Kartläggning av Framtida Elbehov för Skånsk Industri

Abstract (Swedish)

Industrin står för en fjärdedel av Sveriges totala utsläpp av växthusgaser. Därför är det av högsta prioritet att branschen ställer om sin produktion från fossil till förnybar. En viktig strategi för att uppå klimatmålen är att elektrifiera produktionen. En storskalig elektrifiering kräver att elproduktionen matchar elbehovet samt att elledningarna är rustade för det önskade uttaget av effekt.
Skånsk industri har särskilda utmaningar när det gäller elektrifiering av industrin, då det höga elpriset i SE4 gör det svårt för företag att motivera omställningen ekonomiskt. Samtidigt har Skåne en stor potential att utnyttja restströmmar från jordbruk till biogasproduktion. Biogas är ett alternativt vägval för industrin i omställningen och har fördelen i att ha liknande gassammansättning som naturgas. Biogasen är dock begränsad och under konkurrens från andra användarsektorer. Elektrifieringen kan därför inte uteslutas om industrin ska kunna ställa om på ett effektivt sätt. Skåne har också en stor potential att bygga ut havsbaserad vindkraft, vilket i framtiden kan göra elkraften mycket konkurrenskraftigt.
I Skåne dominerar fem branscher industrin och de producerar livsmedel, metaller och järn, kemiska produkter, mineralprodukter samt pappersmassa. De viktigaste fossila bränslena är naturgas, gasol och koks. Det finns några elintensiva industrier som använder el i uppvärmningssyfte, men majoriteten har gasbaserad produktion. De mest centrala processerna för värmegenerering är ångproduktion, smältning, förbränning samt torkning. Vissa industrier använder även fossilt som råvara, exempelvis naturgas i ångreformering eller koks som reduktionsmedel.
Den här studien har haft i syfte att värdera och kvantifiera det potentiella elbehovet hos de stora aktörerna inom skånsk industri. Det inkluderade hantering av statistik på bränsleförbrukning, efterforskning av industriers processer samt modellering som innebar en omräkning av fossil användning till potentiellt elbehov med hänsyn till tillväxt, energieffektiviseringar och lämpligt teknikbyte. Studien har undersökt ett antal tekniker, bland annat högtemperaturvärmepumpar, elektrolysproducerad vätgas och induktionsugnar. Två framtidsscenarier har sedan tagits fram; ett högelscenario och ett lågelscenario (övergång till biogas).
Resultatet visar att elbehovet hos industrin kan öka i kommunerna Eslöv, Höganäs, Hässleholm, Landskrona och Malmö. På grund av rådande trender i bränslebyte inom vissa branscher är dock resultatet för Eslöv och Hässleholm mycket osäkert. Men längs västkusten är ökningen mer sannolik, då metall- och kemiindustri, som kan ha särskild nytta av att elektrifiera sin verksamhet, är lokaliserad där. Totalt kan ökningen motsvara 0,8–1,4 TWh. På grund av det höga elpriset förväntas elektrifieringen av industrin avvakta fram till 2030 men längre fram är en omfattande elektrifiering mer rimlig att anta.
Studien konstaterar att framtidens elbehov beror mycket på vilka samarbeten som kommer växa fram inom industrin, samt mellan elkraftproducenter och användare, varpå fler studier om industriell symbios åberopas. Ett vätgassamarbete längs västkusten kan vara ett viktigt steg i omställningen och något som elnätsägarna bör ha i beaktning då elbehovet ifall detta sker kommer öka kraftigt. Tillkommande studier behöver inkludera prognoser för hur el- och biogaspriset kommer utvecklas, eftersom den aspekten är mycket avgörande för vilka vägval som kommer tas av så väl industrin som andra aktörer i samhället.

Popular Abstract

The industry accounts for a quarter of Sweden’s total emissions of greenhouse gases. Thus, it is a high priority that the industry exchanges its dependency on fossil fuels to renewable ones. One important strategy to meet the national climate goals is to electrify the production. An excessive electrification requires that the electricity production matches the electricity demand and that the electric power lines are prepared for the desired output of power.
The Scanian industry has challenges when it comes to electrification, since the high electricity price in SE4 makes it difficult for companies to justify the conversion financially. At the same time, Scania has a great potential to utilize residual streams from agriculture for biogas production. Biogas is an alternative path choice for the industry in transition and has the advantage of having similar gas composition to natural gas. However, biogas is limited and under competition from other users. Thus, electrification cannot be neglected if the industry is to convert in an efficient manner. Scania also has a great potential to expand offshore wind power, which in the future could make electric power very competitive.
In Scania, five industry sectors are dominant and they produce food, metals and iron, chemical products, mineral products and paper pulp. The main fossil fuels are natural gas, LPG and coke. There are some electricity-intensive industries that use electricity for heating purposes, but the majority have a gas-based production. The most central processes for heat generation are steam production, melting, combustion and drying. Some industries also use fossil fuels as raw materials, i.e. natural gas in steam reforming or coke as a reducing agent.
The purpose of this study was to evaluate and quantify the potential electricity demand of the major players in the Scanian industry. It involved handling statistics on fuel consumption, research into industries’ processes as well as modeling which entailed a recalculation of fossil use to potential electricity demand with regard to growth, energy efficiency improvements and appropriate technology change. The study has examined several technologies, including high-temperature heat pumps, electrolysis-produced hydrogen and induction furnaces. Two future scenarios have then been developed: a full-electrification scenario and a low-electrification scenario (transitioning to biogas).
The results show that electricity demand of the industry can increase in the municipalities of Eslöv, Höganäs, Hässleholm, Landskrona and Malmö. However, due to current trends in fuel conversion in certain industries, the result for Eslöv and Hässleholm is very uncertain. Along the west coast the increase is more likely, since electrification can be particularly favorable for the metal and chemical producers. The total increase may stand for 0,8-1,4 TWh. Due to the high price of electricity, the electrification of industry is expected to stay on hold until 2030, but further ahead extensive electrification is more reasonable to assume.
This study states that the electricity needs of the future depend a lot on the collaborations that might emerge within the industry, as well as between electricity producers and users, whereupon more studies on industrial symbiosis are called for. A hydrogen gas collaboration along the west coast could be an important step in the transition and something that the electricity grid owners should take into consideration, as the need for electricity if this takes place will increase significantly. Additional studies need to include forecasts for how the electricity and biogas price will develop, since that aspect is very decisive for which path choices the industry decides to take in the energy transition, as well as other actors in the society.

• author: Fransson, Elsa-Justina
• supervisor: Max Åhman
• organization: Environmental and Energy Systems Studies
• alternative title: Mapping of future electricity need for Scanian industry
• course: FMIM01 20222
• year: 2023
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: elektrifiering, industri, Skåne, biogas, vätgas, omställning, elbehov, elprognos, electrification, industry, Scania, Sweden, hydrogen gas, energy transition, electricity prognosis
• report number: ISRN LUTFD2/TFEM—23/5191--SE + (1–83)
• ISSN: 1102-3651
• language: Swedish
• id: 9138726
• date added to LUP: 2023-09-18 08:59:39
• date last changed: 2023-09-18 08:59:39