Kostnaden för koldioxid i det här arbetet presenteras som specifik kostnad för koldioxid uttryckt i SEK/ton CO2. Det är ett nyckeltal för koldioxidavskiljning som går att använda för att jämföra kostnader mellan olika typer av anläggningar men också mellan olika typer av industrier. I Tabell 11 presenteras den totala investeringskostnaden för anläggningen och de årliga kostnader som bidrar till kostnaden för avskild CO2. Den specifika kostnaden för koldioxid är 1360 SEK/ton CO2.
Tabell 11 Resultat: kostnader för avskiljningsanläggning
Resultat kostnader
Investeringskostnad 35,8 MSEK
Årliga fasta avgifter 1,61 MSEK
Årliga rörliga avgifter 6,66 MSEK
Årlig investeringskostnad 3,35 MSEK
Kostnad avskild CO2 1360 SEK/ton CO2
I Figur 6 illustreras de olika kostnaderna för drift och underhåll. De årliga fasta avgifterna ska täcka drift och underhåll samt övriga fasta avgifter så som försäkring, kontroller m.m. Den största rörliga posten är kostnaden för biobränsle. Det är bara kostnaden för den mängd biobränsle som används för att försörja återkokaren i avskiljningsanläggningen. Bränslekostnaden för övrig ångproduktion är inte med i beräkningarna.
Figur 6 Årliga kostnader för drift och underhåll
Känslighetsanalys har gjorts för att visa hur förändringen i kostnadsposter påverkar investeringskostnaden, specifika kostnaden för koldioxid och återbetalningstiden. Det var bara lösningsmedel och investeringskostnad som påverkade totala kostnaden för investeringen av en avskiljningsanläggning. Anledningen är att avskiljningsanläggningen dimensioneras av
5% 4%
3%
64% 24%
Kostnader för drift och underhåll
förbränningen. Minskad mängd lösningsmedel ger en lägre förbränning som ger en mindre avskiljningsanläggning som ger en lägre investeringskostnad. Motsvarande ökar investeringskostnaden om förbränningen av lösningsmedel ökar.
Figur 7 Känslighetsanalys för specifik kostnad för koldioxid
I Figur 7 presenteras resultaten i känslighetsanalysen för den specifika kostnaden för koldioxid. Figuren visar att investeringskostnaden har en relativt stor påverkan på kostnaden för koldioxid. Specifika kostnaden för koldioxid ändras med 5 % om investeringskostnaden ändras med 10 %. Ökad mängd lösningsmedel minskar den specifika kostnaden för koldioxid trots att investeringskostnaden och därmed även årliga fasta kostnader ökar. Anledningen till att kostnaden för koldioxid minskar är att mängden avskild koldioxid ökar. Med ökad förbränning och därför ökat flöde av koldioxid minskar kostnaden för koldioxid trots att investeringskostnaderna ökar, som nämnt i 3.2. Likaså ökar priset för avskild koldioxid när mängden lösningsmedel minskar. Priset på el och kemikalier har en liten påverkan på kostnaden på koldioxid eftersom de påverkar de årliga kostnaderna, men inte i någon större utsträckning. Störst påverkan på specifika kostnaden för koldioxid har bränslekostnaderna för biobränslet. Som tidigare presenterats i Figur 7 står bränslekostnaden för den största delen av årliga utgifterna. Bränslekostnaden är det som utgör kostnaden för ångan som krävs för att driva avskiljningsanläggningen. Lösningsmedel används också för att försörja avskiljningsanläggningen med ånga, men då den inte är kopplad till en bränslekostnad syns inte det i de ekonomiska beräkningarna. Den specifika kostnaden för koldioxid tar inte hänsyn till eventuella besparingar och inkomster. Därför har utsläppsrätter och besparingar ingen
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Besparingar Utsläppsrätter Kemikalier Bränslekostnad El Lösningsmedel Investeringskostnad
