Notat om potentiale for energibesparelser og energieffektiviseringer i Region Midtjylland

Transkript

1 Notat om potentiale for energibesparelser og energieffektiviseringer i Region Midtjylland Vedrørende Dato: 24. Aug Til brug for udarbejdelse af Energiperspektivplan for 50 vedvarende energi i Region Midtjylland i 2025 Endelig udgave Jørgen Lindgaard Olesen Nordjylland Tel Mobil jlo@planenergi.dk Formålet med dette notat er at diskutere mulighederne for reduktioner i det fremtidige energiforbrug i Region Midtjylland gennem energibesparelser og energieffektiviseringer. Spørgsmål til diskussion på mødet d. 7. Sept. i Viborg 1. Alle de seneste års rapporter vedr. Danmarks fremtidige energiforsyning peger på store energibesparelser og energieffektiviseringer som en vigtig brik, når vi skal omstille til vedvarende energi. Dette notat er udarbejdet med udgangspunkt i Energinet.dk s forventninger til fremtidige effektiviseringer. Bør de opstillede forventninger også lægges til grund for udarbejdelsen af perspektivplanen for 50 VE i Region Midtjylland? (Indeksering for Region Midtjyllands fremtidige forbrug af energitjenester fremgår af figur 1.1) o Bør vi have mere eller mindre ambitiøse målsætninger for energibesparelser? o Hvilke energitjenester skal der være særlig opmærksomhed på ift. energibesparelser? 2. Ser den skitserede effektivitetsudvikling for energi teknologierne på figur på side 5-9 realistiske ud? o Hvilke energitjenester og teknologier er særligt interessante ift. energieffektiviseringer? 3. Hvad kan regionens energiselskaber, kommuner, håndværkere, pengeinstitutter mv. gøre for: o At sætte fokus på ændret adfærd hos slutbrugere o At fremme brugen af bedst tilgængelige energiteknologi o At fremme teknologiskift, der kan reducere energiforbruget og understøtte et fleksibelt energisystem med en stor andel vedvarende energi? o At der tages fat på besparelser og effektiviseringer på transportområdet 4. Hvilke samspilsmuligheder mellem energibesparelser og effektiviseringer og muligheden for vækst og erhvervsudvikling i regionens virksomheder bør iagttages? P:\Projekter Nordjylland\600\652 Perspektivplan 2025, Region Midt\2 Bilag slutrapport\energibesparelser\notat energibesparelser, endelig2.docx NORDJYLLAND Jyllandsgade 1 DK 9520 Skørping Tel Fax MIDTJYLLAND Vestergade 48 H, 2. sal DK 8000 Århus C Tel Fax SJÆLLAND Aggerupvej 1 DK 4330 Hvalsø Tel Fax planenergi@planenergi.dk Side 1 af 11

2 1 Energiforbruget i Region Midtjylland i 2025 og 2050 På det følgende sider beskrives med udgangspunkt i Energinet.dk s rapport af 28. Januar 2011 Energi 2050 vindspor et scenarie for energitjenester, energibesparelser og energieffektiviseringer frem mod I notatet illustreres det, hvilken betydning den skitserede udvikling i energiforbruget konkret vil have for energiforbruget i Region Midtjylland. Det forudsættes i notatet, at den eksisterende regionale forsyningsstruktur og brændselssammensætning fastholdes. Det er vigtigt at understrege, at den skitserede udvikling i effektiviseringer og besparelser i notatet ikke vil ske uden aktiv medvirken fra nationale og regionale aktører på energiområdet. 1.1 Udvikling i slutforbruget fordelt på energitjenester Energitjenester kan defineres som slutproduktet af en given energianvendelse. Det kan eksempelvis være transportarbejde, rumopvarmning, industriel procesvarme eller det arbejde som kun kan leveres af el. I tabel 1.1 ses en fremskrivning af udviklingen i slutforbruget for en række energitjenester frem mod 2050 jf. Energinet.dk s rapport Energi 2050 Udviklingsspor for Energisystemet. Fremskrivningen er foretaget af Risø DTU. Nettobehov (PJ) Opvarmning (varme) Industriel proces (varme) El-proces (el) Transport vej/bane (mekanisk) Transport fly (brændstof) Transport sø (brændstof) 4,5 4,9 5,3 5,6 6 Samlet slutforbrug Tabel 1.1 Fremskrivning af det nationale energiforbrug, angivet som slutforbrug jf. Risø DTU. Jævnfør tabel 1.1 forventes energiforbruget til opvarmning at falde på grund af forbedret isoleringsstandard og elforbruget vil stige pga. flere eldrevne energitjenester. Transportarbejdet til både vejtransport og flytransport stiger betydeligt. Det samlede slutforbrug i Danmark forventes at stige fra 483 PJ til 519 PJ. Det svarer til en stigning i behovet for energitjenester på ca Fremskrivning af Region Midtjyllands energiforbrug alene baseret på forventet udvikling i slutforbruget Enhver ændring i slutforbruget giver anledning til en tilsvarende stigning i det primære forbrug af energi, såfremt en given energitjeneste leveres med samme teknologi med samme effektivitet. Det vil sige, at når slutforbruget stiger, så stiger brændselsforbruget tilsvarende. I forlængelse af fremskrivningen af slutforbruget i Energinet.dk s vindspor angiver figur 1.1 et indeks til brug for fremskrivning af Region Midtjyllands bruttoenergiforbrug. Indekset er baseret på tabel 1.1. Indeks for år 2025 er udregnet som et simpelt gennemsnit mellem 2020 og Indeks 100 svarer til år Side 2 af 11

