oxid är förknippat med stora investeringar i infrastruktur. Generellt medför rörledningstransport av koldioxid höga kapitalkostnader men låga driftskostnader, medan det omvända gäller för fartygstransport. Även fartygstransport av koldioxid kräver dock investeringar i infra- struktur men de är betydligt lägre än de för rörledningstransport vid de transportavstånd som är aktuella för svenska anläggningar. Eftersom fartygstransporter har stora fördelar i introduktionsfasen av CCS inklusive bio-CCS, när antalet avskiljningsanläggningar är litet och koldioxidvolymen begränsad, är närhet till hamn och farled en betydelsefull platsspecifik faktor. I är och farbara för fartyg som är till- räckligt stora för att kunna transportera avskild koldioxid i relevant storleksordning. Ett s.k. Vänermaxfartyg kan lasta och ett Mälarmaxfartyg kan lasta betydligt mer än så. En fartygsbaserad transport av koldioxid kan se ut enligt följande utifrån ett hypotetiskt exempel: Avståndet sjövägen mellan en hamn i till en potentiell lagringsplats i utanför är , enkel resa. Om ett fartyg gör och Förutsättningar och potential för bio-CCS i använder för lastning och lossning innebär det att en trans- portcykel tar . Fartyget hinner med ett drygt fyrtiotal transportcykler. Om fartyget är i storleksordningen , vilket är vanligt för , kan det transportera koldioxid mellan hamn och lagringsplats.11 Som framgår av figur 9.3 är flera av de stora punktutsläppskällorna av koldioxid belägna utmed eller runt och . Detta är knappast förvånande med tanke på att anlägg- ningar med stora utsläpp oftast har stora materialflöden och därför medvetet lokaliserats till platser med tillgång till sjötransporter. Som framgår av figur 9.4 är avståndet aldrig långt till en hamn utmed den svenska kusten och runt nämnda sjöar. 100 kton/år till 500 kton/år > 500 kton/år Anm. Vänstra bilden: Anläggningar som släpper ut mellan 100 och 500 kton koldioxid. Högra bilden: Anläggningar med koldioxidutsläpp över 500 kton. Källa: (2019). 11Kjärstad m.fl. (2016). Förutsättningar och potential för bio-CCS i Förutsättningar och potential för bio-CCS i Förutsättningarna för fartygsbaserad transport av koldioxid bedöms vara relativt goda för det svenska utsläppskollektivet i stort. Transport- avstånden till möjliga lagringsplatser är dock ofta långa, se avsnitt 9.2.2 nedan. En hög andel av anläggningarna med koldioxidutsläpp över och en ännu högre andel av anläggningarna med utsläpp över har åtminstone grundläggande förut- sättningar för att transportera avskild koldioxid via fartyg eftersom avståndet till närmsta hamn är litet. En studie av forskare från och före- taget belyser ovanstående. Studien har identifierat vilka anläggningar i som är lokaliserade inom från kusten eller och och som har större koldioxidutsläpp än per år.12 Utifrån detta skattar studien den omedelbara potentialen för bio-CCS i till (under an- tagandet att avskiljningsgraden av koldioxid är på de an- läggningar som investerar i tekniken). Samma anläggningar skulle därutöver avskilja koldioxid med fossilt ursprung. Avstånden från svenska anläggningar som potentiellt kan komma att tillämpa koldioxidavskiljning till möjliga lagringsplatser är långa. Detta gäller med något enstaka undantag även om en lagringsplats skulle konstrueras i (se avsnitt 9.2.2 nedan). Sannolikt är det inte realistiskt med rörledningstransport långa sträckor på svenskt fastland på grund av den hårda berggrunden, mängden sjöar och vattendrag samt det stora antalet naturskyddsområden.13 Rörled- ningar skulle behöva dras på havsbottnen, vilket är kostsamt. Utredningen betraktar det som uteslutet att en privat aktör, på kommersiella grunder och inom överskådlig framtid, skulle genom- föra en satsning på rörledningsbaserad infrastruktur för koldioxid- transport från en eller flera svenska anläggningar till en lagringsplats. En eventuell framväxt av en sådan rörledningsbaserad infrastruktur är därför beroende av en betydande satsning från statligt håll, exem- pelvis i regi av ett nytt eller befintligt statligt ägt bolag. 12Karlsson m.fl. (2017). 