Kostnad koldioxid
Figur 8 Känslighetsanalys av återbetalningstid
Figur 8 visar hur minskat och ökat värde på våra kostnadsposter påverkar återbetalningstiden. När investeringskostnaden minskar blir återbetalningstiden kortare. Däremot ökar återbetalningstiden mer när investeringskostnaden ökar. Därför är återbetalningstiden mer känslig för en ökad investeringskostnad än för en minskad investeringskostnad. Från figuren ser man att när lösningsmedel minskar med 20 % så minskar även återbetalningstiden med 20 %. Däremot ökar återbetalningstiden inte lika kraftigt när mängden lösningsmedel ökar. El och kemikalier har en liten påverkan på återbetalningstiden eftersom de påverkar de årliga utgifterna, men deras påverkan är marginell i jämförelse med övriga poster. Om bränslekostnaderna skulle öka med 20 % så ökar återbetalningstiden med mer än 20 %. Ökad bränslekostnad blir en ökad årlig avgift och därför kan man betala av mindre på investeringskostnaden. Däremot påverkar inte en minskning av bränslekostnaden lika kraftigt. Minskar bränslekostnaden med 20 % minskar avbetalningstiden med bara 13 %. Utsläppsrätter har inte en sådan stor påverkan på återbetalningstiden. Tar man bort intäkterna från utsläppsrätterna ökar återbetalningstiden med 1 år. Kostnadsposten som har högst påverkan på återbetalningstiden är de besparingar som kan göras på att inte skicka lösningsmedel på destruktion utan ta hand om lösningsmedlet på plats på anläggningen. Eftersom det är så pass stora mängder lösningsmedel ger ± 1 SEK/kg brännbart lösningsmedel ett stort utslag på besparingarna. Minskar kostnaden för det brännbara lösningsmedlet med 1 SEK/kg ökar återbetalningstiden med 70 %, vilket motsvarar drygt 6 år. Ökar avgiften med 1 SEK/kg minskar istället återbetalningstiden med drygt 2 år. Det finns därför en ökad känslighet mot låga avgifter på det brännbara lösningsmedlet som bidrar till minskade besparingar. -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 Besparingar Utsläppsrätter Kemikalier Bränslekostnad El Lösningsmedel Investeringskostnad
Återbetalningstid
6
DISKUSSION
I det här kapitlet diskuteras resultatet i arbetet, metoderna som använts, den aktuella studien och sen övriga reflektioner. I underrubriken resultat tas reflektioner kring resultaten upp och vad som går att lära av resultatet. Under metod diskuteras de olika metoderna som används i arbetet, deras begränsningar och vad som skulle kunna göras annorlunda för att få säkrare resultat. Under rubriken aktuell studie nedan diskuteras övriga tankar och reflektioner kring den aktuella studien.
6.1
Resultat
De kartlagda utsläppen för 2019 känns väl utformade och kartlagda. Det är dock viktigt att fortsätta bevaka utsläppen för att se trender och hur utsläppen skiljer sig åt från år till år. De beräknade utsläppen ska ses som en indikation på utsläppens storlek och inte som absoluta. Utsläppen kommer att kunna skilja sig från år till år på grund av förbrukning, ändrad produktion och incidenter.
Så som det är redovisat under resultat så har avskiljningsanläggningen en stor påverkan på de totala utsläppen på produktionssiten. Visserligen tillkommer det utsläpp från lösningsmedlet som tidigare förbränts på annan ort, men de totala utsläppen, som blir ett nettoupptag, är ändå mer än dubbelt så stora jämfört med de totala utsläppen för 2019. Totalt går Snäckviken från att 2019 ha ett totalt koldioxidutsläpp på drygt 1000 ton CO2 till att ha ett upptag av koldioxid på 2 400 CO2.
