Omstilling af det danske energisystem til 100% vedvarende energi Scenarieanalyser i CEESA-projektet

Transkript

1 Omstilling af det danske energisystem til 100% vedvarende energi Scenarieanalyser i CEESA-projektet Mandag Morgens Klimakonference 26. februar 2013 Poul Alberg Østergaard / Brian Vad Mathiesen Aalborg Universitet Bidrag til slides fra Brian Vad Mathiesen

2 Som indeholdt i Anders Fogh Rasmussens åbningstale til Folketinget i 2006 og i efterfølgende politiske aftaler Omlægning til 100% VE Dansk energipolitik Ny aftale in marts 2012 med 2020 mål om energibesparelser og 50% vindkraft % VE mål

3 Fra central til decentral elproduktion

4 Et elsystem med bindinger 100% 80% Vindkraft Central kraftproduktion incl import og eksport Decentral KVV 60% 40% 20% %

5 Produktion og forbrug [MW] Et elsystem med bindinger Tid (timer efter midnat 21. Januar 2013) 100% Forbrug 80% Vindkraft Central kraftproduktion incl import og eksport Decentral KVV 60% 40% 20% %

6 Produktion og forbrug [MW] Et elsystem med bindinger Tid (timer efter midnat 21. Januar 2013) 100% Forbrug Vind 80% Vindkraft Central kraftproduktion incl import og eksport Decentral KVV 60% 40% 20% %

7 Produktion og forbrug [MW] Et elsystem med bindinger Tid (timer efter midnat 21. Januar 2013) 100% Forbrug +små anlæg Vind 80% Vindkraft Central kraftproduktion incl import og eksport Decentral KVV 60% 40% 20% %

8 Produktion og forbrug [MW] Et elsystem med bindinger Tid (timer efter midnat 21. Januar 2013) Forbrug +store anlæg +små anlæg Vind Forbrug 100% 80% Vindkraft Central kraftproduktion incl import og eksport Decentral KVV 60% 40% 20% %

9 Energiudbytte [kwh/m2] Produktion og forbrug [MW] Et elsystem med bindinger Tid (timer efter midnat 21. Januar 2013) Forbrug +store anlæg +små anlæg Vind Forbrug 100% Vindkraft 80% 1000 Central kraftproduktion incl import og eksport 60% 100 Decentral KVV 40% 10 Brutto Elproduktion 20% %

10 Fremtidens energisystem Fluktuation Fleksibilitet Integration

11 CEESA Coherent Energy and Environmental System Analyses (CEESA) Multi disciplinary project involving: Life cycle assessment Market analyses Energy system analyses Involved five universities Goal pathway to implementing and technically handling 100% renewable energy system Budget: DKK 21 million (EUR 2,8 million) Time span:

12 Projektets fokus Videreudvikle og integrere to modeller og metoder indenfor LCA, energisystemanalyse og markedsanalyse til sammenhængende energi og miljøanalyseredskaber At anvende sådanne integrere redskaber til at analyse fremtidige vedvarende energisystemer med fokus på 1) tramsportsektoren; 2) fremtidige elsystsmer; og offentlig regulering indenfor rammerne af et international marked

13 Modeller og metoder - Videreudvilke eksisterende modeller af kørecykler, energisystemer herunder inkludede evne til at analysere nye biomassekonverteringsenheder samt timemodellering af disse samt koblingen til el og varme. - Udvikling af ny transportscenarimodel. - Metode til kvalitativ modellering af elsystemers kontrolstrukturer og behov for kontrolressourcer in scenarieanalyser - Udvikle metode til at kombinere livscyklusvurdering og energisystemanalyser

14 Modellering og analyse - Development of biomass resource scenarios and review of potential biomass conversion technologies. - Design and modelling of a transport scenario. - Combined energy system and LCA analyses of a 100% renewable scenario including hour balances of bio(syn)gas production, storage and exchange (additional to balancing and exchange of electricity and district heating). - Evaluation of electricity grid stabilisation with electric vehicles. - Design of a policy and implementation strategy.

15 Integration af forskningsfelter

16 Identify the reference energy system (and a projection) Demands, capacities & efficiencies etc. and costs of technologies, O&M, fuels costs etc. Identify means to make end use energy savings in electricity, heat for building, and in industry Identify means to make changes in the transport system Identify potential renewable energy resources (incl. Biomass) Identify efficient conversion technologies Construction of one or more alternative(s) Optimization of energy systems based on fuel efficiency and costs using flexible and smart grid technologies in the electricity, heating and transport sectors.

17 De tre CEESA scenarier Conservative mostly known technologies and technologies which are available today. Assumes that the current market can develop and improve existing technologies. The costs of undeveloped renewable energy technologies are high. [..] Ideal In the ideal scenario, technologies which are still in the development phase are included on a larger scale. The costs of undeveloped renewable energy technologies are low, due to significant efforts to develop, demonstrate and create markets for new technologies. [..] CEESA 2050 (~balanceret) realistic and recommendable scenario based on a balanced assessment of realistic and achievable technology improvements. It is used to complete a number of more detailed analyses in the project, including the implementation strategy, as well as in a number of sensitivity analyses.

18 Biomassepotentiale i Danmark

19 Biomassepotentiale i Danmark - Økologi

20 Biomassepotentiale i Danmark Ny diæt

21 Primært energiforbrug i CEESA

22

23 MDKK/year Socio-economic costs Total energy system and transport system costs could be 20B Transport pose a very high portion of the costs compared to other energy services Direct economic advantages in transition Reference CEESA Investments, energy O&M, energy Extra infrastructure inv., transport Investments, vehicles O&M, vehicles Fuel CO2-costs In addition: More stable costs More jobs More export Lower health costs

24 Ikke smart grid men smarte energisystemer Smart grids er en del af systemet men ikke det hele. Vi skal have smarte energisystemer med Varmelagre ( ) & fjernvarme/kraftvarmekombination ( ) Fleksibelt elforbrug i centrale og decentrale varmepumper Elbiler der kan op- og afledes efter behov og dermed bruges som lagre Elektrolyse og syntetiske brændsler til transportsektoren med henblik på integration samt tung trafik Gaslagre samt infrastruktur for biogas og syngas/metan

25 Incitementstrukturer Privatøkonomiske incitementer til at implemente samfundsøkonomisk optimale løsninger Ordinære omfordelingsstrukturer som skatter, afgifter, tilskud Public Private Partnership om Best Available Tecnology Frivillige aftaler Energy audits / ESCO Finansieringsaftaler koblet med energiaftaler

26 Incitamentstrukturer Normer/standarder (krav snarere end incitament) Krav til offentlige grønne indkøb Kvoter - lav(ere) afgift for en del af elforbruget Personal carbon alowances (PAC) Transport kilometer/miljøbelastningafhængig Reduktion i kørselsfradrag Investering i offentlig transport

27 Incitementstrukturer 100% forbrugsafhængige varmepriser Grønne afgifter på bygninger ud fra en labelling Garantistillelse til lange lån

28 Omstilling af det danske energisystem til 100% vedvarende energi Scenarieanalyser i CEESA-projektet Mandag Morgens Klimakonference 26. februar 2013 Poul Alberg Østergaard Aalborg Universitet