Biogass - samfunnsøkonomisk lønnsomt?
En casestudie
Simen Randby
Masteroppgave i samfunnsøkonomi Økonomisk institutt
UNIVERSITETET I OSLO
Mai 2016II
III
Biogass – samfunnsøkonomisk lønnsomt?
Simen Randby
Veileder: Kjell Arne Brekke, UiO
Denne oppgaven er skrevet i samarbeid med Greve Biogass, etter ønske om en samfunnsøkonomisk vurdering av biogassprosjektet i Vestfold.
IV
© Simen Randby 2016
Biogass, klima og økonomi Simen Randby
http://www.duo.uio.no/
Trykk: Reprosentralen, Universitetet i Oslo
V
Sammendrag
I denne oppgaven er det gjennomført en samfunnsøkonomisk analyse av et av Norges største biogassanlegg. Anlegget ble bygd i Tønsberg høsten 2015, som et bidrag til det grønne skiftet, og har fått status som nasjonalt pilotanlegg. Anlegget som studeres i oppgaven, anvender både våtorganisk avfall1 og husdyrgjødsel i produksjonen. Biogassen oppgraderes til
drivstoffkvalitet og erstatter dermed fossilt drivstoff. I tillegg oppstår det et næringsrikt
restprodukt ved produksjon av biogass. Restproduktet brukes til å erstatte kunstgjødsel, og har derfor også en verdi.
Den metodiske tilnærmingen i oppgaven er utarbeidet med utgangspunkt i DFØ2s (2014) veileder for samfunnsøkonomiske analyser, et utvalg av Norges offentlige utredninger, samt rapporter hvor det er gjennomført samfunnsøkonomiske analyser av lignende prosjekter.
Fremgangsmåten i oppgaven er hovedsakelig i tråd med disse «malene», men går blant annet noe mer i dybden enn tidligere norske rapporter på feltet.
I oppgaven analyseres hele verdikjeden for biogassprosjektet; fra avfallet og husdyrgjødselen oppstår, til anvendelse av biogassen. Alle vesentlige nytte- og kostnadsvirkninger er kartlagt og sammenliknet med alternativscenarioet, som er forbrenning av avfallet. Valget om å bruke forbrenning som alternativscenario er hovedsakelig basert på at ved bruk av et slikt
alternativscenario kan oppgaven belyse om det er hensiktsmessig å utsortere det våtorganiske avfallet, fremfor å sende det til forbrenning sammen med restavfallet. Forbrenning av avfallet anses også som det mest realistiske alternativet dersom avfallet ikke behandles i
biogassanlegget. Fremgangsmåten for kostnad- nytteanalysen med tilhørende resultater er skissert i figuren på neste side.
Som det fremgår av figuren, har det i oppgaven blitt gjennomført en separat kost-
nytteanalyse av biogasscenarioet og forbrenningsscenarioet. Deretter har jeg sammenliknet kost-nytteanalysene med hverandre. Det er først ved denne sammenlikningen at resultatet av den samfunnsøkonomiske analysen fremkommer. Resultatet av analysen viser at
biogassprosjektet i Vestfold er samfunnsøkonomisk lønnsomt. Det er estimert en årlig
1 Matavfall fra husholdninger og varehandel, samt organisk avfall fra industri
2 Direktoratet for økonomistyring (2014)
VI
besparelse på i overkant av 17 millioner kroner, og en utslippsreduksjon på over 15 000 tonn CO2-ekvivalenter ved produksjon av biogass i stedet for forbrenning av avfallet.
Videre utgjør de totale kostnadene for biogassprosjektet i underkant av 82 millioner kroner.
Ved forbrenning er de totale kostnadene estimert til 57 millioner kroner. Den store
kostnadsforskjellen skyldes hovedsakelig den høye kostnaden ved distribusjon og anvendelse av biogassen, samt merkostnaden ved kildesortering av avfallet. Disse er estimert til
henholdsvis 19,5 og 24 millioner kroner. Biogassprosjektet kommer likevel bedre ut som følge av at utnyttelsen av det våtorganiske avfallet (sammen med husdyrgjødsel) skaper større verdi for samfunnet ved biogassproduksjon, enn ved forbrenning. Den prissatte
verdiskapningen forekommer som følge av at biogassen erstatter diesel (med tilhørende bedring av luftkvaliteten), samt at bioresten erstatter kunstgjødsel. Disse nyttevirkningene utgjør samlet en årlig verdi for samfunnet på over 47 millioner kroner. Den eneste prissatte nyttevirkningen ved forbrenning av avfallet er kun verdsatt til 5,3 millioner kroner.
Nyttevirkningen forekommer som følge av at energien fra forbrenningen erstatter andre energibærere.
Den store utslippsreduksjonen påløper hovedsakelig som følge av at biogassen erstatter diesel.
Det medfører en utslippsreduksjon på 17 546 tonn CO2-ekv. I tillegg påløper det en utslippsreduksjon ved produksjon av biogass på 1189 CO2-ekv, som følge av at bioresten erstatter kunstgjødsel. Ved forbrenning er utslippsreduksjonen som følge av at energien fra forbrenningen erstatter andre energibærere, estimert til 7197 CO2-ekv. Forbrenning av avfallet medfører imidlertid et utslipp på 4129 CO2-ekv.
Kost-nytte analyse biogass
Produksjon Kostnader – Klimanytte 58,4 mill. kr og 1189 tonn CO2- ekv.
Kost-nytte analyse forbrenning
Anvendelse Inntekter – Klimanytte 23,8 mill. kr og 17546 tonn CO2-ekv.
Verdikjede biogass Kostnader – Klimanytte 34,6 mill. kr og 18734 CO2-ekv.
Verdikjede forbrenning Kostnader – Klimanytte 51,7 mill. kr og 3068 CO2-ekv.
Resultat samfunnsøkonomisk analyse Differanse kostnader -17,1 mill. kr
Differanse klimanytte 15666 tonn CO2-ekv.
VII I totalvurderingen av prosjektet er en diskusjon av ikke-kvantiserte effekter inkludert, samt en sensitivitets- og usikkerhetsanalyse. En potensielt utslagsgivende ikke-kvantiserte virkning er kostnaden av tidsbruk ved kildesortering. Den vil virke negativt på den samfunnsøkonomiske lønnsomheten.
I sensitivitets- og usikkerhetsanalysen fremkommer det at resultatet er robust for store endringer i alle de vesentlige variablene som ligger til grunn for beregningene i oppgaven.
Som en del av usikkerhetsanalysen er det også gjennomført en tilleggsanalyse hvor biogassprosjektet sammenliknes med flere andre alternativscenarioer. Tilleggsanalysen er gjennomført for å vise hvordan lønnsomheten av biogassprosjektet endres ved en
sammenlikning med andre alternativscenarioer. Resultatet av tilleggsanalysen viser at biogassprosjektet er samfunnsøkonomisk lønnsomt for to av tre alternativscenarioer.
Vurderingen av det tredje alternativscenarioet viser at biogassprosjektet ikke er
kostnadsmessig lønnsomt, men tiltakskostnaden målt i kroner per tonn redusert CO2-ekv er relativt lav sammenliknet med alternative tiltak, som må gjennomføres om målene for Klimakur 20203 skal nås. Dermed anses biogassprosjektet som samfunnsøkonomisk lønnsomt, selv ved bruk av det tredje alternativscenarioet. Dette scenarioet er før øvrig lite realistisk med tanke på dagens og forventet fremtidig utvikling i avfallsmarkedet.
Oppgaven bidrar med ny kunnskap på flere felt. Hovedforskjellen fra tidligere analyser er at det i oppgaven analyseres et ferdigstilt anlegg. Det har tidligere vært stor usikkerhet knyttet til kostnader og produksjonsvolum ved biogassanlegg i Norge, og spesielt for et slikt
sambehandlingsanlegg4 som studeres i oppgaven. Videre skiller oppgaven seg fra tidligere studier ved at det tas hensyn til nåværende underkapasitet ved norske forbrenningsanlegg.
Dette medfører at eksisterende forbrenningsanlegg må bygges ut for å kunne ha tilstrekkelig kapasitet til å behandle den ekstra mengden avfall, hvis ikke biogassanlegget hadde blitt bygd.
Denne forskjellen fører til en betydelig endring av både kostnadsbildet og klimaregnskapet. I oppgaven inkluderes også kostnader ved kildesortering av avfallet, dette er noe blant annet Miljødirektoratet (2013) har utelatt i deres rapport. Detaljnivået i oppgaven har forutsatt et tett samarbeid med ulike fagfolk under hele skriveprosessen.
3 I Klimakur 2020 er det utredet hvilke tiltak som må gjennomføres for å nå det nasjonale utslippsmålet for 2020
4 Behandler både husdyrgjødsel og matavfall
VIII
IX
Forord
Denne oppgaven er skrevet i samarbeid med Greve Biogass, etter ønske om en samfunnsøkonomisk vurdering av biogassprosjektet i Vestfold.
