I avsnitt 5 har olika typer av kemiska industrier utv¨arderats utifr˚an deras m¨ojlighet att producera v¨atgas som biprodukt. I klustret i Stenungsund ¨ar det m¨ojligt att utvinna ca 1 ton v¨atgas per timme (J¨onsson et al., 2006), men det ¨ar inte s¨akert att denna v¨atgas ¨ar tillr¨ackligt ren f¨or att anv¨andas direkt i br¨anslecellerna. Stora m¨angder av denna v¨atgas m˚aste dessutom ers¨attas med annan gas d˚a den anv¨ands i olika processer och i ˚angpannor. Vid kommunikation med f¨oretagen i klustret ¨ar det ingen som kan svara p˚a om det ¨ar m¨ojligt att anv¨anda v¨atgasen utan att rena den. Inovyn har dock i samarbete med en tidigare student p˚a KTH, Erik Agartson, gjort en unders¨okning av hur deras v¨atgas p˚averkar br¨ansleceller. Resultatet av detta examensarbete var att inga negativa effekter av v¨atgasens renlighet kunde p˚avisas p˚a kort sikt. P˚a l˚ang sikt visades negativa effekter, dock gick det inte att s¨akerst¨alla att det var v¨atgasens eventuella orenlighet som p˚averkade detta, utan det kunde ¨aven ha varit kvaliteten p˚a br¨anslecellen i sig (Agartson, 2013). Det ¨ar ¨aven bara Inovyn som f˚ar v¨atgas som biprodukt i sina kemiska processer. Vidare i rapporten har d¨arf¨or m¨ojligheterna utv¨arderats att ta tillvara p˚a den v¨atgas som bildas i klor–alkaliefabriker med uppgifter om produktion fr˚an Inovyn som grund.
B˚ade kostnads– och milj¨oanalysen g¨ors utifr˚an tre scenarion; – Scenario A
Den v¨atgas som sl¨apps ut i dagsl¨aget. Denna uppgick till 237 ton ˚ar 2016. – Scenario B
Den v¨atgas som sl¨apps ut och s¨aljs till Borelais tas tillvara f¨or att tanka bilar. Totalt ˚ar 2016 uppgick detta till 404 ton.
– Scenario C
All v¨atgas skapad i den kemiska processen tas omhand, totalt 2919 ton per ˚ar. 2515 ton ˚ateranv¨ands i den egna processen i br¨anngassyfte, varf¨or den egentligen inte kan r¨aknas som en biprodukt fr˚an den industriella processen. Ber¨akningarna g¨ors f¨or att unders¨oka p˚averkan f¨or framtida ¨okat behov av v¨atgas.
6.1 Kostnadsanalys
Syftet med kostnadsanalysen ¨ar unders¨oka om det ¨ar l¨onsamt att ta tillvara p˚a den v¨atgas som bildas i fabriken. I scenario C m˚aste delar av v¨atgasen som ˚ateranv¨ands i industrin ers¨attas med annan gas. Naturgas har valts som ers¨attningsgas f¨or denna. Naturgasen m˚aste d˚a k¨opas in och extra utsl¨appsr¨atter m˚aste inhandlas f¨or att t¨acka utsl¨appen fr˚an f¨orbr¨anningen av denna. I varje scenario ¨ar ber¨akningar gjorda i tv˚a fall beroende p˚a om transporten till stationen sker via tankbil eller pipeline. Enligt tabell 2.6 ¨ar det effektivast att transportera v¨atgasen med tankbil i b˚ade scenario A, B och C.
F¨or att ber¨akna om investeringen kommer vara l¨onsam f¨or fabriken eller inte ¨ar det flera parametrar som m˚aste tas h¨ansyn till. Tabell 6.1 ¨ar en sammanst¨allning av de v¨arden som har tagits h¨ansyn till i ber¨akningarna som ˚aterfinns i bilaga B.1. V¨ardena ˚aterfinns ¨aven i rapporten men tanken ¨ar att skapa en enkel ¨overblick.
