Biomasse, kedler. Biomasse, KV. Biomasse, transport. Biogas/forgas., KV. Biogas/forgas, transport. Affald, varmekedler. Affald, KV.

Transkript

1 PJ/år PJ/år Ea Energianalyse Bruttoenergiforbrug fremtidsforløb Omgivelsesvarme Solvarme bølgekraft geotermi solceller Affald Biogas Biomasse Vind Naturgas Kul Olie Biomasseanvendelse, fremtidsforløb (PJ/år) Biomasse, ind. opvarmning Biomasse, proces Biomasse, kedler Biomasse, KV Biomasse, transport Biogas/forgas., KV Biogas/forgas, transport Affald, varmekedler Affald, KV DK ressource 25 Transportdrivmidler Fremtidsforløb 2 15 Biogas Brint Bio-diesel 1 5 Methanol Ethanol Naturgas El Diesel Benzin Baggrundsnotat om referenceforløb A og fremtidsforløb A Ambitiøst fremtidsforløb uden mulighed for nettoimport af biomasse Baggrundsnotat udarbejdet af RISØ DTU og Ea Energianalyse September 21

2 Indledning Dette baggrundsnotat giver en oversigt over nøgleresultater for de ambitiøse referenceforløb (A) og fremtidsforløb (A). (Se nedenstående tekstboks) Forudsætningerne for forløbet er nærmere beskrevet i Klimakommissionens dokumentationsrapport 1 Det samlede energisystem er sat op i STREAM modellen. Efterspørgslen på energitjenester og energiforbrug er beregnet vha. ADAM/EMMA-modellen og STREAM, mens forsyningen af el og varme er beregnet med input fra Balmorelmodellen. Der er lavet en vurdering af omkostningerne ved at drive energisystemet i 22, 23 og 25 i fremtidsforløbet sammenlignet med referenceforløbet ved hjælp af STREAM. Resultaterne fra den uambitiøse reference (U) og tilhørende fremtidsforløb (U) med mulighed for import af biomasse er beskrevet i et selvstændigt notat (RISØ DTU og Ea Energianalyse, 21). Klimakommissionen arbejder med to sæt af internationale rammer for fremtiden: Ét hvor omverdenen fører en ambitiøs klimapolitik (A), og et hvor omverdenen fører en uambitiøs klimapolitik (U). Under hver af disse internationale rammebetingelser er der opstillet dels et referenceforløb og dels et såkaldt fremtidsforløb, hvor Danmark skal være uafhængig af fossile brændsler. I fremtidsforløbet med ambitiøse internationale rammebetingelser(a) er nettoimport af biomasse ikke en mulighed. I fremtidsforløbet med uambitiøse rammebetingelser(u) er nettoimport biomasse en mulighed. Dette baggrundsnotat beskriver kun referenceforløb (A) og fremtidsforløb (A). 1 Klimakommissionen (21). Klimakommissionens dokumentationsrapport: GRØN ENERGI. VEJEN MOD ET DANSK ENERGISYSTEM UDEN FOSSILE BRÆNDSLER 2 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

3 Indholdsfortegnelse Indledning Sammenfatning Metode og forudsætninger Resultater vedr. energisystemets udvikling Bygninger Produktionserhverv Transport Elforbrug og produktion Anvendelse af biobrændsler i forløbene Økonomiresultater El- og fjernvarmepris Omkostninger til energitjenester Bilag Referenceliste Bilag 1 Oversigtstabel Energiforbrug og energiproduktion Bilag 2 Detaljerede resultattabeller Bilag 3 Omkostninger til energitjenester Bilag 4 Følsomhedsanalyser Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

4 1. Sammenfatning Det vurderes at være muligt, at Danmarks energiforsyning kan dækkes ved hjælp af indenlandske vedvarende energi resurser i 25. De vigtigste nødvendige tekniske forudsætninger og tiltag frem mod 25 i det ambitiøse fremtidsforløb er: Et betydeligt niveau af energibesparelser og forbedring af energieffektiviteten. En meget kraftig udbygning med vindkraft, som vil blive suppleret med solceller og bølgekraft i et omfang afhængig af omkostningsniveauet og konkurrencedygtigheden af disse teknologier. Substitution af fossile brændsler med el og biomasse Intelligent vindkraftindpasning via nationale tiltag og udveksling med nabolande samt Generelle forudsætninger Fremtidsbilledet er opstillet under forudsætning af en økonomisk vækst på gennemsnitligt ca. 1.7 % årligt frem mod 25. Da der forventes en stærk sammenhæng mellem økonomisk vækst og efterspørgsel på energitjenester, er resultaterne følsomme overfor den økonomiske udvikling. Det skal også understreges, at der er betydelig usikkerhed forbundet med at estimere det langsigtede realiserbare potentiale for energibesparelser. Tabellen nedenfor illustrerer den antagne vækst i energi- og transporttjenester. Vækst i energitjenester (28=1) Persontransport Godstransport Produktionserhverv Handel og service El i husholdninger Rumvarme Tabel 1: Forudsætninger om vækst i energitjenester I forløbet er brændsels- og CO2-prisforudsætninger baseret på en forlængelse af IEA s 45 ppm scenarie fra World Energy Outlook 29. Scenariet forudsætter en meget aktiv global klimaindsats, som medfører en begrænset efterspørgsel på fossil brændsler og derfor forholdsvist lave priser. Til gengæld dannes en høj markedspris på CO2 ligesom prisen på biomasse forudsættes at stige betydeligt frem til 25. Forløbet forudsætter desuden, at Danmarks nabolande omstiller deres energisystem til betydelig lavere CO2-udledning bl.a. ved at de foretager en kraftig udbygning med vindkraft. CO2-kvoteprisen forudsættes at stige fra ca. 11 kr./ton i 21 til 25 kr./ton i 22 og 115 kr./ton i 25. Figuren nedenfor viser udviklingen i brændselspriser for hhv. gasolie, naturgas, kul og træflis, inkl. indregning af CO2-omkostning. De stiplede linjer viser tilsvarende forudsætninger i det uambitiøse forløb (forløb U). 4 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

5 Figur 1: Forudsætninger om udvikling i brændselspriser, inkl. indregning af CO2-omkostninger Forløbene behandler det samlede danske energiforbrug, dog ekskl. udenrigsluftfart, udenrigssøfart, naturgas anvendt i forbindelse med olieudvinding og energi til ikkeenergiformål. Bruttoenergiforbrug Fremtidsforløbets bruttoenergiforbrug i 25 er ca. 58 PJ, hvilket er betydeligt lavere end i referencen 25 (ca. 8 PJ) og i dag (ca. 79 PJ). Konkret består bruttoenergiforbruget i fremtidsbilledet for 25 af godt 2 PJ biomasse, biogas og affald, ca. 28 PJ vindkraft (og bølgekraft og sol) og knap 25 PJ solvarme og geotermi og 75 PJ omgivelsesvarme. At bruttoenergiforbruget kan reduceres betydeligt i forhold til i dag skyldes dels energieffektivisering og energibesparelser hos forbrugerne, dels at vindkraft udgør så stor en andel af produktionen. Vindkraft har per definition ikke noget konverteringstab. Nedenstående figurer og tabeller viser udviklingen i bruttoenergiforbrug i henholdsvis referenceforløbet og fremtidsforløbet. 5 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

