Framtida behov och system för småskalig värmeproduktion med biobränsle Susanne Paulrud, Åsa Jonsson och Joakim Lundgren Referensgrupp: B.Kjellström, R.Hermansson, H.Gulliksson, R.Gebart, Å. Karlsson

Syfte och metod Kartlägga nuvarande användning av olika biobränslesortiment inom olika användarsegment. Uppskatta det framtida uppvärmningsbehovet och den potentiella tillgången på olika biobränslesortiment tänkbara för småskalig värmeproduktion (tidsperspektiv år 2020). Diskutera hur det småskaliga värmebehovet kan tillgodoses med framtida bränsleresurser. Analysera hur behovet av forskning och utveckling påverkas av kommande utvecklingar inom småskalig värmeproduktion av biobränsle. Studien är överlag baserad på litteraturstudier och sammanställningar av resultat från forskningsrapporter, utredningar och branschsammanställningar, tillgänglig statistik samt beräkningar

Uppdelning småskalig värmeproduktion <10 MW Småhus, flerbostadshus och lokaler Mindre värmecentraler (<500 kW), å.e. ≤1,5 GWh Mellanstora värmecentraler (500 kW–5 MW), å.e. >1,5 – ≤15 GWh Stora värmecentraler (>5 MW– 15 – <30 GWh.

Nuvarande användning av olika biobränslesortiment Data från SCB och Svensk fjärrvärme

Nuvarande användning av olika biobränslesortiment Data från Svensk fjärrvärme

Framtida uppvärmningsbehov Det totala framtida behovet av energi för uppvärmning och tappvarmvatten i bostäder och lokaler har uppskattats för varje län uppdelat i ortstyp (tätort, tätortsnära landsbygd, glesbygd) fram till år Beräkningarna har hänsyn tagit till: –Totala antalet hushåll, bostadstyp och lokalisering Befolkningsutveckling (Långtidsutredningen 2020) Antal personer per hushåll –Uppvärmd golvyta –Specifikt värmebehov (teknikutveckling, klimat) Glesbygd+Tätortsnära glesbygd = 15 TWh per år 2020 (Ref.år 19 TWh)

Ökad användning av nya biobränslesortiment Nya sortiment av skogsråvara: – Grot (idag ca 7 TWh) anses ha den största framtida potentialen, TWh*. Hanteringen av bränslet från hygget till slutanvändaren är viktig för att säkerställa kvaliteten. – Stubbar lämpar sig bäst för direktanvändning i större värmeverk än som råvara i mindre värmeanläggningar. Praktisk potential ca 10 TWh* – Klena stammar från röjning och förstagallring kan på sikt användas lokalt i både flisad och förädlad form (idag ca 1 TWh). Produktionen är ofta småskalig och förhållandevis dyr vilket gör den olämplig att transportera långa sträckor. Röjningsbehov finns även i dikeskanter och åkerrenar. Potential ca 12 TWh* * Ref: SVEBIO, 2008

Ökad användning av nya biobränslesortiment Råvaror från jordbruket. Idag drygt 1 TWh per år. Potential TWh per år 2020* – Halm har lägst produktionskostnad och det bränsle som på kort sikt kan öka snabbast som bränsleråvara till värmeanläggningar. Hanteringssystem krävs. – Salix kan utan större merkostnader tas emot som flisad råvara av värmeverken. Odlingsintresset är dock lågt hos jordbrukare. – Rörflen kan odlas i hela landet och har stor potential att användas för brikettering. Förbränningstekniskt har rörflen (vårskördad) något bättre egenskaper än halm. –Även andra snabbväxande lövträd och andra fleråriga gräs kan bli aktuella i framtiden. Andelen åkermark som kommer att nyttjas för energiodlingar, vilka energigrödor som kommer att odlas etc har stor inverkan på hur mycket biobränsle som kan produceras. Styrs av politiska målsättningar, ekonomiska och tekniska förutsättningar, samt marknaden för andra grödor och energislag. * SOU 2007:36

Framtida system och utveckling Småhus, flerbostadshus och lokaler –Moderna pannor och kaminer fungerar idag bra både gällande utsläpp och verkningsgrad. Systemmässigt skulle det vara önskvärt att integrera solvärmeanläggningar i allt högre grad. –Bränslen med lägre kvalitet bör undvikas i små pannor då förbränningsprocessen är svårare att optimera än i större pannor. Svårt att ekonomiskt motivera investeringar i sekundära reningstekniker. Värmecentraler (<500 kW) –Bränslen med lägre kvalitet kan komma att användas i större omfattning i lantbruk eller i mindre anläggningar där åkergrödor eller rester från skog och jordbruk finns tillgängligt. –Ej sekundära NO x -reduktionsåtgärder utan måste förlita sig till primära åtgärder. Styrning av lufttillförseln blir extra viktigt då kväverika bränslen används –Driftsäkert system för askutmatning kommer att krävas.

Framtida system och utveckling Värmecentraler (500 kW-10 MW) –Nya biobränsleresurserna kan potentiellt nyttjas betydligt bättre och effektivare än i de mindre anläggningarna. –Större värmeverk lämpar sig bland annat för förbränning av grot och stubbar, men storleksfraktionen på bränslet är dock viktigt även för dessa anläggningar. –Utvecklingsmässigt blir det viktigt att ta fram effektiva system för att mata ut aska. Anläggningarna får med fördel vara bränsleflexibla, vilket ställer krav på god styrning av luft- och bränsletillförsel. Ju större pannorna är desto större är chansen att befintliga system för NO x -reduktion kan appliceras, men en framtida utveckling mot kostnadseffektivare system är önskvärt.

Tack för uppmärksamheten! Joakim Lundgren Avdelningen för energiteknik Luleå tekniska universitet