13Johnsson & Kjärstad (2019). Förutsättningar och potential för bio-CCS i Utredningen avråder dock från att genomföra en statlig satsning på rörledningsbaserad transportinfrastruktur. Orsakerna till detta är flera. •För det första är det tveksamt om en rörledningsbaserad transport- infrastruktur verkligen skulle leda till lägre transportkostnader för svenska anläggningar jämfört med fartygsbaserad transport. Detta gäller även i en hypotetisk framtid där mängden transporterad koldioxid är stor (se avsnitt 9.2.2 nedan). •För det andra är den låga flexibiliteten i ett rörledningssystem en stor nackdel jämfört med ett system baserat på fartygstranspor- ter. Detta gäller särskilt på kort och medellång sikt då transpor- terad mängd koldioxid är låg. •För det tredje är det ett mycket stort projekt att bygga upp en rörledningsinfrastruktur. En sådan satsning är inte försvarbar i ett läge där osäkerheten är så hög som den är kring framtida trans- portvolymer av koldioxid. •Slutligen, för det fjärde är det viktigt att det är de inblandade pri- vata aktörerna som ska styra hur en transportinfrastruktur för koldioxid växer fram och som har ägandeskapet över denna. Detta syftar framför allt till att minska risken för strandade inve- steringar i suboptimalt planerad infrastruktur. Som tidigare nämnts betraktar utredningen det som uteslutet att en privat aktör, på kommersiella grunder och inom överskådlig framtid, skulle genom- föra en satsning på rörledningsbaserad infrastruktur. Detta argu- ment talar också emot en satsning i statlig regi på infrastruktur för fartygstransporter av koldioxid, exempelvis mellanlager eller spe- cialbyggda fartyg. Staten bör däremot bistå privata aktörer som satsar på bio-CCS på andra sätt, bl.a. genom att skapa ekonomiska förutsättningar för bio- CCS, stödja forskning och utveckling (FoU) inklusive demonstra- tionsanläggningar och insatser för att främja ett effektivt nyttjande av infrastruktur för koldioxidtransport (se kapitel 10). Staten behöver också undanröja de legala hinder som finns för fartygsbaserad koldi- oxidtransport (se kapitel 12), vilket utredningen bedömer är genom- förbart i närtid. Förutsättningar och potential för bio-CCS i 9.1.3Bedömning av teknisk potential och förutsättningar för koldioxidavskiljning och transport Utredningen bedömer sammantaget att det finns en betydande teknisk potential för bio-CCS i . Storleken på den tekniska potentialen beror på vilken utsläppströskel som antas. Det är dock en fråga om ekonomi, betalningsvilja för negativa utsläpp och kost- nadsutveckling för CCS-tekniken lika mycket som en fråga om tek- niska förutsättningar. För att kunna precisera storleken på den tek- niska potentialen krävs dessutom analyser på anläggningsnivå, något som inte ryms inom ramen för denna utredning. Analys på anlägg- ningsnivå krävs exempelvis för att identifiera anläggningar där det helt enkelt inte ryms utrustning för att avskilja koldioxid eller där avskiljning inte går att förena med anläggningens verksamhet på ett acceptabelt sätt. För utredningens uppdrag räcker det med att konstatera att allt tyder på att den tekniska potentialen för bio-CCS med råge över- stiger biogen koldioxid och att den förmod- ligen ligger närmare . Om CCS-tekniken ut- vecklas och får spridning globalt som lagringsinfrastruktur växer fram regionalt är potentialen sannolikt större än eftersom även mindre utsläppskällor då kan komma ifråga för CCS. Detta bygger dock på ett antagande om framtiden som är hypotetiskt och tjänar främst till att belysa svårigheten i att kvanti- fiera en teknisk potential. 9.1.4Koldioxidlagring i och närområdet På uppdrag av regeringen tog SGU 2017 fram en rapport14 som bl.a. redovisar kunskapen om de geologiska förutsättningarna att lagra koldioxid i . Nedanstående text baseras på denna rapport utom där så anges. berggrund består till övervägande del av kristallint urberg som inte lämpar sig för koldioxidlagring. De geologiskt intressanta områdena för koldioxidlagring är begränsade till södra och sydvästra med omgivande havsområde. 