Dansk Fjernvarmes F&U konto

Transkript

1 Dansk Fjernvarmes F&U konto Projekt Varmeplan Danmark IDA Future Climate Engineering Solutions, den 20. januar 2009 Anders Dyrelund, Rambøll Danmark Henrik Lund, Aalborg Universitet

2 Udført af Rambøll og Aalborg Universitet Finansieret af fjernvarmeforbrugerne Slide 2

3 EU s målsætninger om at spare CO 2 på en omkostningseffektiv måde EU har en række direktiver med relation til opvarmning, eksempelvis, direktiverne om: strategisk miljøvurdering kraftvarme bygningers energimæssige ydeevne energiforbrugende produkter vedvarende energi De handler alle om at spare CO 2 på den mest omkostnings effektive måde for samfundet. Med energi forstås altså sparet fossilt brændsel og dermed CO 2 besparelse for helheden Slide 3

4 Målsætninger kan kun opnås ved at se på helheden og ved at undgå sub-optimering Tilfredsstille den termiske komfort på den mest intelligente måde Mest CO 2 besparelse for pengene Økonomisk optimal for samfund og bygningsejer på lang sigt Samspil mellem fjernvarme, el, gas og klimaskærm Fossile brændsler og og biomasse Produktion af af varme og og køling Distribution fjernvarme fjernkøling Varmeanlæg Brugsvand Køling Klimaskærm Nybyggeri Renovering Komfort varme varmt vand køling Slide 4

5 Varmeplan Danmark modellen viser, hvordan opvarmningssektoren kan blive CO 2 neutral I klimaåret 2009 er det særlig interessant at belyse hvordan opvarmningssektoren har bidraget markant til Danmarks CO 2 besparelser i perioden fra 1980 frem til i dag. Derfor tager Varmeplan Danmarks udviklingsforløb udgangspunkt i de historiske tal fra 1980 Varmeplan Danmark viser 3 eksempler på udviklingsforløb frem mod en VE baseret opvarmningssektor i 2040: Forløb A: 70% fjernvarme og 25% rumvarmebesparelser Forløb B: 70% fjernvarme og 50% rumvarmebesparelser Forløb C: 63% fjernvarme og 25% rumvarmebesparelser Slide 5

6 Alle forløb: Befolkningstallet og det opvarmede areal stiger 600 6,2 Other heated floor area Heated living area Population 500 6,0 Heated floor area in million m ,8 5,6 5,4 Population in millions 100 5, ,0 Slide 6

7 Forløb A: Samlet varmebehov (25% besparelse og 50 kwh/m 2 i ny bebyggelse) Udvikling A: Moderat forbedret klimaskærm Samlet varmeforsyning Nettovarmebehov i TWh Specifikt nettovarmebehov i kwh/m Nybyggeri Eksisterende bebyggelse Specifikt, gennemsnit Slide 7

8 Forløb A: Fordeling på opvarmningsformer (25 % besparelse og fjernvarme op til 70%) 70 Case A: Moderately improved building envelope and expansion of district heating Net heat demand in TWh Biomass Solar heating (individual) Heat pumps (individual) Stoves, electricity Central heating/with natural gas Central heating/with oil District heating Slide 8

9 Forløb A: Fjernvarmesalg og nettab Lavere returtemperatur og energirenovering 50 Heat distribution losses Case A 100% 45 Net heat demand Share of district heating 90% District Heating Heat Supply in TWh % 70% 60% 50% 40% 30% 20% Share of District Heating of the Total Heat Supply 5 10% % Slide 9

10 Forløb A: Fjernvarmens lastfordeling Mere overskudsvarme, varmepumper og VE Boilers, biomass Boilers, fossil fuels Heat pump/electric heat boilers Solar heat Biomass CHP & geothermy Biogas CHP Decentr gas CHP (back pressure) Central gas CHP (back pressure) Power plant heat extraction Waste incineration heat/chp Surplus heat from industry Annual load - Case A District Heating Production in TWh Slide 10

11 Forløb A: De fossile brændsler til fjernvarmen erstattes af vedvarende energi mv. 1,4 Disctrict Heating 100% 1,2 90% Share of fuel/energy to cover 1 unit of heat 1,0 0,8 0,6 0,4 Waste, biomass etc. Natural gas Coal Oil Share of combined production 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Share of combined heat and power production 0,2 10% 0, % Slide 11