6 PJ/år Tabel 2 Bruttoenergiforbrug i PJ opdelt på kilder i Referenceforløbet Olie Kul Kul + CCS Naturgas Fossilt i alt Fast biomasse Biogas Affald, inkl. fossil del Biobrændsel + affald i alt Vind Solceller Bølgekraft El-VE i alt Geotermi Solvarme Omgivelsesvarme Varme-VE i alt Sum Bruttoenergiforbrug referenceforløb Omgivelsesvarme Solvarme bølgekraft geotermi solceller Affald Biogas Biomasse Vind Naturgas Kul Olie Figur 2: Udvikling i bruttoenergiforbrug i referenceforløb. Omgivelsesvarme omfatter både individuelle og kollektive varmepumper. I figuren indgår ikke naturgasforbrug i forbindelse med olieudvinding i Nordsøen (28 PJ i 28), brændstof til udenrigsfly (35 PJ i 28) samt energi til ikke energiformål (11 PJ i 28). 6 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

7 PJ/år Tabel 3 Bruttoenergiforbrug i PJ opdelt på kilder i Fremtidsforløbet Olie Kul Kul + CCS Naturgas Fossilt i alt Fast biomasse Biogas Affald, inkl. fossil del Biobrændsel + affald i alt Vind Solceller 1 Bølgekraft 6 El-VE i alt Geotermi Solvarme Omgivelsesvarme Varme-VE i alt Sum Bruttoenergiforbrug fremtidsforløb Omgivelsesvarme Solvarme bølgekraft geotermi solceller Affald Biogas Biomasse Vind Naturgas Kul Olie Figur 3: Udvikling i bruttoenergiforbrug i fremtidsforløb. Omgivelsesvarme omfatter både individuelle og kollektive varmepumper. I figuren indgår ikke naturgasforbrug i forbindelse med olieudvinding i Nordsøen (28 PJ), brændstof til udenrigsfly samt energi til ikke energiformål (11 PJ). Husholdning, handel og industri Nedenfor ses udviklingen i endeligt energiforbrug indenfor husholdninger, handel/service og produktionserhverv. Forskellen mellem reference- og fremtidsforløb afspejler ekstraniveauet af energieffektivisering og energibesparelser. På sigt øges andelen af el betydeligt både til opvarmningsformål og i industrien til procesenergi. 7 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

8 Aksetitel PJ/år Endeligt energiforbrug, Reference Solvarme Biomasse Naturgas Olie Kul Fjernvarme El Endeligt energiforbrug, Fremtidsforløb Solvarme Biomasse Naturgas Olie Kul Fjernvarme El Figur 4: Udvikling i endeligt energiforbrug, ekskl. energi til transportformål og energi til ikkeenergiformål. Ekskl. omgivelsesvarme. 8 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

9 Varmeforsyning En betydelig del af effektiviseringen af det samlede energiforbrug er varmebesparelser. Energiforbruget til opvarmning reduceres således på lang sigt med ca. 1/3 i forhold til i dag på trods af boligarealet til opvarmning antages øget med næsten 5 %. Varmebesparelserne opnås ved at stille skrappe krav til nybyggeri og ved løbende energirenovering af den eksisterende bygningsmasse i takt med bygningerne alligevel skal renoveres af andre årsager. Desuden erstatter fjernvarme og varmepumper anvendelse af individuelle olie- og naturgasfyr. Anvendelsen af biomasse til opvarmningsformål reduceres ligeledes betydeligt Ref. 22 Fremt. Opvarmning af bygninger (PJ/år) 23 Ref. 23 Fremt. 25 Ref. 25 Fremt. Effektivisering Varmepumper Solvarme Biomasse Gas Olie Kul Fjernvarme Figur 5: Opvarmning af bygninger fordelt på brændsler i dag, i 22 og 25 i hhv. reference og fremtidsforløb. Det gennemsigtige område ( effektivisering ) illustrerer effekten af varmetabsmæssig forbedring af den eksisterende bygningsmasse samt nye effektive bygninger. For varmepumperne er varmeproduktionen angivet (ikke elinputtet som er 3-4 gange mindre). 9 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

10 Transportsektoren Forbedring af effektiviteten af køretøjsparken, udover niveauet som indgår referencen, er et vigtigt tiltag i fremtidsforløbet. Det er forudsat, at det er muligt at forcere effektivitetsudviklingen for nye biler med forbrændingsmotor i Danmark, således at de i fremtidsforløbet er nede på 12 g/km i 22 og 9 g/km i 23. I 25 antages energieffektiviteten i fremtidsbilledet forbedret til 75 g/km, hvilket vurderes at være tæt på det teknisk maximale forbedringspotentiale for en standard personbil med konventionel forbrændingsmotor. Der er udstrakt anvendelse af elkøretøjer i fremtidsforløbet. Dette skyldes dels elbilens favorable energiøkonomi og dels den begrænsede adgang til bioresurser i forløbet. Elbiler udfører således størstedelen af transportarbejdet udført af personbiler, varebiler og busser på korteafstande. El anvendes ligeledes i stort omfang i forbindelse med intern transport i landbrug og industri. En del af elkøretøjerne vil være plug-in hybridbiler, som anvender el på korte og mellemlange distancer og biobrændstof på lange ture. Biodiesel, biogas, methanol og i mindre omfang bioethanol anvendes i lastbiler og turistbusser samt til personbiler over længere afstande. Disse brændstoffer anvendes ligeledes til færger og i fiskerflåden. International flytransport er som nævnt ikke med i opgørelserne. Der er ikke forudsat omlægninger mellem transportformerne i forhold til i dag, og der er ikke indregnet særlige initiativer (f.eks. fysisk planlægning) med det formål at reducere behovet for transport. 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Transportbrændselandele i 25 Bil Bus Tog Fly+fær ge Lastbil Tog Skib Fly Biogas % 2% % % 1% % % % Metanol 5% 1% % % 15% % 5% % Brint % % % % % % % % Bio-diesel % % 4% 1% 5% 4% 5% 1% Ethanol 5% % % % % % % % Naturgas % % % % % % % % Diesel % % % % % % % % Benzin % % % % % % % % El 9% 7% 6% % 7% 6% % % Biogas Metanol Brint Bio-diesel Ethanol Naturgas Diesel Benzin El Figur 6 Fordeling af transportarbejde på transportteknologier og brændsler. De 4 første teknologier til persontransport og de 4 sidste er til godstransport. NB. Der foregår ikke godstransport med fly selvom den indgår i grafen. Fly omfatter kun indenrigsfly. 1 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

11 PJ/år PJ/år Tabel 4. Fordeling af transportarbejdet på transportteknologier i hele forløbet for både reference og fremtidsforløb. Bil Bus Tog Fly+færge Cykel Lastbil Tog Skib Fly Persontransport 79% 9% 8% 1% 3% Godstransport 87% 7% 6% % 25 Transportdrivmidler Referenceforløb 2 15 Biogas Brint Bio-diesel 1 5 Methanol Ethanol Naturgas El Diesel Benzin Transportdrivmidler Fremtidsforløb Biogas Brint Bio-diesel 1 5 Methanol Ethanol Naturgas El Diesel Benzin Figur 7: Energiforsyning af transportsektoren i reference- og fremtidsforløb. Inkl. transport i produktionserhvervene (byggeri, fiskeri, landbrug), ekskl. udenrigsfly. 11 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

