ENERGILAGRINGENS BETYDNING

Transkript

1 ENERGISYSTEM 235 ENERGILAGRINGENS BETYDNING Anders Bavnhøj Hansen, Chefingeniør Energinet Elsystemansvar Energisystem Energilagringens betydning

2 DEN INTERNATIONALE RAMME Tre europæiske ENTSO-E/G-scenarier for 23/24 (TYNDP 218 Scenarier) GCA Global Climate Action (On Track med EU klimamål) Stærkt internationalt, grønt samarbejde og regulering Moderate oliepris og meget høj CO 2 -pris (IEA 45 PPM) 5 pct. elektricitet fra vind og sol i Europa i 24 DG Distributed Generation (On Track med EU klimamål) Udbredte lokale prosumer-løsninger (PV/batterier) Høj oliepris (IEA New policies) og høj CO 2 -pris 5 pct. elektricitet fra vind og sol i Europa i 24 ST Sustainable Transition (Ikke On Track med EU klimamål) Lav olie- og naturgaspris. Moderate CO 2 -pris (IEA Low oil price scenario) DKK217/GJ % 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Systemperspektiv % 3% Brændselspriser i scenarier Grøn methanol (i dag) 22 ST35 DG35 GCA35 Ref. IEA NP35* Vind og sol. Andel af elforbrug (Europa) 8% 6% 1% 19% 8% 7% 14% 1% 18% 13% 12% 15% 17% 17% 19% 22% 22* ST3 ST35 DG35 GCA35 GCA4 Sol (PV) Havvind Landvind 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % olie + CO2-omk.* olie Naturgas + CO2-omk.* Naturgas LCOE offshore vind Vind og sol. Andel af elforbrug (DE, UK, NL, DK) 6% 8% 15% 1% 19% 11% 17% 24% 22% 15% 26% 19% 32% 2% 21% 2% 21% 22% 22* ST3 ST35 DG35 GCA35 GCA4 Sol (PV) Havvind Landvind

3 MEGET MERE VIND OG SOL PRESSER ELPRISEN 7% Nordsø-region Vind og sol. Andel af elforbrug (DE, UK, NL, DK) 19% 6% DK i 22 15% 5% 11% 17% Sol (PV) 1% 4% 32% Havvind 24% 26% 3% 19% 22% 6% Landvind 2% 8% 1% 15% 2% 21% 2% 21% 22% % 22* ST3 ST35 DG35 GCA35 GCA4 DKK/MWh DK1 elpris varigheds kurver ST 23 og GCA GCA Reference GCA 24 (basecase uden tiltag) ST23 ST 23 Mange -pris timer i GCA scenariet Markedsværdi af vind og solcelleproduktion modsvarer ikke produktions-omkostninger Energilagring i kombination med offshore energi

4 LØSNINGER TIL AT ØGE VÆRDIEN AF VIND/SOL DKK/MWh DK1 elpris varigheds-kurver GCA GCA24 grundcase + Batterier + Power-to-gas + Interconnectorer Interconnectorer x 2 P2G 5 Euro/MWh afbrud Time (elpris sorteret) Batteri lager x 1 GCA Reference Kombination af løsninger med batteri, interconnectorer og sektor-kobling kan være vigtig Energilagring i kombination med offshore energi

5 BATTERIER FALDER MARKANT I PRIS Kan batterier løse Nordsø GCA udfordringen? Energilagring i kombination med offshore energi

6 BATTERIER GODE TIL TIME-LAGRING - MEN SEKTOR-KOBLING KAN KLARE SÆSON-LAGRING Battery Heat storage Storage (NG/SNG) Power system District Heating System System Invest.omk. energidel (DKK/kWh) Investeringsomkostninger energi-lager delen (obs excl input/output units) Storage (H2) Sector coupling Batteri-lager meget vigtig for time-balancering - men for dyr til stor skala lagring Sektor kobling el-gas-varme vigtigt for adgang til billigt lager Energilagring i kombination med offshore energi For all the growth in battery installations that BNEF is forecasting, the total volume of gridconnected batteries by 23 will be sufficient to meet the world s power needs for just 7,5 minutes Michael Liebreich, Bloomberg New Energy Finance, March,

7 SEKTORKOBLING MED INTERNATIONALT PERSPEKTIV Danske Styrkepositioner for sektorkobling EL Konkurrencedygtige priser Høj forsyningssikkerhed Høj VE-andel i elsystem (til VE PtX produkter) -net og kavernelager faciliteter for VE-gas (H2, Syngas, Methan) Fjernvarme Indtægt ved varmesalg (FV) Bio/Kulstof Styrkepositioner omkring biomasse/biogas håndtering (kulstof) DK har styrkepositioner for at integrere Nordsø VE-potentialer i et el,gas,varme system Det undersøges om dele af en Dogger Banke produktion kunne ilandføres som brint og raffineres i land Energilagring i kombination med offshore energi

