Fjärrvärme vs värmepumpar – bilden kan nyanseras

2022-02-22

Fjärrvärmens förespråkare har lyft fram att konkurrenten bergvärme skulle ge stora koldioxid­utsläpp. En enkel överslagsberäkning visar, att även dåliga värmepumpar ger upphov till mycket mindre koldioxid­utsläpp än fjärrvärmen, per kilowattimme (kWh) nyttig värme.

Bakgrund

Fjärrvärmeförespråkare brukar hävda att värmepumpar inte är speciellt miljövänliga. I en broschyr[2] ^, [3] säger Stockholm Energi till exempel (under avsnittet ”El & Miljö”) – ”Tar ni ett miljövänligt beslut? Var kommer elen ifrån när det är kallt? All el är tyvärr inte förnybar. Sverige importerar periodvis kolkondensel från Tyskland, Polen och Danmark. Oavsett om ni köper så kallad grön el eller inte kommer varje ny bergvärmepump som installeras använda el som kunde ha använts till någonting annat, och därmed ökar behovet av att importera fossilkraft från kontinenten.” (Marginalelteori)

Vetenskapens syn

Inom EU:s 25 vetenskapsakademier (EASAC) är det allmänt känt att svensk fjärrvärme idag är den enskilt största utsläpparssektorn. Det beror främst på den höga användningen av skogsbiobränsle. En EASAC har länge varnat för användning av skogsbiobrän­slen. Dessa avger vid förbränning mer koldioxid än till exempel stenkol. Skogens upptag av koldioxid, under de få år vi har på oss för att minska jordens uppvärmning till 1,5 grader[4]^,[5],[6],[7], blir för litet. Kalhyggen hinner inte återväxa. Det bästa vore att låta skogen stå. På några hundra års sikt är däremot skogsbiobränsle mycket riktigt koldioxidneutralt, men dagens betydligt kortare tidsperspektiv uppmärksammas inte. Undan­tag är enstaka inslag i tv-program som ”Slaget om skogen”[8]. Är det möjligen skogsindustrins lobbyarbete i Sverige och EU – med stöd av fjärrvärmeintressenterna och regeringen – som är orsaken till att detta inte framkommit tydligare?

Statistik om fjärrvärme

Enligt Naturvårdsverkets[9] uppgifter till FN/IPCC[10], släppte fjärrvärmen/kraftvärmen under 2019 ut 4,57 miljoner ton koldioxid (2020 var det enbart 3,52) – exklusive skogsbio­bräns­lena. I IPCC-redovisnin­gen anges att svenskt skogsbiobränsle avger 0,35 kg CO2 per kWh värme vid förbränning. Siffran kan vara unders­kattad och borde kanske vara 0,395 kg/kWh[11] vid pannan och 0,450 kg/kWh[12] vid fjärrvärmekunden, med hänsyn tagen till fukt i bränslet och värmeläckage från fjärrvärmerören mm (= 15 %).

Figur 1 Tillförd energi från Energiläget i Siffror 2021, Energimyndigheten[13].

Figur 2. Bortförd energi från Energiläget i Siffror 2021, Energimyndigheten. Fjärrvärmen har nått sin maxpunkt och förlusterna ökar snabbt när byggnaderna blir bättre isolerade.

Energimyndigheten anger alltså att biomassa motsvarande 37,8 TWh bränns upp i fjärrvärmeverken (Figur 1) – vilket med 0,395 kg CO2/kWh motsvarar 14,9 miljoner ton CO2. Lägger man till de 4,57 miljoner ton från andra bränslen blir det 19,5 miljoner ton CO2 totalt. Förutom 59,8 TWh värme, inklu­derande alla andra värmekällor, producerades år 2019 också nio (9) TWh el i kraftvärmeanläggningar. Den totala nyttiggjorda värmen till bostäder, när förlusterna dragits bort, är dock bara 45,3 TWh. Så totalt producerades kanske summan 54,3 TWh nyttig värme och el. Det innebär koldioxidutsläpp på 0,359 kgCO2/kWh värme + el, i medeltal under hela året. Jag är väl medveten om att energiföretagen[14] har andra metoder för att räkna på detta[15].

Motsvarande statistik om värmepumpar

Nu till frågan om hur stora motsvarande utsläpp blir från en ganska bristfällig värmepump. Vi antar en årsvärmefaktor (SCOP) på bara tre (3). Den allt överskuggande frågan blir naturligtvis hur drivelen åstadkoms. Vid köp av ”den sämsta” elen från Vattenfall (vindkraft) avges cirka 0,013 kg CO2/kWh el[16]. Utsläppen av CO2 från vindkraftverken uppstod huvudsakligen vid produktion och uppförande av verken. Eftersom värmepumpen producerar 3 kWh värme per kWh el, som den tar från nätet, blir värmepumpens koldioxidutsläpp då 0,004 kg/kWh värme producerad – en faktor 100 gånger bättre än fjärrvärmen.

