Samfundsøkonomisk analyse af NOx reduktion

7 Reburning på kul, halm og træflis

7.1 Beskrivelse af tiltaget

Reburning er en teknologi, hvor et sekundært brændsel indfyres i kedlen over den primære forbrændingszone for at skabe understøkiometriske forhold. Ofte anvendes naturgas i mængder, der svarer til ca. 10 pct. af den totale indfyrede energimængde. Senere i processen tilsættes udbrændingsluft. Reburning har et NOx reduktionspotentiale på ca. 50 pct. Reburning kan anvendes på kulstøvsanlæg og ristefyrede anlæg.

Reburning kan således i princippet anvendes på kul, halm og træflis. I kapitlet præsenteres i detaljer resultaterne for kul. Da udregningerne er stort set identiske hermed for halm og træflis, præsenteres kun hovedresultaterne for disse.

Der er regnet på reburning med kul på et 25 MW værk.

Data stammer fra Dansk Gasteknisk Center.

7.2 Sammenfatning af budget- og velfærdsøkonomiske omkostninger – kul

NOx emissionen halveres ved reburning. Dette svarer til 30 tons NOx årligt for et kulfyret værk. Det vurderes, at potentialet er på 60 tons NOx pr. år på landsplan. Dette svarer til en indfyret effekt på 50 MW. Der sker også en reduktion i udledning af bl.a. CO2 og SO2.

De årlige budgetøkonomiske omkostninger for værkerne på landsplan er 2,4 mill.kr. Det svarer til 54 kr. pr. kg NOx, jf. tabel 7-1. Staten har omkostningern i form af et provenutab på 0,7 mill.kr. årligt. Provenutabet skyldes afgiftsforskellen mellem kul og gas.

Der er et velfærdsøkonomisk overskud på 13 mill. kr opgjort som nutidsværdi over 30 år. Dette svarer til en årlig omkostning på 2,9 mill.kr. eller 64 kr. pr. kg NOx.

Tabel 7-1 Oversigt over budget- og velfærdsøkonomiske omkostninger, reburning på kul (2004-priser)

  Enhed For ét anlæg På landsplan
Miljøeffekt NOx-reduktion i 2010 Tons/år 30 60
Budgetøkonomisk      
Erhverv      
Omkostninger pr. år (30 år) Mill.kr./år 1,2 2,4
Omkostninger pr. kg NOx Kr./kg 54 54
Stat      
Omkostninger pr. år (30 år) Mill.kr./år 0,3 0,7
Velfærdsøkonomisk      
CBA nutidsværdi (30 år) Mill.kr. 7 13
Omkostninger pr. år (30 år) Mill.kr./år 1,4 2,9
Omkostninger pr. kg NOx kr./kg 64 64

7.3 Budgetøkonomiske omkostninger

Investeringsudgiften er på 3 mill.kr., hvilket svarer til 291.000 kr. pr. år (ved levetid på 15 år og 6 pct. i kalkulationsrente), jf. tabel 7-2. 70.000 GJ kul erstattes med gas ved reburning. Der er således øgede driftsomkostninger til naturgas på 26 mill.kr. i nutidsværdi, mens der spares udgifter til kul på 9 mill.kr. i nutidsværdi. Der er anvendt kulpisen og naturgasprisen fra tabel 2-7. Hertil kommer udgifter til vedligeholdelse på 1 mill.kr. i nutidsværdi.

Tabel 7-2  Budgetøkonomiske omkostninger for et kraftvarmeværk, reburning på kul (2004-priser)