Den aktuella studien är utformad utifrån hur anläggningen ser ut idag och för hur det skulle se ut om man implementerar avskiljningsanläggning nu. Men det är viktigt att ha i åtanke att vissa utsläpp kommer att minska med tiden. Utsläpp från fjärrvärme bör minska vartefter fjärrvärmeproducenten sänker sina utsläpp. Likaså planeras tjänstebilar bytas ut vartefter vilket kommer att minska utsläppen. Därför skulle den negativa mängden koldioxid öka med åren och med nya klimatsatsningar.
Jämfört med andra ekonomiska utvärderingar ligger den specifika kostnaden för koldioxid i den aktuella studien ganska högt. Robert Djurberg (2020) nämner i sitt arbete en specifik kostnad för koldioxid på 950 SEK/ton CO2. Jämför man med den aktuella studien på 1 360 SEK/ton CO2 är det en väsentlig skillnad. Likaså nämner klimatpolitiska vägvalsutredningen att de mer gynnsamma industrierna tros ha en specifik kostnad för koldioxid på 650 – 1 100 SEK/ton CO2 för hela CCS-kedjan. Det är en indikation som visar att eftersom AstraZeneca har en mindre utsläppskälla så är också den specifika kostnaden för koldioxid högre. Det skulle finnas en vinning i att elda med mer lösningsmedel eller biobränsle mot vad som antas i den aktuella studien. Ökar man förbränningen så kommer den specifika kostnaden för koldioxid
De ekonomiska beräkningarna visar att det finns stora pengar att spara på att inte skicka det brännbara lösningsmedlet på destruktion. Vid en kostnad på 6 SEK/kg lösningsmedel kan besparingen tillsammans med utsläppsrätter betala för avskiljningsanläggningens drift och underhåll och betala av en investering. Totalt tar det ca 10 år att betala av anläggningen. Skulle AstraZeneca välja att inte ta del av handel med utsläppsrätter är återbetalningstiden ett år längre – men då skulle de också ha stöttat andra klimatsatsningar genom att inte ta del av handel med utsläppsrätter. Eftersom handeln med utsläppsrätter är begränsad innebär det i praktiken att en aktör som kanske inte hade kunnat finansiera en klimatsatsning själv har chans att sälja utsläppsrätter för att satsa på klimatsmart teknik.
6.2
Metod
Metoden för beräkning av kapitalkostnad för projektet är begränsad. En mer noggrann kostnad borde gå att få fram om man har en komplett modell för anläggningen – vilket saknas i det här arbetet. Att dimensionera investeringskostnaden baserat på mängden avskild koldioxid är en förenkling, även om man försökt att välja en anläggning som är så lik den aktuella studien som möjligt. Någon hänsyn till hur stor anläggningen är och om det går att få plats med den i den befintliga anläggningen är inte heller undersökt.
Det finns även begränsningar för beräkningen av specifika kostnaden för koldioxid då annuitetsmetoden använts. Den utgår ifrån att driftkostnader och mängden avskild koldioxid är konstant. Den tar inte heller hänsyn till utsläpp vid projekteringen av avskiljningsanläggningen. Viktigt att poängtera att specifika kostnaden för koldioxid i den aktuella studien bara innefattar koldioxidavskiljning och inte hela kedjan med transport och lagring. För en mer noggrann uträkning av specifika kostnaden för koldioxid krävs att man har mer indata om kapitalkostnad och driftkostnad för den befintliga anläggningen.
För att få en bättre bild av rökgasernas egenskaper under förbränning är det bättre att mäta på faktiska rökgaser. I den aktuella studien har en uppskattning gjorts på stökiometriska beräkningar och fast last över hela året. Även om panna 1 skulle ligga i fast, låg last skulle egenskaperna i rökgaserna skifta naturligt under förbränning av biobränsle och lösningsmedel. En noggrannare analys av bränsle och rökgaser behöver därför göras om man ska få en bättre bild av rökgasernas egenskaper.
