9789162064570

Biogasproduktion för miljö och ekonomi Resultat och erfarenheter av biogasåtgärderna inom Klimatinvesteringsprogrammen (Klimp)

Biogasproduktion för miljö och ekonomi Resultat och erfarenheter av biogasåtgärderna inom Klimatinvesteringsprogrammen (Klimp)

Daniel Tamm Martin Fransson

NATURVÅRDSVERKET

Beställningar Ordertel: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99 E-post: natur@cm.se Postadress: CM Gruppen AB, Box 110 93, 161 11 Bromma Internet: www.naturvardsverket.se/publikationer Naturvårdsverket Tel: 010-698 10 00 Fax: 010-698 10 99 E-post: registrator@naturvardsverket.se Postadress: Naturvårdsverket, 106 48 Stockholm Internet: www.naturvardsverket.se ISBN 978-91-620-6457-0 ISSN 0282-7298 © Naturvårdsverket 2011 Tryck: CM Gruppen AB, Bromma 2011 Omslag: Kaigan TBK AB. Foton små: Sten-Allan Östby, Hans Runesson, Hallbo, Malmö Stad, SCA Forest Products. Foto stor: Piia Doyle Illustrationer kap 3 (miljömålsbilder): Tobias Flygar

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

Förord Naturvårdsverket har finansierat utvecklingen av biogasområdet i Sverige genom klimatinvesteringsprogrammen (Klimp). Närmare 200 stycken av åtgärderna inom Klimp berör biogas med en total bidragsvolym på 622 miljoner kronor. Biogasåtgärder inom Klimp har en stor geografisk spridning där 17 av Sveriges 21 län beviljats bidrag för en biogasrelaterad åtgärd.

Omfattningen av finansieringen och behovet av att få en bild av effekterna av biogasåtgärderna inom Klimp motiverar en utvärdering av detta arbete.

Syftet med utvärderingen är att belysa effekterna av biogasåtgärderna och sammanställa erfarenheter som har gjorts under programtiden.

Naturvårdsverket har gett teknikkonsultföretaget Biomil AB att genomföra utvärderingen. Uppdraget har två huvudsyften. För det första att sammanställa och undersöka vilka miljöeffekter som biogasåtgärderna inom Klimp har bidragit till idag och kommer att bidra till i framtiden. Det andra är att undersöka hur Klimpåtgärderna har bidragit till teknikutveckling, systemintegration och andra dynamiska effekter i samhället. Goda exempel, erfarenheter och nyckelfaktorer som lett till framgångsrika biogasprojekt ska fångas upp och presenteras för att på så sätt främja den fortsatta biogasutvecklingen i Sverige.

Naturvårdsverket vill varmt tacka alla de intervjupersoner som delat med sig av kunskaper och erfarenheter och andra som lämnat underlag till utvärderingsarbetet.

Utvärderingsarbetet har utförts av ett konsultteam lett av Daniel Tamm (projektledare) och Martin Fransson. En referensgrupp har varit knuten till arbetet. I den deltog Ulf E Andersson (beställarrepresentant) och Catarina Östlund från Naturvårdsverket, samt Kalle Svensson, Energimyndigheten, Daniel Hellström, Svenskt vatten, Angelika Blom, Avfall Sverige, Helena Gyrulf och Daniel Aulik, Energigas Sverige.

Författarna svarar ensamma för rapportens innehåll och slutsatser.

Stockholm juli 2011 Naturvårdsverket

3

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

Innehåll FÖRORD

3

SAMMANFATTNING

7

SUMMARY

10

1 1.1

INLEDNING Utvärderingens syfte

13 14

1.2

Utvärderingsmetoden

14

1.2.1

Sammanställning av slutrapporter och MIR

14

1.2.2

Enkät

15

1.2.3

Intervjuer

15

2 2.1

SAMMANSTÄLLNING AV BEFINTLIG DATA UR MIRDATABASEN Biogasåtgärder inom Klimp 2003 till 2008