Men nu är vårt kraftnät ihopkopplat via Nordpool och man skulle kunna beräkna värmepumpens koldioxidutsläpp mot så kallad nordisk mix[17]. Då blir utsläppet enligt Naturvårds­verket 0,090 kgCO2/kWh el[18]. Värmepumpens koldioxidutsläpp blir då 0,030 kgCO2/kWh värme. Alltså cirka en tiondel av fjärrvärmens utsläpp.

Inte ens om man valt att använda sämsta möjliga el som är tillgänglig i Sverige, den så kallade nordiska residualmixen[19], som ligger på 0,365 kg CO2/kWh el, kommer en dylik värmepump i närheten av utsläppen från fjärrvärmen. Det blir 0,122 kg CO2/kWh värme från värmepumpen mot 0,359 kgCO2/kWh värme från fjärrvärmen – det vill säga en tredjedel av fjärrvärmens utsläpp.

European Environment Agency gör bedömningen att europeisk elmix ger ett utsläpp på 0,275 kgCO2/kWh el[20]. En dylik värmepump ger då ett utsläpp på 0,092 kg CO2/kWh värme, eller en fjärdedel av fjärrvärmens.

Men hur blir det då den värsta timmen – när EU:s elsystem går som sämst – betraktat ur ”marginal-el-synpunkt”? Den el som alla värmepumpar tar just den timmen, anses av fjärrvärmeföre­språkare komma från den sämsta anläggningen med det sämsta bränslet någonstans i EU. Låt oss därför anta att elen produceras i en ålderdomlig kolkondensanläggning med 40 procents verkningsgrad. Svartkol och brunkol anses enligt ref [21] avge cirka 0,36 kg CO2/kWh värme vid förbränningen. Med 40 procents verkningsgrad blir det 0,9 kg CO2 per kWh el. Om man dividerar med 3 för värmepumpens årsvärmefaktor (SCOP), blir det 0,3 kg CO2/kWh värme till kunden vilket fortfarande bara är 84 procent av vad fjärrvärmen släpper ut i medeltal under hela året. I medeltal släppte det ”värsta” EU-landet, Polen, ut 0,744 kg CO2/kWh el under 2019[22].

Värmepumpar i Sverige, tar enligt SKVP-beräkningar, upp mellan 25 och 30 TWh solenergi, tillsätter mellan 11–15 TWh elenergi och avger mellan 36 och 45 TWh till svenska byggnader. Att vi inte vet detta mer noggrant beror på att ingen mäter detta så att det går att rapportera. Idag används 21 TWh ”elvärme” i alla svenska byggnader[23]. Siffran gör ingen skillnad mellan direktverkande elvärme och el till värmepumpar. Med hänsyn till försäljningen av värmepumpar, är det inte otänkbart att mellan hälften och tre fjärdedelar av ”elvärmen” upptas av värmepumpar,  som då ger tre gånger mer värme. Exempel: Om det skulle visa sig att 2/3 av strömmen, 14 TWh, går till värmepumpar skulle 28 TWh upptas ur omgivningen och 42 bli till värme.

Nationell statistik

I reglerna för den nationella statistiken gäller: ”Upptagen värme i värmepumpar i slutanvändnings­sektorerna, exempelvis hushåll, ingår inte i balansen då denna enligt avgränsning endast innefattar försåld värme slutanvändningsled[24]. För upptagen solenergi gäller i stället: ”Tillförsel av primär vindkraft och primär solkraft redovisas som bruttoproduktion av el från vindkraftsanläggnin­gar respektive solkraftanläggningar…”. Man bortser alltså från den solenergi som tas upp ur omgivningen till i ”slutanvändarsektorerna” med värmepumpar, medan man inkluderar just sådan energi i solenergistatistiken.

Som ett kuriosum kan nämnas att: ”Värme som produceras i värmeverk och kraftvärmeverk eller tas upp från omgivningen i storskaliga värmepumpar[25]” skall räknas med. Underförstått; den ytterst begränsade mängd omgivningsenergi som gynnar fjärrvärmestatistiken ska tas med.

Avslutningsvis

Om skogsbiobränslet, vilket påstås, inte ger några utsläpp alls, varför kan man inte skicka det bränslet till Polen (exempelvis) som ersättning för stenkol? Skogsbiobränsle blir då, enligt marginalteorin, lika dåligt att elda med, som stenkol – även i Sverige. Marginalelteorin, som refereras till av Stockholm energi inledningsvis, innebär att all el som förbrukas på marginalen kan anses komma från den ”värsta” producenten. På samma sätt skulle man marginellt kunna anta att allt bränsle för värme, åstadkoms av det värsta bränslet. Då blir biobränsle lika dåligt att elda med, som stenkol – även i Sverige. Jag ställer mig inte bakom någon av marginalteorierna.

Det mesta som vi tar ut ur skogen bränns huvudsakligen upp inom fem år[26]. Byggnadsvirket är biprodukten och bränslet är huvudprodukten – oavsett vad skogsindustrin hävdar.

Jan-Erik Nowacki