Miljøvurdering af konventionel og økologisk avl af grøntsager

Bilag B

B.1 Model for energi-forbrug og produktion til væksthuse baseret på kraftvarme

1.1 Kraftvarmeproduktion

I beregningerne af miljøbelastningen ved væksthusproduktion af tomater og agurker er anvendt et estimeret varme-behov baseret på normtal samt en standardiseret model af varm-forsyning baseret på interviews med gartnerier, data vedrørende energiafgiftsrefusion samt eksempler på godkendelser af kraftvarmeanlæg med katalysator.

1.1.1 Energibehovet til varme

Energibehovet til opvarmning af væksthusene er beregnet ud fra DEG's egne normtal som angivet i tabel A.1

Tabel B.1. Energibehov til opvarmning af dansk væksthus på 60.000, estimeret ud fra normtal.

Væksthusareal: 60.000
P-værdi 9,26
     
Måned Temp Energi MWh
Jan 0 248
Feb 20 7.875
Marts 20 7.190
April 20 5.358
Maj 20 3.884
Juni 20 1.719
Juli 20 1.488
Aug 20 1.364
Sep 20 2.519
Okt 20 4.463
Nov 20 5.998
Dec 1,6 0
I alt   42.105

Varmeproduktionen sker i et moderne naturgas fyret kraftvarmeanlæg tilknyttet væksthusene, således at varme og CO2 kan ledes direkte til væksthusene. Det antages at 85% af varmebehovet dækkes af kraftvarme, idet der lovgivningsmæssigt ikke er mulighed for at kunne dække 100% af varmebehovet over et år ved kraftvarme. Den resterende varme produceres af et naturgasfyret kedelanlæg. Der er regnet med samme energianlæg i både konventionel og økologisk produktion, selvom det økologiske væksthus er noget mindre end forudsat i modellen.

Tabel B.2. Varmeproduktion til væksthus fordelt på kraftvarme og kedelanlæg.

Anslået kraftvarme 85% 35.789 MWh
Anslået gaskedelanlæg 15% 6.316 MWh
I alt Varmeproduktion 42.105  

1.1.2 Model af varme produktion integreret med væksthus produktion

Ud fra det beregnede varmebehov er beregnet den nødvendige gasforbrug (6.922.000 m³) ved en virkningsgrad på 86% under hensyntagen til ønsket om maksimal mulig el-produktion i anlægget (antaget 39% el-virkningsgrad, tabel A.3).

Tabel B.3. Beregnet gasforbrug i varmeproduktion til væksthus.

Kraftvarmeanlæg    
Indfyret effekt 12.000 kW
Totalvirkninggrad 86 %
Elvirkningsgrad 39 %
Produktion af el 29.697 MWh
Brug af naturgas 6.922.000 m³ gas
Naturgas omregnet til kg 5.884 Ton
Energiindhold i naturgas 11 kwh/m³
Smøreolie 6.922 L
     
Gaskedelanlæg    
Virkningsgrad 92 %
Brug af naturgas 624.000 m³ gas

På baggrund af dette naturgasforbrug er beregnet emissioner af CO2 og andre gasser før og efter rensning via katalysator med brug af urea. Tabel A.4 viser antagelser om produktion af NOx, UHC, CO, CO2 og formaldehyd ved afbrænding af gassen samt hvilke andele af disse emittender, som antages opfanget af katalysatoren. Dette sker med henblik på at kunne bruge CO2 i røggassen til CO2gødskning i væksthusene. Den resulterende nettoudledning af forskellige gasser er vist nederst i tabellen og overføres til den generelle proces til brug i LCA-redskabet som vist i tabel A.5.

Proceduren følger principper anvendt af DEG's konsulenter ved ansøgninger om etablering af kraftvarmeanlæg samt refusion af energiafgifter. Det er antaget at emissionerne ligger på niveau med de maksimalt tilladte koncentrationer i røggassen, jf. grænseværdier anført i tabel A.4.

