FJERNVARMENS ROLLE I 2035 ET MULIGT SAMSPIL MED ENERGIKONVERTERING

Transkript

1 FJERNVARMENS ROLLE I 235 ET MULIGT SAMSPIL MED ENERGIKONVERTERING (ANALYSE-RESULTATER FRA RAPPORT SYSTEM-PERSPEKTIV 235) Temadag om udvikling i fjernvarmen, Dansk Fjernvarme Kolding Anders Bavnhøj Hansen, abh@energinet.dk Chefingeniør Forretnings-støtte og udvikling Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

2 DISPOSITION 1. International ramme (ENTSO-E/G Tyndp 18 scenarier) 2. Nogle perspektiver for det danske energisystem set i lyset af internationale scenarier 3. Fjernvarmens rolle ved energikonvertering (Varmepumper, PtG,PtX osv.) 4. Spørgsmål mv. Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

3 EU S KLIMA-VISION KRÆVER MARKANT OMSTILLING Reduktions-sti klimagasser i EU EU har med sin langsigtede vision 25 med 8-95% reduktion af drivhusgasser et meget ambitiøst mål. Omstilling påvirker både el, gas og varmeforsyningen Et effektivt samspil mellem sektorer er afgørende. Ikke energirelaterede udledninger udgør i dag ca. 24% og en del af disse udledninger er vanskellige at reducere. Det kan være nødvendigt at hele Energisektoren er CO2-neutral i 25. EU sektor-integration - fra scenarier til barriere beskrivelse

4 DEN INTERNATIONALE RAMME Tre europæiske ENTSO-E/G-scenarier for 23/24 (TYNDP 218 Scenarier) SUSTAINABLE TRANSITION GLOBAL CLIMATE ACTION GCA Global Climate Action (On Track med EU klimamål) Stærkt internationalt, grønt samarbejde og regulering Moderate oliepris og meget høj CO 2 -pris (IEA 45 PPM) 5 pct. elektricitet fra vind og sol i Europa i 24 DG Distributed Generation (On Track med EU klimamål) Udbredte lokale prosumer-løsninger (PV/batterier) Høj oliepris (IEA New policies) og høj CO 2 -pris 5 pct. elektricitet fra vind og sol i Europa i 24 DKK 217 /GJ Brændselspriser i scenarier 22 ST35 DG35 GCA35 Ref. IEA NP35* DISTRIBUTED GENERATION Gasolie + CO2- omk.* Gasolie Naturgas + CO2-omk.* Naturgas 22 ST35 DG35 GCA35 Ref. IEA New Policy 235 CO DKK/Ton ST Sustainable Transition (Ikke On Track med EU klimamål) Lav olie- og naturgaspris. Moderate CO 2 -pris (IEA Low oil price scenario) Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

5 NORTH-SEA REGION Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

6 RE capacity (GW) El-effekt (MWh/h) RE capacity (GW) NORDSØ-REGIONEN - VIND/SOL KOMBINERES Vind/sol kapacitet i Europa 216 GCA 1 5 Wind/solar power production minus consumption (DE,NL,GB,DK) in GCA 24 scenario Residual + baseload Wind land Wind offs Solar Vind/sol kapacitet i Nordsø-region (DE,NL,GB,DK) 216 ST 23 ST 24 GCA 24 Wind land Wind offs Solar Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering Residual Hele Nordsø regionen får meget stor mængde vind/sol Behov for time/døgn lagring af fluktuationer Behov for integration af el i andre sektorer i perioder med høj vind/sol

7 Pris varigheds kurver GCA (DK1) DRAFT Faste 217 DKK/MWh 1.5 DK1 elpris varighedskurve GCA4 Faste 217 DKK/MWh 1.5 DK1 elpris varighedskurve GCA Power-to-gas 5 24 GCA Reference 23 ST23 Interconnectorer x 2 P2G 5 Euro/MWh afbrud Batteri lager x 1 GCA Reference Vind og sol i Nordsøen presser elpriserne ned, særligt i GCA scenariet PtG/PtX er et effektivt virkemiddel til at øge værdien af den producerede el 7

8 P2G LANGSIGTET PRODUKTIONS-OMKOSTNING DKK/GJ H2 Initial udbygning GCA 24 cut off 5 EUR/MWh DKK/GJ H2 Kraftig udbygning - cut off 5 EUR/MWh CAPEX D&V El til H2 pris Varmeværdi H2 pris CAPEX D&V El til H2 pris Varmeværdi H2 pris DK ligger relativt gunstigt ift. PtG. Dette kan være et perspektiv ift. energilagring på det lange sigte. Fjernvarmen er en del af den økonomiske fordel DK har Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

9 DENMARK SYSTEM ANALYSIS 235 Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

10 DK EL- OG GAS INFRASTRUKTUR (EKSISTERENDE OG PLANLAGT) Danmark som Energihub DK har nogle styrkepositioner for at integrere Nordsø VE-potentialer i et el,gas,varme system 1

11 OFFSHORE WIND I NORDSØ FLERE MULIGHEDER TRANSMISSION ELLER KONVERTERING? ELLER KOMBI Danske Styrkepositioner for PtG/PtX VE el konkurrencedygtige priser, høj forsyningssikkerhed høj VE-andel i elsystem Indtægt ved varmesalg (FV) Styrkepositioner omkring biomasse håndtering (kulstof) Kaverne lager faciliteter VE-gas (H2, Syngas, Methan) Danmarks fjernvarmesystem er en styrkepositioner for energikonvertering Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

