Udfordringer ved bæredygtig omstilling af energisystemet

Transkript

1 Udfordringer ved bæredygtig omstilling af energisystemet Demokrati og bæredygtig omstilling STAV og SGT fagtekniske selskaber i Ingeniørforeningen IDA 29. Oktober 2012 Lektor, PhD, Brian Vad Mathiesen Institut for Planlægning, Aalborg Universitet people.plan.aau.dk/~bvm/

2 100% vedvarende energi udfordringer ved bæredygtig omstilling af energisystemet. hvor kommer vi fra?. hvor skal vi hen?. hvad skal vi huske på kort sigt?

3 Fire årtier med et stabilt energiforbrug World Primary Energy Consumption 400 PJ 1000 Danish Primary Energy Supply 1000 PJ RES Nuclear Ngas Oil Coal Oil Coal Natural Gas Renewable Energy

4 Value of Danis h E nerg y P roduc ts Tre centrale Total Oil Mio. tons CO2 udfordringer Forsyningssikkerhed Samfundsøkonomi, de offentlige finanser, jobskabelse og erhvervsudvikling Klimapåvirkning MDKK , MDKK Danish Energy Production, PJ Natural G as C oal E lectricity Danis h export of E nerg y T ec hnolog y % 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% E xport S hare of Total E xports 1,200 70,0 CO2-emissions 1, RE Natural gas Oil 65, , ,0 Actual ,0 Adjusted 45,0 40,

5 Det langsigtede mål i Danmark Nyt langsigtet mål formuleret af tidligere Statsminister Anders Fogh Rasmussen i åbningstalen til folketinget i okt og siden i flere politiske aftaler: 100% vedvarende energi på lang sigt Vi skal gøre Danmark helt fri af fossile brændsler som olie, kul og gas trække Danmark ind i centrum af grøn vækst Ny bred politisk aftale i marts med 50% vind og 40% mindre CO2- udslip som mål i 2020 energisparemål som mål for et 100% vedvarende energisystem

6 Traditionelt energisystem Vindmøller Import Eksport Kraftværk Elforbrug Brændsler Kraftvarmeværk Kedler Varmelagre Varmeforbrug Solvarme Transport

7 Systemintegration Besparelser i slutforbruget Mere effektiv konvertering Fleksible systemintegrationsteknologier Vedvarende energi

8 Kritisk eloverløb Demand Excess

9

10 Det intelligente energisystem er afgørende i et 100% VE-system Det intelligente elsystem er kun en del af løsningen. 100% VE-systemer er afhængig af samtænkning af sektorer i et intelligent energisystem: Varmelagre og fjernvarme med kraftvarme og store varmepumper Nye elbehov fra store varmepumper og elbiler Elektrolyse og flydende brændsler til transportsektoren med lagre Integration af gas-systemet og gaslagre Fleksibel integration af el, varme, gas og transport.

11 PJ/year Primary energy consumption in CEESA scenarios for 2050 Unused electricity Wave power Wind power PV CEESA-100% Vedvarende energiscenarier 700 Solar thermal Geo thermal Waste incineration Biogas, manure Straw, wood & energy crops (Solid for boilers, industry etc.) Hovedbudskaber præsenteret for Klima-, energi-, og bygningsministeren den 2 november Wood, energy crops (gasified for Transport) 200 Wood, energy crops (gasified for CHP) Natural gas 100 Oil 0 Reference 2050 CEESA 2050 Conservative CEESA 2050 Ideal CEESA 2050 Coal

12 Smart energy systems / Intelligente energisystemer

13 PJ/year Primary energy consumption in CEESA På kort sigt og på lang sigt Reference CEESA Coal Oil Natural gas Biomass (gasified) Biomass (solid) Biogas, manure Waste incineration Geo thermal Solar thermal PV Wind power Wave power Unused electricity

14 MDKK/year Socio-economic costs 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

15 Case: Scenarier for fjernvarmeudbygning Forsyningsform Central kraftvarme Fjernvarme Decentral kraftvarme Naturgas Andet, derunder oliefyr m.m. Scenario 3 1 2

