ABB Erik Koldby Elektroteknisk forening

Transkript

1 Erik Koldby, ABB A/S, Elektroteknisk Forening Sydjysk Sektion Nytårsmøde Desertec Industri Initiativet (DII) Solenergi fra Sahara til Europa Erik Koldby Elektroteknisk forening

2 Mulighederne i solenergi har været kendt længe.. for potentialet er stort Jeg ville sætte mine penge på solen og solenergi. Sikken en energikilde! Jeg håber ikke vi er nødt til at vente til olien og kullet er sluppet op førend vi tager os af det. Thomas Alva Edison, Var udtalelsen relateret til Frank Schumanns forsøgsanlæg med solenergianlæg, i Philadelphia 1911 og lidt syd for Cairo 1913? DII_Intro_ABB_ ppt 2 Billeder fra Desertec og Opfindelsernes Bog

3 Koncentrerende solenergi Blev først brugt til forsvar eller er det en skrøne? DII_Intro_ABB_ ppt 3

4 Et fantastisk potentiale Ørkenerne repræsenterer jordens største, men mindst udnyttede rene energikilde På blot 6 timer modtager jordens ørkener mere energi fra solen end menneskene forbruger på et år. Nødvendigt opsamlingsareal for at modsvare verdens energiforbrug i 2005 Dr. Gerhard Knies (Bestyrelsesformand for DESERTEC fonden) DII_Intro_ABB_ ppt 4

5 DESERTEC konceptet (1) Oprindelse og vision Desertec 2009 ABB 1992 Forudsætningerne er de tekniske muligheder for at udnytte og transportere solenergien og de økonomiske muligheder som udviklingen bringer DESERTEC konceptet er udviklet af Romklubbens TREC Initiativ (Trans- Mediterranean Renewable Energy Cooperation) Vision: At forsyne Europa (EU), mellemøsten og Nordafrika (MENA) med vedvarende energi i 2050 ABB havde en lignende vision i DII_Intro_ABB_ ppt 5

6 DESERTEC konceptet (2) Eksempel 1922: Vandkraft fra Norge til Danmark 4 alternativer undersøgt. A: Elektromekanisk HVDC via Skagerrak. Aftapning i Aarhus. Forbindelse over Kattegat til København B: Elektromekanisk HVDC gennem Sverige : Aftapning I København. Via Storebælt til Kolding og Aarhus C: AC gennem Sverige. Luftledning over Øresund. Kabler via Kattegat til aarhus og via Storbælt til Odense og Kolding D: som C, men kabel under Øresund DII_Intro_ABB_ ppt 6

7 DESERTEC konceptet (3) Et andet projekt med ligheder I 1982 havde tidsskriftet Electrical Review en artikel om at sende vandkraft fra Inga vandfaldene i Zaire til Europa illustrationen er herfra Visionen kan være inspireret af de to afrikanske HVDC projekter, Cabora-Bassa (Mozambique Sydafrika) og Inga-Shaba (i Zaire) DII_Intro_ABB_ ppt 7

8 DESERTEC konceptet (3) Grundlaget. Antagelser. Fakta De vedvarende energikilder er rigelige DESERTEC sigter især mod at udnytte solenergi fra ørkener, den største tilgængelige energikilde på jorden Mere end 90 % af verdens befolkning lever i områder mindre end km fra ørkener og vil derfor kunne forsynes med ren energi DESERTEC tilbyder en samlet løsning på flere af menneskehedens fremtidige problemer: Klimaforandringer Energimangel Mangel på drikkevand Mellemøsten og Nordafrikas økonomiske fremtid DII_Intro_ABB_ ppt 8

9 DESERTEC konceptet (4) Undersøgelse af mulighed for gennemførelse Ledet af: MED-CSP (2005) Koncentrerende solenergi (Concentrating Solar Power CSP) for Middelhavsregionen, med fokus på elektricitetsog vandforsyning TRANS-CSP (2006) Elektriske forbindelser over Middelhavet for Koncentrerende solenergi (CSP), med fokus på forbindelser mellem de elektriske net i Europa, Mellemøsten og Nordafrika (EUMENA) med henblik på at kunne forsyne omkring 15% af det Europæiske elektricitetsbehov med import af solenergi sydfra i år 2050 AQUA-CSP (2007) Koncentrerende solenergi (CSP) til afsaltning af havvand. Analyser af potentialet for CSP teknologi til afsaltning af havvand i Mellemøsten og Nordafrika DII_Intro_ABB_ ppt 9

10 DESERTEC hvorfor kun 15% I IEA s energy technology perspectives fra 2008, Blue Map scenario andrager CSP, termiske solkraftværker 15% I DII_Intro_ABB_ ppt 10

11 DESERTEC konceptet danner grundlaget for Desertec Industri Initiativet (DII) 13 juni 2009 : 12 firmaer og DESERTEC fonden undertegner MoU). 30.oktober 2009 etableredes DII GmbH. Paul van Son bliver CEO. DII skal analysere og udvikle de tekniske, økonomiske, politiske, sociale og økologiske rammer for energiproduktion uden kul i Nordafrikas ørkener. Nu er der 19 interessenter og 32 associerede partnere DII_Intro_ABB_ ppt 11

