Kotimainen biodieseltuotanto ja kansallinen kasvihuonekaasutase

Transkriptio

1 Kotimainen biodieseltuotanto ja kansallinen kasvihuonekaasutase Kim Pingoud*, Juha Forsström*, Johanna Pohjola**, Terhi Vilén***, Lauri Valsta**, Hans Verkerk*** * Teknologian tutkimuskeskus VTT **Helsingin yliopisto, metsäekonomian laitos ***Euroopan metsäinstituutti EFI kim.pingoud@vtt.fi Argumenta-seminaari: Biomassan rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä Tilastokeskus

2 Tutkimuksen taustaa Biopolttoaineiden epäsuorien vaikutusten tutkimus keskittynyt peltobiomassasta valmistettaviin biopolttoaineisiin (esim. maissietanoli) Esim. maissietanolin lisäkysynnän vaikutus rehun maailmanmarkkinahintoihin ja tästä seuraavat epäsuorat maankäyttövaikutukset (metsäkato Brasiliassa) Öljyn hinnan alenemisen kautta tulevan rebound-vaikutuksen tutkimus on ollut vähäistä Perinteisten elinkaaritarkastelujen puute: epäsuoria vaikutuksia vaikea arvioida Siksi tarkastelukulmaa laajennettu Laskelmat osittais- ja yleisen tasapainon malleilla, jotka kuvaavat (osan) markkina- ja epäsuorista vaikutuksista 2

3 Tutkimuksen tavoite Mikä on kotimaisen puupohjaisen biodieselin valmistuksen vaikutus kasvihuonekaasutaseeseen ml. metsien hiilitaseen muutos, kun käytössä on useita, osittain päällekkäisiä poliittisia ohjauskeinoja: 38% EU-tavoite uusiutuville energiamuodoille 310 TWh EU-tavoite energian loppukäytölle Erillinen tavoite biopohjaisille liikennepolttoaineille Joustava päästönvähennystavoite päästökauppasektorilla (EU:n päästökauppajärjestelmä ETS) Kiinteä päästönvähennystavoite ei-päästökauppasektorilla (non-ets), johon kuuluu mm. liikenne Metsien hiilitaseen kehitys ei vaikuta päästötavoitteisiin 3

4 Tutkimuksen kontribuutio Metsäbiomassaan perustuva toisen sukupolven tuotanto Kilpailu puubiomassasta: biojalostamoon, energiaksi, hiilensidontaan metsissä Energiasysteemin epäsuorat kasvihuonekaasuvaikutukset, puumarkkinavaikutukset Laskelmissa rajoitteena EU:n ilmasto- ja energiapolitiikka Laskelma sisältää arvion metsien ja maaperän hiilitaseen kehittymisestä suhteessa perusuraan 4

5 Taustaoletukset Metsäteollisuuden kehityksen perusura (METLA-skenaario) Energiajärjestelmän kehittyminen ilmasto- ja energiastrategian mukainen Energiajärjestelmä sopeutuu tavoitteisiin markkinaehtoisesti kustannukset minimoiden 5

6 Mallistruktuuri: energiajärjestelmämalli EPOLA + metsämalli EFISCEN

7 Energiasysteemin rakenne: polttoainevirrat, osajärjestelmien kytkennät Energyystem structure: sekä niihin fuelvaikuttavat flows and tekijät subsystem connexions VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Model boundary External drivers Wood fuel Forest Raw material ETS Energy production Allowance price Fossil fuels Fuel market Industries Biorefinery Biofuel Renewable share Energy efficiency nonets Energy end-use Transport Emission upper bound Biofuel share

8 Energiajärjestelmän toiminnan arviointi Asetettu liikenteen biopolttoainetavoite 10%-20% oletetaan saavutettavaksi kotimaisella puupohjaisella biodieselillä, joka korvaa fossiilista dieselpolttoainetta Tutkitaan päästövaikutuksia, kun puun tarjontakäyrää sekä päästöoikeuden hintaa vaihdellaan Perustasona energiajärjestelmän kasvihuonekaasupäästöt, kun 38% uusiutuvien tavoite tyydytetty ilman liikenteen biopolttoaineita 8

9 Price index eur / tonco2 VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Puun tarjontakäyrä Päästöoikeuden hinta Low Interm High Harvesting potential

10 Emissions [tonco2] Allowance price 80 High Interm Low Wood supply Energiaperusteisten kasvihuonekaasupäästöjen perustaso (Mtn CO2 eq) eri päästöoikeuden Figure 6. The base hinnoilla surface of ja emissions puun tarjontakäyrillä, (Mt CO2) from the kun energy tieliikenteen sector without biodieselin käyttö production ja tuotanto in = Allowance 0. Vuosi price and wood supply curve define the system state.