16 Udbygningsplan Indata-felter Nettoinvestrering = 70 mia.kr. svarende til 7 mia.kr./år ved realisering frem til Importkvote Investeringer 0,4 Beskræftigelse: 2 mandår/mio.kr dansk værditilvækst D&V 0,2 Brændsel 0,8 Sparet drift og brændsel for netto 3. mia.kr./år i fuldt udbygget situation år 2020 Mio.kr. Sum Fjv-net Fjv-installationer Indv. VP anlæg Store VP Spidslastkedler Biomassekedler Solvarme Geotermi Sum udbygning Sparet indv. Kedler Oliefyr Biomasse Ngas fyr Sum sparet Samfundsøkonomisk overskud ved realrente 3% job i 10 år. Nettoinvestering Øgede d&v Sparet d&v Netto d/v omkostning Brændsel Totalomkostninger Valuatomkostning Beskæftigelse

17 Udbygningsplan Minus på gas og olieafgifter: 140 voksende til 2800 mio.kr./år Plus på afgifter fra store og små varmepumper: 70 voksende til 1400 mio.kr./år Sparet understøttelse og øgede indkomstskatter: 2500 faldende til 2000 mio.kr./år. Virkemiddelomkostninger: 300 stigende til 750 mio.kr./år Netto-virkning: +2 mia.kr. i 2011 falde til 0 i 2020 (Negativ i 2021).

18 PJ VE produktion i DK '85 '90 '95 '00 '05 '10 Vind Halm Træ Biogas Affald, bionedbrydeligt Varmepumper m.m. PJ 120 VE i 2010 Import ca. 36 PJ Kilde: ENS El og fjernvarme Endeligt forbrug Vind Halm Træ Biogas Affald Anden VE

19 Kraftværker i Danmark og planer til 2020 Kilde: Ingeniøren 12/6-2012

20 Case studie konsekvenser ved øget affaldsforbrænding Energisystemanalyse med EnergyPLAN af marginale ændringer ved øget affaldsforbrænding 1 TWh mere affald (oveni 13 TWh) 5 forskellige anvendelser af affaldet (geografi og fleksibilitet) To forskellige danske energisystemer Basisfremskrivning (business-as-usual og et 45% VE scenario)

21 Analyse af affaldsforbrænding

22 Analyse af affaldsforbrænding - et eksempel

23 Udfordringer her og nu! Høst nu de energibesparelser! Vi skal have flere vindmøller Videreudvikling af det intelligente energisystem konkret med store varmepumper Risiko for lock-in og det langsigtede perspektiv for kraftvarmeværker Langsigtet transportplanlægning på kort sigt Vedvarende energi og brændsler til transport Aktivering af lokalsamfund procent af investeringer i teknologi i et IDA 2050 er kendt teknologi

24 Tasks Actors Behov for nye rammer? Strategisk energiplanlægning væk fra kortsigtet beslutningstagning tænk konsekvenser på lang sigt tænk bredt og holistisk på hvad der kan have indflydelse på beslutning på lang sigt Technology- and activity specific legislation and support schemes Implementation of strategic municipal energy plans National 100% renewable energy planning strategy Strategic municipal energy plans Framework for strategic municipal energy planning Other local actors Sperling, Hvelplund og Mathiesen, 2011 Danish Government Parliament Relevant ministries & authorities Local Government Denmark Grass roots organisations Branch organisations and industry Municipalities Utility companies Consultants Research institutes Central actor Local actor Other actor

25 Tak for opmærksomheden IDA s klimaplan 2050 : Tekniske energisystemanalyser og samfundsøkonomisk konsekvensvurdering - Baggrundsrapport. / Mathiesen, Brian Vad ; Lund, Henrik ; Karlsson, Kenneth. København V. : Ingeniørforeningen i Danmark, IDA, s. 100% Renewable energy systems, climate mitigation and economic growth. /Mathiesen, Brian Vad ; Lund, Henrik ; Karlsson, Kenneth. I: Applied Energy, Vol. 88, Nr. 2, , s Centralisation and decentralisation in strategic municipal energy planning in Denmark. / Sperling, Karl ; Hvelplund, Frede ; Mathiesen, Brian Vad. I: Energy Policy, Vol. 39, Nr. 3, , s Energivision for Aalborg Kommune / Østergaard, Poul Alberg ; Lund, Henrik ; Hvelplund, Frede ; Möller, Bernd ; Mathiesen, Brian Vad ; Remmen, Arne ; Odgaard, Lars Michael Demokrati og bæredygtig omstilling STAV og SGT fagtekniske selskaber i Ingeniørforeningen IDA 29. Oktober 2012 Lektor, PhD, Brian Vad Mathiesen Institut for Planlægning, Aalborg Universitet people.plan.aau.dk/~bvm/