Som känslighetsanalysen visar är det kostnaden för biobränsle och besparingarna som påverkar kostnaden för avskild koldioxid och återbetalningstiden mest. Det är därför viktigt att säkra vad de faktiska besparingarna är för att hantera det brännbara lösningsmedlet på plats istället för att skicka det för destruktion. En bättre granskning av de exakta flödena och utgifter för de senaste åren är nog en bra början. Det är också viktigt med en utförlig utredning om vilket biobränsle som är bäst att konvertera till. Med hårdare miljö- och utsläppskrav beräknas efterfrågan på biobränsle att öka. Därmed finns det en stor risk för stora variationer i pris och tillgång till biobränsle de kommande åren.
6.3
Aktuell studie
De utsläppskällor som är med det här arbetet är valda och värderade med hjälp av anställda på AstraZeneca. Ett fortsatt arbete med att utvärdera utsläppskällor, beräkning av dessa och att fortsätta hålla uppsikt efter nya utsläppskällor är viktigt. De viktigaste är listade enligt GHG protocol men det kan fortfarande finnas aspekter som man förbisett i arbetet. Det är därför viktigt att fortsätta ha ett pågående arbete kring utsläppen. De kartlagda utsläppen ger en bild av hur emissionerna ser ut idag, men det är inte garanterat att det är hela bilden.
Skulle AstraZeneca välja att investera i en avskiljningsanläggning som är i drift innan år 2030 har de goda chanser att lokalt nå sitt mål att bli koldioxidnegativa till 2030. Däremot är det mindre troligt att de kommer att kunna implementera en sådan anläggning till 2025. Därför kommer de troligen inte att uppnå målet att vara koldioxidneutrala till 2025, om de inte väljer att använda sig av någon annan lösning för att uppnå minusutsläpp. Det här arbetet borde kunna visa på möjligheterna med att använda sig av BECCS. Det kan ligga till grund för att man går vidare för att göra en mer utvecklad förstudie.
AstraZeneca har fördelen att ha en redundant ångcentral. Det betyder att AstraZeneca skulle kunna ha avbrott för ångproduktion på BECCS-anläggningen men ändå producera ånga på elpannan och ha produktion utan störning. Det betyder att kostnader för driftstopp på grund av injustering inte är lika känsligt för den här anläggningen. AstraZenecas producerar sin egen processånga som används för flera fabriker och processer inne på produktionsanläggningen. Det innebär att kostnaden för ångproduktion och BECCS inte är direkt kopplad till en produkt. Det kan vara svårt att avgöra hur ökade kostnader kan påverka specifika produkter. Men det kan också vara en fördel. Själva risken för ökade kostnader med investeringen kommer inte drabba en enskild produkt.
I den aktuella studien används lösningsmedel som bränsle istället för att skicka det på destruktion och förbränna det någon annanstädes. Genom att producera processånga med lösningsmedel använder man avfallet istället för att skicka den på destruktion, vilket kan vara en klimathjälpande åtgärd i sig. Avskiljningsanläggningar har tidigare använts för att minska fossila utsläpp men i det här fallet skulle avskiljningsanläggningen även kunna bidra till hantering av farligt avfall. Som nämnt i 4.1.2 hoppas man att kunna byta ut fossilt lösningsmedel till grönt lösningsmedel på sikt, vilket även gör att de negativa utsläppen skulle kunna öka ytterligare.
Det skulle kunna finnas ett mervärde i att implementera BECCS. Det är effektivt sätt för AstraZeneca att sänka sina utsläpp och nå sina ambitiösa klimatmål. Det finns även en aspekt av att vilja hjälpa innovativ teknik att komma ut på marknaden. Eftersom AstraZeneca har en lägre kapacitet jämfört med andra studier kan kanske AstraZeneca lättare implementera en fullskalig anläggning, då det inte är av samma storlek, jämfört med en fullskalig anläggning för till exempel Stockholm Exergi. Det skulle kunna bidra till att annan industri kan närma sig
fossila lösningsmedel till gröna lösningsmedel måste fortgå parallellt med användandet av BECCS för att anläggningen ska hållbar.