Det er flere jeg ønsker å takke i forbindelse med denne oppgaven. Først og fremst vil jeg takke min veileder, Kjell Arne Brekke, for god hjelp og nyttige tilbakemeldinger underveis i skriveprosessen. I tillegg vil jeg takke Andreas Gillund og Ivar Sørby ved Greve Biogass for verdifull informasjon om prosjektet, og tilliten de viste ved å gi meg tilgang til sensitiv informasjon. Videre vil jeg også takke Kjetil Dahl i Skagerak Naturgass, og Avfall Norge for god oppfølging av oppgaven.
Oslo, mai 2016 Simen Randby
X
Innholdsfortegnelse
Innledning ... 1
1 Underlagsmateriale ... 2
1.1 Generelt om Biogass ... 2
1.1.1 Klima- og miljøgevinst ... 4
1.2 Økonomi ... 5
1.2.1 Kostnader ... 5
1.2.2 Verdiskapning ... 6
1.3 Biogass i Europa og Norge ... 6
1.4 Tidligere arbeid ... 7
2 Biogassprosjektet i Vestfold ... 9
2.1 Historie ... 9
2.2 Kort om caset ... 9
2.2.1 Situasjonen før biogassanlegget ble ferdigstilt ... 11
3 Metode for den samfunnsøkonomiske analysen ... 12
4 Samfunnsøkonomisk analyse ... 21
4.1 Beskrive problemet og formulere mål ... 21
4.2 Nullalternativet ... 24
4.3 Alternativscenarioer ... 24
4.4 Nytte- kostnadsanalyse ... 29
4.4.1 Analyse biogass ... 31
4.4.2 Analyse forbrenning ... 56
4.5 Resultat samfunnsøkonomisk analyse ... 67
4.6 Usikkerhet og sensitivitetsanalyse ... 71
4.6.1 Tidsbruk ved kildesortering ... 79
4.6.2 Tilleggsanalyse – alternativscenarioer ... 80
4.7 Fordelingsvirkninger ... 83
5 Oppsummering og konklusjon ... 84
6 Kilder ... 87
Vedlegg ... 1
Vedlegg A – Originaldata for utslipp fra Østfoldforskning ... 2
Vedlegg B – Bearbeidet data fra Østfoldforskning ... 3
XI
Vedlegg C – Verdsetting av biogassen i form av dieselen den erstatter ... 6
Vedlegg D – Utslipp ved produksjon av ulike energikilder, samt utslippsreduksjon ved at biogass og husdyrgjødsel erstatter diesel ... 7
Vedlegg E – Utslippsreduksjon biogass erstatter diesel ... 9
Vedlegg F – Totaler for utslipp biogassprosjektet ... 10
Vedlegg G – Transportkostnad reject ... 11
Vedlegg H – Budsjett Greve biogass 2016 ... 12
Vedlegg I – Lik transport av avfall til biogassanlegget og forbrenningsanleggene ... 13
Vedlegg J – kostnad bønder ... 14
Vedlegg K – Estimat på antall busser og renovasjonsbiler som trengs for å anvende 70 GWh med biogass. ... 16
Vedlegg L – verdsetting biorest ... 17
Vedlegg M – Verdsetting energi fra forbrenning av 43 750 tonn våtorganisk avfall ... 18
Vedlegg N – Beregning av kostnad ved anvendelse av vannbåren varme i husholdningene .. 19
Vedlegg O – Forbrenning Sverige ... 22
Vedlegg P – Innbyggere i kommunene som leverer avfall til biogassanlegget ... 26
Vedlegg Q - Fordelingsvirkninger ... 27
Figur 1 – Biogassprosessen ... 3
Figur 2 - Illustrasjonsfoto biogassanlegget på Rygg (hentet fra Greve Biogass sine nettsider) 9 Figur 3- Illustrasjon av biogassprosjektet ... 11
Figur 4- Tilnærming kost-nytteanalyse ... 16
Figur 5- Forbrenningskapasitet i Sverige og Norge 2007-2020 ... 27
Figur 6- disposisjon samfunnsøkonomisk analyse ... 30
Figur 7- verdikjede produksjon ... 32
Figur 8 - Oversikt over de ulike fasene ved distribusjon av biogassen ... 44
Figur 9 - Renovasjonsbilene fyller tanken med biogass på fyllestasjonen ved anlegget i Tønsberg ... 45
Figur 10 - Verdikjede forbrenning ... 57
Figur 11- Resultat av kost-nytteanalysen ... 69
Figur 12 – effekten på prosjektets lønnsomhet ved en variasjon på +/- 30 % av utvalgte variabler ... 74
Figur 13 - utslag på lønnsomhet og usikkerhet for utvalgte variabler ... 75
Figur 14 - Totale installasjonskostnader vannbåren varme i Norge for ulike typer bygg og tekniske løsninger, kr/m2 oppvarmet areal ekskl. mva., NOK ... 19
Figur 15 - Utslipp kg C02-ekv./tonn avfall ved utvidelse av forbrenningsanlegg i Norge. ... 23
XII
Tabell 1- Avstand for de ulike kommunene til nærmeste forbrenningsanlegg og
biogassanlegget i Tønsberg. Avstandene er hentet fra Google maps ... 33
Tabell 2 – Drifts- og kapitalkostnader biogassanlegg ... 35
Tabell 3 – Samfunnsøkonomiske kostnader og nyttevirkninger «bonden» ... 36
Tabell 4 - Samlet kostnad produksjon biogass ... 37
Tabell 5 - Reduserte utslipp produksjon biogass ved bruk av husdyrgjødsel ... 41
Tabell 6 – Reduserte utslipp ved produksjon av biogass ved bruk av våtorganisk avfall ... 42
Tabell 7 - Investeringskostnad for distribusjon av 70GWh med biogass ... 49
Tabell 8 - Drifts- og vedlikeholdskostnader fyllestasjoner ... 50
Tabell 9 - Totale kostnader og prissatte nyttevirkninger ved distribusjon og anvendelse av biogass ... 53
Tabell 10 - Utslippsreduksjon ved produksjon og anvendelse ... 55
Tabell 11 - totale kostnader og prissatte nytteeffekter ved produksjon og anvendelse ... 55
Tabell 12 - Reduserte utslipp som følge av at energien fra forbrenningsanlegget erstatter annen energi (Tall hentet fra vedlegg D) ... 58
Tabell 13- Totalt klimaregnskap forbrenning (tall hentet fra vedlegg D og B) ... 63
Tabell 14 - totale kostnader og nytteeffekter ved produksjon og anvendelse ... 67
Tabell 15- sensitivitetsanalyse av de mest sentrale variablene ... 72
XIII
1
Innledning
Avfall har blitt ansett som et problem i flere århundrer (Vehlow og Karlsruhe, u.å.). På midten av 1800-tallet begynte avfallsproblemene i Europa å bli så store at noe måtte gjøres.
Løsningen ble å brenne avfallet (Vehlow og Karlsruhe, u.å.). I nyere tid har det etablert seg bred politisk enighet om at noe av avfallet bør resirkuleres for å bevare knappe ressurser og redusere utslippene (Bruvoll og Hasane, 2010). Etter hvert som teknologien har utviklet seg, har avfallet gått fra å være et problem til å bli en ressurs. I dag brennes restavfall med
energiutnyttelse, mens matavfall fra husholdninger kan brukes til å lage drivstoff. Til og med møkka fra husdyr kan anvendes til å produsere drivstoff, elektrisitet og varme ved å behandle det i biogassanlegg. Spørsmålet er om denne utnyttelsen koster mer enn det smaker.
Flere forskere stiller seg kritisk til gjenvinning av avfall (Bruvoll og Hasane, 2010) og (De Økonomiske Råd, 2014). De danske «økonomiske vismænd»5 har gjennomført beregninger som viser at gjenvinning av avfall er vesentlig dyrere enn forbrenning (De Økonomiske Råd, 2014). Videre problematiserer Bruvoll og Hasane (2010) de norske kommunenes bruk av betydelige midler på tilsynelatende ubegrunnede tiltak for avfallshåndtering. Denne kritikken av dagens avfallshåndtering kombinert med den brede politiske enigheten om økt
kildesortering, gjør dette til et interessant felt å undersøke nærmere. Denne oppgaven vil forsøke å klargjøre hvorvidt kritikken av kildesortering og gjenvinning er berettiget for resirkulering av våtorganisk avfall6, i form av behandling i biogassanlegg7.
Det overordnede spørsmålet oppgaven ønsker å besvare er om biogassproduksjon av våtorganisk avfall er samfunnsøkonomisk lønnsomt sammenliknet med forbrenning av
avfallet. For å belyse dette gjennomføres det en casestudie av et nasjonalt pilotanlegg som ble bygd i Tønsberg i 2015. Problemstillingen som vil besvares i oppgaven, er om
biogassprosjektet i Vestfold er samfunnsøkonomisk lønnsomt. For å vurdere dette må alle kostnader og nyttevirkninger knyttet til prosjektet kartlegges og sammenliknes med alternativscenarioet, som er forbrenning av avfallet.
5 «De økonomiske vismænd» består av et tyvetalls representanter fra de viktigste økonomiske institusjonene i Danmark (UiB institutt for økonomi, 2014).
6 Matavfall fra husholdninger og varehandel, samt organisk materiale fra industri
7 Resirkuleringen forekommer som følge av at biproduktet fra biogassproduksjonen, biorest, tilføres tilbake til jordene slik at ny mat kan dyrkes.