3 Index *) Opvarmning (varme) Industriel proces (varme) El-proces (el) Transport vej/bane (mekanisk energi) Transport fly (fuel) Transport sø (fuel) Figur 1.1 Indeks til fremskrivning af Region Midtjyllands bruttoenergiforbrug. *) 2025 angivet som simpelt gennemsnit mellem 2020 og Figur 1.2 viser udviklingen i Region Midtjyllands samlede bruttoenergiforbrug (brændselsforbrug), hvis slutforbruget fremskrives som forudsat i figur 1.1. Bemærk, at der i denne fremskrivning ikke er taget højde for teknologiforbedringer. Fremskrivningen forudsætter, at de enkelte energitjenester leveres med samme effektivitet og brændselstyper som i dag. Dette vil selvsagt ikke være tilfældet TJ/år Ref Ref Elimport Jordvarme, geotermi, vandkraft mm. Solenergi Biogas Vindenergi Biomasse Affald, bionedbrydeligt Affald, ikke bionedbrydeligt Benzin/JP1 Brændselsolie/diesel Fuelolie Naturgas og LPG Kul Figur 1.2 Fremskrivning af Region Midtjyllands bruttoenergiforbrug (brændselsforbrug) baseret på forventet udvikling i slutforbruget og med samme energieffektivitet og brændselstyper som i dag. Side 3 af 11

4 1.2 Udviklingen i energieffektiviteten Ændringer i slutforbruget fører ikke nødvendigvis til en stigning i det samlede energiforbrug. Det skyldes, at de nødvendige energitjenester i fremtiden kan leveres mere effektivt end i dag. De følgende figurer viser den udviklingen i energieffektiviteten, som Energinet.dk har forudsat i sine analyser vedr. i Energi 2050 Udviklingsspor for energisystemet. Virkningsgraderne er så vidt muligt udarbejdet med udgangspunkt i Energistyrelsens Teknologikatalog for Figur 2.1 viser den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til individuelle opvarmningsformål. Det ses af figuren, at varmevirkningsgraden er særligt høj for varmepumper Individuel VP Gas Olie-og biokedler Fjernvarme, kedel 50 Figur 2.1 Den forventede udvikling i virkningsgrader for teknologier til opvarmningsformål Side 4 af 11

5 1.2.1 Udvikling i virkningsgrader for teknologier til varmeproduktion i industrien Figur 2.2 viser den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til varmeproduktion i industrien. Det ses af figuren, at varmevirkningsgraden er særligt høj for varmepumper. Dernæst følger fjernvarme og gas. Det skal i denne sammenhæng nævnes, at dele af industriens varmeforbrug består af procesvarme, som ikke kan leveres med varmepumpe og fjenvarme. I dag anvendes der typisk gas til produktion af procesdamp Fjernvarme Individuel VP Gas Olie-,kul og biokedler Figur 2.2 Den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til varmeproduktion i industrien Side 5 af 11