12 Elproduktion Udbygning med vindmøller særligt til havs er et at de vigtigste tiltag i fremtidsbilledet, hvor den samlede elproduktion mere end fordobles. Beregningerne viser, at der er brug for ca.19. MW vindkraft i 25. Til sammenligning var der ved udgangen af 28 installeret ca. 315 MW. Med eksisterende udbud og planer for udbygning til lands forventes dette tal at stige til godt 4 MW i 212. Der er i 22 opstillet ca. 33 MW landvind og ca. 24 MW havvind i fremtidsforløbet. De store mængder vindkraft i 25 integreres dels i nabolandene via det nordeuropæiske elmarked og dels lokalt. Indenlandsk nyttiggøres vindkraften i fjernvarmesektoren, i transportsektoren til elbiler og til metanol- eller brintproduktion og til procesenergi i industrien. Når det ikke blæser, forsynes elforbrugerne fra biomasse-, affalds- og biogaskraftvarme anlæg, samt via import fra Danmarks nabolande. Den importerede elektricitet vil blandt andet leveres fra de Nordiske vandmagasiner, som vindkraften har bidraget til at fylde op. Der er desuden indregnet en betydelig mængde backup kapacitet i form af gasturbiner drevet på forgasset biomasse til at håndtere spidslastsituationer. I referencen leveres hovedparten af elproduktionen i 25 fra vindkraft og kulkraft med CCS. Kulkraft med CCS forudsættes at blive en kommercielt tilgængelig teknologi, og på længere sigt bliver den attraktiv pga. den kraftigt stigende CO2-pris. 12 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

13 Pj/år PJ/år Elproduktion reference Bølge Geotermi Solceller Affald Biogas Biomasse Vind Naturgas Kul Akraft Olie Elproduktion fremtidsforløb Bølge Geotermi Solceller Affald Biogas Biomasse Vind Naturgas Kul Akraft Olie Figur 8: Udvikling i elproduktion i henholdsvis reference- og fremtidsforløb. 13 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

14 Biomasseforbrug De følgende figurer viser udviklingen i anvendelse af biobrændsler i reference og fremtidsforløbet. I begge forløbene øges anvendelsen af biobrændsler i forhold til i dag. Anvendelsen af biobrændsler til transportsektoren i fremtidsforløbet øges særligt i den sidste 2 års periode frem mod 25. Anvendelse af biomasse til individuel opvarmning forudsættes reduceret meget væsentligt i fremtidsforløbet til fordel for fjernvarme og varmepumper. I Referencen ses en større anvendelse af biomasse i den første del af perioden i forhold til fremtidsforløbet. Den største anvendelse af biomasse sker til individuel opvarmning. Fra 22 til 23 sker en stigning i anvendelsen af biomasse til kraftvarme som følge af den stigende CO2-pris. Efter 23 erstatter kulkraftanlæg med CCS teknologi produktionen fra biomassekraftvarmeværkerne. Begge forløb ender med et biomasseforbrug på lidt under 2 PJ/år, hvilket er godt 3 PJ under den opgjorte resurse Biomasseanvendelse, reference (PJ/år) Biomasse, ind. opvarmning Biomasse, proces Biomasse, kedler Biomasse, KV Biomasse, transport Biogas/forgas., KV Biogas/forgas, transport Affald, varmekedler Affald, KV DK ressource Biomasseanvendelse, fremtidsforløb (PJ/år) Biomasse, ind. opvarmning Biomasse, proces Biomasse, kedler Biomasse, KV Biomasse, transport Biogas/forgas., KV Biogas/forgas, transport Affald, varmekedler Affald, KV DK ressource Figur 9: Udviklingen i anvendelsen af biomasse i reference- og fremtidsforløb. 14 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

15 CO2-emissioner De energirelaterede CO2-emissioner reduceres i både referenceforløbet og fremtidsforløbet sammenlignet med i dag. Det er særligt emissionerne inden for el og fjernvarmeproduktion, der reduceres på kort sigt, samt emissionerne indenfor øvrig energi, som dækker over erhvervenes og husholdningernes anvendelse af brændsler til proces og varmeformål. I 25 er fremtidsforløbet uden energirelaterede CO2-emissioner. CO2-emissioner Reference (Mt/år) 5, 45, 4, 35, 3, 25, 2, 15, 1, 5, Raffinaderier Elapparater Procesformål Opvarmning af bygninger Transport Fjernvarmeproduktion Elproduktion CO2-emissioner Fremtidsforløb (Mt/år) 5, 4, 3, 2, 1, - (1,) Raffinaderier Elapparater Procesformål Opvarmning af bygninger Transport Fjernvarmeproduktion Elproduktion Figur 1: CO2-emissioner fra energiforbrug historisk og i reference- og fremtidsforløbene. CO2- emissioner relateret til energiudvinding i Nordsøen samt emissioner fra udenrigsluftfart er ikke indregnet. CO2-udledningen i fremtidsforløbet i 25 stammer fra afbrænding af fossilt affald. 15 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

16 2. Metode og forudsætninger De gennemregnede forløb er baseret på de aftalte rammer for Klimakommissionens referenceforløb og muligheder og tiltag gennemgået i blandt andet sektorrapporterne om bygninger, el- og varmeforsyning, produktionserhverv og transport som er udarbejdet af RISØ DTU og Ea Energianalyse for Klimakommission (se referenceliste). Det samlede energisystem er sat op i STREAM modellen, og det er resultaterne her fra, som præsenteres i dette notat. Efterspørgslen på energitjenester og energiforbrug er beregnet vha. ADAM/EMMAmodellen og STREAM. Der er desuden gennemført støtteberegninger med Balmorelmodellen til at kvantificere udviklingen i el og varmeforsyningen. STREAM modellen omfatter det samlede energisystem i Danmark, mens Balmorel er en model af det samlede el- og varmesystem i Norden og Tyskland. Ved fastlæggelse af reference- og fremtidsforløb er Balmorel modellen brugt til at vurdere udviklingen i el- og varmesektoren. De to modeller adskiller sig imidlertid på flere punkter bl.a. i detaljeringsgraden af modellering af el og varmesektoren, hvor Balmorel modellen har en betydelig mere kompleks beskrivelse af tilgængelige teknologier og systemmæssige forhold. Resultaterne fra Balmorelkørslerne har derfor ikke kunnet overføres direkte til STREAM modellen, men er brugt til at foretage en vurdering af, hvordan el- og varmesystemerne overordnet set, vil udvikle sig i henholdsvis reference og fremtidsforløbene med de givne rammer i form af fx brændselspriser, CO2-priser og teknologipriser. Samspillet mellem modellerne fremgår af figuren nedenfor. Figur 11: Samspil mellem beregninger med Balmorel og STREAM. I referenceforløbene er udviklingen i el-produktionen optimeret ud fra, hvad investorerne i elsektoren vil finde det selskabsøkonomisk optimalt at investere i ud fra de forud- 16 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

17 satte brændsels-, CO 2- og teknologipriser. I beregningerne anvendes et selskabsøkonomisk forretningskrav på 1 pct. I referenceforløbene forudsættes også, at de eksisterende energiafgifter fastholdes i reelle priser frem til 25, mens de nuværende tilskud til VE-baseret el-produktion fastholdes i nominelle priser. På grund af den inflation, der forudsættes at finde sted over tid, bliver de reelle VE-tilskud mindre over tid og udgør i 25 kun godt 4 pct. af det oprindelige tilskud. I de øvrige sektorer er referenceforløbet tilpasset, så det afspejler de historiske trende, samt at energiforbrugere gradvist over tid gradvist tilpasser sig de forudsatte brændsels- og CO 2-priser. I den forbindelse forudsættes at den internationale CO 2- kvoteprissignal slår igennem i forbrugerpriserne på brændsler, fx via en afgift der svarer til kvoteprisen. Fremtidsforløbene er opstillet med udgangspunkt i at energi- og transportsystemerne gradvist omstilles mod endemålene i 25, og at udfasningen gennemføres under hensyntagen til samfundsøkonomisk omkostningseffektivitet under forudsætning af en rente på 5%. Niveauet af energibesparelser og omlægninger mellem forskellige energiformer i industrien, handel/service, husholdninger og i transportsektoren er vurderet og eksogent bestemt på baggrund af vurderinger af omkostningerne ved forskellige relevante forsyningsformer og effektiviseringsmuligheder. Brændselspriser I Klimakommissionens dokumentationsrapport redegøres for forudsætningerne for valget af brændselspriser og CO 2-priser i forløb A. Tabellen nedenfor viser de forudsatte brændsels- og CO2-priser i forløb A. Priser i kr/gj Kul, an kraftværk Gasolie, an industri Naturgas, an industri Benzin, an tankstation Træflis, an kraftværk Halm, an kraftværk Træpiller fra affaldstræ, an industri CO 2-pris i kr/ton Tabel 5. Brændselspriser an forbruger i kr./gj samt CO 2-pris i kr/ton for forløb med de ambitiøse rammebetingelser. Prisniveau 28. Det er desuden forudsat at opgraderet biogas, som fx kan anvendes i transportsektoren, har en produktionsomkostning på 1 kr./gj. CO 2-kvoteprisen forudsættes i forløbet at stige fra ca. 11 kr./ton i 21 til 25 kr./ton i 22 og 115 kr./ton i 25. Det skal bemærkes, at i STREAM modellen regnes kun med én biomassepris. Denne biomassepris er beregnet som en vægtet pris af hhv. halm (25%), træflis (25%) og træpiller (5%). 17 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