2
1 Underlagsmateriale
Før metoden for den samfunnsøkonomiske analysen presenteres vil det først redegjøres for hva biogass er, gjeldende utvikling i Europa og Norge, samt en beskrivelse av caset og tidligere arbeid på feltet.
1.1 Generelt om Biogass
Biogass er en fornybar energikilde som kan brukes til oppvarming, el-produksjon og transport. Gassen dannes ved anaerob utråtning av organisk materiale, dvs. råtning uten tilgang til oksygen. Dette er en naturlig prosess som blant annet skjer i myrer og i magen på drøvtyggere. Ved anaerob utråtning dannes i hovedsak gassene metan og karbondioksid, hvor metanen er verdifull siden den er svært energirik (Miljødirektoratet 2013).
Biogass til kommersiell bruk stammer enten fra oppsamlingsanlegg tilknyttet avfallsdeponier eller rene produksjonsanlegg. Oppsamlingsanleggene samler opp metangassen fra deponiene og bidrar på den måten til å redusere utslippene av metan. Ca. 50 % av gassen ved norske oppsamlingsanlegg fakles8, mens resten brukes til produksjon av el og varme. Det er fortsatt behov for noe utbygging av oppsamlingsanlegg, men potensialet for produksjon av biogass ved rene produksjonsanlegg er mye større. Av den grunn er det en videre utvikling av produksjonsanlegg som det hovedsakelig vil satses på i Norge i årene som kommer (Klima- og miljødepartementet 2014). Anlegget som studeres i caset er også et såkalt
produksjonsanlegg, og derfor vil det i resten av oppgaven kun redegjøres for slike typer anlegg.
I teorien kan det meste av lett nedbrytbart, organisk materiale brukes til å produsere biogass.
Det mest vanlige, og det som i all hovedsak anvendes til biogassproduksjon i Norge, er våtorganisk avfall9, avløpsslam og noe husdyrgjødsel10 (Miljødirektoratet 2013, s. 48). Ved produksjon av biogass gjennomføres utråtningen i stor skala i store råtnetanker. Prosessen er illustrert på figur 1 på neste side. Som det fremgår av figuren, leveres både det våtorganiske
8 Brennes uten energiutnyttelse
9 Matavfall fra husholdninger og varehandel, samt slakteriavfall og annet organisk materiale fra industri.
10 Det vil i oppgaven kun fokuseres på våtorganisk avfall og husdyrgjødsel ettersom det er de som brukes i anlegget i Tønsberg. Slam innehar for øvrig mange av de samme egenskapene som husdyrgjødsel, og kan substitueres mot husdyrgjødsel i produksjonen. En vesentlig forskjell er for øvrig at biorest fra slam ikke kan brukes til å produsere vekster som tomater og agurk, på grunn av hygieniske forhold.
3 avfallet og husdyrgjødselen til biogassanlegget. Etter forbehandling av det våtorganiske avfallet, råtnes de to substratene samlet i råtnetankene. Det dannes to verdifulle outputs;
biogass og det som kalles biorest, som betegnes som et biprodukt.
Biogassen kan deretter brukes direkte, uten noen særlig form for behandling, til oppvarming eller el-produksjon. Eventuelt kan en oppgradere gassen fra ca. 67 % metan til over 97 % metan. Biogass med et metaninnhold på 97 % eller mer har lik sammensetning som naturgass, og er derfor er et perfekt substitutt for naturgass (Miljødirektoratet 2013, s. 35). Oppgradert biogass kan brukes som drivstoff til blant annet biler, busser og ferger med gassmotorer. Å oppgradere gassen til bruk i ulike fremkomstmidler gir både størst klimautbytte og bedre lønnsomheten fremfor å bruke gassen til å produsere elektrisitet og/eller oppvarming (Miljødirektoratet 2013). Dette kommer blant annet av at energiutnyttelsen er lavere ved produksjon av elektrisitet og varme enn ved å benytte gassen som drivstoff. Siden anlegget som studeres i denne oppgaven oppgraderer gassen til drivstoffbruk, vil det kun redegjøres for klimanytte og økonomi for slike anlegg videre i oppgaven.
Figur 111 – Biogassprosessen
11 Figur hentet fra Østfoldforsknings rapport (Lyng et al. u.å)
4
Bioresten har et høyt næringsinnhold, og inneholder blant annet store mengder nitrogen og fosfor som er viktig for å danne gode forhold for plantevekst, og kan derfor anvendes som en erstatning for kunstgjødsel. Karbonet i bioresten øker det organiske materialet i jorda, og gjør den mer fruktbar. Dermed fungerer bioresten også som jordforbedring (Modahl et al. 2015). I stedet for å erstatte kunstgjødsel kan også bioresten brukes direkte som
jordforbedringsmiddel. Dette gjøres ved å avvanne bioresten, og kompostere tørrfraksjonen.
Den komposterte tørrfraksjonen erstatter torv (jordforbedringsmiddel) (Modahl et al. 2015, s.9). Å bruke bioresten som erstatning for kunstgjødsel gir for øvrig større klimanytte
(Modahl et al. 2015, s. 50), og er det som brukes i caset studert i oppgaven. Derfor vil kun en slik bruk av bioresten redegjøres for i de neste avsnittene.
Klima- og miljøgevinst
Produksjon og anvendelse av biogass fører med seg flere fordeler både for klima og miljø.
De største klimagevinstene forekommer av tre hovedgrunner (Miljødirektoratet 2013):
i) Som følge av at biogassen erstatter fossilt drivstoff
ii) Som følge av reduserte utslipp fra lagring av husdyrgjødsel iii) Og som følge av at bioresten erstatter kunstgjødsel
Både ii) og iii) forutsetter en inkludering av landbruket. Å inkludere landbruket i verdikjeden er derfor viktig for å kunne redusere utslippene mest mulig og øke klimanytten.
Ved å benytte husdyrgjødsel i biogassanlegget, reduseres utslippet av metan, lystgass og ammoniakk, som forekommer som følge av lagring og spredning av husdyrgjødsla på gårdene (Miljødirektoratet 2013). Metan og lystgass er klimagasser som er henholdsvis 25 og 299 ganger så skadelig for klimaet som CO212 (Miljødirektoratet 2013, s. 107). Ammoniakk er i seg selv skadelig for miljøet, og i tillegg brytes mye av nitrogenet i jorda ned når
ammoniakken dannes (Miljødirektoratet 2013). Nitrogenet i jorda er viktig for at vekstene skal gro, og en reduksjon av nitrogeninnholdet vil dermed føre til at mer kunstgjødsel må tilføres (Modahl et al. 2015). Når husdyrgjødsel med ammoniakken ligger i jord uten tilgang på oksygen, dannes det også ytterligere mengder med lystgass (Miljødirektoratet 2013, s.84).
Gjennom Gøteborg-protokollen har Norge sammen med en rekke andre land forpliktet seg til å redusere utslippene av ammoniakk (UNECE, 2016). Reduksjonen av ammoniakk, metan og
12 Bruk av GWP 100: Global Warming Potential over en hundreårsperiode.
5 lystgass som oppnås ved å benytte husdyrgjødsel til biogassproduksjon er dermed et viktig klimatiltak.
Videre har bioresten stor verdi for landbruket fordi det har høyt næringsinnhold, og kan dermed brukes til å erstatte kunstgjødsel. Klimagevinsten oppnås som følge av en reduksjon i utslippene som påløper ved produksjonen av kunstgjødsel (Miljødirektoratet 2013). Ved å benytte bioresten som gjødsel på jordene bevares også nitrogen og fosfor, som er en begrenset ressurs (Miljødirektoratet, 2015b). Med tanke på at vekstene er helt avhengig av fosfor for å gro (Miljødirektoratet, 2015b), er det svært viktig å bevare dette næringsstoffet. Videre vil også om lag 20 % av karbonet i bioresten bli lagret permanent i jordsmonnet, dette bidrar også til å redusere utslippene av CO2, ettersom bioresten inneholder karbon fra det
våtorganiske avfallet i tillegg til den opprinnelige husdyrgjødselen (Modahl et al. 2015, s. 9).
Ved anvendelse av den oppgraderte biogassen forekommer det flere fordeler utover å erstatte fossilt drivstoff13. Gassmotorer slipper ut mye mindre NOx og svevestøv enn tilsvarende bensin- og dieselmotorer, samt at de avgir mindre støy. (Miljødirektoratet 2013). Disse egenskapene vil være spesielt fordelaktige i storbyer. Ved bruk av biogass i kjøretøy forekommer det for øvrig en viss lekkasje av metan fra motorene, men denne negative effekten er svært liten sammenliknet med den positive effekten av å redusere bruken av fossile drivstoff (Miljødirektoratet 2013). Klimanytten ved produksjon og anvendelse av biogass som er direkte knyttet til caset vil bli redegjort for mer detaljert i analysekapittelet.
1.2 Økonomi
Kostnader
Produksjonskostnader innebefatter både investerings- og driftskostnader.
Investeringskostnaden påløper som følge av investering i produksjonsanlegget og lager for bioresten. Driftskostnadene inkluderer transport av avfallet og bioresten samt kostnader til arbeid, strøm, kjemikalier og vedlikehold. Investeringskostnaden er estimert til å utgjøre om lag 36 % av de totale kostnadene, og driftskostnadene ca. 37 %. Kostnadsestimatene er hentet fra Miljødirektoratets (2013) rapport «underlagsmateriale til tverrsektoriell biogass-strategi».