16 16

2.2

Regional spridning

17

2.3

Åtgärdernas spridning inom biogassystemets olika delar

18

2.4

Typ av huvudman

21

3 3.1

MILJÖEFFEKTER Positiva miljöeffekter – reduktion av växthusgaser

23 23

3.1.1

Biogasåtgärdernas reduktion av växthusgaser

24

3.2

Negativa miljöeffekter – emissioner från biogassystemet

28

3.2.1

Metanemissioner

28

3.2.2

Lukt

30

3.3

Nationella miljökvalitetsmål

31

3.3.1

Begränsad klimatpåverkan

31

3.3.2

Frisk luft

33

3.3.3

God bebyggd miljö

34

3.3.4

Ingen övergödning

34

3.3.5

Bara naturlig försurning

35

3.3.6

Sammanställning

36

4 4.1

FORSKNING OCH UTVECKLING Frågeställningar

37 37

4.2

Koppling till forskning och utveckling

38

4.3

Problem vid samarbetet med forskarvärlden

39

4.4

Innovativa lösningar på anläggningarna

40

4

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

4.5

Enskilda iakttagelser

41

4.6

Vardagsrationalisering

42

4.7

Kunskapsöverföring och konkurrens

43

5 5.1

SYSTEMINTEGRATION OCH HELHETSSYN Helsingborg

46 46

5.2

Göteborg

47

5.3

Lidköping

48

5.4

Linköping

49

5.5

Boden

50

5.6

Sammanfattning

50

6 6.1

HINDER, DRIVKRAFTER OCH DYNAMISKA EFFEKTER Hinder

52 54

6.2

Drivkrafter

57

6.3

Rötrest

58

6.4

Dynamiska effekter

60

7 7.1

FRAMGÅNGSFAKTORER Kartlägg och förstå biogasens värdekedja

64 64

7.2

Samverka

65

7.3

Involvera de offentliga aktörerna

65

7.4

Långsiktiga och genomarbetade affärsmässiga koncept

66

7.5

Kunskap kring tillståndsprocessen och regelverken

66

7.6

Arbeta parallellt

67

7.7

Rätt teknik för ändamålet

67

7.8

Rötrest

68

7.9

Arbeta aktivt med processutveckling

69

8 8.1

IAKTTAGELSER, SLUTSATSER OCH RÅD TILL AKTÖRER Nationella beslutsfattare

71 72

8.2

Kommunala och regionala beslutsfattare

74

8.3

Anläggningsägare

74

9

UTBLICK

76

10

KÄLLFÖRTECKNING

77

11

BILAGA A: FÖRTECKNING ÖVER KLIMP-ÅTGÄRDER INOM BIOGAS

78

BILAGA B: WEBBENKÄT DEL 1

82

12

5

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

13

BILAGA C: WEBBENKÄT ANONYM DEL 2

106

14

BILAGA D: URVAL AV BIOGASÅTGÄRDER FÖR EN FÖRDJUPAD UTVÄRDERING

112

BILAGA E: INTERVJUMALL

115

15

6

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

Sammanfattning År 2002 ersattes de lokala investeringsprogrammen (LIP) av klimatinvesteringsprogrammet (Klimp) där fokus låg på minskade utsläpp av växthusgaser och effektivare energianvändning. Närmare 200 stycken av åtgärderna inom Klimp berör biogas och med en total bidragsvolym på 622 miljoner kronor motsvarar det en tredjedel av den totala bidragsvolymen inom Klimp.

Syftet med utvärderingen är att belysa effekterna av biogasåtgärderna och sammanställa erfarenheter som har gjorts under programtiden. Resultatet kan användas som underlag vid utformningen av framtida statliga stöd, samtidigt som aktörer inom branschen kan lära sig av erfarenheterna och på så sätt skynda på utvecklingen.

Biogasåtgärder inom Klimp har en stor geografisk spridning där 17 av Sveriges 21 län beviljats bidrag för en biogasrelaterad åtgärd. Det är dock två län som utmärker sig, Skåne och Västra Götaland som tillsammans beviljats ungefär hälften av den totala bidragsvolymen. Åtgärderna skiljer sig mycket åt både vad gäller typ och omfattningen men två typer av åtgärder dominerar och har kategoriserats som antingen Gasproduktion eller Trafik. 47 stycken åtgärder har identifierats inom kategorin Gasproduktion och denna kategori har beviljats ca 50 % av den totala bidragsvolymen inom Klimp. Kategorin Trafik med åtgärder som fokuserat på uppgradering till fordonsgas, distribution och gasfordon omfattar 111 stycken åtgärder och har tillsammans beviljats ca 40 % av den totala bidragsvolymen.

