CCS:n rooli Suomen energiajärjestelmässä vuoteen 2050 Tiina Koljonen & Antti Lehtilä VTT CCS-seminaari 28.10.2009, Hanasaari
SISÄLTÖ 1. TAUSTAA 2. CCS:N MERKITYS GLOBAALISTI ILMASTONMUUTOKSEN HILLINNÄSSÄ 3. CCS:N SOVELTAMINEN SUOMEN OLOSUHTEISSA 4. JOHTOPÄÄTÖKSET 2
TAUSTAA CCS:n merkitystä ilmastonmuutoksen hillinnässä on arvioitu skenaariotarkasteluin Globaalit pitkän aikavälin ( 2100) arviot Energy Visions 2050 hankeen tarkasteluissa (Tekesin ClimBus-ohjelma) CCS:n soveltamista Suomen olosuhteissa tarkasteltu CCS-Suomi-hankkeessa Skenaariotarkasteluissa lähtökohtana on kustannustehokkain polku toteuttaa tarvittavat energiapalvelut line eli business as usual Ilmastonmuutoksen hillintäskenaario: khkpäästöjen (CO 2, CH 4, N 2 O, F-kaasut) radikaali vähentäminen CAN FSU WEU EEU USA MEA CHI JPN KOR MEX IND AFR ODA LAM AUS Aluejako globaaleissa tarkasteluissa 3
EU:N TAVOITTEENA ON VAKAUTTAA ILMAKEHÄN LÄMPÖTILAN NOUSU KAHTEEN ASTEESEEN CO 2 -päästöt fossiilisten polttoaineiden poltosta 2 Gt CO /a 2 /year 70 60 50 40 30 Industrial countries Developing countries Total Industrial countries, 2000-2005 Developing countries, 2000-2005 Total 2000-2005 line, IEA Energy Technology Perspectives 2008 20 10 50 % päästövähennystaso 0 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 50 ja 85 % päästövähennystasot vastaavat 2 asteen tavoitetason ylä- ja alarajaa (IPCC 2007). EU:n tavoitteena on vähentää kasvihuonekaasupäästöjä 60-80 % vuoteen 2050 mennessä. 85 % päästövähennystaso Sources: CDIAC, IEA, VTT, CAIT (values 2000-2005) 4
ENERGIASEKTORI ON NYKYÄÄN SUURIN KASVIHUONEKAASUPÄÄSTÖJEN AIHEUTTAJA Lähde: VTT, Energy Visions 2050, data source: CAIT 5
CCS:N AVULLA ENERGIASEKTORIN KASVIHUONEKAASUPÄÄSTÖJÄ VOIDAAN VÄHENTÄÄ MERKITTÄVÄSTI Lähde: VTT, Energy Visions 2050 6
TULEVAISUUDEN ENERGIAJÄRJESTELMÄSSÄ FOSSIILISILLA POLTTOAINEILLA ON EDELLEEN MERKITTÄVÄ ROOLI Lähde: VTT, Energy Visions 2050 line-skenaario: Business as usual, eli ei ilmastotavoitteita vuoden 2012 jälkeen 2 C Market-skenaario: lähtökohtana ilmakehän lämpötilan nousun rajoittaminen kahteen asteeseen 2 C Boost-skenaario: 2 C Market-skenaario nopeutetulla teknologian kehityksellä 7
ILMASTONMUUTOKSEN HILLINTÄ VAATII LOPULTA HIILIDIOKSIDIPÄÄSTÖTÖNTÄ ENERGIAJÄRJESTELMÄÄ Lähde: VTT, Energy Visions 2050 line-skenaario: Business as usual, eli ei ilmastotavoitteita vuoden 2012 jälkeen 2 C Market-skenaario: lähtökohtana ilmakehän lämpötilan nousun rajoittaminen kahteen asteeseen Regional world-skenaario: Eri alueet toteuttavat omaa ilmastopolitiikkaansa (2 asteen tavoite ei toteutunut) 8
VUONNA 2050 20-30 % GLOBAALEISTA CO 2 - PÄÄSTÖVÄHENNYKSISTÄ VOITAISIIN KUSTANNUSTEHOKKAASTI TOTEUTTAA CCS:LLÄ Global emissions, Pg CO2 70 60 50 40 30 20 10 line 2 C, Gross 2 C, With afforestation 2 C, With CCS CCS 0 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Lähde: VTT, Energy Visions 2050 9