13 Med fossilt drivstoff menes her bensin og diesel. Ikke naturgass.
6
Samlet utgjør produksjonskostnadene rundt 74 % av de totale kostnadene. De resterende kostnadene er knyttet til anvendelse av biogassen.
For å kunne anvende gassen, må fyllestasjoner bygges og driftes, samt at det må kjøpes inn gasskjøretøy som gjerne koster mer enn ordinære kjøretøy. I tillegg må gassen distribueres ut til fyllestasjonene enten via rørnett for gass eller ved transport av gasstanker.
Om forbrenning brukes som alternativscenario, må også kostnaden ved kildesortering av avfallet tas med. Dette er en betydelig kostnad som vil bli redegjort for under
analysekapittelet.
Verdiskapning
Ved produksjon og anvendelse av biogass er det flere nyttevirkninger som skaper verdi for samfunnet. De fire største virkningene er for øvrig:
i) Verdien av biogassen ved at den erstatter diesel
ii) Bedret luftkvalitet ved å substituere biogass med diesel iii) Bioresten erstatter kunstgjødsel
iv) Reduserte utslipp
i) – iii) er prissatte effekter, mens reduksjonen i klimagassutslipp er ikke prissatt, men
kvantifisert. Det er for øvrig også en rekke ikke-kvantifiserte nyttevirkninger som må tas med i vurderingen.
I en samfunnsøkonomisk analyse er det den reelle verdien av nyttevirkningen som skal prissettes. Siden det ikke er et veletablert marked for biogass, har Miljødirektoratet brukt dieselpriser eksklusive avgifter for å estimere verdien av produsert biogass. Denne metoden vil også brukes i analysen i oppgaven. Verdsetting av bioresten er gjort på grunnlag av hvor mye kunstgjødsel bioresten kan erstatte (Miljødirektoratet 2013).
1.3 Biogass i Europa og Norge
Biogass er et globalt fenomen som har blitt satset på over lang tid av blant annet Europeiske land som Tyskland, Sveits, Frankrike, Danmark og Sverige. Biogassen som produseres i Europa brukes hovedsakelig til produksjon av el og varme, men noe blir også oppgradert til
7 biometan14 (Foreest, 2012). Sverige er det landet i Europa som satser tyngst på biogass til kjøretøy (Foreest, 2012). I Norge er målet hovedsakelig å utnytte biogassen til drift av
kjøretøy (Klima- og miljødepartementet 2014). I en rapport fra Miljødirektoratet (2013) pekes retningen ut mot at det hovedsakelig skal satses på å bygge biogassanlegg som bruker
substratene husdyrgjødsel og våtorganisk avfall i produksjonen. Dette begrunnes blant annet med at potensialet for ytterligere produksjon av biogass på slam og fra deponier er lite. Og fordi det, som nevnt tidligere, er store klimafordeler ved å inkludere landbruket i
produksjonen. I nevnte rapport fra Miljødirektoratet (2013) er det foretatt beregninger som tilsier at utslippene kan reduseres med 500 000 tonn CO2 ekvivalenter/år frem mot 2020, dersom hele det realistiske potensialet av råstoffene15 i Norge blir utnyttet. Estimatene tilsier at potensialet for produksjonen bare vil øke frem mot 2030, blant annet som følge av større tilgang til råstoff og bedret effektivitet i produksjon og bruk (Miljødirektoratet 2013). Om målet mot 2020 nås, vil det si at produksjonen av biogass vil øke fra 0.5 TWh (i 2013) til 2.4 TWh. Om all produksjonen av biogass oppgraderes til drivstoffkvalitet vil det være nok til å drive 7000 busser (Miljødirektoratet 2013).
1.4 Tidligere arbeid
I Norge har det ikke blitt gjennomført så mange samfunnsøkonomiske analyser av hele verdikjeden for biogass. Det er for øvrig gjort flere analyser av deler av verdikjeden. Av de som har tatt for seg hele verdikjeden er det Miljødirektoratets16 (2013) rapport som fremstår som mest solid. Deres rapport er utarbeider i perioden 2012-2013 i samarbeid med en rekke fagfolk. I rapporten studeres flere ulike muligheter for produksjon og anvendelse av biogass.
Resultatet viser at produksjon på våtorganisk avfall og anvendelse av gassen til bybusser medfører den laveste tiltakskostnaden. Kostnadene for å redusere utslippene er estimert til 1100 kr/tonn CO2-ekv. For produksjon med husdyrgjødsel som input og anvendelse av gassen er tiltakskostnaden beregnet til 2300 kr/tonn CO2-ekv. De beregner også en samlet tiltakskostnad ved produksjon ved bruk av begge substratene som input. Den estimeres til 1800 kr/tonn CO2-ekv. Til tross for at produksjon på våtorganisk avfall er mest
14 98 % metan som kan erstatte naturgass.
15 Våtorganisk avfall og husdyrgjødsel
16 Den er utarbeidet av det som den gang var Klima- og forurensningsdirektoratet, men jeg vil gjennomgående i oppgaven referere til rapporten som Miljødirektoratets, siden de byttet navn i 2013.
8
kostnadseffektivt konkluderer Miljødirektoratet (2013) med at det er hensiktsmessig å basere produksjonen på bruk av begge substratene. Dette skyldes at over 60 % av potensiell
utslippsreduksjon på landsbasis er knyttet til produksjon ved bruk av husdyrgjødsel som input. Dermed vil en produksjon kun basert på våtorganisk avfall medføre en
utslippsreduksjon på 198 000 tonn CO2-ekv/år frem mot 2020, i stedet for 500 000 tonn CO2- ekv/år.
Hva gjelder klimanytten ved produksjon og anvendelse av biogassen, har flere aktører gjort analyser. I oppgaven vil hovedsakelig Østfoldforskning (Modahl et al. 2015) sine anslag brukes ettersom de blant annet er basert på et modellert casestudium av det anlegget som studeres i denne oppgaven.
9
2 Biogassprosjektet i Vestfold
2.1 Historie
Ordførerne i Vestfold besøkte i 2008 et biogassanlegg i Linköping i Sverige. Etter dette besøket begynte arbeidet med å få på plass et biogassanlegg i Vestfold. Syv år senere ble planene realisert, og anlegget bygget. Anlegget har vært i drift siden høsten 2015 og det er forventet at anlegget skal produsere med full kapasitet i løpet av sommeren 2016 (møte Andreas Gillund, daglig leder Greve Biogass).
Veien frem til realiseringen av prosjektet har inneholdt mange vurderinger og vanskelige valg. Siden det ikke har vært noen form for produksjon av biogass i området fra før, var det mye som måtte på plass før anlegget kunne bli en realitet. Prosessen for å få på plass tilstrekkelig mengde substrater, biogasskunder, distribusjonsnett med mer har vært en omfattende prosess som omsider kom på plass. Mer om dette i neste avsnitt.
2.2 Kort om caset
Biogassanlegget ble ferdigstilt høsten 2015 i Tønsberg, Vestfold. Det var naturlig å velge Rygg som lokasjon fordi det ligger sentralt i forhold til både gårdene og husholdningene i området, samt at de ved å bygge anlegget der kunne utnytte gammel bygningsmasse fra et tidligere renovasjonsanlegg (møte Gillund).
Figur 2 - Illustrasjonsfoto biogassanlegget på Rygg (hentet fra Greve Biogass sine nettsider)
10
Allerede før anlegget ble bygget startet prosessen med å forhandle frem kontrakter knyttet til produksjon og anvendelse av biogassen. For å kunne produsere ønsket mengde biogass var en avhengig av en viss mengde husdyrgjødsel og våtorganisk avfall. Det ble i 2011 forhandlet frem intensjonsavtaler om levering av 60 000 tonn husdyrgjødsel inn til anlegget fra bønder i området. Det våtorganiske avfallet blir levert til anlegget fra en rekke kommuner i Vestfold, Telemark og Drammensregionen samt fra kommunene Asker og Bærum. Samlet utgjør det våtorganiske avfallet 50 000 tonn (Mailkorrespondanse Aud Helene Rosenvinge, driftssjef Lindum).
Det våtorganiske avfallet må forbehandles for å sørge for at ikke plast og annet uønsket avfall slipper inn i råtnetankene. Det avfallet som blir utsortert og dermed ikke behandlet i
biogassanlegget, kalles reject. Dette blir sendt videre til behandling i forbrenningsanlegg.
Husdyrgjødselen krever ingen forbehandling og tilføres direkte i råtnetankene sammen med det våtorganiske avfallet. Under utråtningsprosessen dannes metan som blir hentet ut og videre oppgradert til 97% metan slik at det kan brukes i gasskjøretøy. Det som ligger igjen i råtnetankene etter at metanet er skilt ut, er biorest. Bioresten blir transportert ut til bøndene i flytende form med tankbiler. Bøndene lagrer bioresten på gårdene for så å spre det på jordet når det er tid for det. De opprinnelige lagrene som ble brukt til å lagre husdyrgjødsel, brukes nå til å lagre biorest. For å kunne lagre biorest kreves det for øvrig en viss utbedring av de opprinnelige lagrene (ofte bygges det tak for å redusere tapet av klimagasser). I tillegg må gårdene i noen tilfeller bygge et ekstra lager for husdyrgjødselen siden den ikke kan blandes med bioresten. Husdyrgjødselen blir hentet ofte og derfor trengs det ikke stor lagerplass.
