Fra Vindkraft til Varmepumper

Transkript

1 Fra Vindkraft til Varmepumper Steen Kramer Jensen, Strategisk Planlægning, Energinet.dk 12. marts

2 Indhold 1. Energinet.dk s planlægningsopgave 2. Energisystemet på vej mod 50 procent vindkraft i Varmepumper som lager for Vindkraften 4. Økonomien i at flytte varmepumpeproduktionen 5. Afprøvning og demonstration 2

3 Indhold 1. Energinet.dk s planlægningsopgave 2. Energisystemet på vej mod 50 procent vindkraft i Varmepumper som lager for Vindkraften 4. Økonomien i at flytte varmepumpeproduktionen 5. Afprøvning og demonstration 3

4 Energinet.dk s kerneopgaver Vi har ansvaret for den overordnede forsyningssikkerhed på el- og gasområdet på både kort og lang sigt Vi planlægger og udbygger det danske el- og gassystem Vi sikrer velfungerende konkurrence på markederne for el og gas Vi støtter forskning, udvikling og demonstration af nye teknologier og koncepter til el- og gassystemet Vi opgør udledningen af stoffer til miljøet fra det samlede energisystem Vi sikrer, at energisektorens beredskab er velfungerende 4

5 Helhedsorienteret planlægning sikkerhed Samfundsøkonomi Effektive energimarkeder Forsynings- Miljø & bæredygtighed 5

6 Energiforliget, 21. februar 2008 Frem til 2012 skal ca MW ny vindkraft indpasses i elsystemet. I 2025 kan udfordringen være et elsystem med 50% VE-el. Energinet.dk arbejder for markedsbaseret effektiv indpasning af vedvarende energi i elsystemet. På lang sigt skal Danmark være uafhængig af fossile brændsler som kul, olie og naturgas. Når det blæser meget, så blæser det faktisk i dag bare ud i det rene ingenting, fordi vi ikke kan bruge den overskudselektricitet. (Venstres landsmøde 16. november 2008) 6

7 Indhold 1. Energinet.dk s planlægningsopgave 2. Energisystemet på vej mod 50 procent vindkraft i Varmepumper som lager for Vindkraften 4. Økonomien i at flytte varmepumpeproduktionen 5. Afprøvning og demonstration 7

8 - Elforbrug og vindkraft svinger ikke i takt.. 8

9 Prisdannelse ved stor vindandel Kr/MWh Spare det sidste kraftværk! Lidt vind Meget vind Lidt vind Meget vind MW Øge værdien af vindkraft og erstatte brændsel! 9

10 Forskellige pris -signaler i elsystemet Spotprisen timer day-ahead - kan anvendes til at lave en produktionsplan for de næste 24 timer. Balancekraftprisen intraday - bud fra balanceansvarlig/elhandelsselskab - prissignal baseret på øjeblikkelig behov for regulering Frekvensstøtte - automatisk reaktion på frekvens-afvigelse Lokale netforhold - eks. overbelastning eller nettab - flytning af elforbrug som alternativ til netudbygning Spændingsregulering og kortslutningseffekt Afgifter, tariffer og miljøeffekter 10

11 Indhold 1. Energinet.dk s planlægningsopgave 2. Energisystemet på vej mod 50 procent vindkraft i Varmepumper som lager for Vindkraften 4. Økonomien i at flytte varmepumpeproduktionen 5. Afprøvning og demonstration 11

12 Varmepumper spiller godt sammen med vindkraft - set på årsbasis God sammenhæng mellem perioder med megen vindkraft og perioder med behov for opvarmning Varmesystemet er unikt som lager for energien fra den fluktuerende vindkraft Vigtigt med markeder til intelligent indpasning af el til varme Potentialet: Ca. 50 procent af husstandene udenfor fjernvarmeområderne, svarende til ca varmepumpeanlæg eller ca 15 gange så mange som i dag. 12

13 Individuelle varmepumper frem mod 2020 Hovedscenarie: 60% oliefyr, 15% bio og 2% Naturgas kedler omlægges Progressiv: 75% oliefyr, 30% bio og 5% Naturgas kedler omlægges Moderat: 35% oliefyr, 0% bio og 0% Naturgas kedler omlægges Opvarmning (nettovarmebehov) 2010 Elvarme Elforbrug individuelle varmepumper (excl. industri/handel/service) Biokedler/ovne 2500 Oliekedler Fjernvarme Elforbrug (GWh pr. år) Gaskedler Individuel VP År Hovedscenarie Progressivt Moderat 13

14 Indhold 1. Energinet.dk s planlægningsopgave 2. Energisystemet på vej mod 50 procent vindkraft i Varmepumper som lager for Vindkraften 4. Økonomien i at flytte varmepumpeproduktionen 5. Afprøvning og demonstration 14