18 m2 3. Resultater vedr. energisystemets udvikling I denne del af notatet gennemgås udvikling i energisystemerne i reference og fremtidsforløb indenfor de forskellige sektorområder hhv. bygninger, produktionserhverv, transport og elforbrug- og produktion. Varmebesparelser Bygninger Det samlede endelige energiforbrug til opvarmning udgør i dag godt 2 PJ. I både reference- og fremtidsforløbet er der indregnet betydelige varmebesparelser over tid, dels via skærpede energikrav til nybyggeri dels via energirenovering af eksisterende byggeri. I 25 vil byggeri opført siden 21 udgøre ca. 1/3 af den samlede bygningsmasse. Nybyggeriet er kontrolleret af bygningsreglementet, som er planlagt strammet med 25 % i 21, 215 og i 22. Dvs. i 215 svarer minimumskravet til det, der i dag betegnes som lavenergi klasse 1. Fra 22 udgør energiforbruget for en ny bolig efter planen således kun ¼ af energiforbruget i en bolig opført under det gældende bygningsreglement fra 26. Energikrav til nybyggeri Der er i forløbene regnet med en fast renoveringstakt og nybygningstakt, hvilket er afbilledet i Figur 12, der viser, at næsten hele boligmassen vil være renoveret i Boligareal - renovering og nybyggeri Nybyggeri Nedrivning+nybyg Renoveret Ikke renoveret Figur 12: Forventet udvikling i boligarealet frem mod 25. I referenceforløbet antages det, at nye bygningers varmeforbrug ligger 2 % over bygningsreglementet dels pga. adfærd (f.eks. højere komfortkrav), dels fordi bygningerne ikke fysisk lever op til kravene i bygningsreglementet 2. I fremtidsbilledet forudsættes en bedre kontrol med nybygninger og/eller skærpede krav (samme energiramme under antagelse af højere komfortniveau), der sikrer, at de i praksis lever op til energirammen i det fremtidige bygningsreglement. Desuden fokuse- 2 Der er tale om et skøn foretaget på baggrund af kommunikation med Ole Michel Jensen, SBI 18 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

19 MJ/m2 res der på, at få løftet energirenoveringsstandarden væsentligt, således at en renoveret bygning i gennemsnit vil få halveret sit energiforbrug. Tabel 6 viser de gennemsnitlige energiforbrug pr. m2 for nybyggeri og renoveret byggeri i referenceforløbet og i fremtidsforløbet Reference Fremtidsforløb Nybyggeri Nedrivning + nybyg Renoveret Ikke renoveret Tabel 6: Gennemsnitligt energiforbrug pr. areal forudsat i referenceforløbet (til venstre) og i fremtidsforløbet (til højre). Renovering af eksisterende byggeri Varmebesparelser i eksisterende bygninger er sammensat af flere komponenter. Dels kan klimaskærmen (vægge, tag, gulv og vinduer) forbedres så der tabes mindre varme herigennem, dels kan der etableres varmegenvinding på luftudskiftningen i bygningerne og dels kan de tekniske installationer forbedres (isolering af rør etc.). I Figur 13 er opgjort mulighederne for at forbedre klimaskærmen. Potentialet er sorteret efter stigende omkostninger således at der på kurven kan aflæses hvor meget der kan spares til en given pris. Ved den besparelsesindsats for klimaskærmen, som er indregnet i referenceforløbet (ca. 15%) svarer det til at besparelser op til 35 øre/kwh gennemføres (først og fremmest udskiftning af vinduer). I fremtidsforløbet halveres de renoverede bygningernes energiforbrug ved at varmebesparelsestiltag op til 6 øre/kwh gennemføres (besparelse på ca. 35% - hvilket bl.a. indebærer efterisolering af vægge og lofter), og at der indføres varmegenvinding på ventilationsluften (1% besparelse), samt at tekniske installationer forbedres (5% besparelse). Varmegenvinding er en vigtig del af de fremtidige varmebesparelser Potentialet for varmegenvinding i den eksisterende bygningsmasse er en besparelse på ca. 35 PJ, men da en del af bygningerne rives ned i løbet af perioden og det ikke er alle steder er arkitektonisk muligt at indføre varmegenvinding, så de antages at lidt over halvdelen af potentialet kan udnyttes (2 PJ). Kravene til nybyggeriet, som fra 22 svarer til lavenergi klasse 1, er også med til at drive udviklingen inden for varmegenvinding, da disse nye boliger alt overvejende vil have tvungen ventilation med varmegenvinding. De nævnte potentialer er beskrevet nærmere i baggrundsrapporten: Risø DTU (29) Sektoranalyse Energiforbrug og besparelser i bygninger 19 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

20 Besparelsesomkostning, kr/kwh pr. år Varmebesparelser, PJ Figur 13: Omkostningskurve for varmebesparelser i bygninger (annuiseret omkostning ved 5% rente). 45% besparelse i bygningsmassen (89 PJ) kan nås ved en marginal omkostning på 1,4 kr/kwh, 35% (7 PJ) ved 6 øre/kwh og 15% (3 PJ) ved ca. 35 øre/kwh. Omkostningsvurderingen, forudsætter at varmebesparelserne gennemføres som en del af øvrig renovering ellers vil de være betydeligt dyrere. Det er beregningsmæssigt antaget, at omkostningerne ved at skærpe kravene til nybyggeri er de samme per sparet energienhed, som omkostningerne ved at foretage energirenovering. Der henvises desuden til sektor baggrundsrapporten Energiforbrug og besparelser i bygninger (RISØ DTU) for yderligere information om metode til opgørelse af omkostningerne. Varmebesparelserne konkurrerer med varmeforsyningsteknologierne. Hvor langt, det er samfundsøkonomisk fordelagtigt at gå med varmebesparelserne, afhænger af hvordan omkostningerne til varmeforsyning vil udvikle sig (med f.eks. en biomassekedel eller en varmepumpe). Det vurderes, at den langsigtede marginale varmeproduktionsomkostning i 25 vil være ca. 5-6 øre/kwh (se Figur 19). STREAM-modellen kan kun arbejde med én pris på ekstraomkostningen for de gennemførte varmebesparelser. Da det antages at de billigste besparelser gennemføres først (og altså i vid udstrækning allerede bliver gennemført i referencen), så regnes der med en gennemsnitligt omkostning til varmebesparelser på ca. 42 øre/kwh (ved en rente på 5 % og en gennemsnitlig levetid for besparelserne på 3 år). Disse 42 øre/kwh (115 kr/gj) dækker over at der gennemføres besparelser med omkostninger ned til 35 øre/kwh og op til ca. 6 øre/kwh. Det absolutte energiforbrug til opvarmning reduceres med 4-45 % i referencen i 25 sammenholdt med en udvikling med fastholdt isoleringsniveau i forhold til i dag og med 55-6 % i fremtidsbilledet for 25. Disse samlede besparelsesprocenter dækker både over renovering af den eksisterende bygningsmasse samt effekten at nye effektive bygninger udgør en større og større del af bygningsmassen frem til 25. Udviklingen i energiforbrug er herunder vist for boliger i hhv. referenceforløbet og fremtidsforløbet. Der antages samme udvikling i den øvrige bygningsmasse. 2 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