Tabell 6.1: Sammanst¨allning av v¨arden
Post Enhet Scenario A Scenario B Scenario C
V¨atgas [ton] 273 404 2 919
Ers¨attande Naturgas [kW h] – – 83, 7∗ 106
Pris v¨atgas [SEK/kg] 80 80 80 Pris naturgas [SEK/kW h] – – 0,15 Kostnad f¨or utsl¨appsr¨atter [SEK/ton CO2] – – 42,3 Investeringskostnad tankstation [M SEK] 3,75 3,75 3,75 R¨orliga kostnader [SEK/˚ar] 1∗ 106 1∗ 106 1∗ 106
PIPELINE
Kostnad f¨or att bygga pipeline [SEK/m] 15 000 15 000 15 000 Underh˚allskostnad pipeline [SEK/km och ˚ar] 100 000 100 000 100 000 Distributionskostnad [SEK/kW h] 0, 07 0, 07 0, 07
TANKBIL
Investeringskostnad lastbil [MSEK] 4 4 4 Distributionskostnad [SEK/km] 20 20 20 Transportm¨angd [kg/v¨anda] 117 117 117
Placering av tankstation ¨ar av stor vikt, d˚a investeringskostnaderna ¨okar ju l¨angre bort fr˚an klustret denna placeras. Dock m˚aste den v¨atgas som tankstationen f¨orses med senare s¨aljas till slutkund. F¨or att tillgodose dessa tv˚a behov har ber¨akningarna utg˚att ifr˚an att tankstationen placeras utanf¨or Stenungsund n¨ara E6:an. Detta dels eftersom Norge har st¨orre anv¨andandning av br¨anslecellsbilar ¨an Sverige, dels d˚a en v¨atgasv¨ag mellan Oslo–G¨oteborg–Malm¨o diskuteras som skulle passera Stenungssund (J¨onsson et al., 2006). Att d˚a placera en station utanf¨or Stenungsund n¨ara E6:an anses rimligt. Enligt Google Maps ¨ar det ca 4,8 km fr˚an Inovyn till E6:an, d¨arav kommer avst˚andet 5 km anv¨andas i ber¨akningar f¨or att ge viss marginal d˚a en pipeline inte kommer kunna dras raka v¨agen. Huruvida tillst˚and att bygga en station h¨ar ¨ar m¨ojligt eller inte innefattas inte av rapporten, utan l¨amnas till framtida arbete.
Det finns olika siffror p˚a kostnaden f¨or att bygga en v¨atgasstation d¨ar variationen beror p˚a storlek, kapacitet och om m¨ojligheten att producera v¨atgas p˚a plats finns. Investeringskostnaderna ligger mellan 6–15 M SEK och den ekonomiska livsl¨angden ¨ar 20˚ar (ILV Svenska milj¨oinstitut et al., 2010). EU kan dock g˚a in som finansi¨ar f¨or halva kostnaden om det finns andra intressenter, vilket ¨ar positivt ur investeringssynpunkt f¨or industrierna (www., Nyteknik, 2014). Den r¨orliga kostnaden f¨or tankstationen ¨ar sv˚ar att uppskatta d˚a faktorer som markhyra, slitage och anv¨andning p˚averkar. Den antas dock uppg˚a till 1 MSEK per ˚ar (Nilsson, 2010).
I tabell 2.5 ¨ar kostnaden f¨or att transportera v¨atgas i pipelines angivna f¨or avst˚and som ¨ar markant l¨angre ¨an behovet f¨or denna rapport. D¨arf¨or har en investeringskostnad f¨or byggande
av pipeline p˚a 15 000 SEK/m, distributionskostnad p˚a 0,07 SEK/kW h och underh˚allskostnad p˚a 100 000 SEK/km anv¨ants (Adolfsson et al., 1999).
6.1.1 Payback metoden
F¨or att unders¨oka om investeringen att bygga en v¨atgasstation ¨ar l¨onsam anv¨ands payback metoden. Genom att anv¨anda denna ber¨aknas det hur l˚ang tid det tar innan investeringen betalat sig sj¨alv och grundinvesteringen ¨ar betald, allts˚a hur l˚ang ˚aterbetalningstid det ¨ar p˚a investeringen. F¨oretag ofta har krav p˚a hur m˚anga ˚ar det ska ta innan investeringen skapar l¨onsamhet. Hamnar slutresultatet inom denna ram anses investeringen l¨onsam. Denna modell har b˚ade f¨or och nackdelar; den ¨ar snabb och l¨att att f¨orst˚a, men tar inte h¨ansyn till kassafl¨odena efter ˚aterbetalningen ¨ar gjord (R˚asbrant, 2014). Ekvation 6.1 visar hur ber¨akningen utf¨ors n¨ar varken r¨anta eller olika storlekar p˚a inbetalnings¨overskott beaktas. Ekvation 6.2 visar ett exempel d˚a inbetalnings¨overskottet varierar ˚ar till ˚ar.