Distribusjon av biogassen ut til kundene skjer delvis gjennom et eksisterende naturgassnett ved anlegget, og delvis gjennom transport ved bruk av såkalte flak17. For å kunne benytte gassen må det bygges egnede fyllestasjoner. Disse består av både hurtigfyllestasjoner hvor man kan fylle tanken på 2-3 minutter og saktefyllingsstasjoner hvor man fyller over natten.
Fordelen med saktefylling er tanken blir fylt helt opp i motsetning til ved hurtigfylling hvor tanken ikke blir fylt til full kapasitet (møte Kjetil Dahl). Både hurtig- og saktefyllingsstasjoner er bygget i Tønsberg og Grenland, og det er planer om å bygge ytterligere fyllestasjoner andre steder i landet. Siden anlegget ble ferdigstilt i slutten av 2015, er ikke fullstendig infrastruktur for anvendelse av gassen ferdig utbygd enda.
17 Gassbeholdere med høyt trykk
11 Det er forhandlet frem avtaler om at alle renovasjonsbiler og store deler av kollektivtrafikken i Grenland og Vestfold skal gå på biogass. Det er også pågående forhandlinger med andre kunder om salg av den resterende biogassen.
Figur 3- Illustrasjon av biogassprosjektet
Situasjonen før biogassanlegget ble ferdigstilt
Før anlegget ble bygd lagret bøndene husdyrgjødselen på gårdene og spredde den på jordene (mailkorrespondanse, Ivar Sørby, ass. daglig leder Greve Biogas). Som redegjort for tidligere medførte dette en rekke uheldige virkninger hvor de mest vesentlige er utslippene av metan, lystgass og ammoniakk.
Det meste av det våtorganiske avfallet ble tidligere sendt til biogassproduksjon i Sverige, men noe gikk også til forbrenning, og kompostering. Mer om dette i analysekapitlet.
12
3 Metode for den
samfunnsøkonomiske analysen
Den metodiske tilnærmingen i oppgaven er utarbeidet med utgangspunkt i DFØs (2014) veileder for samfunnsøkonomiske analyser, et utvalg av Norges offentlige utredninger, samt rapporter hvor det er gjennomført samfunnsøkonomiske analyser av lignende prosjekter.
DFØs nasjonale tverrsektoriell veileder for samfunnsøkonomiske analyser bygger på økonomisk teori, Finansdepartementets retningslinjer og en rekke offentlige utredninger18. Veilederen er laget for å sikre at politikere og andre beslutningstakere får et solid grunnlag å basere sine beslutninger på når ulike tiltak skal vurderes. Målgruppen er i hovedsak
departementer og statlige virksomheter. Veilederen kan brukes ved vurdering av alle
offentlige tiltak, således passer den bra til dette casestudiet. Bruk av denne veilederen støttes også av det faktum at det er den nye sektorovergripende veilederen i staten, og den erstatter dermed Finansdepartementets veileder i samfunnsøkonomiske analyser fra 2005 (DFØ, 2014, s. 6).
DFØs veileder gir en praktisk tilnærming til hvordan samfunnsøkonomiske analyser bør gjennomføres, men det er likevel flere vurderinger som ikke nødvendigvis er like åpenbare ut i fra en slik generell veileder. Derfor er også den metodiske tilnærmingen i oppgaven basert på tidligere samfunnsøkonomiske analyser av biogassprosjekter. Miljødirektoratets analyse fra 2013 er en av de få norske rapportene som analyserer hele verdikjeden. Derfor er mye av den metodiske tilnærmingen hentet derfra. I tillegg har jeg hentet opplysninger direkte fra Finansdepartementets NOU (2012), som har vært hovedkilden til DFØs veileder.
Finansdepartementets NOU er mer detaljert enn DFØs veileder og er derfor brukt til å utdype utover det generelle.
“Hovedformålet med en samfunnsøkonomisk analyse er å klarlegge og synliggjøre konsekvensene av alternative tiltak før beslutning om iverksetting av tiltak fattes.
Samfunnsøkonomiske analyser er dermed en måte å systematisere informasjon på (NOU
18 Med offentlige utredninger siktes det til Norges offentlige utredninger (NOU)
13 1998: 16). Analysene skal utgjøre del av et beslutningsgrunnlag, uten dermed å representere en beslutningsregel” (NOU 2012 s. 9).
For å «klarlegge og synliggjøre konsekvenser av alternative tiltak» må alle kostnads- og nyttevirkninger kartlegges. På den måten fremkommer det hvilket tiltak som er mest hensiktsmessig å gjennomføre ut i fra et samfunnsøkonomisk perspektiv. Men ifølge sitatet ovenfor danner ikke analysen en beslutningsregel, men et beslutningsgrunnlag. Det er dermed ikke automatikk i at et tiltak bør iverksettes dersom det er samfunnsøkonomisk lønnsomt.
Andre vurderinger har også relevans, mer om dette mot slutten av oppgaven.
Et tiltak er samfunnsøkonomisk lønnsomt dersom den samlede betalingsvilligheten for alle nyttevirkninger overstiger kostnadene (Finansdepartementet, 2014b). Dette forutsetter at tiltakene sammenlignes med et nullalternativ. Dette og resten av fremgangsmåten i oppgaven er beskrevet i de neste avsnittene. I praksis er analysen en iterativ prosess, det vil si at jeg har vært avhengig å hoppe frem og tilbake mellom de ulike arbeidsfasene underveis i skrivingen.
Men i oppgaven er fremgangsmåten presentert mer eller mindre slik det er beskrevet i den stegvise tilnærmingen på de neste sidene.
1 Beskrive problemet og formulere mål
Først må det klart defineres hva som er problemet, og det må formuleres tilhørende mål. De identifiserte problemene skal være av en slik art at det er en samfunnsoppgave å løse dem.
Slike problemer kjennetegnes gjerne ved at de fører til brudd på en eller flere av
forutsetningene for et perfekt marked. Kort oppsummert er forutsetningene at det finnes marked for alle typer goder, det foreligger veldefinerte eierrettigheter, ingen eksternaliteter, fri konkurranse, full informasjon og ingen kollektive goder (Bruvoll og Hasane, 2010). Et samfunnsproblem er for eksempel eksternaliteter i form av klimagassutslipp ved produksjon av goder. Hvis det ikke er knyttet sanksjoner til utslippene, vil ikke bedriften inkludere kostnaden for samfunnet i sin vurdering. I følge grunnleggende økonomisk teori vil det dermed oppstå en overproduksjon. Motsatt hvis det er en positiv eksternalitet knyttet til produksjonen (NOU, 2012). For å løse slike problemer må derfor det offentlige gripe inn. Når problemet og målene er definert blir neste steg å kartlegge nullscenarioet.
2 Nullscenarioet
Nullalternativet beskriver dagens situasjon og forventet videre utvikling dersom andre tiltak ikke iverksettes, og brukes som sammenlikningsgrunnlag opp mot de alternative tiltakene.
14
Siden nullscenarioet står helt sentralt når ulike tiltak skal vurderes, er det viktig at det utarbeides grundig.
I oppgaven vil biogassløsningen brukes som nullalternativ. Men på en litt annen måte enn det som beskrives i DFØs veileder. I DFØs veileder blir kostnader som allerede har påløpt ikke tatt med i analysen. I tilfellet med biogassanlegget har allerede noe av anlegget blitt
nedskrevet og dermed skal i utgangspunktet kun restkostnaden medregnes. Siden målet med oppgaven er å redegjøre for hvorvidt det er samfunnsøkonomisk lønnsomt å satse på biogass fremfor andre alternativer, vil jeg ta med alle kostnader og nytteeffekter knyttet til
biogassprosjektet. Også de som allerede har påløpt.
Analysen tar på den måten utgangspunkt i at biogassanlegget i Tønsberg ikke allerede
eksisterer, men at en enten kan bygge biogassanlegg for å håndtere avfallet eller gjennomføre andre tiltak. På denne måten fremkommer de totale kostnadene ved å realisere et slikt
biogassprosjekt. En slik tilnærming gjør også at resultatene kan brukes til å vurdere om det virkelig er samfunnsøkonomisk lønnsomt å satse på biogass fremfor andre relevante tiltak.
Også den eksterne validiteten styrkes, ettersom studiet blir lettere å overføre til andre aktuelle case.
3 Identifisere og beskrive relevante alternativtiltak
I en samfunnsøkonomisk analyse skal alle relevante tiltak beskrives så langt det lar seg gjøre.
Et tiltak er relevant dersom det kan løse problemet fastsatt i fase 1. Tiltak med åpenbare begrensninger bør for øvrig ekskluderes (NOU, 2012).