  Investering Drift og
vedlige-
holdelse
Driftsom-
kostning
Sparet
driftsom-
kostning
Afgifts-
forskel
Omkostning
Omkost-
ning i alt
    Gas Kul    
Mill.kr Mill.kr. Mill.kr. Mill.kr. Mill.kr. Mill.kr
2005 0,00 0 0,0 0,0 0 0,0
2006 0,00 0 0,0 0,0 0 0,0
2007 0,00 0 0,0 0,0 0 0,0
2008 0,00 0 0,0 0,0 0 0,0
2009 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2010 0,29 0,1 2,4 0,9 -0,5 1,5
2011 0,29 0,1 2,4 0,9 -0,5 1,6
2012 0,29 0,1 2,4 0,9 -0,5 1,6
2013 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2014 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2015 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2016 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2017 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2018 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2019 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2020 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2021 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2022 0,29 0,1 2,5 0,9 -0,5 1,6
2023 0,29 0,1 2,6 0,9 -0,5 1,7
2024 0,29 0,1 2,6 0,9 -0,5 1,7
2025 0,29 0,1 2,6 0,9 -0,5 1,7
2026 0,29 0,1 2,6 0,9 -0,5 1,7
2027 0,29 0,1 2,6 0,9 -0,5 1,7
2028 0,29 0,1 2,7 0,9 -0,5 1,7
2029 0,29 0,1 2,7 0,9 -0,5 1,8
2030 0,29 0,1 2,7 0,9 -0,5 1,8
2031 0,29 0,1 2,7 0,9 -0,5 1,8
2032 0,29 0,1 2,7 0,9 -0,5 1,8
2033 0,29 0,1 2,7 0,9 -0,5 1,8
2034 0,29 0,1 2,7 0,9 -0,5 1,8
NPV i 2004 3,0 1 26 9 -5 16,8
Omkostning mill.kr./år (30 år) 1,2
Omkostning kr./kg NOx 54

Ved reburning sparer værket 5 mill.kr. i nutidsværdi som følge af, at afgiften er lavere på gas end på kul. Der er anvendt en afgiftssats på 62 kr./GJ for kul og på 56 kr. pr. GJ for gas, jf. tabel 2-10. Det er kun den brændselsmængde, der medgår til varmeproduktionen, der er afgiftsbelagt. Der er anvendt en varmevirkningsgrad på 50 pct[24]. Anlæggenes virkningsgrad forventes ikke at ændres væsentligt ved brug af reburning. Afgiftsbesparelsen er omvendt et provenutab for staten.

I alt bliver de budgetøkonomiske omkostninger for værket 16,8 mill.kr. i nutidsværdi, svarende til 1,2 mill.kr. årligt eller 54 kr. pr. kg NOx, jf. tabel 7-2.

7.4 Velfærdsøkonomiske omkostninger

De velfærdsøkonomiske omkostninger til investeringer og drift er beregnet ved at forhøje de budgetøkonomiske omkostninger med nettoafgiftsfaktoren på 1,17. Dette giver en nutidsværdi på i alt 25 mill.kr., jf. tabel 7-3.

Tabel 7-3  Velfærdsøkonomiske omkostninger, reburning på kul (2004-priser)

  Investering Driftsom-
kostning
Vedligehold Sparet
driftsom-
kostning
Omkost-
ning i alt
  Gas   Kul  
Mill.kr mill.kr. Mill.kr. Mill.kr. Mill.kr
2005 0 0 0 0 0
2006 0 0 0 0 0
2007 0 0 0 0 0
2008 0 0 0 0 0
2009 0,34 2,98 0,1 1,01 2,43
2010 0,34 2,88 0,1 1,00 2,34
2011 0,34 2,89 0,1 1,00 2,35
2012 0,34 2,90 0,1 1,00 2,36
2013 0,34 2,91 0,1 1,01 2,36
2014 0,34 2,92 0,1 1,01 2,37
2015 0,34 2,92 0,1 1,01 2,38
2016 0,34 2,94 0,1 1,01 2,39
2017 0,34 2,95 0,1 1,01 2,39
2018 0,34 2,97 0,1 1,01 2,41
2019 0,34 2,97 0,1 1,01 2,42
2020 0,34 2,98 0,1 1,01 2,43
2021 0,34 3,00 0,1 1,02 2,43
2022 0,34 3,02 0,1 1,02 2,46
2023 0,34 3,05 0,1 1,02 2,48
2024 0,34 3,06 0,1 1,02 2,50
2025 0,34 3,09 0,1 1,03 2,51
2026 0,34 3,11 0,1 1,03 2,54
2027 0,34 3,13 0,1 1,03 2,55
2028 0,34 3,14 0,1 1,04 2,56
2029 0,34 3,17 0,1 1,04 2,59
2030 0,34 3,18 0,1 1,04 2,60
2031 0,34 3,18 0,1 1,04 2,60
2032 0,34 3,18 0,1 1,04 2,60
2033 0,34 3,18 0,1 1,04 2,60
2034 0,34 3,18 0,1 1,04 2,60
NPV i 2004 4 31 1 10 25