Kvantitativt så har biogasåtgärderna bidragit till en minskning av utsläppen av växthusgaser med ungefär 170 000 ton CO2-ekv/år. Biogasåtgärderna har visat sig effektiva för att sänka utsläppen av växthusgaser och det är främst genom att vara en metod för produktion och användning av förnyelsebara drivmedel inom transportsektorn. När biogas ersätter fossila drivmedel såsom bensin eller diesel så minskar emissionerna av luftföroreningar.

Detta har visats i ett flertal studier som även visat att biogas leder till lägre utsläpp än andra förnybara drivmedel. Biogasens förmåga att reducera utsläpp av luftföroreningar beror mycket på hur biogasen framställs och om biogas ersätter drivmedel i tunga eller lätta fordon.

Metanslip på produktions- och uppgraderingsanläggningar innebär en viss minskning av miljönyttan, vilket har räknats in i ovanstående siffra. En annan viktig aspekt i samband med biogasverksamhet är luktemissioner. Närboende fruktar att biogas ska orsaka luktstörningar vilket ofta har lett till motstånd vid lokalisering av nya anläggningar.

7

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

En fördjupande granskning av åtgärderna har baserats på dels en webbaserad enkät för ett brett underlag där två tredjedelar av åtgärderna lämnat svar, dels på personliga intervjuer med utvalda åtgärder för en djupare förståelse av mer komplexa sammanhang.

Resultaten från enkäter och intervjuer visar att ett konkret samarbete mellan åtgärderna och den akademiska forskarvärlden förekommer relativt sällan.

Bland orsakerna nämns bland annat olika tidsperspektiv, svårigheten att direkt tillämpa forskningsresultat i verksamheten samt även sekretess och konkurrens. De aktörer som har haft ett samarbete med den akademiska forskningen har däremot inte upplevt några samarbets- eller kommunikationsproblem.

Gemensamt för alla biogassystem är att de består av ett flertal delsystem (substrat, rötning, biogödsel, gasuppgradering, distribution, tankning) som ägs av flera olika aktörer. Verksamheterna i de olika delsystemen skiljer sig mycket åt och passar inte in i en enda aktörs verksamhetsområde. Det ställer stora krav på samordning mellan olika parter. De undersökta systemens aktörer verkar ha lyckats bra med kommunikationen och har ett bra arbetsklimat både internt och mellan företagen vilket är en förutsättning för att samarbetet ska leda till framgångsrika projekt. Även kommunikation, utbildning och marknadsföring gentemot slutkunden har visat sig vara avgörande ur ett helhetsperspektiv. Många av Klimp-programmen inkluderar åtgärder för folkbildning och information vars direkta effekt är svår att kvantifiera men som är minst lika viktiga som övriga länkar i kedjan. På samma sätt har kommunernas åtgärder för stöd av gasfordon bidragit till att biogasmarknaden kunnat ta fart.

De olika tekniska delsystemen behöver sammankopplas för att kunna skapa integrerade systemlösningar. På denna tekniska nivå finns det några områden som förtjänar speciell uppmärksamhet så som en väl optimerad styrning vilket krävs för att få ett bra samspel mellan anläggningsdelarna. Ett annat område som hänger ihop med styrningsproblematiken gäller behovet av tillräcklig buffertkapacitet mellan anläggningsdelarna. Även andra aspekter som inte är specifika för Klimp-åtgärder har undersökts. En viktig del i undersökningen är faktorer som gör att aktörer satsar eller inte satsar på biogasprojekt. Förutom problemet med ekonomisk lönsamhet så finns det framförallt ett stort behov av långsiktiga politiska signaler och skatterelaterade spelregler. Även processen för miljötillstånd har lyfts fram som ett svårbedömt hinder för framdrift i projekten.