11 GWh VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Energiamarkkinoiden vaikutus: mistä lähteistä puu ohjautuu biodieselin valmistukseen Vuosi 2025, päästöoikeuden hinta 50 /tn CO Harvest Industry Energy NonETS LOW INTERM HIGH LOW INTERM HIGH 10 % 20 % 11

12 MtonCO2 VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Vaikutukset päästöihin Puun tarjonnan vaikutus päästöihin eri sektoreilla kun päästöoikeuden hinta 50 /tn CO2 Huom: ETS-sektorin lisäpäästöt kompensoidaan päästökaupalla 60 ETS non-ets Total 50 0 % 10 % 20 % Low Interm High Low Interm High Low Interm High Wood supply Wood supply Wood supply 12

13 MtonCO2 VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Ei-päästökauppasektorin (non-ets) päästöt Päästöoikeuden hinta 50 /t CO2, kotimaisen biodieselin osuus 0 % tai 20% Transport Space heating Industry Other Transport 0%

14 Puun kysyntä Mm3 VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Puunkysyntä EPOLA-mallissa: syöttötiedot EFISCEN-malliin Kotimaisen biodieselin osuus liikennepolttoaineista 0%, 10% ja 20% % 10 % 20 %

15 EFISCEN tuloksia: puuston ja maaperän hiilivaraston muutokset Tree C stock change, Gg C/yr % 10 % Soil C stock change, Gg C/yr Gg C/yr % Gg C/yr % 10 % %

16 ton(co2) / ton(fuel) VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Kokonaistase laskettuna tonnille biodieseliä (metsät + ei-päästökauppasektori) 4 Forest non-ets energy system Total 3 B10-B0 B20-B

17 Metodologista pohdintaa Energiajärjestelmämalli on dynaaminen LP-malli, jossa osa tavoitteista kuvattu ulkoisina, koko järjestelmälle asetettuina rajoituksina: Laskelmista selviää, onko olemassa tekniset vaihtoehdot tavoitteen saavuttamiseksi. Se ei kerro niiden toteutettavuudesta. Puun tarjontafunktion porrasmaisuus johtaa välillä täsmälleen samansuuruisiin hakkuisiin, vaikka tilanteet olisivat erilaiset. EFISCEN on simulointipohjainen metsämalli, jossa käyttäjä määrittelee hakkuiden toteuttamisen. Puumarkkinat eivät kuvaudu aidosti. 17

18 Johtopäätökset Biodiesel-tavoitteen (10% ja 20%) seurauksena ei-päästökauppasektorin, johon liikenne kuuluu, päästöt alenevat, mutta päästökauppasektorin päästöt kasvavat Suomessa, samoin kokonaispäästöt Suomen rajojen sisällä Tavoitteen tyydyttämiseksi metsäbiomassan kysyntä lisääntyy, mutta suurelta osin kysyntä tyydytetään puuaineksen vähenevällä käytöllä päästökauppasektorilla näissä laskelmissa Metsien hiilinielu säilyy mutta se pienenee hieman biodiesel-tavoitteen seurauksena Metsänielujen huomioiminen päästövelvoitteissa muuttaisi metsäbiomassan kilpailutilannetta ja mallin antamaa kustannuksia minimoivaa ratkaisua. Päästökauppasektori kompensoi päästöjen kasvun ostamalla päästökiintiöitä eli EUtasolla päästökauppasektorin päästöt eivät muutu 38 % tavoite uusiutuvalle energialle on tyydytettävissä ilman tieliikenteen biopolttonesteitä Kotimaisen liikennepolttoaineiden valmistukseen asetettu lisätavoite ei ole taloudellisesti tehokas päästönvähennyskeino 18