12 Opgaven for Desitec Industri Initiativet er er at omsætte DESERTEC konceptet til virkelighed Opgaven for DII er at fremskynde etableringen af DESERTEC konceptet med det mål at forsyne Europa, Mellemøsten og Nordafrika med energi produceret af sol og vind som vedvarende energikilder i Mellemøsten og Nordafrika samt at etablere dermed forbundne industrier der. Hensigten hermed er at dække 15% af det europæiske behov for elektricitet samt væsentligt mere af det mellemøstlige nordafrikanske behov i For at løse denne opgave er der fundet fire områder som initiativet skal fokusere på i de kommende tre år: Skabelse af et gunstigt vedtægtsmæssigt og lovmæssigt miljø Udvikle en plan for etableringen Foreslå konkrete referenceprojekter Yderligere eller mere detaljerede undersøgelser hvor der er behov for det (for eksempel af muligheden for gennemførelse) DII_Intro_ABB_ ppt 12

13 DESERTEC visionen vil bidrage til at bygge broer mellem Europa og Mellemøsten / Nordafrika Fordele for hele regionen Nært samarbejde mellem EU og landene i Mellemøsten og Nordafrika om at indføre vedvarende energikilder i markedet og bygge de nødvendige elnet Nyt potentiale for økonomisk, økologisk og social udvikling, i særdeleshed i Mellemøsten / Nordafrika (eksempel: Afsaltning af havvand) Vækst, udvikling og beskæftigelsesmuligheder i Mellemøsten / Nordafrika som en følge af væsentlige private investeringer Øget energisikkerhed i Europa / Mellemøsten / Nordafrika Reduktion af CO 2 udledning og således et væsentligt bidrag til målsætningen for klimabeskyttelse DII_Intro_ABB_ ppt 13

14 Arabisk modvilje mod klimaløsninger skyldes frygt for at miste olieindtægter Kilde: Politiken og DII_Intro_ABB_ ppt 14

15 Men uroen i de nordafrikanske lande kan give usikkerhed DII_Intro_ABB_ ppt 15

16 DESERTEC visionen vil bidrage til at bygge broer mellem Europa og Mellemøsten / Nordafrika Med fordele for hele regionen Nært samarbejde mellem EU og landene i Mellemøsten og Nordafrika om at indføre vedvarende energikilder i markedet og bygge de nødvendige elnet Nyt potentiale for økonomisk, økologisk og social udvikling, i særdeleshed i Mellemøsten / Nordafrika (eksempel: Afsaltning af havvand) Vækst, udvikling og beskæftigelsesmuligheder i Mellemøsten / Nordafrika som en følge af væsentlige private investeringer Øget energisikkerhed i Europa / Mellemøsten / Nordafrika Reduktion af CO 2 udledning og således et væsentligt bidrag til målsætningen for klimabeskyttelse DII_Intro_ABB_ ppt 16

17 Mål for DESERTEC industri initiativet De store udfordringer er politik og vedtægter Vedtægter og juridiske betingelser Plan for gennemførelsen Øvrige undersøgelser Analyse og forhandling af bæredygtige politiske og juridiske betingelser for at kunne iværksætte og gennemføre DESERTEC konceptet Analyse af de væsentlige juridiske og politiske betingelser for at kunne gennemføre planen i Mellemøsten, Nordafrika og Europa (f. eks el-tariffer) Undersøgelse af mulige forhindringer i energi sektoren gennem hele værdikæden og udarbejdelse af tiltag nødvendige for tilpasningen. Identificere gunstige placeringer i Mellemøsten, Nordafrika og Europa med henblik på sikkerhed og regeringsstøtte i de involverede lande Detailplanlægning af gennemførelsen frem til Grovplanlægning frem til 2050 Fastlæggelse af hvilken kapacitet der sigtes i i hvert land og netplanlægning inklusive de nødvendige krav for de Europæiske transmissionsnet Udvikling af en tidsplan for gennemførelsen og en grov forretningsmodel der indeholder finansiering og investeringer Simulering af udviklingen i efterspørgslen af energi, (begrænsning af) CO 2 udledning, Finde muligheder for at involvere lokal industri Skitsere reference projekter for at demonstrere DESERTEC konceptets gennemførlighed Specificeret med placering, forventet ydelse og mængden af følgeydelser Vurdering af energi transmissionen fra Mellemøsten / Bordafrika to Europa Antagelser vedrørende teknologi (inklusive genererings koncept, lagring og elnet) som grundlag for feasibility studier DII_Intro_ABB_ ppt 17

18 Lidt teknik DII_Intro_ABB_ ppt 18

19 DESERTEC konceptet Oprindelse og vision DII_Intro_ABB_ ppt 19

20 Elproduktionen Fordele ved termiske solenergianlæg Koncentrerende termiske solkraftanlæg: Solenergien opsamles ved hjælp af spejle Strålingen omdannes til varme Generatorer drives af dampturbiner Turbinerne kan supplerende drives af biobrændsel eller gas Et 250 MW opsamlingsareal kunne benyttes til at drive en 200 MW turbine samt producere 100,000 m 3 drikkevand pr dag (over 4 million liter i timen) ved afsaltning af havvand Balancerbar elproduktion Dette er den nuværende status, men DII er åben over for ny teknologi! DII_Intro_ABB_ ppt 20