Det har visat sig vara svårt att göra en ekonomisk utvärdering av enskilda åtgärder. I kommunala projekt saknas det ofta en klar avgränsning till annan verksamhet, samtidigt som ekonomiska resultat allokeras till olika verksam-

8

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

heter inom organisationen. Privata aktörer agerar idag på en konkurrensutsatt marknad vilket gör att ytterst få är villiga att dela med sig av ekonomisk data. Istället för en ekonomisk utvärdering har därför mer kvalitativa faktorer som är viktiga för att biogasåtgärder ska vara framgångsrika arbetats fram. Utvärderingen har identifierat bland annat följande framgångsfaktorer för ett lyckat genomförande av biogasprojekt.  Kartlägg och förstå biogasens värdekedja  Skapa en samsyn kring biogasens nytta, och tydliga incitament för alla aktörer  Involvera de offentliga aktörerna  Långsiktiga och genomarbetade affärsmässiga koncept  Kunskap kring tillståndsprocessen och regelverken  Arbeta parallellt med flera utvecklingssteg  Välj rätt teknik, beroende på bl a substrat och lokala förutsättningar  Skapa avsättning för rötresten  Arbeta aktivt och kontinuerligt med processutveckling Utvärderingen lämnar också ett antal generella råd till beslutsfattare på nationell, regional och lokal nivå samt anläggningsägare hur utvecklingen inom biogasområdet kan främjas.

Totalt sett har utvärderingen visat att Klimp-bidragen fungerar dels som ett ekonomiskt stöd men även som ett ”moraliskt” stöd genom att signalera att biogasen ses som en av politiken önskad och prioriterad teknik, vilket har spelat en viktig roll i utvecklingen av biogassektorn i Sverige.

9

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

Summary In 2002 the Local Investment Programmes (LIP) was replaced by the Climate Investment Programmes (Klimp) that focused on reducing greenhouse gas emissions and energy efficiency in Sweden. Almost two hundred projects within Klimp were related to anaerobic digestion and the production of biogas and with a total volume of 622 million SEK (68 million EUR) it corresponds to one third of the total budget of Klimp.

The purpose of the evaluation is to investigate the effects of the biogas projects within Klimp and to compile experiences from the program. The result can be partly used to inform policy- and decision makers of future government subsidy programs, while the industry may learn from experience and thus accelerate the progress and development of the biogas sector in Sweden.

Biogas projects within Klimp has a wide geographic spread, where 17 of Sweden's 21 regions received a grant for a biogas related project. However, there are two regions that stands out, Skåne and Västra Götaland, which together received almost half of the total 622 million SEK. The biogas projects vary widely in terms of both type and extent, but two types of projects dominates and has been categorized as either Biogas production or Traffic. Forty-two projects have been identified in the category Biogas production and this category has been granted about 50 % of the total 622 million SEK. The category Traffic consists of projects that focused on upgrading biogas to vehicle fuel, distribution of gas and financial support for investment in gas vehicles. It includes 111 individual projects and together they have been granted about 40% of the 622 million SEK. A compilation of the biogas projects’ overall environmental impact in terms of greenhouse gas emissions show a total decrease of approximately 170 000 metric tonnes of CO2-equivalents per year. Biogas have proved effective in reducing greenhouse gas emissions and it is mainly by being an renewable option to the fossil fuel used in the transport sector. When biogas replaces fossil fuels such as gasoline or diesel it also reduces emissions of air pollutants. This has been demonstrated in several studies that also show that biogas results in lower emissions than other renewable fuels. Biogas ability to reduce emissions of air pollutants depends on how the biogas is produced and if the biogas replaces fossil fuel in heavy or light vehicles.

Emissions of methane to the atmosphere from plants for anaerobic digestion and upgrading contributes to some reduction of the environmental benefits, which have been included in the calculations. Another important aspect of

10

NATURVร RDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion fรถr miljรถ och ekonomi

the production of biogas by anaerobic digestion is odor emissions. The general public and neighbors are still concerned that biogas plants will cause problems with odor, which often has led to resistance from them when new facilities have been planned in the vicinity of populated areas.

The review of the projects have been based on both a web-based survey in which two-thirds of the projects provided answers, and partly on personal interviews with selected projects for a deeper understanding of the more complex questions.

Cooperation between the biogas projects and the academic research community has been shown not to occur in that extent that was expected. Reason not to cooperate includes different time horizons, the difficulty of directly applying research results in the operation of a plant as well as secrecy and competition. The actors that do work together with academic research did not experience any cooperation or communication problems.