6.4
Övriga reflektioner
Jag tror att det idag är svårt för industrier att se en lönsamhet i BECCS och därför tror jag att det är bra om man tittar på det i ett systemperspektiv med och inte bara fokuserar på en utsläppskälla när man värderar det. Jag tror dessutom att handeln med negativa utsläpp kommer att se annorlunda ut i framtiden. Idag ser man ekonomin i att reducera koldioxidutsläpp till nettonoll, men jag tror att i framtiden kommer det att finnas pengar att tjäna på att använda sig av BECCS. Något som skulle kunna göra att industrier tar steget och vågar satsa på BECCS.
7
SLUTSATSER
I det här arbetet har BECCS undersökts för att se hur det kan bidra till att en produktionsanläggning uppnår koldioxidneutralitet. Eftersom det finns utsläpp som fortfarande finns kvar inom industrin trots energieffektivisering och byte till förnybara energikällor krävs det minusutsläpp för att uppnå ett nettonollutsläpp. En kartläggning av koldioxidutsläpp i den aktuella studien har genomförts enligt standard för GHG Protocol. Sedan har samförbränning av lösningsmedel (restavfall från produktion) och biobränsle beräknats tillsammans med en post combustion avskiljningsanläggning för att se möjligheterna till avskiljning av koldioxid. Slutligen har en ekonomisk utvärdering av lösningen genomförts.
Hur påverkar en avskiljningsanläggning de totala utsläppen på produktionsanläggningen?
Om man investerar i en avskiljningsanläggning kommer man att kunna uppnå minusutsläpp vilket bidrar till att produktionsanläggningen totalt sett har ett negativt utsläpp av koldioxid. Därmed blir produktionssiten koldioxidnegativ. Koldioxidupptaget kommer att öka vartefter resterande utsläpp på anläggningen minskar och vartefter den biogena andelen lösningsmedel ökar. Skulle man välja att inte installera en avskiljningsanläggning kommer det att vara svårt att minska utsläppen på plats. Man kommer då att behöva tillämpa andra lösningar som ger minusutsläpp. Så som plantering av skog.
Hur ser kostnaderna ut för implementering och drift av en avskiljningsanläggning?
Den specifika kostnaden för koldioxid i den aktuella studien är högre än den kostnad som man räknar med för gynnsamma industrier. Den specifika kostnaden är 1360 SEK/ton CO2 utan transport och lagring jämfört med 650 – 1 100 SEK/ton CO2 med transport och lagring (Klimatpolitiska vägvalsutredningen, 2020). Resultatet för kostnaden och känslighetsanalysen vid minskad och ökad mängd koldioxid (ökad mängd lösningsmedel) i anläggningen bekräftar att det är den specifika kostnaden för avskiljning minskar vid ökad förbränning, trots att driftkostnader och investeringskostnader ökar. Slutsatsen är därför att specifika kostnaden är mindre för större anläggningar med högre kapacitet.
Även om lösningsmedel används som gratis bränsle är kostnaden för energin till avskiljningsanläggningen i form av biobränsle en av de största kostnaderna för anläggningen, hela 64 % av de årliga kostnaderna. När investeringskostnaden är återbetalad kommer den kostnaden att utgöra 64 % av de specifika kostnaderna för koldioxid. Då det är en av de största kostnaderna och för att en implementering av BECCS ska bli så lyckad som möjligt är val av bra biobränsle viktigt.
Eftersom att AstraZeneca har stora utgifter för hantering av avfall kan det vara möjligt att se lönsamhet med BECCS-anläggningen då det finns stora besparingar i att hantera lösningsmedlet själva. Det visar på att det inte måste vara den specifika kostnaden som är avgörande för att se om BECCS är värt att investera i för en industri. Det kan finnas annan nytta
8
FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE
Det här arbetet har tittat på BECCS inom läkemedelsindustri för att minska de totala utsläppen för en produktionsanläggning. Syftet är att kompensera för utsläpp som annars kan vara svåra eller omöjliga att bli av med. Arbetet har också gjort en ekonomisk beräkning för att se hur kostnaden kan se ut för en sådan lösning.
