Bioenergi - Ved og vedfyring

I Norge har ved som brensel stor betydning, og mellom 15-20% av boligoppvarming i Norge gjøres i dag med vedfyring. Salgsverdien av ved som leveres i det norske markedet er rundt 4 milliarder kroner pr år, og energiinnholdet i de ca 3 millioner m3 ved utgjør omtrent 7 TWh.

Kilde: Synteserapport RENERGI (2012) «Bioenergi – Ved og vedfyring». Rapport av Gislerud, O. for Forskningsrådet.

Behov for «nye» alternative energikilder
Energikrisene i 1973 og 1979 satte fart i forskningen på «nye» alternative energikilder og i de fleste industrialiserte land startet man i slutten av 1970-årene relativt store FoU-programmer innenfor sektoren bioenergi.

Følgende aktiviteter kan nevnes spesielt:

• Drift, håndtering og lagring av skogvirke inkludert ved.
• Modellering av forbrenning i ovner/ ildsteder.
• Utvikling/forbedring av ovner for fast brensel til boligoppvarming, blant annet knyttet til virkningsgrader, effektstyring, temperaturregulering og materialegenskaper.
• Reduksjon av utslipp ved forbrenning, ikke minst ved fyring på lav last.

Endring av effektbehovet
Parallelt med forskningen rundt ved og vedfyring har nye og strengere krav til isolasjon av boliger resultert i mindre effektbehov for oppvarming.

• Gamle uisolerte boliger med stort varme-behov krever ildsteder med effekt mellom 10–15 kW.
• Boliger med isolasjon fra 1990-tallet krever ildsted som gir 3–8 kW effekt.
• Dagens godt isolerte boliger krever ildsteder med effekt på 1–6 kW.

Forskningsresultater
Et viktig resultat av forskningen på ildsteder og utslipp var at det fra 1. juli 1998 kom nye og strengere utslippskrav til lukkede ildsteder. Det er etablert ny bioenergikunnskap ved universiteter, høgskoler og i institutt-sektoren. Dette gjelder særlig SINTEF/NTNU innenfor forbrenningsteknikk knyttet til faste brensler og avfall. Fagmiljøene er ytterligere styrket gjennom etableringene av CenBio og Norsk senter for bioenergiforskning. FoU-arbeidet med ovner har skjedd i nært samarbeid med de norske ildstedprodusentene. Internasjonalt forskningssamarbeid innenfor bioenergi har særlig skjedd ved deltakelse i IEA Bioenergy hvor Norge har vært og fortsatt er en aktiv deltaker. EU prosjektet «Quality Wood» resulterte i en håndbok som samlet forsknings-resultatene fra vedfyring. Håndboken ble i 2009 utgitt på syv språk. Det er utviklet nye forbrenningskammer som ytterligere reduserer partikkel-utslippet. Ved å fyre fra toppen viste forsøk at det var mulig å redusere partikkelutslippene to til seks ganger, avhengig av ildstedsløsning.

Framtidig energikrise?
Ifølge beregninger fra det internasjonale energibyrået (IEA) vil verdens energibruk øke med 50 prosent mellom 2010 og 2030. Hovedårsaken er den raske økonomiske veksten i mange u-land. Forbruket i de rike OECD-landene flater ut, mens det estimeres at mer enn 90 prosent av den nye etterspørselen vil komme fra resten av verden. I disse landene er hensynet til klimaeffektene av energi-forbruket i betydelig grad underordnet behovet for økonomisk vekst.

FNs klimapanel mener utslippene må reduseres med 50–80 prosent innen 2050 dersom man skal unngå en temperatur-stigning på mer enn to grader. IEAs framskrivninger av dagens trender tyder derimot på at vi kan oppleve seks grader økning. Dette innebærer at verden trolig er helt avhengig av et teknologisk og økonomisk lønnsomt gjennombrudd for klimavennlig energi dersom en global klimakrise skal unngås.

Veien videre
Pågående forskning skal bidra til utvikling av ny teknologi som gjør at en kan oppnå jevnere varmeavgivelse ved lavt brenselforbruk, samt opplegg for integrert varmelagring. Løsningene tar sikte på å møte de relativt lave varmebehovene som lavenergi- og passivhus har. En ytterligere betydelig reduksjon i partikkelutslipp, er mulig å oppnå ved videre forskning og utvikling, sammen med strengere utslippskrav.

Teknologi
Bioenergi

Sentrale forskningsinstitusjoner
SINTEF Energi AS, NTNU og Norsk senter for bioenergi-forskning (UMB, Skog og landskap og Bioforsk). Disse partnerne inngår i CenBio (2009–2016) som er ett av Forskningsrådets FME-sentre.

Næringslivsaktører
Dovre AS, Jøtulgruppen, Morsø, Granit Kleber m. fl.. I CenBio inngår 18 industripartnere som representerer bioenergi-ressurseiere, teknologiselskaper og energiselskaper.

Resultater

• Reduksjon av partikkelutslippet med over 75 prosent i nye rentbrennende ildsteder, sammenlignet med ildsteder solgt før 1998.
• Økt virkningsgrad på lav last fra 40 til 80 prosent.
• Det produseres nå 1 TWh mer varme fra samme vedmengde, sammenlignet med ildsteder produsert før 1998.
• Halvparten av ildstedsparken i Norge består nå av ild-steder produsert etter 1998 som er godkjent etter den norske standarden NS3059.
• Norske ildstedsprodusenter er verdensledende innen utvikling av ildsteder som brenner rent ved lav varmeavgivelse.

Forskningsrådets rolle
Særlig gjennom FoU-programmet RENERGI har ved og vedfyringssektoren fått støtte til en rekke prosjekter fra Forskningsrådet.

Gjennomførte prosjekter

• «Innovativt konsept for kostnadseffektiv distribuert energiproduksjon fra avfall og biomasse» Edvard Karlsvik (2005–2007).
• EU-prosjektet «Quality Wood». Prosjektpartner i Norge, SINTEF Energiforskning AS (2006–2009).
• «Reduksjon av utslipp fra ildsteder og neste generasjon forbrenningskammer», Edvard Karlsvik (2007–2009).
• «Vedfyrte ildsteder til boligoppvarming: Ny teknologi for lav last og lang brenntid», Edvard Karlsvik (2010–2013).
• «New solutions for heating of buildings with low heat demand: Stable heat release and distribution from batch combustion of wood (StableWood)», Øyvind Skreiberg (2011–2014). Prosjektet er tilknyttet internasjonalt samarbeid gjennom IEA Bioenergy.