I oppgaven vurderes relevante tiltak med utgangspunkt i slik løsningen var før
biogassanlegget ble bygget. Avfallet ble da behandlet på tre forskjellige måter; kompostering, forbrenning og biogassproduksjon i Sverige. Ingen andre tiltak enn disse tre anses som
relevante. Kompostering og biogassproduksjon i Sverige har åpenbare begrensinger og vil ikke inngå i analysen. Dermed vil kun ulike alternativscenarioer for forbrenning vurderes som relevante tiltak. Som det fremgår i analysekapitlet er det flere mulige
«forbrenningsalternativer». I oppgaven vil de utvalgte alternativtiltakene19 vurderes opp mot biogassløsningen. Mer om dette i analysekapitlet
19 I oppgaven vil «alternativtiltak» og «alternativscenario» brukes om hverandre.
15 4 Identifisere-, tallfeste- og verdsette virkninger
I denne arbeidsfasen skal alle vesentlige virkninger av nullalternativet og relevante tiltak beskrives. Når virkningene er kartlagt blir neste steg å tallfeste og verdsette disse virkningene.
De virkningene som vil forekomme uavhengig av hvilket tiltak som blir iverksatt, er ikke nødvendig å tallfeste. Virkningene skal verdsettes i kroner så langt det lar seg gjøre, der dette ikke er mulig eller hensiktsmessig må en kvalitativ diskusjon av virkningen foretas
(Finansdepartementet, 2014b). Når det gjelder for eksempel klima- og miljøvirkninger, kan en vurdering av fysiske størrelser, som å måle utslipp i CO2-ekvivalenter, være mer
hensiktsmessig enn å sette en pris på effekten. Dette gjøres gjennomgående i oppgaven.
5 Vurdere samfunnsøkonomisk lønnsomhet
Når alle virkninger er verdsatt, fremkommer det ved å sammenlikne alle prissatte kostnader og nytteeffekter fra de ulike alternativene opp mot hverandre, hvilket alternativ som er samfunnsøkonomisk lønnsomt. Også en vurdering av hvordan ikke-prissatte20 virkninger kan tenkes å påvirke lønnsomheten skal inkluderes i denne fasen (DFØ, 2014). I oppgaven vil de ulike tiltakene vurderes opp mot nullalternativet, som er biogassløsningen. Dermed vil f.eks.
forbrenning være samfunnsøkonomisk lønnsomt dersom mernytten ved forbrenning overskrider merkostnaden21. Med merkostnaden menes kostnaden ved forbrenning utover kostnaden som forekommer ved biogassløsningen.
Til tross for at klimanytten er en ikke-prissatte nyttevirkning vil den presenteres sammen med det samfunnsøkonomiske resultatet av kost-nytteanalysen. Dette gjøres fordi klimanytten står helt sentralt i vurderingen av den samfunnsøkonomiske nytten i denne oppgaven, til tross for at den ikke er prissatt. De øvrige ikke-prissatte virkningene vil redegjøres for seg selv, og det vil i tråd med DFØs veileder vurderes hvordan de påvirker det samfunnsøkonomiske
resultatet. Som følge av at de øvrige ikke-prissatte virkningene også er ikke-kvantiserte vil de i oppgaven betegnes som ikke-kvantiserte virkninger siden det er en mer presis beskrivelse.
Det er vanlig å gjennomføre en såkalt dynamisk analyse, som vil si at tiltaket vurderes over flere år, gjerne hele dets levetid. I denne oppgaven foretas det derimot en statisk analyse, som innebærer at kost- nytteeffekter kun vurderes for ett år. Dette er i tråd med Miljødirektoratets (2013) vurdering. Det forsøkes dermed ikke å gjøres noen fremtidsprognoser i selve kost-
20Herunder inngår ikke-kvantiserte virkninger.
21 Det er her snakk om samfunnsøkonomisk merkostnad og mernytte
16
nytteanalysen, men for å vise følgene av eventuelle fremtidige endringer blir det gjennomført en usikkerhetsanalyse. Også virkninger som ikke er prissatt og/eller kvantisert må være med i vurderingen om i hvilken grad tiltaket er samfunnsøkonomisk lønnsomt.
For å få en overordnet oversikt av hvordan analysen vil gjennomføres i oppgaven har jeg laget en skjematisk fremstilling:
Figur 4- Tilnærming kost-nytteanalyse
Som det fremgår av figur 4 vil det gjennomføres en separat analyse av biogasscenarioet og forbrenningsscenarioet, for så å sammenlikne kost-nytteanalysene opp mot hverandre. Det er først når differansen av kost-nytteanalysene av scenarioene er kartlagt at resultatet av den samfunnsøkonomiske analysen fremkommer. Valget om å gjøre det på denne måten skyldes at det skaper bedre oversikt i oppgaven, ettersom analysen av hvert av tiltakene er svært omfattende.
6 Gjennomføre sensitivitets- og usikkerhetsanalyse
Formålet med denne fasen er å utføre en analyse av hvordan kritiske usikkerhetsfaktorer kan påvirke tiltakets lønnsomhet (DFØ, 2014). Analysen er todelt; først gjennomføres det en sensitivitetsanalyse for å kartlegge hvilke faktorer som har størst påvirkning på den samfunnsøkonomiske totalen. Deretter gjennomføres det en usikkerhetsanalyse hvor det vurderes hvor stor usikkerhet det er knyttet til de mest utslagsgivende faktorene. I DFØs (2014) veileder fremgår det at hovedvekten bør ligge på de faktorene som påvirker
17 lønnsomheten i negativ retning. Usikkerhet knyttet til ikke-prissatte virkninger av vesentlig størrelse skal også inngå i analysen.
7 Beskrive fordelingsvirkninger
Selv om et tiltak er samfunnsøkonomisk lønnsomt er det ikke nødvendigvis slik at alle aktører kommer bedre ut. Dersom fordelingsvirkningen går i en negativ retning for utsatte
samfunnsgrupper, må kompenserende aktiviteter vurderes. Av den grunn er det viktig å kartlegge hvilke aktører som tjener og taper på tiltaket. En kartlegging av
fordelingsvirkningene skal ikke inngå i kost-nytte analysen, men vurderes som et tillegg til analysen (Finansdepartementet, 2014b).
8 Gi en samlet vurdering av tiltaket – konklusjon
Den samlede vurderingen av tiltaket skal baseres på resultatet fra kost-nytte analysen, ikke- prissatte virkninger (herunder ikke-kvantiserte virkninger), samt usikkerhet knyttet til resultatene. Der det anses relevant skal det som et tillegg inkluderes en vurdering av fordelingsvirkninger (Finansdepartementet, 2014b).
Innhenting av data, kilder
For å kartlegge kost-nytte for de ulike scenariene måtte data hentes inn fra flere ulike aktører.
For innhenting av kostnadstall knyttet til produksjon av biogass er i hovedsak Greve Biogass og Østfoldforskning (Modahl et al. 2015) brukt som kilder. Mens for forbrenningsanleggene er informasjon hentet fra Avfall Norge samt diverse rapporter. Det er hele tiden merkostnaden ved et biogassanlegg som har stått i fokus, så kostnader som ville påløpt uavhengig av hvilken løsning som hadde blitt valgt, er ikke tallfestet.
Data for klimanytten er hovedsakelig hentet fra Østfoldforskning, men det er også brukt noen andre kilder. Østfoldforskning har tidligere gjennomført analyser for potensielle anlegg i Vestfold og Østfold, hvor forbrenning har blitt brukt som alternativscenario. Deres
beregninger av klimanytte er basert på litteraturstudie samt innspill fra ulike faggrupper. I den siste rapporten som ble utgitt i starten av 2015 (Modahl et al.), har de laget en oversikt over klimanytte for ulike substrater og forskjellige alternativscenarioer. At anlegget i Vestfold er brukt som en casestudie for å få frem klimanytten ved produksjon av biogass, samt at rapporten er forholdsvis ny, er en styrke for den delen av oppgaven som omhandler
klimanytten. Jeg har også hatt direkte kontakt med Østfoldforskning for å sikre at beregningen av klimanytte for Vestfold-caset er så presise som mulig. Både Østfoldforskning og
18
Miljødirektoratet har valgt en tilnærming hvor de ikke prissetter klimanytten. I oppgaven fremstiller jeg derfor resultatene på samme måte.
Validitet og relabilitet
Siden anlegget er i en oppstartsfase, vil relabiliteten til kostnadstallene være noe usikker. Men oppgaven baserer seg på forsiktighetsprinsippet, og bruker derfor kostnadstall som
antageligvis blir lavere på lengre sikt. Både Greve Biogass og Lindum anslår at kostnadene antagelig vil bli lavere når anlegget er godt innkjørt og produserer med full kapasitet (møte Gillund) og (mailkorrespondanse Aud Helene Rosenvinge, driftssjef Lindum).
Distribusjonssystemet er ikke fullt utbygd, og det vil derfor være en viss usikkerhet rundt de totale kostnadene for å kunne utnytte all gassen. I oppgaven tar jeg utgangspunkt i at den delen som ikke er utbygd, ligger på samme kostnadsnivå som det som allerede er bygd ut.
Det er også knyttet usikkerhet til flere andre variabler. Blant annet for å teste hvor robuste resultatene fra analysen er, har jeg gjennomført en sensitivitets- og usikkerhetsanalyse. I den analysen vil flere usikkerhetsfaktorer diskuteres.
