Fjerde Generation Fjernvarme

Transkript

1 Dansk Fjernvarmes 56. landsmøde Aalborg Kongres & Kultur Center, oktober 2014 Fremtidens fjernvarmesystem Fjerde Generation Fjernvarme Professor Henrik Lund, Aalborg Universitet

2 4DH Forskningscenter 6 årigt center finansieret af Det Strategiske Forskningsråd 30+ partnere: Universiteter, fjernvarmeselskaber, rådgivere og producenter. Internationale partnere og fokus på Europa og Kina.

3 Varmeplan DK I (2008) Hvordan skal vi opvarme boligerne i Danmark?? Hvad skal vi gøre på kort sigt hvor vi gerne vil reducere CO2-emissionen og energiforbruget. Og hvad skal vi gøre på langt sigt, hvor målet er at gå over til 100% Vedvarende energi.

4 Alternativer og 100% VE

5 Konklusion i 2008 Der tegner sig et billede af at den fornuftige løsning vil være at kombinere: En gradvis udbygning med fjernvarme fra nu 46% til et sted mellem 53% og 70% Individuelle varmepumper i de øvrige boliger Fokus på synergi ift. en gradvis forbedring af fjernvarmenettets effektivitet (afgørende) Enig..!!?

6 Varmeplan DK 2010 Konsekvenser af fjv-udbygning: Handlingsplan for gennemførelse af varmeplan Danmark: - Mindre energiforbrug - Mindre CO2 emission - Konkret forslag - Lavere til omkostninger udbygningsplan (samfund) frem til 2020 (inkl. konsekvenser - Flere for jobs job og statsfinanser) - Positivt bidrag til statsfinanser - Identifikation af barrierer og idéer til virkemidler Men der er barrierer

7 Formål Ift. Samfund, Industri og Politik: Forstå og forberede os på fremtidens fjernvarme Forskning: Etablere Fjernvarme som et forskningsområde Internationalt: Sætte Fjernvarmen på den politiske dagsorden i Europa mv.

8 13 PhD projects Strategic Research Centre for 4th Generation District Heating Technologies and Systems PhD 1.1. Heating of existing buildings by low-temperature district heating PhD 1.2. Supply of domestic hot water at comfort temperatures without Legionella PhD 1.3. Conversion of existing district heating grids to low-temperature operation and extension to new areas of buildings PhD 1.4 Minimising losses in the DH distribution grid PhD 2.1: Energy Scenarios for Denmark PhD 2.2 Thermal storage in district heating systems PhD 2.3 Distributed CHP-plants optimized across more electricity markets PhD 2.4 Low-temperature energy sources for district heating PhD 2.5 The role of district heating in the Chinese energy system PhD 3.1: Strategic energy planning in a municipal and legal perspective PhD 3.2: Price regulation, tariff models and ownership as elements of strategic energy planning PhD 3.3: Geographical representations of heat demand, efficiency and supply PhD 3.4: Geographical representations of renewable energy systems

9 Fjernvarme-generationer First Generation ( ): Steam as heat carrier. Is today in use in e.g. Manhattan, Paris and partly in Copenhagen. Second Generation ( ): Pressurised hot water as heat carrier with temperature above 100 C. Can be found today in older parts of current water-based systems. Third Generation (1970-present): Pressurised water with temperatures below 100 C. Used in replacements in Central and Eastern Europe and all extensions in China, Korea, Europe, USA and Canada.

10 Tre fokus områder Forsyning: Lav temperatur fjernvarme Produktion: Vedvarende energi og integration Organisation: Planlægning og organisering

11 Forsyning: Lav temperatur fjernvarme Fjernvarmenet og husinstallationer: - Lavtemperatur fjernvarme - Nye komponenter, systemer og teknologier - Lavenergiboliger (renovering og nybyggeri) og opvarmningssystemer

12

13 Produktion: Vedvarende energi og integration Produktion and system integration: - Energi system analyse værktøjer, metoder og teorier - Energi scenarier og vedvarende energi integration - Identifikation af fjernvarmes rolle i energiforsyningen med fokus på Danmark, Europa og Kina

14 Energi System Analyse Model Import/ Hydro Hydro Electricity Export Hydro water fixed and storage power plant storage variable system RES electricity Fuel RES heat PP CHP Boiler H2 storage Electrolyser Heat pump and electric boiler Cars Industry Cooling device Heat storage Electricity demand Cooling demand Heat demand Transport demand Process heat demand

15 IDA Energiplan 2006

16 CEESA Projekt 2011/2012 Transport: El biler er bedst set fra et energi system synspunkt. Men gas og flydende brændsler behøves for at håndtere hele transport sektoren. Biomasse:.. er en begrænset ressource og der er ikke nok til at tilfredsstille hele transportsektoren Konsekvensen el fra vindkraft (og tilsvarende) skal konverteres til VE-gasser og flydende brændsler på langt sigt

17 Hvor skal fjernvarmen kommer fra?

18 Organisation: Planlægning og organisering Planlægning, lovgivning og gennemførelse: - Samfundsøkonomisk projektvurdering - Strategisk energiplanlægning og Geografiske informationssystemer (GIS). - Organisation, lovgivning og gennemførelse

19

20 Smart Grid (2005) Ingen videnskabelig definition. Forskellige definitioner dog enige om at kigge isoleret på el-sektoren

21 Smart heating and cooling grids In the European Commission s strategy [7] for a competitive, sustainable and secure Energy 2020, the need for high efficiency cogeneration, district heating and cooling is highlighted (page 8). The paper launches projects to promote, among others, smart electricity grids along with smart heating and cooling grids (page 16).

22 Smarte Energi Systemer i stedet for Smart Grid 1. udgave in 2010 De billigste og de bedste løsninger til vindintegration findes i det samlede energi system og ikke isoleret I elsektoren 2. udgave in 2014

23 Heat Roadmap Europe

24 Dansk Fjernvarmes 56. landsmøde Aalborg Kongres & Kultur Center, oktober 2014 Velkommen til vores årlige 4DH konference, næste år August 2015 på AAU-København Prof