15 Økonomi og nytte for elsystem og forbruger Elforbrug Home automation Tyveri alarm Overvågning Elmåler Data kom. Kommunikation Fjernaflæsning Timeregistrering Fjernvarmeforbrug? El Solceller Vindkraft, µchp Gasforbrug Vandforbrug Smart Meter Residential Gateway Elbiler, varmepumper Tænd/sluk forbrug 15

16 Forretningsmodeller Flere forbrugere stiller deres varmepumpeanlæg til rådighed, som virtuelle kraftværk mod en økonomisk kompensation. Den balanceansvarlige styrer en gruppe af varmepumper som et virtuelt kraftværk. Den enkelte varmepumpe styres automatisk ud fra forskellige pris -signaler (eksempelvis økonomi og miljø) i elmarkedet 16

17 Besparelser ved intelligent styring kr/mwh Tung, 40 Let, 40 Tung, 100 Let,100 Tung, 200 Let,200 Spot Balance kr/mwh Elpriser timer 3. januar 2010 (-4,7 gr) Besparelsen er 8 30 øre/kwh eller kr/år (ekskl. lokale netforhold) Behov i alt W Spotprisplacering Balanceprisplacering Spotpris kr/mwh Balancepris kr/mwh

18 Indhold 1. Energinet.dk s planlægningsopgave 2. Energisystemet på vej mod 50 procent vindkraft i Varmepumper som lager for Vindkraften 4. Økonomien i at flytte varmepumpeproduktionen 5. Afprøvning og demonstration 18

19 Tre demonstrationsprojekter Energinet.dk: Udvikling af åben standard og arkitektur for styring og kommunikation, der kan sikre samspillet mellem varmepumpe, hus og elsystem. Afprøvning i 300 husstande ifm. skrotningsordningen. - Energistyrelsen, Center for energibesparelser, LIAB, CSI ForskEl - Nordjysk Elhandel A/S: Hvordan kan individuelle varmepumper styres af en balanceansvarlig og bidrage til at flytte forbruget og levere systemydelser? - AAU, NeoGrid, Eurisco, Energitjenesten ForskEl - Teknologisk Institut: Hvor stort et forbrug er det rent faktisk muligt at flytte ud fra prissignaler, og hvile styringsstrategier er samfundsøkonomiske mest optimale? - Varmepumpefabrikatforeningen, SydEnergi, Seas/NVE 19

20 Energinet.dk styreboks og kommunikation DMI VVP server Dataopsamlingsplatform Internet (etc.) Tud Energinet.dk Nordpool spot Tind Evv Varmtvandstank Kommunikations server Styreboks Varmepumpe Det intelligente hjem Erum Ttank Eel 20

21 Krav til styring og overvågning (Minimum) måling af - Indetemperatur (komfort) - Udetemperatur (beregning/analyse af varmetab) - Varmtvandstemperatur (Komfort) - Rumvarmeforbrug (COP/analyser) - Varmtvandsforbrug (COP/analyser) - Elforbrug (COP/analyser) Styring af start/stop relæ på varmepumpen - Gerne mere smart eksempelvis ved Setpunkts-styring Sikker kommunikation ex. VPN tunnel Skal på sigt kunne spille sammen med brugernes ønsker til Det intelligente hjem og Home Automation 21

22 22

23 23

24 Konklusioner og Opsamling Forbruget skal i højere grad kunne følge produktionen - Fordi vi I Danmark satser massivt på vindkraft Nye fleksible elforbrug som varmepumper og elbiler er egnede hertil - Udgør hver ca. et omfang som elforbruget i husstanden i øvrigt Den økonomiske værdi i den intelligente styring af varmepumper er øre/kwh Kræver udvikling af en standardiseret automatik og styring Beton, kobber, stål og arbejdsløn bliver dyrere - informationsteknologi bliver billigere Husk forbrugeren - ikke kun et forbrugssted, en måler eller en belastning! 24

25 12. marts 2010 Fra Vindkraft til Varmepumper 25

26 Teknologisk Institut: Intelligent styring indbygget i styreboks Data opsamlingsplat form Vejrprognose Kommunikationsserver Elsystemets signaler Husets signaler Elsystem Styreboks Varme pumpe Elselskab Elmåler Elementer som udvikles til demonstrationsprojektet Signaler der sendes 26

27 Nordjysk Elhandel A/S: Intelligens er delt mellem styreboks og server VPP server Vejrprognose Elsystemets signaler Data opsamlingsplat form Kommunikationsserver Elsystem Husets signaler Styreboks Varme pumpe Elselskab Elmåler Elementer som udvikles til demonstrationsprojektet Signaler der sendes 27