21 Ja, DII er åben over for andre teknologier Desertec årsmødet (okt. 2010) så (lidt) på solceller DII_Intro_ABB_ ppt 21

22 Billeder fra National Geographic Jeg viste billeder fra National Geographic Magazine, september 2009, som havde en artikel om solar power. Af hensyn til copyright kan disse billeder ikke vises uden magasinet er til stede, så se i stedet DII_Intro_ABB_ ppt 22

23 Udfordringer på produktionssiden Hvad gør man om natten? Billede fra Desertec Termiske anlæg i områder uden vand Sandstorme Afsaltning af havvand i stor skala DII_Intro_ABB_ ppt 23

24 Eksempel Marokkos planer er allerede godt i gang Planerne Ain Beni Mathan 40 MW anlæg oktober MW 500 MW 500 MW 500 MW 100 MW DII_Intro_ABB_ ppt 24

25 Concentrating solar power findes men planerne er meget større Ved udgangen af 2010 var statistikken for CSP anlæg 38 anlæg i drift MW 27 anlæg under opførelse MW 101 anlæg planlagt MW DII_Intro_ABB_ ppt 25

26 DII_Intro_ABB_ ppt 26

27 Et rent solanlæg DII_Intro_ABB_ ppt 27

28 Et hybrid anlæg DII_Intro_ABB_ ppt 28

29 Resultat fra forundersøgelserne Transmission: Fordele ved HVDC forbindelser Billeder fra ABB Højspændt jævnstrøm. HVDC (High-voltage direct current) Små tab. Størrelsesorden 3 4 % pr km transmission. Det er ~ 1 / 3 af tabene i tilsvarende AC overføringer. Omfattende erfaringer med HVDC forbindelser med kapacitet op til 3 5 GW (ABB, Siemens) DESERTEC vurderer at omkostningerne ved at producere og transportere termisk solenergi fra vil være lavere end omkostningerne ved konventionel energiproduktion i Europa på grund af konstant stigende brændselspriser og miljøomkostninger Dette er den nuværende status, men DII er åben over for ny teknologi! DII_Intro_ABB_ ppt 29

30 Andre fordele ved HVDC Tracé: Meget mindre krav end for tilsvarende AC overføringer! Eksempel: 6400 MW, 2500 km Tre stk. 800 kv AC ledninger. Virkningsgrad 88 % Én HVDC bipol 800 kv Virkningsgrad 94 % Eksisterende AC luftledninger kan ombygges til HVDC med en forøget overføringsevne DII_Intro_ABB_ ppt 30

31 Udfordringer og muligheder på transmissionssiden Udfordringer HVDC net Type HVDC: LCC (Klassisk) eller VSC Rammebetingelserne En trinvis udbygning Standardisering især spænding HVDC bryder HVDC beskyttelser Tracé Kabler: Store vanddybder Højere spændinger Terrorbeskyttelse DII_Intro_ABB_ ppt 31 Billede fra ABB Muligheder Et overordnet europæisk HVDC net vil være en naturlig del af et europæisk Smart Grid

32 ABB: Smart Grid er meget mere end IT og intelligente målere Et Smart Grid er et elektrisk net som intelligent samler alle handlinger af alle brugere som er tilsluttet producenter, forbrugere og de som gør begge dele med det formål at sikre leverancer af elektricitet på en bæredygtig, økonomisk og sikker måde. Kilde: European Technology Platform SmartGrids Et Smart Grid er selv-korrigerende, muliggør aktiv deltagelse af forbrugere, fungerer upåvirket af angreb og naturkatastrofer, tilpasser sig alle produktions- og og lagringsmuligheder, muliggør introduktion af nye produkter, tjenesteydelser og markeder, optimerer udnyttelse af anlæg og drives effektivt samt leverer el kvalitet til den digitale økonomi. Kilde: US Department of Energy Smart Grid er den fremtidige udvikling af de samlede elnet. Smart Grid omfatter både transmission og distribution, har fokus på integration af vedvarende energi samt nettets pålidelighed og effektivitet. Smart Grid omfatter tilpasning af belastning og produktion samt potentialet i nye teknologier som f.eks. anvendelse af elektriske køretøjer i stor skala. Smart Grid omfatter både automation/it og styrbare effektudrustninger i hele værdikæden fra produktion til forbrug DII_Intro_ABB_ ppt 32

33 Udviklingen af HVDC net kan få hjælp fra anden side EU arbejder intenst for at få skabt HVDC net. Tilslutningen af vindmølleparker ved Kriegers flak kan blive det første offshore HVDC net. Et mere omfattende HVDC net kan derefter komme i Nordsøen Figurer fra European coordinator s second annual report DII_Intro_ABB_ ppt 33

34 So, with new technologies the future might look something like this? The solution overlay HVDC grid for Europe? Source: Bo Normark ABB Presentation topic Author Department DII_Intro_ABB_ ppt 34

35