21 TJ/år TJ/år 18 Varmeforbrug boliger Nybyggeri Nedrivning+nybyg Renoveret Ikke renoveret Figur 14: Udviklingen i varmeforbruget i boliger i referenceforløbet. Der er antaget en tilsvarende udvikling for øvrige opvarmede bygninger (fx kontorbyggeri). 18 Varmeforbrug boliger Nybyggeri Nedrivning+nybyg Renoveret Ikke renoveret Figur 15 Udviklingen i varmeforbruget i boliger i fremtidsforløbet. Der er antaget en tilsvarende udvikling for øvrige opvarmede bygninger (fx kontorbyggeri). Energiforsyning til opvarmning Opvarmningsbehovet i boliger og andre bygninger dækkes i dag med fjernvarme (45 pct.), individuel naturgas (18 pct.), olie (12 pct.) og biobrændsler (2 pct.) samt en mindre andel med varmepumper og direkte elvarme (5 pct.). Langt hovedparten af fjernvarmen produceres i dag som kraftvarme i form af overskudsvarme fra større centrale kraftvarmeværker og affaldskraftvarmeværker samt fra decentrale naturgasfyrede kraftvarmeværker. 21 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

22 Flere forskningsprojekter har peget på, at det vil være privat- og samfundsøkonomisk attraktivt at udskifte udtjente olie og gasfyr til fjernvarme eller eldrevne varmepumper 3. Dette vil også gælde i referencen. Udskiftningstakten vil bl.a. afhænge af i hvor høj grad, forbrugeren reagerer på prissignalerne. Olieforbruget til opvarmning som i 28 var ca. 25 PJ har gennem de sidste mange år været gradvist faldende ca. 2 PJ per år, hvis man betragter den sidste 8 års periode. Det skyldes dels en nedgang i antallet af fyr, dels udskiftning til mere effektive fyr. Forsætter udfasningen i samme tempo fremover, kan olie være stort set udfaset som brændsel til opvarmning mellem 22 og Handels- og service Husholdninger Naturgasforbrug (TJ) Olieforbrug (TJ) - tendenslinjer Handels- og service Husholdninger Ekspon. (Handels- og service) Lineær (Husholdninger) Ekspon. (Husholdninger) Figur 16: Historisk udvikling i olie- og naturgasforbrug indenfor handel og service samt i husholdninger. 3 EFP-forskningsprojektet Effektiv fjernvarme i fremtidens energisystem (Ea Energianalyse mf., 29) 3 og i Varmeplan Danmark (Rambøll og Aalborg Universitet, 28) 22 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

23 Naturgasforbruget til individuel opvarmning er faldet med 7 % i løbet af de sidste to år, men har ellers ligget næsten konstant gennem en 1-årig periode. Modelberegninger vha. Balmorel peger på, at udfasningen af både naturgas og olie kan gå meget hurtigt (inden for 1 år i både reference- og fremtidsforløb), hvis forbrugerne agerer økonomisk rationelt og under antagelse af at de eksisterende afgifter er i spil. I praksis vil udskiftningen formentligt ske langsommere. I de anvendte beregninger er der derfor forudsat et forsinket udfasningsforløb svarende til knap en fjerdedel reduktion af naturgasdækningen til individuel opvarmning i 22 i referencen. I fremtidsforløbet er der antaget et hurtigere udfasningsforløb. Her forudsættes knap 6 % reduktion i naturgasdækningen i 22 og 9 % reduktion i Ref. 22 Fremt. Opvarmning af bygninger (PJ/år) 23 Ref. 23 Fremt. 25 Ref. 25 Fremt. Effektivisering Varmepumper Solvarme Biomasse Gas Olie Kul Fjernvarme Figur 17: Opvarmning af bygninger fordelt på brændsler i dag, i 22, 23 og 25 i hhv. reference og fremtidsforløb. Det gennemsigtige (lysegrå) område illustrerer effekten af varmetabsmæssig forbedring af den eksisterende bygningsmasse samt nye effektive bygninger. For varmepumperne er varmeproduktionen angivet (ikke elinputtet som er 3,75 gange mindre). Konkurrenceforholdet mellem de kollektive og individuelle varmeforsyningsløsninger er illustreret i figurerne nedenfor for 21 (i dag) og 25 med moderat teknologiudvikling. Resultatet er i sagens natur følsomt overfor de anvendte brændsels- og energipriser. I beregningen er der taget udgangspunkt i en villa med et gennemsnitsenergiforbrug som i dag (ca. 5 MJ per m2 per år), som falder til ca. det halve i 25. Den elpris som fx varmepumper og elpatroner kan indkøbe til, vil afhænge af muligheden for at tilpasse elforbruget til de fluktuerende elpriser. Dette vil igen afhænge af varmelagringsmulighederne, som vurderes at være bedst i de kollektive systemer. I figuren nedenfor er det beregningsmæssigt forudsat, at el kan indkøbes til en samfundsøkonomisk pris på ca. 5 øre/kwh i 21 inkl. nettarif på 15 øre/kwh og i 25 til ca. 75 øre/kwh ligeledes inkl. nettarif på 15 øre/kwh. Denne pris er fælles for alle teknologier, men vil formentligt føre til overvurdering af den oplevede elpris for en kollektiv varmepumpe eller elpatron særligt i 25, hvor elprisen forventes at fluktuere betydeligt mere end i dag, og dermed også værdien af at kunne tilpasse elforbruget til elpriserne. Fjernvarmenetomkostningerne er i høj grad afhængige af bygningernes størrelse og områdets energitæthed. For erhverv og større ejendomme vurderes investeringsom- 23 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

24 kostningsniveauet at udgøre ca kr. pr. GJ årligt varmeforbrug og for enfamiliehuse op til 1.4 kr. pr. GJ. Det er derfor mest interessent at konvertere større ejendomme og erhvervsområder, mens økonomien ved konvertering af enfamiliehuse er mere usikker. I figuren er der taget udgangspunkt i en netomkostning på ca. 6 kr. pr. GJ leveret varme for tilsluttede bygninger i dag. Dette omkostningsniveau er også anvendt i forbindelse med de overordnede økonomiske beregninger. Omkostningerne er inklusiv investeringer i brugeranlæg. For en energirenoveret bolig eller en ny bolig vil de faste omkostninger til investering i varmeanlæg og fjernvarmenet generelt være højere per leveret energienhed Det vurderes, at det er forholdsvist begrænset, hvad der kan spares på fjernvarmenetinvesteringer, hvis bygningerne i fremtiden renoveres til lavere energiforbrug. Der er derfor i beregningerne forudsat omvendt proportionalitet mellem bygningernes relative energiforbrug og netomkostningen i kr. per GJ. For de individuelle varmeforsyningsanlæg, som varmepumper og naturgasanlæg, forudsættes i figuren, at de relative investeringsomkostninger kun bliver knap 5 %, større idet varmeforbruget halveres. Det bør understreges, at disse vurderinger er behæftet med en ikke ubetydelig usikkerhed. En betydelig del af biomassen i husholdninger anvendes i dag i brændeovne. Energiomkostningerne for brændeovne er ikke belyst nærmere. Beregningsmæssigt er al biomasse anvendelse i husholdninger og handel/service således modelleret som træpillefyr. For uddybende analyser af forholdet mellem fjernvarme, individuel forsyning og niveauet af varmebesparelser henvises til førnævnte forskningsprojekter. 24 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

