För att göra en riktig bedömning av kapitalkostnader är det bäst att få kostnadsuppgifter på utrustning från en leverantör. När tekniken är så pass ung som den är idag är det lättare att använda sig av andras beräkningar för kapitalkostnader för en MEA-baserad avskiljningsanläggning. Genom att använda sig av en referensanläggning kan man då använda sig av referensvärden för att få fram ett värde för kostnad för den aktuella anläggningen (Garðarsdóttir et al., 2018). Kapitalkostnader för den aktuella anläggningen beräknas enligt ekvation 4.
I den aktuella studien har en referensanläggning med post combustion vid cementproduktion valts (Voldsund et al., 2019). Referensanläggningen är en MEA-baserad anläggning som antas implementeras på befintlig anläggning för cementproduktion. Referensanläggningen antas inte bestå av helt ny teknik utan räknar med att tekniken är kommersiell (NOAK, se 3.3) vilket sänker kostnaden för komponenterna. Anläggningen består av rening av rökgaser, kylning av rökgaser, absorbering av koldioxid med MEA-lösning i som sen frigörs i strippern. Den rena rökgasströmmen går sen till en kompressor där den komprimeras för att kunna transporteras och lagras. Koldioxidkoncentrationen i rökgaserna och energibehovet för återkokaren är de samma.
Den dimensionerande kapaciteten i det aktuella fallet blir avskild mängd CO2 uttryckt i ton CO2/timme. I Tabell 4 redovisas data för aktuella studien och referensanläggningen. Voldsund et al. (2019) presenterar i sin rapport de tekniska detaljerna kring referensanläggningen och Garðarsdóttir et al (2019) presenterar de tekno-ekonomiska detaljerna för referensanläggningen.
Tabell 4 Data för den aktuella studien och referensanläggningen
Snäckviken
Referens
Anläggning Ångproduktion Cementproduktion
Kapaciteten X hos referensanläggningen är 117 ton CO2/h, vilket hos den aktuella anläggningen är 0,84 ton CO2/h. Referensanläggningen beräknas ha en total anläggningskostnad på 76 M€2014 (Garðarsdóttir et al., 2019). I den kostnaden beräknas kostnaden för alla komponenter inklusive ägarkostnader, indirekta kostnader och projektkostnader. Eftersom kostnaderna för referensanläggningen är beräknad på €2014 erhålls en konverteringsfaktor på 9,1 SEK för 1 €2014 (Sveriges Riksbank, 2021). Baserat på dessa uppgifter blir totala anläggningskostnaden för den aktuella studien 35,75 MSEK.
För att beräkna årliga kostnader för drift och underhåll beräknas fasta kostnader för underhåll som 2,5 % av TPC (total anläggningskostnad) och övriga fasta kostnader så som försäkring m.m. som 2 % av TPC, se Tabell 5 (Garðarsdóttir et al., 2019).
Tabell 5 Fasta kostnader för aktuell studie
Referens
Snäckviken
Total anläggningskostnad 76,0 M€2014 35,75 MSEK
Årligt underhåll 2,5 % av TPC 0,89 MSEK/år
Årliga övriga fasta kostnader 2 % av TPC 0,71 MSEK/år
Data för kostnader och förbrukning av kemikalier är hämtade från referensanläggningen. Alla rörliga kostnader är inkluderade förutom kylvatten då Snäckviken främst använder sjövatten för kyla vilket är mycket billigt. Kostnader för bränsle och el är anpassade för den aktuella studien. Kostnad för el är hämtad på Nord pools hemsida för genomsnittligt elpris för 2019. De årliga rörliga kostnaderna presenteras i Tabell 6 och Tabell 7. Kostnaden för energin som krävs för att försörja avskiljningsanläggningen beräknas som den del biobränsle som krävs för att uppnå den termiska effekten i återkokaren. Lösningsmedlet är gratis. Därför beräknas kostnaden som delflödet av biobränslet för effekten. För att räkna om kostnaderna för den aktuella studien används ekvation 4 men nu antas n = 1.
Tabell 6 Årliga rörliga kostnader för aktuell studie
Referens Snäckviken
Kostnad
Kostnad
Snäckviken
ElCCS 13,62 MW 0,098 MW 405,89 SEK/MWh
(Nordpool, 2021) 347,5 kSEK/år
MEA 100 kg/h 0,72 kg/h 1450 €2014/ton 83,0 kSEK/år
Ammoniak,
NOX-rening 0,6 ton/h 0,004 ton/h 406 €2014/ton 139,4 kSEK/år
NaOH-lösning 0,1 ton/h 0,001 ton/h 370 €2014/ton 21,2 kSEK/år
Processvatten 46 ton/h 0,33 ton/h 6,65 €2014/ton 175 kSEK/år
Enligt OKQ8 (personlig kommunikation, 15 mars 2021) var snittpriset för HVO100 mellan mars 2020 och februari 2021 uppskattningsvis 12 444 SEK/m3 för en eldningsoljekund hos dem.