12 Forløb A: Sådan reducerer vi CO 2 emissionen med 25% besparelse og 70% fjernvarme 30 Case A: CO2 at moderately improved building envelope and expansion of district heating 80 Total CO2 in million tons Heat pumps, other Stoves, electricity District heating Central heating/w natural gas Central heating/w oil CO2 emissions factor at building CO2 emissions factor outside the quota CO2 emission factor: kg/m2 floor area Slide 12

13 Forløb B: Sådan reducerer vi CO 2 emissionen med 50% besparelse og 70% fjernvarme 30 Case B: CO2 at substantially improved building envelope and expansion of district heating 80 Total CO2 in million tons Heat pumps, other Stoves, electricity District heating Central heating/w natural gas Central heating/w oil CO2 emissions factor at building CO2 emissions factor outside the quota CO2 emission factor: kg/m2 floor area Slide 13

14 Forløb C: Sådan reducerer vi CO 2 emissionen med 25% besparelse og 63% fjernvarme 30 Case C: CO2 at moderately improved building envelope and stagnation of district heating 80 Total CO2 in million tons Heat pumps, other Stoves, electricity District heating Central heating/w natural gas Central heating/w oil CO2 emissions factor at building CO2 emissions factor outside the quota CO2 emission factor: kg/m2 floor area Slide 14

15 De 3 forløb A, B og C Forskellen mellem de 3 forløb i 2050 Hvis forbrugerne sparer yderligere fra 25% til 50% på rumvarmen efter 2020 (fra forløb A til forløb B) spares GWh fjernvarme. Derved spares stort set ikke mere CO 2, men der spares ca GWh biomasse. Hvis fjernvarmen udbygges yderligere fra 63% til 70% efter 2020 (fra forløb C til forløb A) konverteres de sidste ca GWh naturgaskedler til fjernvarme. Derved reduceres CO 2 emissionen med ca. 1 mio.tons/år og der forbruges ekstra ca GWh biomasse Hvis biomassens pris stiger yderligere, og hvis vindkraftens andel vokser yderligere, vil fjernvarmens forbrug af biomasse reduceres Slide 15

16 Udbygning af fjernvarmemarkedet fra 46% til 53%, 63% eller til 70% af markedet Nuværende Fjernvarme Ny fjernvarme Invest i fjv Invest pr salg. varmebehov markedsandel GWh/år mio.kr mio.kr/gwh/år Reference 46% Scenario 1 53% ,6 Scenario 2 63% ,1 Scenario 3 70% ,1 Fra 1 til ,4 Fra 2 til ,0 Den dyreste udbygning fra 63% til 70% koster en netinvestering på 9 mio.kr pr tilsluttet MWh/år eller kr for et enfamiliehus med et behov på 15 MWh/år Det svarer til 630 kr/mwh i kapitaludgifter til net. Til gengæld forsynes hele varmebehovet med CO 2 neural og fleksibel fjernvarme Slide 16

17 Hvor kommer varmen fra? Fleksibel forsyning Kraftvarme-varmepumpe-elkedel-varmelager Slide 17

18 Hvor kommer varmen fra? Affald Affaldskraftvarme med kondensering Slide 18

19 Hvor kommer varmen fra? Affald Statistik og prognose med kendt teknologi Affald i Danmark Genbrug 1000 t Forbrænding 1000 t Deponering 1000 t Affald i alt 1000 t Brændværdi MWh/t Energiindhold GWh Elproduktion GWh Bortkølet varme GWh Varmeudnyttelse GWh Varmeudnyttelse PJ Udnyttelsesgrad % 60% 85% 90% 95% 98% 100% 100% 100% Andel af kraftvarme % 0% 45% 50% 75% 80% 100% 100% 100% Elvirkningsgrad % 0% 19% 19% 20% 21% 23% 25% 27% Totalvirkningsgrad % 70% 70% 83% 84% 90% 100% 102% 104% Middel fremløbstemp. gr.c Middel returtemperatur gr.c Stigning i 10-årsperiode 1,18 1,12 1,13 1,10 Slide 19

