The role of bioenergy in the future energy system

Ved inngangen til 2020-tallet har både skog- og energisektorene lagt bak seg ett tiår med relativt store endringer drevet fram av klimapolitikk, globalisering og digitalisering. I de neste tiårene vil trolig fortsatt fokus på klimaendringer og bærekraft prege utviklingen i begge sektorene. Én sentral observasjon i BioNEXT er at etterspørselen etter bærekraftig nordisk trevirke til ulike industrielle anvendelser trolig vil øke mot 2050. Etterspørselen etter trykkpapir vil fortsette å falle, men store investeringer i svensk og finsk skogindustri i tiårs-perioden fra 2013 til 2023 øker likevel det samlede årlige trevirkebehovet i Norden med omlag 20-25 mill m3. Dette bidrar til økt eksport og bedre avsetning for norsk massevirke, men det bidrar samtidig til at norske biodrivstoffinvestorer må legge til grunn økt konkurranse om råstoff i sine investeringsplaner. For norsk skogbruk betyr økt trevirkebehov at hogstkvantumet trolig vil øke sammenlignet med perioden 2000-2020. Tømmervolumet i norske skoger (stående volum) vil trolig likevel fortsatt øke som følge av høyere tilvekst enn avvirking. Teknologianalyser viser at produksjonskostnaden for trebasert flytende biodrivstoff på sikt kan komme ned mot kostnadene for førstegenerasjons biodrivstoff, men det er lite realistisk at biodrivstoff fra trevirke vil bli økonomisk konkurransedyktig mot fossile alternativer uten betydelig virkemidler. Omsetningskravet for biodrivstoff sikrer heller ikke norsk eller nordisk produksjon av biodrivstoff. De konkurransemessige fordelene og ulempene ved å lokalisere biodrivstoffanlegg i Norge er også sentralt ved vurdering av lønnsomheten for norskprodusert biodrivstoff. Ved etablering av store anlegg vil logistikk-kostnadene kunne bli høyere i Norge pga høyere transportkostnader for råstoffet. I Sverige og Finland er det større volum av biprodukter fra sagbruk og treforedling, men også stor etterspørsel etter biomassen fra annen skogindustri. Bruk av greiner og topper og bruk av flere treslag gir lavere råstoffkostnader til anlegg, men mindre homogent råstoff gir også mer krevende produksjonsprosesser. BioNext har også analysert hvordan ulike anvendelser av biomasse i energisektoren påvirker utslippene av CO2 fra fossile kilder. I dagens nordiske energisystem vil økt bruk av biomasse til fjernvarme redusere bruken av kull og naturgass. En gradvis reduksjon i bruken av fossile brensler til kraft og varme mot 2050 gjør at biomassen over tid i mindre grad vil erstatte kull, og etter hvert også naturgass. Mot 2050 er det heller vindkraft som er alternativet til bruk av biomasse til kraft og varme. Substitusjonseffekten ved bruk av biomasse vil dermed minke etter hvert som fossilandelen i energisystemet reduseres. I deler av transportsektoren, og til ulike andre anvendelser, vil det være et fortsatt behov for flytende hydrokarboner og substitusjonseffekten ved bruk av biodrivstoff for eksempel til langdistanse luftfart vil derfor trolig være relativt stor, også på lang sikt. Samtidig er energitapet vesentlig større ved omdanning til flytende brensel enn ved direkte forbrenning. Ved en storskala utbygging av biodrivstoffanlegg, vil biomassebruken i kraft og varme i Norden reduseres, fordi det oppstår økt konkurranse om råstoffet. I omstillingen i skogsektoren er det en gjensidig konkurranse mellom ulike ny-etableringer, fordi hvert nye anlegg vil ta en bit av råstoffbasen. I et norsk perspektiv er det dermed viktig å investere tidlig nok til å sikre posisjoner i et mulig fremtidig marked, men samtidig velge løsninger som er bærekraftige og økonomisk robuste i et langsiktig perspektiv. Dersom det ikke finnes tilstrekkelig investeringsvilje og -kraft i Norge, vil vi forbli en netto eksportør av massevirke. Fortsatt massevirkeeksport er et relativt sannsynlig scenario framover, men samfunnet går da glipp av arbeidsplasser knyttet til videreforedling hjemme. Forutsigbare og stabile rammebetingelser er en forutsetning for at investorer skal finne det attraktivt å investere i storskala biodrivstoff. Eksisterende treforedlingsindustri har høy kompetanse innen logistikk og produksjon, men etablering av biodrivstoffproduksjon vil gi økte råstoffkostnader for denne industrigrenen. Trelastindustri og drivstoffprodusenter har klarere gevinster ved økt biodrivstoffproduksjon. Derfor vil etablering av biodrivstoffindustri trolig ha sitt utspring fra nye industrielle konstellasjoner på tvers av landegrensene i Norden.

The large number of invited presentations to industry events suggests that the results are both of interest and value to users. Of more specific activities can be mentioned: * T. F. Bolkesjø and J. Sandquist attended as experts in evaluating proposals for funding to biofuel plant in Innovation Norway. * The models developed in BioNEXT are being further refined and applied in FME Bio4Fuels and other projects * E. Trømborg has participated in the expert group of Prosess21 and informed about BioNEXT results. * Insights from BioNEXT has been utilized in large Nordic projects such as ?Flex4RES? and "Nordic Clean Energy Scenarios 2020". The project can report the following outcomes and expected impacts * 11 journal articles * 3 project reports * 10 popular scientific articles or newspaper chronicles * More than 20 presentations at scientific and industry events * Project results are presented to master students at NMBU and BI * 3 industry oriented seminars

Bioenergy is envisioned a major role in future renewable energy systems: Biofuels for transportation is one of few alternatives to fossil fuels in heavy-duty transportation and aviation, and bioenergy for heat and electricity may provide energy security and flexibility in the future electricity system. However, setbacks in the forest sector during the previous decades have left Norway with industrial decline and extensive unexploited forest resources. Ambitious policy visions have been flagged for industrial revival with bio-energy as a major component, but the question remains whether and how the bioenergy complex will be able to grasp these opportunities. The BioNEXT project investigates how emerging opportunities within new technologies, evolving markets and new regulatory frameworks can facilitate the development of an economically viable bioenergy industry by: 1) Exploring the premises for industrial development of the forest-industrial bioenergy complex 2) Identify how different bioenergy solutions can benefit the future energy system, contribute to GHG reduction targets and have synergies with the forest industry 3) Develop policy guidelines enabling a successful development of value chains with large societal benefits. BioNEXT develops and applies a multidisciplinary research strategy that combines technical analysis, economic analysis of market and policy frameworks with forest and energy sector modelling that quantifies impacts. The project will develop novel quantitative bioenergy sector models that couple the entire forest and energy sector and are designed to assess the economic viability, the societal benefits and the impacts of policies for different bioenergy pathways in the future energy systems. The project includes one PhD in addition to the involved researchers at NMBU, BI, SINTEF, Utrecht Univ. and Linneus Univ. The industry partners consist of major stakeholders covering the forest bioenergy value chain.