25 Varmeproduktionsomkostninger (øre/kwh) 1, 8, 6, Fjernvarmenet Investering Elforbrug Brændsel og CO2 Drift og vedligehold mv 4, 2,, Figur 18: Samfundsøkonomiske varmeproduktionsomkostninger for kollektive hhv. individuelle forsyningsløsninger i 21 (5 % rente). Vedr. biokraftvarme: der er tale om overskudsvarme fra elproduktion. Elforbrugsudgiften repræsenterer værkets mistede elsalg, fordi det producerer kraftvarme i stedet for kun el (CV=,2). Netomkostninger omfatter nye fjernvarmenet. Der er indregnet nettab på 15 % for de kollektive varmesystemer samt en investeringsomkostning for fjernvarmenet på 6 kr./gj leveret varme (gns. bolig i dag). Der indgår ikke afgifter i beregningen. Det er antaget at prisen på el til varmepumper og elpatroner er 5 øre/kwh (inkl. elnettarif på 15 øre/kwh). Der er regnet med en virkningsgrad på 375 % for den individuelle varmepumpe (jord/vand) og 29 % for den kollektive varmepumpe. I geotermianlæggets drift og vedligeholdelsesomkostning indgår omkostninger til drivvarme, idet der er tale om absorbtionsanlæg. 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Varmeproduktionsomkostninger (øre/kwh) Fjernvarmenet Investering Elforbrug Brændsel og CO2 Drift og vedligehold mv Figur 19: Samfundsøkonomiske varmeproduktionsomkostninger for kollektive hhv. individuelle forsyningsløsninger i 25 (5 % rente) i villa med halveret energiforbrug. Det er forudsat, at prisen på el til varmepumper og elpatroner er 75 øre/kwh (inkl. elnettarif på 15 øre/kwh). Der er i 25 regnet med en virkningsgrad på 325 % for den kollektive varmepumpe. I øvrigt samme kommentarer som til foregående figur. 25 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

26 Pj/år I fremtidsbilledet for 25 er det antaget, at fjernvarmedækningen øges fra 47% i dag til 57 % 4. Den resterende boligmasse primært enfamiliehuse forudsættes forsynet med eldrevne varmepumper samt i mindre grad solvarme og biomasse til brændeovne (bl.a. sanket brænde). I referencen antages fjernvarmedækningen øget til 53 % i 25. Der er desuden antaget en betydelig udbygning af varmelagrene i fjernvarmesystemet. Analyserne med Balmorel peger således på, at det af hensyn til fleksibiliteten i energisystemet vil være attraktivt at udvide varmelagrene i fjernvarmesystemet fra ca. 8 timers forbrug i dag til 2 døgn eller mere i fremtidsforløbet i 25. Fjernvarmen kommer i fremtidsforløbet i 25 som overskudsvarme fra biogas,- affalds- og biomassefyrede kraftvarmeværker samt fra eldrevne varmepumper, solvarme, geotermi. I de decentrale områder forsynes fjernvarmen primært fra biogas, varmepumper og i sommerhalvåret i et vist omfang fra sol, mens fjernvarmen i de centrale kraftvarmeområder leveres fra biokraftvarme, affald og varmepumper. Desuden anvendes geotermi i en del fjernvarmeområder, hvor resursen er til stede. De følgende to figurer viser fjernvarmeproduktion fordelt på anlægstyper i hhv. reference og fremtidsforløbet. I figurerne indgår også fjernvarme (hedtvand/damp) anvendt som procesvarme i industrien. Her er forudsat et stigende forbrug, særligt i fremtidsforløbet, hvilket forklarer, hvorfor det samlede fjernvarmeforbrug stiger svagt Fjernvarmeproduktion referenceforløb Solvarme Geotermi Varmepumper (elpatroner) Kedler Kraftvarme Figur 2: Fjernvarmeproduktion fordelt på anlægstyper i referenceforløbet. I figuren indgår også fjernvarme (hedtvand/damp) anvendt som procesvarme i industrien 4 Målt i forhold til dagens bygningssammensætning øges dækningen kun til 54 %, men da der regnes med en større stigning i boligarealet til kontorer og forretninger (hvor fjernevarmeforsyningen er højere end til boliger), ender fjernvarmeandelen i 25 på 57 %. 26 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

27 Pj/år Fjernvarmeproduktion fremtidsforløb Solvarme Geotermi Varmepumper (elpatroner) Kedler Kraftvarme Figur 21: Fjernvarmeproduktion fordelt på anlægstyper i fremtidsforløbet. I figuren indgår også fjernvarme (hedtvand/damp) anvendt som procesvarme i industrien. Kraftvarmen leveres fra affalds-, biogas- og biomassekraftvarmeværker Elforbrug i bygninger Elforbrug til apparater har et stort effektiviseringspotentiale, men det er meget vanskeligt at sige noget om omkostningerne ved at indfri potentialet. For en del elapparaters vedkommende er det ikke nødvendigvis dyrere at købe et energieffektivt apparat frem for andre. Men ofte vælges et nyt apparat ikke ud fra energiforbruget, men for udseendet og funktionaliteten. I referencen er EU politikken styrende og effektivitetsforbedringerne svarer til en fortsættelse af det niveau indregnet i Energistyrelsens basisfremskrivning fra 29. I fremtidsbilledet regnes med, at det på sigt, er muligt at udnytte det nuværende tekniske potentiale, dvs. at det, som i dag er den bedst tilgængelige teknologi (energieffektive), vil være markedsdominerende i 22 eller før. I fremtidsforløbet betyder dette, at Danmark skal løbe foran den forventede udvikling i energieffektivitet i EU. Dette indebærer naturligvis, at der skal inddrages virkemidler, som kan sikre at de samfundsøkonomiske energieffektiviseringer rent faktisk også hentes. Inden for alle apparatgrupper antages det, at det maksimale effektiviseringspotentiale (jf. baggrundsrapporten Energiforbrug og besparelser i bygninger ) kan nås inden 23 i fremtidsforløbet. De største grupper er husholdningsmaskiner (opvaskemaskiner, vaskemaskiner, komfurer etc.) og belysning (især i kontorbygninger). Det antages ligeledes, at specielle grupper af elapparater (frysere, køleskabe, aircondition etc.) efter 22 ikke sælges uden elektronik, der sikrer at de kan reagere på elpriser eller andet signal fra elnettet og således kan indgå i balanceringen af elnettet. I modelberegningerne er den ekstra energieffektivisering af elapparaterne, der indgår i fremtidsforløbet ifht. referencen, prissat til en gennemsnitspris på 4 øre/kwh sparet i husholdningerne og til 5 øre/kwh for kontorer og offentlige institutioner (regnet med 5 % rente og en gennemsnitlig levetid for besparelserne på 1 år). På trods af en konstant forbedring af energieffektiviteten for apparater i Referenceforløbet, så stiger dette elforbrug gennem perioden som følge af den økonomiske vækst. Den forudsatte ekstra indsats til fremme af de mest effektive apparater giver i Fremtids- 27 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