Avveininger
Kostnadstall hentet fra gamle rapporter må prisjusteres til 2016 kroner. Til dette er det brukt en inflasjonsrate på 2%, som er gjennomsnittlig inflasjon de siste 10 årene ifølge KPI indeksen (SSB, 2016b). Å bruke KPI som mål på prisstigning, er i tråd med
Finansdepartementets (2014b) vurdering. Som en forenkling har jeg valgt å ikke prisjustere investeringskostnadene til biogassanlegget og de ulike forbrenningsanleggene.
Investeringskostnadene for forbrenningsanleggene er hentet fra Miljødirektoratets (2013) rapport, og er dermed oppgitt i 2013-kroner. Ettersom investeringene i biogassanlegget har påløpt over en lengre periode vil det være vanskelig å estimere eksakt differanse i
prisstigningen. I tillegg påløp store deler av investeringskostnaden til biogassanlegget i starten av 2015. En eventuell prisjustering vil derfor ikke utgjøre store forskjellen på resultatet.
I Finansdepartementets NOU (2012) fremgår det at som følge av skattevridning ved
innkreving av skatter, skal det regnes en kostnad på 20 øre for hver krone investert ved bruk av offentlige midler. De største investeringene i casestudiet er til biogass- og
forbrenningsanlegg med tilhørende distribusjonssystem, samt investering i gasskjøretøy. Hvor stor andel av disse investeringene som er finansiert gjennom offentlige midler er vanskelig å
19 anslå. På grunn av oppgavens omfang er det ikke prioritert å kartlegge dette. Derfor vil ikke kostnaden ved skattevridning regnes med i oppgaven. Det er for øvrig verdt å nevne at
biogassanlegget er helfinansiert gjennom offentlige midler22, men det er antagelig flertallet av de norske forbrenningsanleggene også23. Hvis forbrenningsanleggene er helfinansiert
gjennom skatteseddelen vil kostnaden som følge av skattevridning, bli høyere enn for biogassanlegg, fordi disse anleggene har en mye høyere investeringskostnad og
skattekostnaden er prosentvis. Det er usikkert om denne forenklingen over eller undervurdere kostnaden av biogassprosjektet. Men jamfør resonnementet over virker sannsynlig at
kostnaden ved bygging av forbrenningsanlegg undervurderes noe. Dermed overvurderes kostnadene relativt for biogasscenarioet ved en slik tilnærming.
Finansdepartementet (2014b) har vedtatt at det skal brukes en kalkulasjonsrente på 4 % ved samfunnsøkonomiske vurderinger av ulike investeringstiltak med levetid på 0-40 år. Det har vært forslag om bruk av en lavere kalkulasjonsrente for investering i miljøtiltak (NOU,2012, s. 68), men det er ingen konsensus på området. Derfor vil en kalkulasjonsrente på 4 % brukes for alle investeringer i oppgaven.
Avskrivningsperioden brukt for de ulike varige driftsmidlene, er hentet delvis fra tidligere rapporter, i tillegg til samtaler med fagfolk. Det benyttes lineære avskrivninger for å fordele investeringskostnaden utover hele driftsmidlets levetid. Kapitalkostnaden består av årlige avskrivninger samt alternativkostnaden som gjenspeiles av kalkulasjonsrenten på 4 %. Det er i oppgaven valgt å oppgi gjennomsnittlig kapitalkostnad for driftsmidlets levetid, uten å skille mellom alternativkost og nedskrivning. For en investering i et varig driftsmiddel på 100 millioner, med antatt levetid på 10 år, vil dermed årlige nedskrivninger være 10 millioner kroner. Og alternativkostnaden det første året med rente på 4 % vil være 4 millioner. Ved å beregne alternativkostnaden for hvert år fremkommer det at den gjennomsnittlige
kapitalkostnaden vil være 12,2 millioner kroner/år.
Kalkulasjonsprisen på vareinnsats skal ifølge Finansdepartementets rundskriv (2014b) beregnes som pris eksklusive toll og merverdiavgifter, men inklusive avgifter som er
begrunnet med korreksjon for eksterne virkninger. En slik kalkulasjonspris skal kun brukes i de tilfeller hvor det offentlige i liten grad konkurrerer med privat virksomhet. Der hvor det
22 Gjennom Tønsberg kommune, Evova og innovasjon Norge
23 Tre av de største forbrenningsanleggene i Norge er offentlig eid, og dermed finansiert gjennom offentlige midler: Klemetsrudanlegget (2016), Returkraft (2016) og FREVAR (2016).
20
offentlige konkurrerer direkte med privat virksomhet, skal markedspriser anvendes.
Avfallsmarkedet regnes i liten grad å konkurrere med privat virksomhet, derfor vil den førstnevnte metoden for å kalkulere prisene på anvendes. Men i oppgaven vil også eventuelle avgifter som skal korrigere for eksterne virkninger, trekkes fra prisen. Dette fordi de eksterne virkningene tas høyde for ved å tallfeste utslippene direkte. Avgiften kan ikke forventes å gjenspeile kostnaden av eksternaliteten helt perfekt. I tillegg er det i enkelte tilfeller uklart hvor stor del av avgiften som er innført som en korreksjon for eksterne virkninger, og hvor stor del som er innført av fiskale grunner. Derfor vil en ekskludering av denne avgiften, og en måling av utslippene direkte, antagelig gi et mer riktig bilde av kostnaden for samfunnet av eksternalitetene.
Som en forenkling er det for øvrig benyttet bedriftsøkonomiske kostnadstall (markedspriser) for driftskostnaden ved produksjon av biogass og ved behandling av avfallet i
forbrenningsanlegg. Ved å benytte bedriftsøkonomiske kostnadstall for begge hovedscenarioene, vil kostnadene bli sammenlignbare, og man unngår unødvendig kompliserte beregninger. Det er for eksempel forskjell på bedriftsøkonomi og
samfunnsøkonomi hva gjelder kostnader til transport, elektrisitet og arbeid (Miljødirektoratet 2013)
21
4 Samfunnsøkonomisk analyse
Fremgangsmåten for dette kapitlet består (som beskrevet i metodekapitlet) av 8 arbeidsfaser:
1 Beskrive problemet og formulere mål 2 Beskrive nullalternativet
3 Identifisere og beskrive relevante alternativtiltak 4 Identifisere-, tallfeste- og verdsette virkninger 5 Vurdere samfunnsøkonomisk lønnsomhet
6 Gjennomføre sensitivitets- og usikkerhetsanalyse 7 Beskrive fordelingsvirkninger
8 Gi en samlet vurdering av tiltaket - konklusjon
Som nevnt tidligere har ikke alle fasene blitt gjennomført i kronologisk rekkefølge. Dette gjelder spesielt for nullalternativet som først vil beskrives i korte trekk i fase 2, før en grundigere gjennomgang redegjøres for etter at relevante alternativtiltak er identifisert og beskrevet. Dette gjøres for å skape bedre flyt i oppgaven.
4.1 Beskrive problemet og formulere mål
Målet om at Norge skal bli et lavutslippsland er det overordnede målet som har ført frem til satsningen på biogass. Regjeringen har fastslått at økt satsning på produksjon og bruk av biogass basert på husdyrgjødsel og våtorganisk avfall kan være en mulig vei mot å nå målet (Klima- og miljødepartementet 2014). Mer konkret skal biogassanleggene redusere utslippene ved å erstatte fossilt drivstoff med biogass, samt hindre utslipp av klimagasser ved å bruke husdyrgjødsel som innsatsfaktor i produksjonen. Videre er det et mål i seg selv å redusere behandlingskostnadene for det våtorganiske avfallet i kommunene.
Det overordnede målet om å redusere utslippene er i utgangspunktet et godt mål, men å konkludere med at biogassproduksjon og tilhørende kildesortering er veien dit er ikke nødvendigvis en riktig konklusjon. Målet om å øke produksjonen av biogass er kun legitimt dersom biogass virkelig er den mest kostnadseffektive måten å redusere utslippene på.
Biogassproduksjon forutsetter at det våtorganiske avfallet sorteres ut fra restavfallet.
Bioresten fra det våtorganiske avfallet som føres tilbake til bøndene, kan ses på som en form
22
for gjenvinning ettersom ny mat dermed kan produseres fra energien fra avfallet. I følge Bruvoll og Hasane (2010) er målet om kildesortering og gjenvinning av avfall ikke tuftet på samfunnsøkonomiske prinsipper. Med dette mener de at målet og virkemiddelet er valgt uten at problemet er klart identifisert, og andre muligens mer effektive tiltak vurdert.
Etter samfunnsøkonomiske prinsipper må samfunnsproblemene avklares først. For deretter å formulere mål om å løse de eventuelle problemene. De neste avsnittene følger delvis Bruvoll og Hasanes resonnement.
For at det offentlige skal ha grunn til å gripe inn i et marked, må det foreligge en form for markedssvikt. Det vil si at noen av forutsetningene for fullkommen konkurranse ikke er oppfylt. Kort oppsummert er forutsetningene at det finnes marked for alle typer goder, det foreligger veldefinerte eierrettigheter, ingen eksternaliteter, fri konkurranse, full informasjon og ingen kollektive goder (Bruvoll og Hasane, 2010). Om en eller flere av disse ikke er oppfylt, er det behov for reguleringer for å redusere eller helst eliminere markedssvikten.