Ved reburning er der et provenutab for staten, idet afgiften på kul er højere end på gas. Provenutabet udgør 0,5 mill.kr. årligt svarende til en nutidsværdi på 5 mill.kr., og dette beløb indgik som en besparelse for værket i den budgetøkonomiske beregning i afsnit 8-2. I de velfærdsøkonomiske omkostninger skal ikke indgå selve provenutabet, da det blot er en transferering fra én sektor til en anden. Men der skal indgå skatteforvridningstabet på 20 pct. af statens provenutab forhøjet med nettoafgiftsfaktoren, jf afsnit 2-7. Disse forvridningsomkostninger udgør 1,1 mill.kr. i nutidsværdi, jf. tabel 7-4.

Tabel 7-4  Øvrige velfærdsøkonomiske omkostninger - forvridningstab, reburning på kul (2004-priser)

  Provenutab Velfærdsøk
  Forvridningstab
  Provenutab*0,2*NAF
mill.kr. mill.kr.
2005 0,00 0,00
2006 0,00 0,00
2007 0,00 0,00
2008 0,00 0,00
2009 0,45 0,11
2010 0,45 0,11
2011 0,45 0,11
2012 0,45 0,11
2013 0,45 0,11
2014 0,45 0,11
2015 0,45 0,11
2016 0,45 0,11
2017 0,45 0,11
2018 0,45 0,11
2019 0,45 0,11
2020 0,45 0,11
2021 0,45 0,11
2022 0,45 0,11
2023 0,45 0,11
2024 0,45 0,11
2025 0,45 0,11
2026 0,45 0,11
2027 0,45 0,11
2028 0,45 0,11
2029 0,45 0,11
2030 0,45 0,11
2031 0,45 0,11
2032 0,45 0,11
2033 0,45 0,11
2034 0,45 0,11
NPV i 2004 4,66 1,09

Ved reburning reduceres udledningen af NOx med 30 tons årligt for et anlæg. De afledte miljøeffekter består primært af en reduktion af udledning af CO2 og SO2.  Værdien af NOx-reduktionen er 26,3 mill.kr. i nutidsværdi, mens værdien af de afledte miljøeffekter er 6,4 mill.kr. i nutidsværdi, i alt 32,8 mill.kr. i nutidsværdi, jf. tabel 7-5.

Tabel 7-5  Værdi miljøeffekter, reburning på kul (2004-priser)

  Værdi NOx Værdi afledte Miljøeffekter i alt
mill.kr. Mill.kr. mill.kr.
2005 0 0 0
2006 0 0 0
2007 0 0 0
2008 0 0 0
2009 2,6 0,6 3,2
2010 2,6 0,6 3,2
2011 2,6 0,6 3,2
2012 2,6 0,6 3,2
2013 2,6 0,6 3,2
2014 2,6 0,6 3,2
2015 2,6 0,6 3,2
2016 2,6 0,6 3,2
2017 2,6 0,6 3,2
2018 2,6 0,6 3,2
2019 2,6 0,6 3,2
2020 2,6 0,6 3,2
2021 2,6 0,6 3,2
2022 2,6 0,6 3,2
2023 2,6 0,6 3,2
2024 2,6 0,6 3,2
2025 2,6 0,6 3,2
2026 2,6 0,6 3,2
2027 2,6 0,6 3,2
2028 2,6 0,6 3,2
2029 2,6 0,6 3,2
2030 2,6 0,6 3,2
2031 2,6 0,6 3,2
2032 2,6 0,6 3,2
2033 2,6 0,6 3,2
2034 2,6 0,6 3,2
NPV i 2004 (30 år) 26,3 6,4 32,8

Note: De afledte miljøeffekter består af summen af værdien af CO2, SO2, CH4, NMVOC og N2O. De årlige reduktioner fra 2009 udgør 2640 tons CO2, 3 tons SO2, -1 tons  CH4, -0,035 tons NMVOC og -0,14 tons N2O. Nutidsværdien udgør 4,9 mill.kr. for CO2 og 1,7 mill.kr. for SO2. Nutidsværdien for de øvrige emissioner er yderst beskeden.

