Fremtidens smarte energisystemer

Transkript

1 Fremtidens smarte energisystemer Præsentation på GreenLab Skive 27. august 2013 Kim Behnke, Sektionschef, F&U, Energinet.dk

2 Energinet.dk s vigtigste opgave kl år august 2013 GreenLab Skive 2

3 Energinet.dk s vigtigste opgave kl år august 2013 GreenLab Skive 3

4 Energinet.dk s vigtigste opgave kl år Balance 50 gange i sekundet 27 august 2013 GreenLab Skive 4

5 Målrettet dansk klima- og energipolitik % vind 42 % VE 50 % vind 70 % VE 0 % kul og oliefyr 100 % VE el varme 100 % VE energi Det kan kun lade sig gøre, hvis vi lagre store mængder el 27 august 2013 GreenLab Skive 5

6 Electricity prod. (TWh/år) Elektricitetsproduktion i vindkraft scenariet Fluktuerende elproduktion Fluktuerende elproduktion År Windpower Photovoltaic Wavepower Gas renewables Biomass CHP Waste CHP Natural gas Oil CHP Coal 27 august 2013 GreenLab Skive 6

7 Energinet.dk prioriteter mod 2020 Produktion Virkemidler og løsninger 50% vindkraft 50%? + + Robust transmissions net, stærke udlandsforbindelser og fuld markedsintegration Fleksibilitet i forbrug og produktion, lagring, samarbejde med varme- og transportsektorerne Smart Grid til effektiv kontrol og markedsbaseret regulering af elsystemet samt integration af lokale energiressourcer mange baseret på gas 27 august 2013 GreenLab Skive 7

8 Det første ben - udlandsforbindelser 27 august 2013 GreenLab Skive 8

9 27 august 2013 GreenLab Skive 9

10 Udlandsforbindelser mange fordele for Danmark 2000 MW ekstra kapacitet i de kommende år Forøgelse af forsyningssikkerheden for el med VE udbygning Adgang til at handle el på flere forskellige markeder bedre priser Internationalisering af elmarkederne harmonisering af produkter Højere samfundsnytte af VE Adgang til reserver i udlandet Mere stabil prisudvikling Elsystemet får fortsat adgang til de vigtige systembærende egenskaber over HVAC forbindelserne til Tyskland og Sverige Skærper også konkurrencen for danske kraftværker! 27 august 2013 GreenLab Skive 10

11 Det andet ben nyt fleksibelt forbrug og lagring 27 august 2013 GreenLab Skive 11

12 2020 Nyt og stort elforbrug til CO 2 fortrængning Vind til varme - konvertering private oliefyr bør konverteres til varmepumper med Smart Grid applikationer eller til fjernvarme inden % af alle danske bygninger anvender fjernvarme fra varmekraft Store varmepumper (større end 100 MW) bør integreres i de større fjernvarmeområders transmissionssystemer Elkedler (elpatroner) kan gør nytte i fjernvarmesystemer der er allerede installeret 300 MW Vind til vejen - transportsektoren Plug in Hybrid biler og elbiler Infrastrukturen er på plads; elforsyning, IT-systemer og Smart Grid applikationer bliver udrullet landsdækkende de næste 2-3 år Lagring af elektricitet helst med små tab El til gas - Power to Gas (P2G) konvertering har primær fokus for storskala lagring af energi med igangværende FUD projekter. Store batterier, CAES (trykluftlager) og andre lagerteknologier er relevante for FUD projekter 27 august 2013 GreenLab Skive 12

13 Elproduktion med 50 % vindkraft i % vindkraft (p.a.) og elproduktion fra kraftvarmeværker i klassisk januar måned med varmebehov Elproduktionen vil overstige forbruget med 62 % Eloverløb (ikke dansk anvendt el) bliver 40 % af vindenergien MW Der skal eksporteres MW i visse timer 27 august 2013 GreenLab Skive 13

14 Lagring af el vejen til 100 % vedvarende energi Elektricitet skal bruges når det produceres! Nedlukning af vindkraft og solenergi må ikke være normal drift El kan lagres til senere brug men det indebærer tab Sammentænkte løsninger mellem el-gas-varme kan minimere tabet Den mest effektive form for ellagring er virtuel lagring Flytte fleksibelt forbruget i tid indenlandsk eller i udlandet Den billigste form for ellagring er vandkraft i udlandet Kræver gode udlandsforbindelser mod nord Den miljømæssige løsning er at fortrænge fossile brændsler Lagre el i anden energiform fx til transport og varme Den optimale løsning er at gemme el som gas Gas kan omsættes til el og varme, når VE-produktionen ikke genererer el 27 august 2013 GreenLab Skive 14

