VMS programmet på energi 2009/10

Transkript

1 VMS programmet på energi 2009/10 VMS (Videnskab, Menneske, Samfund) forløbet skal give de studerende kundskaber og værktøjer til at vurdere tekniske løsninger i et samfundsmæssigt og videnskabsfilosofisk perspektiv.

2 Klimakrisen og bæredygtig energi Morten Boje Blarke Civilingeniør M.Sc. Eng. International Energy Planning Ph.D. Bæredygtig Energiplanlægning Adjunkt v/ Inst. for Samfundsudvikling og Planlægning

3 Stjernestøv

4 Liv

5 Energi

6 Fossile energiressourcer Forbrugsrater og rest (ved konstant forbrug) Forbrug i 2005 Rest År Olie 84 mio. tønder/dag 1293 mia. tønder 40 Gas 2,8 bill. m3/år 180 bill. m3 64 Kul 5,6 mia. tons/år 900 mia. tons 162

7 Luft

8 The Keeling Curve Atmospheric CO2 concentration (ppm) IPCC Feasible Stabilization Level Range Keeling Curve Pre-industrial Level

9 Krise

10 Aristoteles regel nr. 1 Hvad kan jeg vide? Hypotese -> Eksperiment -> Erfaring

11 Hvad kan vi vide? Techne (Håndværk, kunst og teknologi) Praktisk visdom (phronesis) er evnen til at handle klogt trods usikker viden Phronesis (Erfaring og Visdom) Episteme (Viden og Rationalitet)

12 Vi Hvad kan gør kan hvad vi vi vil kan gøre?!? Erfaring -> Hypotese -> Eksperiment

13 Economy, energy, environment (3E) Danmarks BNP, energiforbrug og CO Primary energy CO2 emissions (mill. ton per year, corrected) GDP-elasticitet GDP Bruttoenergiforbrug 0,22 Fossilt brændselsforbrug -0,13 CO2 emissioner -0, Fossil energy CO Primary and fossil energy consumption (ktoe per year, corrected) GDP (mill. DKK, 2000-price level) Når økonomien vokser, øger energiforbruget. Også i Danmark! Men exergi-forbruget kan afkobles fra økonomien, og det er afgørende.

14 Afkoblingen skyldes teknologisk forandring Decentral kraftvarme Elproduktion (TJ) Hvordan gik Vindkraft det til?

15 Don Juul og Gedser-møllen

16

17 Bogø-møllen

18 Betalingsbalancekrisen

19 Det hårde valg

20 Kul-eventyret Fuel consumption in electricity generation Danish Energy Authority, Energy Statistics TJ per year Olie Kul

21 udgå af offentlig energiplanlægning

22 Katastrofen

23 Risager-møllen

24 Verdens første bæredygtige energiplan

25 1904 Selskabet af Vindelektrikkere grundlægges af La Cour 1942 Bogø møllen 1957 Gedser møllen 2000 Middelgrundens havvindmøllepark Elsam Produktion fremlægger OOA Elsam "Dansk DGU OVE 1. af Three Atomkraft oliekrise Riisager står finder planer etableres peger Energiplan" Mile 2. frem oliekrise fejl om møllen Island på ud Tjernobyl i Mors af atomkraft Elsams energiplanlægningen uheld indledes "Energi til A-affald rapport uheld 2000" Barsebæk I stop oliekrise "Dansk Energiplan" oliekrise Atomkraft ud af energiplanlægningen "Energi 2000" OOA opløses Barsebæk II stop Elsam fremlægger planer om atomkraft DGU finder fejl i Elsams rapport Elsam peger på Mors til A-affald Klimakonference Toronto Brundtland rapporten OOA står frem 1979 Three Mile Island uheld Tjernobyl uheld OVE etableres "Skitse til alternativ energiplan" 1976 Produktion af Riisager møllen indledes 1983 "Energi for fremtiden - Alternativ energiplan" 1990 Vindeby havvindmøllepark

26 PAUSE

27 Hvordan nåede vi hertil? Var det Grundtvig, folkehøjskoler, og andelstanken? Var det visionære politikere? Var det venstrefløjen? Var det innovative erhverv? Var det videnskab? Var det tilfældet? Vi handlede på det vi kunne. Den gode idé (eller plan) går hånd i hånd med de i den konkrete omverdens forankrede mål og muligheder En idé (eller plan) uden energia (forankret handlekraft) er ikke det papir værd, den er skrevet på.