20 Hvor kommer varmen fra? Biogas fra gylle Nye biogasanlæg, som løser miljøproblemer Slide 20

21 Hvor kommer varmen fra? Geotermi 70 grader varmt vand 2 km under jorden DongEnergy Slide 21

22 Hvor kommer varmen fra? Solen 4 mio. m 2 storskala solvarmeanlæg Slide 22

23 Hvor kommer varmen fra? Halm Lokale halmfyrede værker Slide 23

24 Hvor kommer varmen fra? Træ Lokal flisproduktion og importeret flis Slide 24

25 Energibesparelser hos slutforbrugeren Hvor meget mon forbrugerne sparer på varmen? Kr/MWh investering/årlige besparelse % Hvad er det økonomiske fordelagtige besparelsespotentiale? Undersøgelse fra Aarhus indikerer op til 25% Der skal investeres 10 mio.kr pr sparet GWh/år 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 18% 20% 22% 24% 26% 28% %-vis besparelse 30% for at nå op på 25% besparelse Det svarer til en fast varmeudgift på 700 kr/mwh for den varme, der er sparet. Dertil kommer udgifter til den resterende varmeproduktion 32% 34% 36% 38% 40% 42% 44% 46% 48% Slide 25

26 Energibesparelser hos slutforbrugeren Men hvad koster det og hvor tyk isolering? Investeringer i varmebesparelser bør optimeres i forhold til værdien af den varme, som spares Moderat efterisolering af dårligt isolerede flader er normalt altid økonomisk fordelagtig Lofts- Mer- U-værdi Varme Bespaisolering Omkostninger Marg. pris u/arb. Marg. pris m/arb. Marg. pris u/arb. Marg. pris m/arb. isolering loft behov relse u/arb. m/arb. 3% 6% 3% 6% 3% 6% 3% 6% 80 år 80 år 80 år 80 år 30 år 30 år 30 år 30 år mm mm W/m2/K kwh/m2 kwh/m2 kr./m2 kr./m2 kr./kwh kr./kwh kr./kwh kr./kwh kr./kwh kr./kwh kr./kwh kr./kwh 100 0, , , ,057 0,104 0,113 0,207 0,087 0,124 0,175 0, , , ,108 0,198 0,216 0,395 0,167 0,237 0,333 0, , , ,176 0,323 0,353 0,645 0,272 0,387 0,543 0, , , ,263 0,481 0,525 0,961 0,405 0,576 0,810 1, , , ,360 0,658 0,720 1,316 0,554 0,789 1,109 1, , , ,476 0,870 0,951 1,740 0,733 1,044 1,466 2,087 Kraftig efterisolering er normalt ikke økonomisk fordelagtig, da effekten aftager stærkt med isoleringstykkelsen Slide 26

27 Energibesparelser hos slutforbrugeren Lavere returtemperatur sparer energi Lav returtemperatur er et overset energisparemål Lav returtemperatur bør med i enhver energirenovering Lav returtemperatur er/har været overset i bygningsreglementet Krav på 30 grader retur i alt nybyggeri er rimeligt Lav returtemperatur fra forbrugerne medfører: mulighed for lavtemperaturdrift i fjernvarmen lavere udgifter til investering i fjernvarmenet lavere driftsudgifter til fjernvarmenet mere effektiv kraftvarme, varmepumper, geotermi, solvarme, kondenserende fyr etc. både for fjernvarme og individuelle anlæg Returtemperatur: 40 o C i 2020, 35 o C i 2040, 30 o C i 2060? Slide 27

28 Energibesparelser hos slutforbrugeren Men hvor sparer man mest CO 2 kg/m2 over 60 år CO2 emissioner, statens ejendomme Det er elforbruget, som er den store CO 2 synder Transport, 60 år El, 60 år Varme, 60 år Materialer 0 periferi, n-gas City, fjernvarme Slide 28

29 Energibesparelser hos slutforbrugeren Bæredygtige energibesparelser i byggeriet Helhedsvurdering af behov for el, termisk komfort og transport Lokalisering i forhold til kollektiv transport, kollektiv varmeforsyning og evt. kollektiv køling er vigtig Intelligente huse sparer el og varme optimalt og sænker returtemperaturen maksimalt Elbesparelser mindsker tilskudsvarme om vinteren og kølebehov om sommeren Vaskemaskiner, opvaskemaskiner og spa kan udnytte lavtemperaturvarme frem for el Komfortkølebehov kan dækkes med CO 2 neutral fjernkøling og/eller fjernvarme Håndklædetørrer og gulvvarme øger komforten og sænker returtemperaturen Slide 29