Common to all of the biogas systems is that they consist of several subsystems (substrate, anaerobic digestion, bio-fertilizer, upgrading, distribution, refueling) owned by several different actors. The activities of the various subsystems are very different and do not fit in a single players activity. This demands coordination between different parties. The investigated systems operators seem to have succeeded well in communicating and have a good working climate both internally and between the companies which is a prerequisite for the cooperation that will lead to successful projects. Communication, education and marketing to end-customer have shown to be critical from a holistic perspective. Many Klimp programs include measures for public education and information whose direct effect is difficult to quantify but which are just as important as other activities. Similarly, the local action in support of gas vehicles contributed to the development of the biogas market.

The different technical subsystems need to be connected to create efficient integrated systems. On the technical level, there are some areas that deserve special attention such as optimized control system which is necessary to obtain an interaction between different parts of the plant. Another area that is related to control issues is the need of sufficient buffer capacity between the subsystems.

Other aspects that are not specific to Klimp related biogas projects have also been investigated. An important part of the study are factors that drives players to invest or not to invest in biogas projects. Apart from the problem to find profit without great financial risks, there is a great need for long-term policies and tax rules. The process for environmental permits have also been highlighted as a difficult barrier to surpass for the biogas projects.

11

NATURVÅRDSVERKET RAPPORT 6457 Biogasproduktion för miljö och ekonomi

It has proved difficult to make an economic assessment of the biogas projects. With municipal projects, there is often not a clear demarcation to other activities and financial performance is allocated to different activities within the organization. Private companies are today acting in a competitive market which means that very few are willing to share financial data. So instead of an economic evaluation the report presents some qualitative factors shown important to the success or failure of biogas projects in Sweden:  Identify and understand the value chain for the biogas system  Create a consensus on the value of biogas and clear incentives for all actors in the system  Involve the public actors  Long-term and thoroughly analyzed business concepts  Knowledge of the permit processes and regulations  Work in parallel with several development stages  Choose the relevant technical solutions, depending of the substrate and local conditions  Create a market for the produced bio-fertilizer  Work actively and continuously with quality and process development The report also gives a few general recommendations to policy makers at national, regional and local level, and to plant operators of how the development of the biogas sector in Sweden can be promoted.

Overall the evaluation showed that Klimp not only serves as a financial support for biogas projects but also as a "moral" support that signals that biogas is seen as a desired and preferred technique at a national level. It also shows that Klimp has played an important role in the development of the biogas sector in Sweden.

12

Rapport 6457

Biogasproduktion för miljö och ekonomi Resultat och erfarenheter av biogasåtgärderna inom Klimatinvesteringsprogrammen (Klimp) År 2002 ersattes det statliga stödet till de lokala investeringsprogrammen (LIP) av stöd till klimatinvesteringsprogrammen (Klimp) där fokus låg på minskade utsläpp av växthusgaser och effektivare energianvändning. Ca 200 åtgärder inom Klimp berör biogas. Med en total bidragsvolym på 622 miljoner kronor motsvarar det en tredjedel av den totala bidragsvolymen inom Klimp.

Syftet med denna utvärdering var att belysa effekterna av biogasåtgärderna och sammanställa de erfarenheter som har gjorts under programtiden. Resultatet kan användas som underlag vid utformningen av framtida statliga stöd, samtidigt som aktörer inom branschen kan lära sig av erfarenheterna och på så sätt skynda på utvecklingen.

Utvärderingen visar bland annat att biogasåtgärderna har varit effektiva för att sänka utsläppen av växthusgaser främst genom att vara en metod för produktion och användning av förnyelsebara drivmedel inom transportsektorn. Utvärderarna har även identifierat ett antal framgångsfaktorer samt presenterar ett antal generella råd till beslutsfattare och anläggningsägare hur utvecklingen inom biogasområdet kan främjas.

Utvärderingen har genomförts av BioMil AB på uppdrag av Naturvårdsverket.

Naturvårdsverket 106 48 Stockholm. Besöksadress: Stockholm – Valhallavägen 195, Östersund – Forskarens väg 5 hus Ub, Kiruna – Kaserngatan 14. Tel: +46 10-698 10 00, fax: +46 10-698 10 99, e-post: registrator@naturvardsverket.se Internet: www.naturvardsverket.se Beställningar­ Ordertel: +46 8-505 933 40, orderfax: +46 8-505 933 99, e-post: natur@cm.se Postadress: CM Gruppen, Box 110 93, 161 11 Bromma. Internet: www.naturvardsverket.se/publikationer