Det er hovedsakelig fem typer markedssvikt knyttet til argumentene for gjenvinning av avfall og bedret behandling av husdyrgjødsel.
i) Det er knyttet eksternaliteter til sluttbehandling av avfall, i form av utslipp. Med sluttbehandling menes her forbrenning.
ii) Det er knyttet eksternaliteter i form av utslipp ved behandling av husdyrgjødsel.
iii) Det er eksternaliteter i form av utslipp fra utvinningen av naturressurser24.
iv) Det er eksternaliteter i form av utslipp fra produksjon av kunstgjødsel basert på nye råvarer.
v) Brudd på forutsetningene om fri konkurranse i råvaremarkedet for fosfor. Dette kan føre til for høyt uttak av naturressursen.
Dette er altså i korte trekk de antatte samfunnsøkonomiske problemene ved avfallsmarkedet som fører til at regulering er nødvendig. En forutsetning for inngripen blir videre at problemet ikke allerede er tatt hånd om ved eksisterende reguleringer, som f.eks. avgifter på CO2-
utslipp.
24 Naturressursen det er snakk om her er hovedsakelig fosfor.
23 For markedssvikt i) er det ingen reguleringer som sørger for å redusere eksternaliteten som påløper i form av utslipp. Forbrenningsavgiften ble fjernet i 201025 (Miljødirektoratet, 2014), og dermed er ikke eksternaliteten for forbrenning internalisert. Utslipp fra husdyrhold er ikke avgiftsbelagt, derfor er heller ikke markedssvikt ii) regulert.
Markedssvikt iii) – v) er det vanskelig å avgjøre om hvorvidt er regulert eller ikke. På grunn av oppgavens omfang vil det ikke gås i dybden på dette spørsmålet, men det vil likevel foretas en kortfattet diskusjon.
iii) Utvinningen av fosfatstein26 forårsaker utslipp av betydelig størrelse (Sandmo, 2008). De største fosfatreservene befinner seg i land som USA, Marokko, Sør-Afrika og Kina. Det utvinnes mest fosfor fra Marokko (inkludert okkuperte Vest-Sahara) og Kina (Sandmo, 2008).
Det virker rimelig å anta at hvert fall utvinningen fra disse landene ikke er avgiftsbelagt. I en rapport (Lindhjem et al. 2009, s. 173) fremkommer det at utvinning av naturressurser knyttet til landbruket ikke er avgiftsbelagt i noen av de nordiske landene. Det virker dermed
sannsynlig at ingen av de nevnte landene (USA osv.) har en avgift på utvinning av fosfat.
iv) Produksjon av kunstgjødsel medfører utslipp av klimagasser (Sandmo, 2008). Om dette utslippet er avgiftsbelagt har jeg ikke lyktes å finne kilder på. Det er dermed usikkert om denne eksternaliteten er internalisert.
En mulig løsning for å redusere utslippene knyttet til utvinning av fosfatstein og produksjon av kunstgjødsel er å avgiftsbelegge bruken av kunstgjødsel. Per i dag er det ingen
klimabegrunnet avgift på kunstgjødsel (NOU, 2015). Dermed er ikke eksternalitetene internalisert som en avgift direkte på sluttbrukerprisen.
v) Det er begrenset mengde drivverdig mengde med fosfor i verden. Hvis ikke fosfor
resirkuleres fra matavfall og annet organisk avfall (ved for eksempel biogassproduksjon), må mer fosfor tas ut av de reservene som finnes. EU har fosfor på listen over kritiske råvarer (Vestlandsforskning, 2008). Det er anslått at kildene for drivverdig fosfor vil være tappet innen 100 år til noen hundre år (Miljødirektoratet, 2013). Dette er et tegn på at det er for høyt
25 Det er verdt å merke seg at da Bruvoll og Hasane publiserte deres artikkel var forbrenning av avfall avgiftsbelagt.
26 Fosfatstein har høyt innhold av fosfor, og er det som brukes for å tilføre fosfor i kunstgjødselen.
24
uttak av fosfor. Men det er usikkert om dette skyldes brudd på fri konkurranse i
råvaremarkedet. På grunn av oppgavens omfang har jeg valgt å ikke undersøke dette nærmere.
Med informasjonen presentert over er det ikke mulig å fastslå om markedssvikt iii) – v) er korrigert for. Men det virker sannsynlig at hvert fall noe av eksternaliteten ikke er internalisert gjennom avgifter, og at dermed en resirkulering av fosfor kan være med på å redusere
markedssviktene. Dette forutsetter for øvrig at reduksjonen av fosforbruk i Norge fører til redusert utvinning av fosfatstein og at produksjonene av kunstgjødsel reduseres. Dette er ikke nødvendigvis tilfelle. På grunn av oppgavens omfang velger jeg å ikke gå videre inn på denne diskusjonen.
Konklusjonen fra denne diskusjonen blir at det kun er markedssvikt i) og ii) vi med sikkerhet kan si at ikke er regulert. Det samfunnsøkonomiske målet blir dermed å redusere disse to formene for markedssvikt, til en lavest mulig kostnad.
Det neste spørsmålet som må besvares, er om det foreligger treffsikre tiltak som kan bidra til å redusere disse formene for markedssvikt. I oppgaven vil jeg ved å gjennomføre en kost- nytte analyse redegjøre for hvorvidt produksjon av biogass er en adekvat løsning på problemene. Andre relevante tiltak som kompostering og biogassproduksjon i Sverige vurderes også under kapittel 4.2 «alternativscenarioer».
4.2 Nullalternativet
Nullalternativet er produksjon av biogass på 50 000 tonn våtorganisk avfall og 60 000 tonn husdyrgjødsel. I analysen skilles det mellom «produksjon» og «anvendelse».
Produksjonsdelen av verdikjeden inkluderer alt som skjer med avfallet og husdyrgjødselen fra det oppstår til det blir omdannet til biogass og biorest. Samt hele livsløpet til bioresten.
Verdikjeden for anvendelse inkluderer distribusjon og anvendelse av gassen, inklusive innkjøp av gasskjøretøy, bygging av fyllestasjoner og distribusjonssystem for gassen.
En mer inngående beskrivelse av nullalternativet vil bli presentert under «analyse biogass».
Nullalternativet er fremstilt i figur 3, s.11.
4.3 Alternativscenarioer
25 Husdyrgjødselen ble tidligere lagret på gårdene og senere spredd på jordene som gjødsel. For å øke avlingene supplerte også bøndene med kunstgjødsel. Det anses lite sannsynlig at andre tiltak for husdyrgjødselen ville blitt iverksatt dersom biogassanlegget ikke hadde blitt bygd.
For alle de relevante alternativscenarioene vil det derfor antas at husdyrgjødselen lagres på gårdene og spres på jordene, samt at bøndene supplerer med kunstgjødsel.
Det våtorganiske avfallet fra Vestfold, Drammensregionen og Asker ble tidligere utsortert og sendt til behandling i biogassanlegg i Sverige (møte Gillund) og (RfD27, 2016). I Bærum ble avfallet kastet sammen med restavfallet og behandlet i forbrenningsanlegg (Bærum kommune,2016) og (Mepex, 2013). Det våtorganiske avfallet fra Grenland ble utsortert og sendt til kompostering i Odda (mailkorrespondanse Erik Høines28). Forbrenning,
kompostering og biogassproduksjon i Sverige anses derfor som tre mer eller mindre relevante alternativtiltak29. I oppgaven vil, av ulike grunner, kun forbrenning brukes som
alternativscenario.
Dette valget er hovedsakelig fattet på det grunnlag av at et slikt alternativscenario kan bidra til å sette lys på om det har noe for seg å resirkulere våtorganisk avfall. Som nevnt i
innledningen er det flere som stiller seg kritisk til om gjenvinning er en god håndtering av avfallet. Matavfall utgjør bare en liten del av det utsorterte avfallet, og en
samfunnsøkonomisk analyse knyttet til dette substratet vil dermed ikke kunne gi hele det nødvendige bildet for å vurdere om avfall bør resirkuleres eller brennes. Målet med oppgaven er ikke å kartlegge hvorvidt det er hensiktsmessig å resirkulere alt avfall fremfor forbrenning, men å finne ut av om det vil lønne seg i et samfunnsøkonomisk perspektiv å resirkulere det våtorganiske avfallet fremfor å forbrenne det.
Videre ville det ikke vært spesielt interessant å gjøre en samfunnsøkonomisk analyse ved å bruke behandling i biogassanlegg i Sverige som referanseløsning. Dette fordi biogassanlegget i Vestfold benytter samme teknologi som de nyeste biogassanleggene i Sverige, og det vil derfor ikke være noen stor forskjell på effekt (møte Gillund). Det vil si at om avfallet behandles i Sverige eller Norge oppnår en ca. likt klimautbytte knyttet til produksjonen og anvendelse av gassen. Men når man regner med den ekstra transporten som påløper om
27 Renovasjonsselskapet i Drammen
28 fagansvarlig utvikling ved «Renovasjon i Grenland»
29 Med dagens teknologi foreligger det ingen andre relevante behandlingsformer for det våtorganiske avfallet