De samlede velfærdsøkonomiske omkostninger består af summen af investering og drift samt forvridningstabet. Dette giver samlede velfærdsøkonomiske omkostninger på 26,2 mill.kr. i nutidsværdi, jf. tabel 7-6. Værdien af de samlede miljøgevinster er på 32,8 mill.kr. i nutidsværdi, og der er således et velfærdsøkonomisk overskud på knap 7 mill.kr. i nutidsværdi. De velfærdsøkonomiske omkostninger pr. kg fjernet NOx bliver 64 kr. pr. kg.

Tabel 7-6  Velfærdsøkonomiske omkostninger i alt, reburning på kul (2004-priser)

  Invest
og drift
Forvrid-
ningstab
Omkost-
ninger i alt
Miljøef-
fekt NOx
Værdi NOx Værdi afledte
miljøeffekter
Værdi miljø-
effekter i alt
mill.kr. mill.kr. mill.kr. Tons Mill.kr. mill.kr. Mill.kr.
2005 0 0 0 0 0 0 0
2006 0 0 0 0 0 0 0
2007 0 0 0 0 0 0 0
2008 0 0 0 0 0 0 0
2009 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2010 2,3 0,1 2,4 30 2,6 0,6 3,2
2011 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2012 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2013 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2014 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2015 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2016 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2017 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2018 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2019 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2020 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2021 2,4 0,1 2,5 30 2,6 0,6 3,2
2022 2,5 0,1 2,6 30 2,6 0,6 3,2
2023 2,5 0,1 2,6 30 2,6 0,6 3,2
2024 2,5 0,1 2,6 30 2,6 0,6 3,2
2025 2,5 0,1 2,6 30 2,6 0,6 3,2
2026 2,5 0,1 2,6 30 2,6 0,6 3,2
2027 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
2028 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
2029 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
2030 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
2031 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
2032 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
2033 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
2034 2,6 0,1 2,7 30 2,6 0,6 3,2
NPV 25,1 1,1 26,2 309,0 26,3 6,4 32,8
CBA NPV mill.kr. 6,6
Omkostning mill.kr/år (30 år) 1,4
Omkostning kr./kg 64

7.5 Sammenfatning af budget- og velfærdsøkonomiske omkostninger – Halm

Der er regnet på reburning på halm på et 5 MW værk.

Det samlede potentiale på landsplan er vurderet til mellem 80 MW – 160 MW. Det er valgt at regne på gennemsnittet heraf,  dvs. 120 MW, svarende til 24 anlæg.

Potentialet for reduktion af NOx emissionen ved reburning af halm er 165 tons pr. år på landsplan. Der sker også en reduktion i udledning af bl.a. SO2, mens CO2-udledningen stiger med 773 tons om året. Disse ændringer skyldes, at halm erstattes med naturgas.

De budgetøkonomiske omkostninger for værket består af en investering på 1 mill.kr. og meromkostninger til drift som følge af, at 13.500 GJ halm erstattes med naturgas ved reburning. Da afbrænding af halm har væsentligt lavere afgifter end naturgas, får værket yderligere en merudgift til afgifter på 0,4 mill.kr. årligt. Der er anvendt en afgiftssats på 1,59 kr./GJ for halm og på 56 kr. pr. GJ for gas, jf. tabel 2-10. Det er kun den brændselsmængde, der medgår til varmeproduktionen, der er afgiftsbelagt. Der er anvendt en varmevirkningsgrad på 75 pct[25]. Anlæggenes virkningsgrad forventes ikke at ændres væsentligt ved brug af reburning. Merudgiften til afgift er omvendt en provenugevinst for staten.

De samlede budgetøkonomiske omkostninger på landsplan bliver 13 mill.kr. årligt. Det svarer til 107 kr. pr. kg NOx, jf. tabel 7-7.

Staten får et øget provenu svarende til værkets øgede afgiftsbetaling. Staten får på landsplan en provenugevinst på 8 mill.kr. årligt.

De velfærdsøkonomiske omkostninger består af summen af investering og drift fratrukket forvridningsgevinsten som følge af det øgede statslige provenu. Dette giver for det enkelte værk velfærdsøkonomiske omkostninger på 2,6 mill.kr. i  nutidsværdi. Der fjernes 7 tons NOx om året på det enkelte værk svarende til en  værdi på 6 mill.kr. i nutidsværdi. Værdien af de afledte miljøeffekter er yderst beskeden, idet værdien af den øgede CO2 udledning opvejes af værdien af den reducerede SO2-udledning.