˚
Aterbetalningtid= Investering (G)
Inbetalnings¨overskott (a) (6.1) Med antagandet att betalningarna f¨ordelas j¨amnt ¨over ˚aren
˚
Aterbetalningtid= 3˚ar(a1+ a2+ a3= G) (6.2) D¨ar G = Investering och a1,2,3 = Inbetalnings¨overskott f¨or ˚ar 1,2,3
6.2 Milj¨oanalys
Vid en diskussion om olika utsl¨app fr˚an olika ¨amnen beh¨ovs en genomg˚aende unders¨okning av utsl¨appen fr˚an CO2–ekvivalenter. Emissionerna i koldioxidekvivalenter f¨or de vanligaste br¨anslena i fordon ¨ar sammanst¨allda i tabell 2.9. Hur stora eventuella utsl¨appsminskningar blir beror i huvudsak p˚a i vilket scenario som den biproducerade v¨atgasen kommer att anv¨andas.
¨
Overlag kan det konstateras att utsl¨appen som eventuellt kan knytas till v¨atgas som biprodukt i kemiska industrier inte kommer fr˚an v¨atgasen i sig utan snarare fr˚an annan gas som beh¨over ers¨atta den. Naturgas ¨ar ofta alternativet, men har h¨oga utsl¨app och ¨ar dessutom fossilt. Det ¨
ar d¨arf¨or klart s¨amre ur ett milj¨operspektiv.
I Scenario A och B, d¨ar enbart den utsl¨appta v¨atgasen tas tillvara antas att utsl¨appen fr˚an denna inte medf¨or n˚agra utsl¨app alls. F¨ormodligen kan vissa utsl¨app h¨arr¨ora fr˚an den kemiska industrin, men denna verksamhet kan betraktas som ett skilt system som opererar oavsett, och d¨arf¨or kommer v¨atgasen produceras hursomhelst. D¨arf¨or kan nettoutsl¨appen fr˚an v¨atgas ses som noll. I Scenario C kommer den v¨atgas som anv¨ands internt idag som br¨anngas att beh¨ova ers¨attas med en annan gas. Ers¨attningen kommer mest troligt ske med naturgas, varf¨or utsl¨appen fr˚an denna ocks˚a har analyserats.
Vid en j¨amf¨orelse mellan de idag t¨ankta fordonsapplikationerna f¨or br¨ansleceller personbil, lastbil och bussar, kan det konstateras att de vanligaste br¨anslena idag f¨or dessa ¨ar bensin och diesel. Om dessa fordon skulle ers¨attas med br¨anslecellsdrivna fordon skulle d¨arf¨or utsl¨appen fr˚an dessa bilar f¨orsvinna. F¨or att skapa ett bredare analysunderlag har de tre scenarierna applicerats p˚a ett flertal olika alternativ som v¨atgasen kan anv¨andas till i fordonsapplikationer:
– Alternativ 1: Bensindrivna bilar
V¨atgasen tankas i personbilar som ers¨atter motsvarande m¨angd bensindrivna bilar. – Alternativ 2: Genomsnittligt utsl¨appsv¨arde fr˚an 2012 ˚ars nybilssnitt
V¨atgasen tankas i personbilar som ers¨atter motsvarande m¨angd bilar med ett genomsnittligt utsl¨appsv¨arde fr˚an 2012 ˚ars nybilssnitt.
– Alternativ 3: Genomsnittligt utsl¨appsv¨arde fr˚an EU:s utsl¨appsm˚al
V¨atgasen tankas i personbilar som ers¨atter motsvarande m¨angd bilar med ett genomsnittligt utsl¨appsv¨arde fr˚an Europeiska Unionens utsl¨appsm˚al f¨or personbilar.
– Alternativ 4: Dieseldrivna bussar
V¨atgasen tankas i bussar som ers¨atter motsvarande m¨angd dieseldrivna bussar
I bilaga C.1 har utsl¨appsminskningen i de tv˚a olika scenarierna ber¨aknats f¨or de olika alternativen. Antagandet ¨ar att v¨atgasen ers¨atter dagens br¨anslen i det antal bilar som den r¨acker till, vilket eventuellt leder till en f¨or¨andring av emissioner fr˚an denna fordonsflotta. Resultaten fr˚an detta sammanst¨alls i tabell 7.3 avsnitt 7.