12 HVAD AFLØSER TRAD. KRAFTVÆRKER EFTER 23? Danmark har stærke muligheder for at udvikle næste generation af fleksible energiværker Den første konverteringsbølge af centrale værker er næsten (be)sluttet (Kul->Biomasse). Levetidsforlængelser typisk indtil 23/235. Dette kan være en OK overgangsløsning. Der kan være perspektiv i at udvikle nye typer af kraftværker/energiværker matcher fremtidens el-produktions-mønster Der er nu en ti-års periode til at få udviklet og demonstreret den næste generation af ressourceeffektive, fleksible, systemintegrerende, regulerbare kraft/energi-værker! Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

13 LAGRING - DEFINITION? Energilagring et bud på definition: Energilagring er at gemme energi i en eller anden form, så den senere kan anvendes. El skal ikke nødvendigvis tilbage til sin oprindelige form: El til varme, der lagres som varme og bruges til opvarmning er også et lager El til gas (PtG) som anvendes som slutforbrug af gas/flydende brændstoffer er også et lager EnergiHubs hvor VE-el omsættes til lagerbar energi i processen er også et lager og giver fleksibilitet Produkt 1 VE-el Produkt 2 Produkt 3 Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

14 Investerings omkostning energidel (DKK/kWh) LAGER-TEKNOLOGIER 7 Investerings omkostning lager (OBS kun energi-delen er vist her) Capex omkostning ved sæsonlagring i batteri over 7 DKK/kWh (ved 1 årlig cycle) Li-Ion (v. 1 $/kwh) Flow batteri (VRB) Varme H2 stål-tanke individuel (4 L) Varme ståltanke (large scale) Høj temp. Sten lager (ETES) Varme sæson lager Metan kaverne ny Behov for sektor-integration mellem el og de billige sæsonlagre af energi (varme,gas) Arbejdspapir - lagrings analyser

15 ANALYSE AF INTEGRATION EL GAS VARME Type : Individuel bygning med solceller på villavej Solcelle + batteri + varmepumpe + elbil Type 1: Mindre decentralt mindre værk Varmepumpe + Gas-KV + Spidslastkedel + varmelager + Solvarme Type 2 : Decentralt værk med energiproduktion Biogas + gas-kv + Elektrolyse + Varmepumpe + Brændstof-Katalyse (SNG/MeOH) + solvarme + varmelager Type 3: Centralt værk med energiproduktion Termisk forgasning + Elektrolyse + Brændstof katalyse + Varmepumpe + varmelager Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

16 DANMARK SOM ENERGIHUB EKSEMPEL (GCA 235 CASE) N Vind offshore PV large scale El-system AC og HVDC S UK NL Nordsø Offshore PtG Nordsø Naturgas H2 Energi-værker inkl. PtG/PtX H2- Kaverne Fjern/blokvarmesystem Gassystem Gas-lager Biofuels Ammoniak Polyofins Varmelagre Industri/Service Prosumer Høj andel VE-gas Bolig Prosumer Transport Vej, fly, skib AC og HVDC D Globalt marked S Energiværk f.eks: Centralt energi-værk med term. forgasning Decentralt energiværk med anaerob biogas Mindre KV/VP værk 16 Wood chips Wood waste NG Syngas H2 O2 Eksempel på centralt energiværk Gas-turbine + Gas-boiler ETES Bio-2-gas (thermal) Dist heat High temp Water-Shift Syngas Varme Steamturbine Power-togas H2 Biofuel catalysis O2 H2 (NH3 etc.) Høj andel naturgas PL

17 MW MW SYSTEM-ANALYSE (LEAST COST MODEL) (DRAFT) Investeringer i elektrolyseanlæg AF GCA 235 DG 235 ST 25 GCA 25 DG 25 ST TWh Elforbrug i Dannmark 225 og 235 GCA Potentiale for øget PtG/PtX Pot. PtG ved fuld DK biogasudnyttelse Pot. PtG/PtX ved biomasse import PtG/PtX ved flis (DK pot.) på store anlæg El til transport Investeringer i centrale varmepumper GCA35 El til varme Klassisk forbrug VP_ODEN VP_ESBJ VP_AALB VP_AARH VP_TVIS VP_KBH VP_KALB 235 AF GCA 235 DG 235 ST 25 GCA 25 DG 25 ST FV-prod (GWh) Kraftvarme Fjernvarme produktion case 235 GCA Varmepumper og elpatron Energiværker Solvarme og overskudsv. Potentiale for øget PtG/PtX med adgang til varme-marked Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

18 OPSUMMERING Det bedste energisystem til effektiv udnyttelse af vind og sol vil stå stærkest Det danske elmarked vil kunne tappe ind i en meget stor ressource af vedvarende, periodevis relativt billig men fluktuerende ressource af el fra vind og sol. Et effektivt og grønt dansk energisystem skal kunne: Nyttiggøre store mængder fluktuerende VEel (vind/sol) - og samtidig levere billig spidslast (til perioder uden vind og sol). Danmarks styrkepositioner er bla: Relativt billig grøn el (placering ved OffshoreVind Nordsø/Vandkraft Norge/Sol-landvind i Tyskland) Adgang til fjernvarme-marked som kan give bi-indtægt fra varme ved energikonvertering (PtX) Et gas-system som kan knytte Biogas og PtG sammen og understøtte nye energiprodukter (PtX). Lager-muligheder for forskellige gastyper i Salt-kaverner En høj forsyningssikkerhed på el og høj VE-andel i el (dvs. troværdig grøn el) Danmarks energisystem med et stor fjernvarme marked kan være en meget vigtig brik i effektiv omsætning af Nordsøens store VE-ressourcer Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering

19 Tak for opmærksomheden Fjernvarmens rolle i 235 samspil med energikonvertering