På landsplan er der et velfærdsøkonomiske overskud på 82 mill. kr. opgjort som nutidsværdi over 30 år. Dette svarer til 37 kr. pr. kg NOx.

Tabel 7-7 Oversigt over budget- og velfærdsøkonomise omkostninger, reburning på Halm (2004-priser)

  Enhed For ét anlæg På landsplan
Miljøeffekt NOx-reduktion i 2010 Tons/år 7 165
Budgetøkonomisk      
Erhverv      
Omkostninger pr. år 30 år Mill.kr./år 0,6 13,2
Omkostninger pr. kg NOx kr./kg 107 107
Stat      
Omkostninger pr. år 30 år Mill.kr./år -0,3 -7,8
Velfærdsøkonomisk      
CBA nutidsværdi 30 år (overskud) Mill.kr. 3,4 82,3
Omkostninger pr. år 30 år Mill.kr./år 0,2 4,6
Omkostninger pr. kg NOx kr./kg 37 37

7.6 Sammenfatning af budget- og velfærdsøkonomiske omkostninger – Træflis

Der er regnet på reburning med træflis på et 10 MW værk. Det samlede potentiale er vurderet til 100 MW - 250 MW. Der regnes på gennemsnittet heraf, dvs. ca. 175 MW svarende til 18 anlæg.

Potentialet for reduktion af NOx emissionen ved reburning af træflis er 211 tons pr. år på landsplan. Der sker også en reduktion i udledning af bl.a. SO2, mens CO2-udledningen stiger med 1.547 tons årligt.

De budgetøkonomiske omkostninger for værket består af en investering på 1,5 mill.kr. og meromkostninger til drift som følge af, at 27.000 GJ træflis erstattes med naturgas ved reburning. Da træflis har væsentligt lavere afgifter end naturgas, får værket yderligere en merudgift til afgifter på 0,9 mill.kr. årligt. Der er anvendt den samme varmevirkningsgrad som for beregningen for halm, jf. afsnit 6.5.

De samlede budgetøkonomiske omkostninger på landsplan bliver 17 mill.kr. årligt. Det svarer til 106 kr. pr. kg NOx, jf. tabel 7-8.

Staten får et øget provenu svarende til værkets øgede afgiftsbetaling. Staten får på landsplan en provenugevinst på 12 mill.kr. årligt.

De velfærdsøkonomiske omkostninger består af summen af investering og drift fratrukket forvridningsgevinsten som følge af det øgede statslige provenu. Dette giver for det enkelte værk velfærdsøkonomiske omkostninger på 2,1 mill.kr. i  nutidsværdi.

Der fjernes 12 tons NOx om året på det enkelte værk svarende til en værdi på 10 mill.kr. i nutidsværdi. Værdien af de afledte miljøeffekter er –2 mill.kr. dvs. en omkostning, som især skyldes den øgede CO2-udledning ved at skifte fra træflis til naturgas.

På landsplan er der et velfærdsøkonomiske overskud på 118 mill. kr. opgjort som nutidsværdi over 30 år. Dette svarer til 31 kr. pr. kg NOx.

Tabel 7-8 Oversigt over budget- og velfærdsøkonomiske omkostninger, reburning på træflis (2004-priser)

  Enhed For ét anlæg På landsplan
Miljøeffekt NOx-reduktion i 2010 Tons/år 12 211
Budgetøkonomisk      
Erhverv      
Omkostninger pr. år 30 år Mill.kr./år 0,9 17
Omkostninger pr. kg NOx kr./kg 106 106
Stat      
Omkostninger pr. år 30 år Mill.kr./år -0,7 -12
Velfærdsøkonomisk      
CBA nutidsværdi 30 år (overskud) Mill.kr. 7 118
Omkostninger pr. år 30 år Mill.kr./år 0,3 4,8
Omkostninger pr. kg NOx kr./kg 31 31


Fodnoter

[24] kilde: Teknilogidata el- og varmeproduktionsanlæg, Energistyrelsen 1995

[25] kilde: Teknilogidata for vedvarende energianlæg, del 2, Biomasseteknologier, Energistyrelsen 1996. Der er samtidig taget hensyn til den afgiftsrabat, som værket får ved at producere kraftvarme i stedet for kun varme (dividere med 1,25).

 



Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.