14Sveriges geologiska undersökning (2017). Förutsättningar och potential för bio-CCS i finns sedimentär berggrund med djupt liggande sandstensformatio- ner (akviferer) med överliggande täta takbergarter. Nio potentiella lagringsenheter har identifierats inom dessa områden. En lagrings- enhet är en avgränsad del av en geologisk formation som är lämplig för koldioxidlagring medan en lagringsplats är det utrymme som används för lagring samt anläggningen för injektering. Tre potentiella lagringsenheter har identifierats i sydöstra sjön och dessa benämns Faludden, När och Viklau. Fem potentiella lagringsenheter har identifierats i sydvästra med omgivande havsområde: Arnagergrönsand, Undre krita enhet A, Undre krita enhet B, och . De potentiella lagringsenheterna överlappar i flera fall varandra geografiskt. Detta förklaras av att lag- ringsenheterna utgör delar av skilda geologiska formationer som ligger på olika djup inom samma geografiska område. Lagringsenheterna bedöms ha varierande kvalitet och lagrings- möjlighet. Flera av dem sträcker sig även utanför ekono- miska zon. Var åtta av de potentiella lagringsenheterna ligger och vilken geografisk utbredning de har framgår av figur 9.5. Tabell 9.5 visar värden för fysikaliska parametrar och beräknad lagringskapa- citet för åtta av de identifierade potentiella lagringsenheterna. Källa: geologiska undersökning, SGU. Förutsättningar och potential för bio-CCS i Källa: geologiska undersökning, SGU. En nionde potentiell lagringsenhet har identifierats i sydligaste på gränsen mot . Den har dock en geografisk utsträckning på endast inom svenskt terri- torium och lagringskapaciteten bedöms vara låg, under koldioxid. Osäkerheten i uppskattade parametrar för de potentiella lagrings- enheterna är hög. Detta beror till stor del på att uppskattningarna bygger på äldre undersökningar som genomfördes med helt andra syften än att undersöka potentialen för koldioxidlagring. Den främsta informationskällan är data från flera decennier gamla olje- och gas- prospekteringar som oftast saknar viktig information om t.ex. tak- bergarten. För att ta fram bättre och säkrare uppskattningar av lag- ringspotentialen för de identifierade potentiella lagringsenheterna krävs insamling av ny information med fokus på de parametrar som är viktiga för specifikt koldioxidlagring. Detta inkluderar borrningar, hydrauliska tester och pilotförsök. Möjlighet finns i vissa fall att med landbaserade borrningar öka säkerheten i de bedömningar som gjorts. Exempelvis skulle ett pro- jekt med borrning och pilotförsök på södra kunna förbättra kunskapsunderlaget gällande Faludden. Det är också möjligt att få fram ett bättre kunskapsunderlag genom att tillämpa nya metoder och modeller på redan insamlade data. SGU drar i rapporten slutsatsen att det finns potential för geo- logisk lagring av koldioxid i . De lagringsenheter som i nu- läget bedöms som mest intressanta är Faludden i sydöstra Förutsättningar och potential för bio-CCS i och Arnagergrönsand i sydvästra med omgivande havsområde. Myndigheten påpekar dock att resultat från nya undersökningar eller ny kunskap kan leda till en förändrad bedömning. Det nordiska forskningssamarbetet NordiCCS har utfört flera studier om CCS i inom ramen för ett sammanhållet pro- gram. NordiCCS pågick –2015 och hade en samlad budget på , till finan- sierad av . NordiCCS involverade flera stora nordiska forskningscentra och företrädare från industrin. Inom NordiCCS togs ett verktyg fram för att utvärdera och rang- ordna potentiella lagringsenheter. Verktyget betygsätter lagrings- enheterna på en tregradig skala för ett stort antal fysikaliska para- metrar av betydelse för lagring och för vilket kunskapsunderlag som finns tillgängligt. Av de svenska potentiella lagringsenheterna får Faludden högst poäng, tätt följd av Arnagergrönsand, och krita enhet A. En av de faktorer som drar ner totalpoängen för Faludden är den relativt låga porositeten. De fyra svenska lagrings- enheterna med högst totalpoäng får alla poängavdrag för begränsad mäktighet (tjocklek) av respektive akvifer. NordiCCS har också utvärderat och rangordnat potentiella lag- ringsenheter i , och gällande vilka luckor som finns i kunskapsunderlaget om dessa. Enligt utvärderingen där 0 är bästa möjliga resultat och −78 är sämsta möjliga resultat får Faludden −60, Arnagergrönsand −64 och −76. Som jämförelse får fyra norska lagringsenheter poäng mellan −17 och −28 och en får −43. De danska lagringsenheterna får poäng mellan −47 och −62.15 Utvärderingen bekräftar således bilden att osäker- heten är hög i bedömningarna gällande de potentiella svenska lag- ringsplatserna. För att identifiera lämpliga lagringsplatser utifrån de potentiella lagringsenheterna krävs ett omfattande arbete. SGU kan bistå en projektutvecklare med de geologiska underlag som myndigheten har och samråda om dessa med projektutvecklaren.