Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Greenhouse gas emissions from human activity need to decrease for the Paris agreement goal of 1.5° C of global warming to be reached, and while emission reduction efforts remain the most important tool for combating climate change, it is increasingly evident that negative emission technologies (NETs) will play a key role reaching the climate targets of the Paris agreement. Two examples of NETs that are expected to contribute to the Swedish climate targets are bioenergy with carbon capture and storage (BECCS), and biochar production, which are technologies that both use biomass to generate energy while capturing carbon, making them potential replacements to traditional means of bioenergy production. In this report, the technical and economic conditions needed for BECCS and biochar to be able to compete with combined heat and power production (CHP) in Sweden is assessed through a literature study, stakeholder interviews, and a scenario based techno-economic net present value (NPV) analysis. The results of the analysis show that only the scenarios with the most favourable conditions for BECCS and biochar are able to achieve a higher net present value compared to CHP production. Ambitious CO_2 pricing and low system costs are identified as important variables for BECCS to outperform CHP economically. For biochar production, a high biochar selling price and low system costs are identified as important variables. Furthermore, low energy prices are shown to be beneficial to the economic performance of both BECCS and biochar when compared to CHP. Lastly, the effect of biomass availability on BECCS and biochar deployment is identified as a possible increasingly important factor to consider if the sustainability demands on biomass become more stringent and its number of competing uses increase. Care therefore needs to be taken to avoid the potentially harmful consequences on biodiversity if large scale deployment is to be successful.

För att Parisavtalets 1.5-gradersmål ska nås behöver de globala koldioxidutsläppen nå en netto noll-nivå inom de kommande årtiondena. Samtidigt som rena utsläppsminskningar fortfarande är det viktigaste sättet att uppnå detta, så är det nu även allmänt erkänt att olika typer av negativa utsläpp kommer spela en viktig roll för att klimatavtalet ska kunna nås i tid.
Negativa utsläpp innebär att man på olika sätt minskar mängden koldioxid i atmosfären. Det flera metoder för detta, men koldioxidinfångning från luften och plantering av skog är två vanliga exempel.
I detta arbete undersöks BECCS och biokol – två olika tekniker som använder biomassa för att producera energi och samtidigt fånga in koldioxid – för att se vilken praktisk genomförbarhet de har i Sverige, samt hur ekonomiskt konkurrenskraftiga de är jämfört med traditionell kraftvärmeproduktion från biomassa (gemensam värme- och elproduktion från förbränning). Med hjälp av intervjuer med intressenter samt en litteraturstudie togs scenarier fram för olika förutsättningsnivåer för teknikerna. Dessa scenarier testades sedan i en tekno-ekonomisk modell för att undersöka hur ekonomiskt gångbart en investering i BECCS eller biokol är i de olika scenarierna. Samma beräkningar gjordes sedan för kraftvärmeproduktion, och resultaten för de negativa utsläppsteknikerna och kraftvärmeanläggningen jämfördes sedan.

De viktigaste resultaten:

Både BECCS och biokol kan endast prestera bättre ekonomiskt än kraftvärme i de mest gynnsamma scenarierna, vilket tyder på att nuvarande regleringar, kostnader, tekniska osäkerheter och policyincitament resulterar i förutsättningar som inte är gynnsamma nog för storskalig implementering.

Försäljningspriset av CO_2 har en större ekonomisk påverkan på BECCS än biokol, vilket troligen innebär att BECCS är mer känslig för utformningen av framtida klimatpolicy.

Försiktighet behöver iaktas för att undvika de potentiellt skadliga konsekvenserna på biologisk mångfald om storskalig implementering av teknikerna ska ske.