15 Det tredje ben intelligente elsystemer 27 august 2013 GreenLab Skive 15

16 Smart Grid Stamtræet i Danmark 109 Smart Grid projekter 2011 Smart Grid teknik prioritering 2011 Danmark # 1 med 22% af projekter 2012 Smart Grid F&U Roadmap 2013 Smart Grid i Danmark anbefalinger Smart Grid Netværk 2011 Status 35 Smart Grid anbefalinger 2012 Smart Grid Strategi 2013 Smart Grid populært 2011 Projekt rapport Smart Grid virksomheder august 2013 GreenLab Skive DanGrid Koncept og Roadmap

17 Distribuerede ressourcer i elmarkederne Spotmarkedet (Day Ahead) Stor volumen, alle kan være med Regulerkraft markedet (balancemarkedet) Mindre volumen, krav om 10 MW bud og responstid m.v. Hurtige reguleringer (primær) Lille volumen, markedet er overfyldt (300 MW elpatroner til 29 MW behov) Fleksibilitetsmarkedet (DanGrid) under opbygning Produkter til rådighed fra DONG Energy, NEAS og SE 5 minutters markedet (EcoGrid EU) under F&U Funktion af regulerkraftmarkedet + dynamiske nettariffer Vigtig markedsudvikling - vedtaget Fjernaflæste elmålere og DataHub (2013) Engrosmodellen og model for timeafregning og variable tariffer (2014) Fortsat udviklingsprojekter 27 august 2013 GreenLab Skive 17

18 Muligheder i de eksisterende elmarkeder NOIS Day Ahead Flere markedspladser i brug Day ahead spot marked Elbas Intraday marked Balance Ansvarlige og Aggregator Regulerkraft marked (op/ned) Reserve marked (op/ned) 27 august 2013 GreenLab Skive 18

19 Den danske Smart Grid model - DanGrid Optimal anvendelse af alle distribuerede ressourcer (DER) Både TSO og DSO kan aktivere de distribuerede ressourcer Aggregatorer og balanceansvarlige er nøgleaktørerne Først marked og så mulig teknisk aktivering for balancering af elsystemet Der bliver en ny markedsplatform for fleksible ressourcer styret af DSO rne 27 august 2013 GreenLab Skive 19

20 Energinet.dk vision for fremtiden: Produktion Virkemidler og løsninger + Stærke udlandsforbindelser og markedskobling mod Europa 100 % VE + + Gas lager Sammenhængende energisystemer mellem gas, el, varme og transport Intelligente energisystemer gennem Smart Grid og gasfyret kraftvarme med optimal fleksibilitet Konvertering af el til gas (P2G) for massiv lagring og senere anvendelse i kraftvarme til ny el 27 august 2013 GreenLab Skive 20

21 Gassystemet som energilager mod 2050 Gassystemet er muligheden for at skabe lagring af de meget store mængder overskydende elproduktion fra vinkraften og balancering af 100 % energisystem 27 august 2013 GreenLab Skive 21

22 Den berømte model med bred opbakning 27 august 2013 GreenLab Skive 22

23 Vejen til at nå et VE-gas system Biogas, termisk forgasning og elektrolyse = VE-gasser Fortsat behov for FUD aktiviteter for at nå de store mål Skridtet fra F&U til storskala demonstration koster meget Fra 5 til 250 mio. kr. i støttebehov derfor samfinansieringsmodel 27 august 2013 GreenLab Skive 23

24 VE-gas er vejen til polygeneration 27 august 2013 GreenLab Skive 24

25 Fra kraftvarme til Polygeneration Bio Termisk forgasning VE-gas Solvarme Salg af el Fjv Akkumulator Elkedel Køb af el Fjv Metan CH 4 Biofuel Transport Opgradering Bio commodity VE-gas Metan Bio Biogas Elektrolyse Køb af el Fjv Metan Lager Færger og tung transport 27 august 2013 GreenLab Skive 25

26 Energinet.dk 3 demoprojekter inden 2015 Energinet.dk vil være katalysator for demonstrationsprojekter Samarbejde og samle nøgleaktører for etablering af pre-kommercielle anlæg til demonstration af tre vigtige gas-initiativer for sammenhængende energisystemer med støtte fra danske og EU kilder. Etablering af; 1. anlæg for el til gas (elektrolyse brint) på 2-5 MWe 2. produktion af VE-gas til tung transport/skibstrafik 3. produktion af VE-gas for levering af metanisering til gasnettet Samarbejde med fire lande om VE-gas; Fluxys (Belgien) Gasunie (Holland) GRTgaz (Frankrig) Swedegas (Sverige) 27 august 2013 GreenLab Skive 26

27 Energinet.dk vil aktivt støtte udviklingsprojekter Energinet.dk kan støtte udviklingsprojekter på forskellige niveauer Råd og vejledning Følgegruppe Advisory bord Levering af timer med fuld egenbetaling Levering af timer mod betaling ForskEL projekt bevilling Gaslager A/S deltagelse som partner Medejerskab af delprocesser Energinet.dk vil bidrage til realiseringen af GreenLab Skive, hvor det giver størst mulig nytte 27 august 2013 GreenLab Skive 27

28 Tak for jeres opmærksomhed Horns Reef 27 august 2013 GreenLab Skive 28