8 SIMULATION OF SYSTEM D,NL,UK, N,S Eltransmissionsnet (over 1 kv) Vind offshore Vind onshore Centralt energiværk (3 ) Syngas H2 turbine + kedel Dampturbine Power-togas O2 Stor industri/service prosumer Lille prosumer bolig el. service Solcelle Varme Solcelle Elbil Solceller, storskala Træflis O2 ETES Bio-2-gas (termisk) Højtemp. Water Shift Syngas H2 VEbrændstof katalyse H2 (NH3 etc.) Varmepumpe Varmepumpe kedel Batteri Varme Træaffald Varmelager Fjernvarme Gylle Bioaffald Halm Decentralt energiværk (2) C-N-P-K Biogas enhed Anaerob motor Biogas SNG katalyse Power-togas H2 MeOH katalyse Mindre decentralt værk (1) Varmepumpe KV motor kedel /Power-to-Liquid LNG plant G2L LNG LNG D, S, N, PL net (NG/SNG) Systemperspective 235 lagre

9 STORE OG SMÅ PROSUMERE I MODELLERING (REDUCERET) Energy plants simulated in grid areas Centralt energiværk med power-to-gas Industri Prosumer med VP Privat Prosumer PVbatteri Decentralt biogas/energiværk Med power-to-gas Mindre KV-værk med VP forbrug til LNG mv. ing i kombination med offshore energi

10 LAGERKAPACITET OG BALANCERING VIA UDLAND Electric power (MW) 1. El-udveksling udland GCA 235 Accumulated (GWh) 2.5 Capacity (Energy) case 235 storages (electric input for Power-to-gas) Hour Total exchange (MW) Accum. Exchange (GWh) El udveksling udland GCA 25 Electric power (MW) Time -15. Total exchange (MW) Energilagring i kombination med offshore energi Accumulated (GWh) Accum. Exchange (GWh) Potential Small H2 cavern EV Indiv. HP Potential longer term heat storages Prosumer batteries DH system A potential large cavern with H2 Interconnectors typical utilisation case 235 2,7 TWh yearly accumulated ( 2 mio Teslawalls) Varme og gas/fuel lager til sæsonvarion Batterier STOR effekt til timebalancering

11 SAMMENFATNING EU s målsætning for reduktion af klimagasser er meget ambitiøs Vindkraft ressourcer i Nordsø-regionen er meget centrale i at realisere denne målsætning På lang sigt kan integration af de store mængder vind/sol i Nordsøregionen være en udfordring En kombination af stærk infrastruktur, korttidslager (batteri) og sektorkobling til varme, gas, fuel vigtigt i forhold til at balancere de store vindkraft-ressourcer Danmark har en række styrkepositioner for at raffinere noget af Nordsø-vindkraften til højværdiprodukter via PtG/PtX (herunder lave elpriser, høj VE-andel, fjernvarme-net, gas-system) Behov for F&I indsatser på en række områder for at realisere PtG/PtX løsningernes store lagerpotentialer Energilagring i kombination med offshore energi

12 Tak for opmærksomheden

13 13 GCA 235 SIMULATED ANNUAL ENERGY FLOW Import electricity Power System Eksport electricity Solar (PV) Bio CHP/boiler CHP Processheat Power-to- District heating and block heating Large Heat Pumps HT-Heat P El-proces light, it, cool. Windpower Bio, waste etc. Natural Anaerob ification Methanisation katalysis etc. -systemer (metan/syntesegas/h2) Thermal ification Heat Pump Boiler EV/PHEV ICE/FC Building heating Road transport Railway Transport Fossil Oil Coal Energisystem Energilagringens betydning Storage Fuel Storage Liquid fuels fossil/re (oline, Diesel, Methanol, DME etc.) Maritime Aviation

14 DRIFT AF EKSEMPEL PÅ STOR PROSUMER Power System Windpower offshore Large Energyplant (3 ) Windpower onshore Syngas H2 turbine + boiler Power-togas Steamturbine O2 Solar (PV) Large Scale Wood chips O2 Bio-2-gas (thermal) Højtemp. Water Shift Syngas H2 RE-fuel katalysis RE-fuel market Heat Storage District- and block heat Price (EUR/MWh) 8 grid (NG/SNG) /4 28/4 29/4 3/4 1/5 2/5 3/5 4/5 storage 15 MW solar park (PV) 85 MW offshore wind farm 14/14 MW energy plant (type 3) DK1 electricity price (EUR/MWh) Energilagring i kombination med offshore energi Power (MW) Simulated operation of plant Elpris Effekt