28 PJ PJ forløbet anledning til et fald i elforbruget til apparater frem til 23 og derefter en svag stigning fra 23 til 25 (der leveres de samme energitjenester i de to forløb). 15 Reference - elforbrug til apparater Industri app. 9 7 Handel&Service app. 5 3 Husholdninger app. 1-1 Figur 22 Elforbrug til apparater i Referenceforløbet. 15 Fremtidsforløb - elforbrug til apparater Industri app. Handel&Service app. Husholdninger app. Figur 23 Elforbrug til apparater i Fremtidsforløbet. Produktionserhverv Fraregnes olieforbrug til transportrelaterede formål udgør anvendelsen af brændsler i produktionserhvervene i dag ca. 8 PJ, heraf ca. 25 PJ olie, 34 PJ naturgas, 1 PJ kul og 11 PJ biomasse (inkl. affald) 5. Hertil kommer ca. 42 PJ el og 8 PJ fjernvarme. Transportrelateret energiforbrug er håndteret under transport. Energibesparelse og energieffektivering Der er stor usikkerhed mht. nye teknologier og andre produktionsformer i fremtiden, hvor man ikke kender energiforbrug og effektiviseringspotentialer. Derfor skal det understreges, at der i analysen er taget udgangspunkt i dagens potentialer og kendt teknologi og effektiviseringsmuligheder, som så forlænges til 25. På den ene side er det tvivlsomt, om alle energiforbrugere vil anvende den bedst tilgængelige teknologi i 25. På den anden side vil der med meget stor sandsynlighed være mere effektive teknologier tilgængelige i 25, som vi ikke kender i dag. I referenceforløbet gennemføres energibesparelser i industrien, der giver en reduktion i energiforbruget på ca. 44% i 25 i forhold til en situation med fastholdt effektivitet (frozen efficiency), mens der i fremtidsforløbet udnyttes det fulde potentiale svarende til 5 Energistyrelsens Energistatistik for Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

29 52% i 25. Omkostningerne til den yderligere besparelsesindsats, der er inkluderet i Fremtidsforløbet er beregnet ud fra en energieffektiviserings-omkostningskurve for elbesparelser og en for besparelser på øvrig energi. Det antages at industrien først gennemfører de billigste besparelser og ekstraomkostningen bestemmes dermed ved at tage forskellen mellem at gå op til niveauet i Referenceforløbet og niveauet i Fremtidsforløbet, se Figur 24. Produktionserhvervenes elforbrug På baggrund af sektoranalysen om produktionserhverv, er der udarbejdet en vurdering af de marginale omkostninger ved at gennemføre elbesparelser i industrien. Ud af det samlede elforbrug i dag på ca. 42 PJ vurderes det tekniske potentiale for besparelser at være ca. 22 PJ svarende til godt 5 %. Som det fremgår af Figur 24, er de marginale omkostninger forholdsvis lave op til 4 øre/kwh. Det skal dog bemærkes, at de er beregnet på baggrund af energibesparelsestiltagenes tekniske levetid og en rente på 5%. Da virksomheder ofte tænker forholdsvist kortsigtet, kan de oplevede selskabsøkonomiske omkostninger være betydeligt højere. Såfremt den økonomiske levetid af tiltagene er kortere end den tekniske levetid, vil den samfundsøkonomiske omkostning ligeledes være højere. I referencen antages det, at godt 6 % af det identificerede potentialet udnyttes på lang sigt, mens der forudsættes 1 % udnyttelse af potentialet i fremtidsforløbet i 25. øre/kwhe Omkostninger til elbesparelser i industrien , 5, 1, 15, 2, 25, Akkumuleret besparelse PJ/år Figur 24: Omkostninger til elbesparelser i industrien i dag (5% rente). Grundtallene bag kurven er baseret på Birch&Krogboe s potentialevurdering fra 24 (for Energistyrelsen). Energieffektivisering i forhold til øvrige brændsler i industrien Det samlede potentiale er 5-55 % reduktion, svarende til 6-7 PJ af det nuværende energiforbrug - omkostning ligger i et niveau fra 2 kr./gj til 35 kr./gj. (5 % rente og teknisk levetid). Sammenlignet med nuværende og forventede fremtidige brændselspriser er dette niveau lavt. Tilsvarende elbesparelsesomkostninger er det dog ikke 29 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

30 ensbetydende med, at effektiviseringerne vil blive gennemført af virksomhederne uden yderligere tiltag blandt andet pga. forskelle i forrentningskrav og krav til tilbagebetalingstid. I referenceforløbet realiseres besparelser svarende til 45% i 25 i forhold til en frozen efficiency fremskrivning, mens der i fremtidsforløbet nås op på 55% i 25. Brændselsomlægning til biomasse og el De vigtigste anvendelsesområder af produktionserhvervenes procesenergi er i prioriteret rækkefølge: opvarmning/kogning, tørring, brænding/sintring og inddampning. Det vurderes på baggrund af bl.a. sektorrapporten om produktionserhverv, at el og fast biomasse i form af træpiller eller træflis på større anlæg til langt de fleste formål kan erstatte fossile brændsler. Til enkelte formål fx svideovne på slagterier kan det være nødvendigt at anvende forgasset biomasse. Elektricitets høje energikvalitet kan til nogle formål udnyttes, således at el kan erstatte fossile brændsler i forhold, der bedre end 1:1. Det gælder fx lavtemperatur-opvarmning, hvor varmepumper kan anvendes (skønnet langsigtet potentiale ca. 8 PJ), anvendelse af infrarøde paneler (ca.,6 PJ), MVR-anlæg 6 til genbrug af damp (ca. 4 PJ) og induktionsopvarmning (ca. 2 PJ). Samlet vurderes det på den baggrund muligt at erstatte ca. 15 PJ brændsel med 5 PJ el. Til en række øvrige procesformål, hvor der behov for procesenergi ved høj temperaturer vil elkedler, biomassekedler og procesvarme fra biomassekraftvarme være konkurrerende alternativer i fremtidsbilledet uden fossile brændsler. Figuren nedenfor viser konkurrenceforholdet for leveringen af højtemperatur procesvarme mellem en elkedel, en biomasse kedel på træpiller og et industrielt kraftvarmeværk, der anvender hhv. træpiller og træflis. Til sammenligning fremgår desuden produktionsprisen ved anvendelse af hhv. gaskedel og kulkedel. Da elmarkedspriserne forventes at fluktuere betydeligt mere i 25 end i dag pga. den store andel vindkraft i systemet, er elkedlens produktionsomkostninger vist for to forskellige elprisniveauer (1 øre/kwh og 1 øre/kwh) Det fremgår, at elkedlen er mest økonomisk attraktiv ved lave elpriser, mens biomasseløsninger er mere økonomiske ved høje elpriser. Det ses desuden, at kapitalomkostningerne for at installere en elpatron hhv. biomasse kedel er små sammenholdt med de variable omkostninger (brændsel+ drift og vedligehold). Det virker derfor som en rimelig antagelse, at de fleste industrier i 25 fremtidsbilledet vil have begge forsyningsmuligheder koblet til deres energiforsyningssystem, så de kan drage nytte af perioder med lave elpriser (og spare på biobrændslet) og omvendt beskytte sig mod høje elpriser ved at have biomassekedelen som alternativ forsyning. 6 MVR står for Mechanical Vapour Recompression (mekanisk damp rekompression) og er en metode til varmegenvinding. 3 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