Tabel B.4. Beregnede emissioner fra kraftvarmeanlæg med og uden katalysator.

Udledninger fra kraftvarmeanlæg uden katalysator
Indfyret effekt, kW 1.200
Røggasmængde i forhold til indfyret effekt, (Nm³/h)/kw 2,2

Produceret røggas
Nm³/h
26.010
 
  Grænsev., mg pr. m³ røggas Kg/år
NOx 550 90.776
UHC 1.500 247.572
CO 500 82.524
Fomaldehyd 25 4.126
CO2   17.133.072
 
Rensede udledninger ved hjælp af katalysator
  Renset Kg/år
NOx 95% 43.119
UHC 50% 61.893
CO2 99% 40.849
Formaldehyd 0% 0
CO2 0%  
Tilsat urea   29.250
metan   0
 
Beregnede udledninger fra kraftvarmeanlæg incl. katalysator
    Kg/år
NOx   47.658
UHC   185.679
CO   41.675
Formaldehyd   4.126
CO2   17.133.072

1.1.3 Definition af proces for varmeproduktion til LCA-redskabet

Den ovenfor beskrevne kombination af kraftvarmeanlæg og kedelanlæg i forbindelse med væksthusproduktion er sammenstillet i en proces til brug i LCA-redskabet SIMAPRO, som vist i tabel A.5. Processen trækker på bl.a. naturgas i LCA-databasen og der er foretaget en allokering af mængden af input forbrugt og emissionerne mellem el og varme, som to sideordnede produkter. Det er antaget at der ikke produceres mere kraftvarme end at al varme kan nyttiggøres i væksthuset i forhold til det beregnede varmebehov. Derfor er gasforbruget og miljøbelastningen allokeret mellem varme og el i samme forhold som de producerede MWh. Dette ræsonnement ville formentlig ikke gælde for el-produktion generelt, hvor miljøomkostningen til el ville være relativt højere. Omvendt er det en relativt favorabel antagelse at 85% af varmen produceres i form af kraftvarmeanlæg set i forhold til den aktuelle gennemsnitlige varmeproduktion i væksthuse, hvor man ikke alle steder har kraftvarmeanlæg. Ideelt set skulle beregningen af miljøomkostningen ved varmeforbrug fra kraftvarmeanlæg være beregnet ved systemudvidelse og fortrængning, såkaldt konsekvens-LCA. I så fald ville man indregne al emissionen fra varmeproduktionen i tomaternes miljøregnskab og til gengæld godskrive den sparede miljøbelastning der kommer af at den producerede el sparer anden el-produktion. Dvs. man ville lade den producerede el ”fortrænge” anden el produceret til det danske el-net. Denne metode er fulgt generelt i LCAfood-databasen, men en test viste, at resultatet for netop væksthusgrøntsager er meget følsomt for hvilken el-produktion som vælges til fortrængning. På grund af manglende data for hvilken type el-produktion, som reelt ville blive fortrængt er denne metode derfor ikke fulgt her.

Tabel B.5. Proces for varme produktion i LCA-redskabet SIMAPRO.

TIL simapro      
  tomaterstd   Allokering simapro
Output fra konv STD %
Varme, MWh 42.105 1.000 59
El, naturgas, MWh 29.697 705 41
       
Input      
Naturgas, m³ 7.546.578 179.232  
Urea, kg 29.250 695  
Lubricant oil, liter 6.922 164  
Emissioner      
Nox, kg 47.658 1.132  
UHC, kg 185.679 4.410  
CO, kg 41.675 990  
Fomaldehyd, kg 4.126 98  
CO2, kg 17.133.072 406.913  
       
brændværdi, MJ/m³ gas:   41,5  
MJ i forbrugt gas   7.438.136  
MJ energi per kWh el_   11  

 



Version 1.0 Februar 2006, © Miljøstyrelsen.