30 Behov for at arbejde med varmeplanlægningen Mange forudsætninger er ændret Nationalt CO 2 mål udenfor det kvoteregulerede marked Langsigtet mål om at vi skal basere os på VE Naturgasprojektets økonomi er sikret og nettene er snart tilbagebetalt De fjernvarmenet, der i 1980 ikke havde andre varmekilder end fuelolie, (og hvor naturgassen derfor fik første prioritet) har i dag en energieffektiv forsyning med grundlast og kan let blive CO 2 neutrale Fjernvarmenettenes levetid er meget længere end man turde tro på i Ledningsnet fra 80 erne, som stort set er afskrevet har formentlig en restlevetid på år eller mere Slide 30

31 Behov for at arbejde med varmeplanlægningen Mange forudsætninger er ændret Forbrugerne har sparet på varmen og sænket returtemperaturen, hvorfor der er ledig kapacitet i fjernvarmenettene Mange bebyggelser er fortættet, så varmetætheden er større til trods for, at forbrugerne har sparet på varmen Erhvervskunder betaler nu energiafgift til rumvarme Den danske naturgas rinder snart ud Der er en stigende tendens til, at bygningsejere prioriterer en grøn profil højt og sætter pris på fjernvarmens mange fordele mht. drift, miljø og komfort Slide 31

32 Behov for at arbejde med varmeplanlægningen Varmeplanlægning, forretningsplaner, projekter.. Kommunerne i samarbejde med berørte forsyningsselskaber De blå områder: 300 GWh fjernvarme De røde områder: konvertering af 300 GWh fra gas til fjernvarme Slide 32

33 Hvordan forsynes ny bebyggelse? Behov for at korrigere BR s energibestemmelse Bestemmelsen om, at fjernvarme vægtes som olie er i strid med: artikel 5 i EU direktivet om bygningers energimæssige ydeevne EU direktiv om strategisk miljøvurdering EU direktiv om VE dansk tradition for samarbejde dansk praksis om samfundsøkonomisk vurdering og metodefrihed Slide 33

34 Hvordan forsynes ny bebyggelse? Finde den økonomiske løsning til ny bebyggelse 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 Standardhus Lavenergikl. 2 Lavenergikl. 1 Samfundsøkonomisk omkostning [1000 kr.] Ce ntral-kv-s Naturgas-S Var mepumpe-s Halm-fjv-S Ce ntral-kv-2 Naturgas-2 Var mepumpe-2 Halm-fjv-2 Ce ntral-kv-1 Naturgas-1 Var mepumpe-1 Halm-fjv-1 Slide 34

35 Hvordan forsynes ny bebyggelse? Finde den miljørigtige løsning til ny bebyggelse CO2-emission [tons] 0 Halm-fjv-S Halm-fjv-2 Halm-fjv-1 Central-KV-1 Naturgas-1 Central-KV-2 Varmepumpe-1 Naturgas-2 Central-KV-S Naturgas-S Varmpeum pe-2 Varmpeumpe-S Slide 35

36 Hvordan bidrager forsyningsselskaber til energirenovering i byggeriet Forsyningsselskaber skal være mere aktive med: energistyringsnøgletal uvildig rådgivning ud fra helhedshensyn varmemesterservice standardløsninger og information Konvertere til fjernvarme, nabovarme, individuel varmepumper, træpiller og evt. solvarme iht. varmeplanlægningen Renovere varmeanlæg til lavtemperaturdrift, hvor det er økonomisk fordelagtigt Forbedre klimaskærmen, hvor det er økonomisk fordelagtigt Udnytte lavere temperatur og varmebehov i netudbygningen Slide 36

37 Hvordan bidrager forsyningsselskaber til mere effektiv opvarmning Bidrage til varmeplanlægningen med udbygnings- og forretningsplaner, der fremmer målsætningen for selskabet Arbejde aktivt med at nedbringe de samlede varmeregninger, inkl. kapitaludgifter til evt. energirenovering for alle selskabets forbrugere som helhed Tilbyde varmemester service til kunder evt. kommende kunder og mindre selskaber. Arbejde for mere kostægte og fleksible tariffer. Slide 37