31 kr./gj Indtægter, elsalg D&V Energi- og CO2- omkostninger (fratrukket evt. elsalg) Kapitalomkostninger Figur 25: Sammenligning af samfundsøkonomiske i omkostninger i 25 for levering af procesvarme for hhv. en elkedel, biokedel og biomassebaseret kraftvarme. Der er regnet med en benyttelsestid på 4 timer, 15 års økonomisk levetid og 5 % rente. I 25 fremtidsbilledet er det konkret antaget, at el (kedler + VP mv.) vil dække ca. 47 % af industriens samlede procesvarmebehov (inkl. varme til opvarmningsformål), 25 % vil komme fra fjernvarme, varmepumper og lokal biomassekraftvarme og de resterende 28 % fra biomassekedler (inkl. forgasset biomasse). I referencen for 25 antages naturgas og kul fortsat anvendt i et vist omfang til procesenergi. Transport Det endelige energiforbrug i transportsektoren udgjorde i PJ, ekskl. brændstof til international fly- og søtransport. Tillægges transportrelateret energiforbrug i produktionserhvervene var energiforbruget godt 2 PJ. Langt hovedparten af energiforbruget er olieprodukter (benzin og diesel). Mere effektive transportmidler I referencefremskrivningen antages energiforbruget til transport (inkl. produktionserhvervenes transportrelaterede energiforbrug) at stige svagt til ca. 18 PJ i 22 for derefter at stige igen, drevet af efterspørgslen på transporttjenester, til 25 PJ i 25. Der er antaget en vækst i efterspørgslen indenfor persontransport (personkilometer) på 1,6 pct. årlig vækst frem til 22 og 1,3 pct. som gennemsnit for den samlede periode 28 til 25 (baseret på beregninger i et nyt transportmodul til Emma modellen)) For godstransport (tonkilometer) er der antaget 2,2 pct. gennemsnitlig vækst over perioden 21 til 25 (svarende til væksten i transporterhvervene fra den anvendte ADAM fremskrivning, Konvergensprogram 28). Omvendt antages en væsentlig forbedring i brændstoføkonomien for transportmidlerne, bl.a. begrundet i EU s regulering af og aftaler med bilindustrien, der sætter krav til nye biler frem til 22 (13 g CO 2/km i 212 og 95 g/co 2 km i 22) 7. Da bilparken kun udskiftes gradvist, antages det, at g CO2 per køretøjskilometer anvendes her alene som udtryk for transportmidlernes effektivitet forudsat anvendelse af benzin eller diesel. Ved anvendelse af biobrændstof kan CO2-emissionen reduceres yderligere. 31 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

32 målsætningerne først opnås for den gennemsnitlige bilpark i 22, og tilsvarende at EU s 22 målsætning først nås for den samlede bilpark i 23. Endvidere antages det, at gennemsnitsbilens energiforbrug er ca. 1% højere end det teoretiske energiforbrug for nye biler pga. kørselsvaner og mekanisk slid. Forbedring af effektiviteten af køretøjsparken, udover niveauet i referencen, indgår som et vigtigt tiltag i fremtidsforløbet. Det er antaget, at det fx ved hjælp af energieffektivitetetsnormer for nye biler, ændrede registreringsafgifter, der følger bilens energieffektivitet eller differentierede kørselsafgifter er muligt at forcere effektivitetsudviklingen for nye biler med forbrændingsmotor i Danmark, således at de i fremtidsforløbet er nede på 12 g CO 2/km i 22 og 9 g CO 2/km i 23. I 25 antages energieffektiviteten i fremtidsbilledet forbedret til 75 g CO 2/km, hvilket vurderes at være tæt på det teknisk maximale forbedringspotentiale for en bil med konventionel forbrændingsmotor. g CO2/kkm MJ/kkm Reference ,9 1,4 1,3 Fremtidsforløb ,6 1,2 1, Tabel 7: Forudsætninger om privatbilers gennemsnitlige energiforbrug i hhv. reference- og fremtidsforløb udtrykt hhv. som CO2 per køretøjskilometer for en benzinbil og MJ per køretøjskilometer. Der er vanskeligt at vurdere ekstraomkostningerne ved at øge køretøjernes effektivitet ud over det niveau, der er antaget i referenceforløbet. Men bl.a. den norske Klimakur henviser til en EU rapport om emnet: Assessment with respect to long term CO 2- emission targets for passenger cars and vans, udarbejdet til EU Kommissionen af AEA mf. (29). Her opstilles en række scenarier for, hvordan omkostningerne kan udvikle sig til 22. Meromkostningen ved at reducere med yderligere ca. 2 g/km fra 15 til 85 g/km er ca kr. per bil afhængigt af, om strategien er downsizing af motoren, dvs. anvendelse af små, men meget effektive motorer, eller hybridteknologi det sidste er dyrest. Rapporten har også undersøgt omkostningerne for varebiler, og disse vurderes at være noget højere end for personbiler ( kr.). Rapporten belyser ikke, hvordan omkostningerne vil udvikle sig til 25. På baggrund af ovennævnte rapport er der i beregningerne forudsat en effektiviseringsomkostning i 22 på 15. kr. per personbil faldende til 12.5 kr. i 23 og 1. kr. per bil i 25, som følge af forventet teknologiudvikling over tid. Det er ligeledes forudsat, at elbilerne er mere effektive i fremtidsforløbet end i referenceforløbet (ca. 2 % forbedring af energiøkonomien i 25 i forhold til referenceelbilen). Den umiddelbare økonomiske gevinst ved effektiviseringen mindre end for biler med konventionelle motorer, fordi elbilen i udgangspunkt har en mere effektiv energiudnyttelse. Mere effektive elbiler kan dog samtidig ses som en måde til at forlænge deres rækkevidde og dermed deres udbredelse. Godstransport og fly I både reference- og fremtidsforløbet er det indregnet, at der kan opnås betydelige forbedringer af energieffektiviteten af godstransport på vej og flytransport af gods og personer. Konkret er der i 25 regnet med knap 5% forbedring af konventionelle lastog varebilers energieffektivitet i fremtidsforløbet mod 35 % forbedring i referencen. 32 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb

33 Last- og varebilernes effektiviseringsomkostninger er estimeret med udgangspunkt i omkostningen for personbiler. Estimatet er forbundet med en betydelig usikkerhed. Drivmidler i transportsektoren Der er en lang række forskellige teknologier og forsyningsmuligheder i spil i transportsektoren. Mulighederne for at skifte til alternative energiforsyningsformer afhænger i høj grad af transportens karakter fx om der er tale om søtransport, flytransport eller landtransport - og over hvor lang afstand transporten foregår. Opgaven er at parre de bedste løsninger under hensyntagen til resurseforbrug, økonomi og samspillet med elsektoren dette er illustreret ved et eksempel i figuren nedenfor. Det er vanskeligt at vurdere økonomien i flere af de forskellige løsninger særligt på lang sigt: de væsentligste usikkerheder vedrører omkostningen til batterier for elbiler (og deres levetid), brændselsceller og energiomkostningen for de forskellige drivmidler, særligt prisen på biomasse. Transportsektoren spiller en speciel rolle i forbindelse med fremtidsforløb, idet fortrængningen af fossile brændsler både indebærer, at transportsektoren kan hjælpe med at sikre et balanceret samlet elsystem med en høj andel af variabel energi og samtidig skal repræsentere et omkostningseffektivt valg af tiltag indenfor sektorens egne rammer. Transportsystemet hænger også tæt sammen med resten af energisystemet ift. anvendelsen af biobrændsler, idet anvendelsen af disse knappe ressourcer i høj grad vil være begrænset af behov for biobrændsler i el- og kraftvarmesystemet igen som led i stabilisering af det samlede system. Sammensætningen af tiltag i transportsektoren vil på den måde både bero på omkostningerne for individuelle teknologier og på balanceproblemer og ressourcer, som er tilgængelige for det samlede energisystem. Omkostninger for forskellige transportteknologier Der er som nævnt stor usikkerhed forbundet med bestemmelse af omkostningerne for fremtidige transportmidler. For eldrevne køretøjer ligger usikkerheden først og fremmest på omkostningen til batterier og ladestandere, mens det for biobrændslerne bl.a. handler om, hvor effektivt brændslet kan produceres. 33 Klimakommissionen Reference- og Fremtidsforløb