CCS:N SOVELTAMINEN SUOMEN OLOSUHTEISSA Skenaariolaskelmien lähtökohta: Laskennassa käytetty VTT:n Suomen TIMES energiajärjestelmämallia, jossa on kuvattu Suomen nykyinen energiajärjestelmä Perusskenaariossa (baseline) huomioitu nykyinen energia- ja ilmastopolitiikka sekä päätetyt toimenpiteet Energian tuotanto ja infrastruktuuri: Vanhan kapasiteetin laskennallinen poistuma Investointeja ydin- ja vesivoimaan rajoitettu Energian kysyntä perusskenaariossa noudattaa TEM:n (2008) arvioita Suomen osalta CCS-oletukset CCS:n integrointi mahdollista energian tuotantoon ja teollisuuslaitoksiin (metalli-, öljynjalostus-, sementti- ja puunjalostusteollisuus) Bio-CCS mukana päästökauppajärjestelmässä, sallittu vain suuren kokoluokan laitoksissa 10
CO 2 :N VARASTOINTI SUOMEN NÄKÖKULMASTA Suomi kilpailee samoista CO 2 :n kuljetus- ja varastointipalveluista muiden Euroopan maiden kanssa CCS-palvelun hinta oletettavasti kasvaa kuljetusmatkan kasvaessa Onshore CCS-palvelu edllisempaa kuin offshorepalvelu CCS Suomelle keskimäärin kalliimpaa kuin Keski- Euroopan maille Euroopan varastopotentiaali riittäisi noin 60 vuodeksi Euroopan nykyisten CO 2 - päästöjen varastointiin Osa varastoista pieniä, jolloin myös kustannukset kasvavat Mt CO2 CO 2 :n varastointipotentiaali Itä- ja Länsi-Euroopassa 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 EEU WEU Norja Suolavesikerrostumat Ehtyneet öljy- ja kaasukentät Kivihiilikerrostumat Data: EU GeoCapacity-projekti 11
PRIMÄÄRIENERGIAN KULUTUS SUOMESSA ERI PÄÄSTÖOIKEUDEN HINTATASOILLA 2002 2010 2020 2030 2040 2050 (1) 1800 Other 1600 Coal 1400 Peat 1200 Natural gas 1000 Oil products 800 Black liquor 600 400 200 0 Wood fuels Nuclear Hydro & wind Electricity imports 12 Primaarienergia, PJ
SÄHKÖENERGIAN KOKONAISHANKINNAN RAKENNE SUOMESSA ERI PÄÄSTÖOIKEUDEN HINTATASOILLA 2002 2010 2020 2030 2040 2050 (1) 120 Electricity imports Electricity supply, TWh 100 80 60 40 Other condensing District CHP Industrial CHP Gas/oil condensing Coal/peat condensing Wind power 20 0 Hydro power Nuclear 13
SUOMEN KASVIHUONEKAASUPÄÄSTÖT VUOTEEN 2050 90 1990 2000 2010 2030 2050 (1) 80 70 HFC, PFC & SF6 Dityppioksidi Milj. tonnia (CO2) 60 50 40 30 20 Metaani CO2, muut lähteet CO2, liikenne CO2, pienpoltto 10 0 1990 2000 CO2, energian tuotanto ja teoll. 14
CO 2 -PÄÄSTÖJEN VÄHENNYS CCS:N AVULLA SUOMESSA 18 2020 2030 2040 2050 16 14 12 10 8 6 4 2 Fuel conversion Industry Bio-CCS electricity Fossil electricity 0 15
JOHTOPÄÄTÖKSET CCS on nykytiedon perusteella kustannustehokas päästöjenvähennyskeino pitkällä aikavälillä, mikäli tavoitteena on ilmastonmuutoksen hillintä CCS soveltuu myös Suomen olosuhteisiin Useita suuria CO 2 -pistelähteitä energian tuotannossa ja teollisuudessa, jotka sijaitsevat hyvien kuljetusyhteyksien päässä loppusijoituspaikoista Bio-CCS:n käyttö mahdollistaisi siirtymisen 0-päästöiseen järjestelmään Muiden khk-päästöjen vähentäminen 0-tasolle on mahdotonta tai ainakin hyvin kallista Edellyttää taloudellisten kannustimien kehitystä (esim. päästökauppa) Biomassan saatavuus rajoittava tekijä 16