Tabell 7 Årlig bränslekostnad för avskiljningsanläggning
Kostnad biobränsle för CCS
Årligt bränsleCC 344,5 m3
Kostnad bränsle 12444 SEK/m3
Årlig kostnadbränsle,CC 4,29 MSEK/år
För att beräkna årliga investeringskostnaden för anläggningen används annuitetsfaktorn. Annuitetsfaktorn beräknas enligt ekvation 6 där ekonomisk livslängd n = 25 år och räntan är r = 8 %.
𝐴𝑛𝑛𝑢𝑖𝑡𝑒𝑡𝑠𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 = 𝑟
1 − (1 + 𝑟)−𝑛 (6)
Annuitetsfaktor blir då 0,094 och den årliga investeringskostnaden för anläggningen 3,35 MSEK/år.
Den specifika kostnaden för koldioxid är därmed 1360 SEK/ton CO2.
4.4.1
Återbetalningstid
För att se om avskiljningsanläggningen har potential att vara en bra investering görs en uppskattning av återbetalningstiden med hjälp av payback-metoden. Besparingar i att förbränna lösningsmedel på plats istället för att skicka det för destruktion och eventuella utsläppsrätter kommer att ligga till grund för beräkningarna.
Idag skickas det brännbara lösningsmedlet med tankbil för att sen förbrännas i en destruktionsanläggning. Det man betalar för är både transporten till anläggningen och en avgift per kg lösningsmedel. Transport med bil och släp ligger på ca 9 000 – 11 000 SEK per enkel transport. Kostnaden för det brännbara lösningsmedlet är kopplat till vilket värmevärde produkten har när det levereras till destruktionsanläggningen. Är värmevärdet högt är det en låg avgift på ca 2 SEK/kg lösningsmedel men är det lågt kan avgiften ligga på upp till 16 SEK/kg lösningsmedel. Då det är en sådan stor variation räknar man med en avgift på 6 SEK/kg lösningsmedel för att undvika att överskatta besparingen.
AstraZeneca handlar idag inte med utsläppsrätter trots att ångproduktionen har relativt låga emissioner. I det här scenariot med en avskiljningsanläggning kan det ändå vara värt att titta på handel med utsläppsrätter inom EU för att få intäkter för den ekonomiska satsningen som en avskiljningsanläggning innebär. Värdet för utsläppsrätter på den europeiska marknaden har varierat men de senaste 3 åren har priset oftast varit högre än 20 €/ton CO2 (Ember, 2021).
Payback perioden beräknas genom att beräkna den totala kostnaden för investeringen som en negativ inkomst år 1 . Överskottet används för att betala av investeringskostnaden. Överskottet är det som är kvar av intäkter (utsläppsrätter och besparingar) efter det att drift och underhåll samt räntekostnad betalats. Antaget är att avskiljningsanläggningen är i drift i början av år 2 och att räntan på investeringen är 8 %. Med dessa antaganden är anläggningen återbetald i första månaden år 10.
4.4.2
Känslighetsanalys
En känslighetsanalys av kostnaden för avskild koldioxid görs för att se hur stor påverkan de olika kostnadsposterna har för kostnaden för koldioxidavskiljningen. De nyckeltal som utvärderas i känslighetsanalysen är totala investeringskostnaden, specifika kostnaden för koldioxid (SEK/ton CO2) samt återbetalningstiden. Data för variablerna i känslighetsanalysen presenteras i Tabell 8. Kemikalier räknas här som ammoniak för rening av NOx i rökgaserna, natriumhydroxid för rening av SOx och påfyllning av MEA till avskiljningsprocessen. Resultatet för känslighetsanalysen redovisas under rubriken 5.2.
Tabell 8 Data för känslighetsanalysen
Kostnadspost
Skillnad
Värde
Investeringskostnad ± 10 % 32,17 – 39,32 MSEK El ± 20 % 324,7 – 487,1 SEK/MWh Bränslekostnad ± 20 % 9955,2 – 14932,8 SEK/m3 lösningsmedel ± 20 % 176,4 – 264,6 kg/h Kemikalier ± 20 % 194,8 – 292,2 kSEK/år Utsläppsrätter ± 20 € 0 – 40 €
5
RESULTAT
Här redovisas resultaten från beräkningar för den aktuella studien. Under ’Produktion och
utsläpp’ redovisas värden på emissionerna på Snäckviken för 2019, resultaten från
samförbränningen, beräkningarna för avskiljningsanläggningen tillsammans med beräkning av de nya utsläppen. Under ’Ekonomiska beräkningar’ redovisas resultaten på kostnader koldioxid, årliga kostnader samt känslighetsanalys för beräkningarna.