- För utreda om lösningen i den aktuella studien är genomförbar i praktiken krävs en mer utförlig studie för konvertering av panna 1 och samt noggrannare förstudie för att se vad implementering av en demonstrationsanläggning kostar.
- Det här arbetet har inte utrett möjligheter för transport och lagring. Därför vore det bra att titta på olika alternativ till transport och lagring av koldioxid utifrån Södertälje. Det skulle vara ett bra första steg efter denna studie för att se om implementering av BECCS är möjligt.
- Att titta närmare på en lösning med CCU för att se om man kan sälja eller använda koldioxid istället för att transportera det för lagring. Det kan finnas industrier i närheten som kan vara intresserade av detta. Det skulle minska transporterna för lagring då den närmsta kommersiella lagringen idag är i Norge. Det skulle också kunna bidra till en inkomst som gör avskiljningsanläggningen mer lönsam.
REFERENSER
AstraZeneca. (den 1 Oktober 2020). Verksamheten i Sverige. Hämtat från AstraZeneca.se: https://www.astrazeneca.se/om-oss/verksamheten-i-sverige.html
Bergström, S. (2020). Koldioxidavskiljning på ett biobränsleeldat kraftvärmeverk:
Simulering av två avskiljningstekniker vid Karlstad Energis kraftvärmeverk, Heden 3. Karlstad: Master thesis, Karlstad Universitet.
Consoli, C. (den 14 mars 2019). Bioenergy and Carbon Capture and Storage. Hämtat från Global CCS Institute: https://www.globalccsinstitute.com/resources/publications- reports-research/bioenergy-and-carbon-capture-and-storage/
Constable, D., Jimenez-Gonzalez, C., & Henderson, R. (2007). Perspective on Solvent Use in the Pharmaceutical Industry. Organic Process Resarch & Development, ss. 133-137. Djurberg, R. (2020). Practical implementation of Bio-CCS in Uppsala: A techno-economic
assessment. Stockholm: Master thesis, Kungliga Tekniska Högskolan.
Drivkraft Sverige. (den 2021 Januari 2021). Energiinnehåll, densitet och koldioxidutsläpp. Hämtat från Drivkraft Sverige:
https://drivkraftsverige.se/uppslagsverk/fakta/berakningsfaktorer/energiinnehall- densitet-och-koldioxidemission/
Ember. (den 16 mars 2021). Daily EU ETS carbon market price (Euros). Hämtat från ember- climate.org: https://ember-climate.org/data/carbon-price-viewer/
Energiforsk. (2015). Processindustrin och nollvisionen: CCS - en nyckel till ambitiösa
klimatmål. Energiforsk.
Energimyndigheten. (den 21 mars 2021a). Industriklivet. Hämtat från Energimyndigheten: https://www.energimyndigheten.se/forskning-och-innovation/forskning/omraden- for-forskning/industri/industriklivet/
Energimyndigheten. (den 21 mars 2021b). Projektinformation. Hämtat från Energimyndigheten: https://www.energimyndigheten.se/forskning-och- innovation/projektdatabas/sokresultat/?projectid=30251
Garðarsdóttir, S. Ó., De Lena, E., Romano, M., Roussanaly, S., Voldsund, M., Pérez-Calvo, J.- F., . . . Cinti, G. (den 10 Februari 2019). Comparison of Technologies for CO2 Capture from Cement Production - Part 2: Cost Analysis. Energies.
Garðarsdóttir, S. Ó., Normann, F., Skagestad, R., & Johnsson, F. (2018). Investment costs and CO2 reduction potential of carbon capture from industrial plants - A Swedish
Hailong, L., Haugen, G., Ditaranto, M., Berstad, D., & Jordal, K. (2011). Impact of exhaust gas recirculation (EGR) on the natural gas combined cycle integrated with chemical absorption CO2 capture technology. Energy Procedia, ss. 1411-1418.