28 Decentral kraftvarme er rygraden i Danmark s decentrale energisystem 1985 beslutning væk fra videre centralisering: Ingen kernekraft, påbegyndte programmer for vindkraft og decentral kraftvarme Indenlandsk naturgas ankommer fra Vesterhavet i 1985/86 Energi 2000 fra 1990, verdens første bæredygtige nationale energihandlingsplan Omkring 650 decentrale kraftvarmeværker er et væsentligt aspekt ved livet og fornemmelsen af sammenhæng i mange lokalsamfund, stadig er de fleste værker drevet nonprofit af andelsselskaber

29 Eksisterende vindmøller/-parker (on-shore, off-shore) Fremtidige off-shore placeringer (200 MW pies)

30 Holder eksperimentet?

31 Diskontinuerlighed kræver vind-venlighed 2008 (20 % vind) 2025 (50 % vind)

32 Timevariation: Vindkraft on-shore Landvind-produktionens timevariation MW per TWh årsproduktion RAMSES Land EnergyPLAN Normaliseret SIVAEL Land Normaliseret RAMSES Land EnergyPLAN Normaliseret SIVAEL Land Normaliseret

33 Timevariation: Vindkraft off-shore Havvind-produktionens timevariation MW per TWh årsproduktion RAMSES Hav EnergyPLAN Hav Normaliseret SIVAEL Hav Normaliseret RAMSES Hav EnergyPLAN Hav Normaliseret SIVAEL Hav Normaliseret

34 Timevariation: Sol-kraft Solcelle-produktionens timevariation MW per TWh årsproduktion RAMSES EnergyPLAN Normaliseret SIVAEL Normaliseret RAMSES EnergyPLAN Normaliseret SIVAEL Normaliseret

35 Timevariation: Bølge-kraft Bølgekraft-produktionens timevariation MW per TWh årsproduktion EnergyPLAN Normaliseret EnergyPLAN

36 Timevariation: Fjernvarme Fjernvarmeforbrugets timevariation MW per TWh annual demand EnergyPLAN SIVAEL RAMSES EnergyPLAN SIVAEL RAMSES

37 Decentral kraftvarme viger for vind Decentral kraftvarme Vindkraft Elproduktion (TJ)

38 Det før-bæredygtige energisystem Power exchange Power-only plants Electricity Electricity Fuels Cooling Heat-only boilers Heat Heating Resources Conversion Exchange Demand

39 1G bæredygtigt energisystem Wind etc. Intermittent power Power exchange Electricity Electricity Power-only plants Fuels CHP Cooling Heat-only boilers Heat Heating Solar etc. Intermittent heat Thermal storage Resources Conversion Demand Exchange and Storage

40 2G bæredygtigt energisystem Wind etc. Intermittent power Power exchange Electricity Electricity Fuels CHP Mechanical Heat pump Cooling Cooling Heat Heating Solar etc. Intermittent heat Thermal storage Exchange Resources Conversion Relocation Demand and Storage

41 3G bæredygtigt energisystem Fuel storage Mobility Vindkraft Wind power etc. etc. Intermittent Diskont. elektricitet power Power Eludveksling Exchange Electricity Elektricitet Electricity Brændsler Fuels Kraftvarme Tri- and Kraftvarme Quad-gen (el. QUAD) Mechanical Varmepumpe Heat Cooling Electricity storage Cooling Køling Heat Varme Heat Solvarme Solar heat etc. etc. Intermittent Diskont. varme heat Thermal Termisk Storage lagring Exchange Resources Conversion Relocation Demand and storage

42 Hvilke løsninger skal føre os frem til et bæredygtigt energisystem?

43 Den danske model? Decentrale løsninger Lokale ejerskaber Vindkraft Kraftvarme Effektiv energianvendelse De mange eventyrs land (kul, naturgas, vind, kraftvarme, isolering)

44 Hvor langt kan vi nå med elbiler, varmepumper m/ varmelager, køleskabe m/ islager, elektrisk belysning m/ batteri?

45 En personlig favorit: Vindvenlig kombineret kraft-, kulde-, og varmeproduktion (CHP-HP-Cold Storage) Cold Storage Option B-C Flue gas condensing Option A-C Evaporator Compressor Transcritical heat pump Option A-E Expansion Cooling Demand Gas cooler Engine room and intercooling Option A-C District heating Thermal Storage Electricity grid Mechanical drive Option A Alternative Electrical drive

46 Vindproduktionen og elprisen 1,0 Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun 0,9 Normalized to maximum value 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Wind Spot 0,1 0,0 Week 2, 2007

47