6 1.2.2 Udvikling i virkningsgrader for teknologier til transport Figur 2.3 viser den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til transport. Det ses, at el til transport med dagens teknologi har væsentligt højere virkningsgrad end den traditionelle forbrændingsmotor. Dertil kommer forventninger om effektivitetsforbedringer i fremtiden. Det bemærkes desuden, at der forventes store effektivitetsforbedringer for gas til transport, så virkningsgraden for gasmotorer bliver betydeligt bedre end for både benzin- og dieselmotorer Benzin Gasolie Gas El 10 Figur 2.3 Den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til transport Side 6 af 11

7 1.2.3 Udvikling i elvirkningsgrader for teknologier til kraftvarmeproduktion Kraftvarmesektoren leverer i dag ca. 80 af den danske elproduktion. Figur 2.4 viser den forventede udviklingen i virkningsgraden for traditionelle teknologier til elproduktion i kraftvarmesektoren. Det fremgår af figuren, at særligt gasturbine og kulfyrede anlæg har høj elnyttevirkning med dagens teknologi. I fremtiden forventes gasturbineteknologien forbedret betydeligt. Det samme gælder for elproduktion baseret på fast biomasse i stedet for kul. Desuden har brændselscelleteknologi til kraftvarme store perspektiver, men teknologien er endnu i et udviklingsstadie, hvor brændselseffektivitet og omkostninger er forbundet med stor usikkerhed Brændselsceller (SOFC) Kul Biomasse Gasturbine Gasmotor Affald Figur 2.4 Den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til elproduktion i kraftvarmesektoren Teknologier til ren fjernvarmeproduktion Figur 2.5 viser den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til fjernvarmeproduktion. For afbrænding af gas og biomasse til ren varmeproduktion, er vi er i dag tæt på den maksimale teoretiske varmevirkningsgrad. Figuren viser, at der kan opnås betydelige effektivitetsforbedringer ved anvendelse af store varmepumper til fjernvarmeproduktion Centrale varmepumper Biomasse Gas Figur 2.5 Den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til fjernvarmeproduktion Side 7 af 11

8 1.2.5 Konvertering og distribution Figur 2.6 viser den forventede udvikling i virkningsgraden for fjernvarme- og eldistribution samt for konvertering af el til brint via elektrolyse. Såfremt den producerede brint skal konverteres til el igen må påregnes endnu et konverteringstab Elektrolyse El-net Fjernvarmenet 70 Figur 2.5 viser den forventede udvikling i virkningsgraden for teknologier til fjernvarmeproduktion. For afbrænding af gas og biomasse til ren varmeproduktion, er vi er i dag tæt på den maksimale teoretiske varmevirkningsgrad. Figuren viser, at der kan opnås betydelige effektivitetsforbedringer ved anvendelse af store varmepumper til fjernvarmeproduktion. 2 Fremskrivning af Region Midtjyllands energiforbrug baseret på forventet udvikling i energieffektivitet og slutforbrug Figur 3.1 viser en fremskrivning af Region Midtjyllands energiforbrug under forudsætning af, at de regionale energitjenester leveres med samme type teknologi som i dag. Fremskrivningen tager alene højde for den forventelige udvikling i forbruget af energitjenester samt den teknologiudvikling, der gør kendte energiteknologier mere effektive. Figuren viser, at det samlede energiforbrug frem mod 2025 kan reduceres, på trods af et stigende behov for energitjenester. Frem mod 2050 stiger behovet for energitjenester i bl.a. transportsektoren så meget, at energiforbruget, på trods af fortsatte effektiviseringer, vil stige. Det skyldes, at det store potentiale for effektiviseringer på længere sigt kun kan realiseres ved en omlægning af energisystemet, som fører til teknologiskift fra eksempelvis benzinmotorer til elmotorer eller fra individuel olie og gas til fjernvarme eller varmepumper. Side 8 af 11

9 TJ/år Ref Ref Elimport Jordvarme, geotermi, vandkraft mm. Solenergi Biogas Vindenergi Biomasse Affald, bionedbrydeligt Affald, ikke bionedbrydeligt Benzin/JP1 Brændselsolie/diesel Fuelolie Naturgas og LPG Kul Figur 3.1 Fremskrivning af Region Midtjyllands bruttoenergiforbrug ved uændret teknologivalg, men ved fremskrivning af slutforbrug og energieffektivitet Side 9 af 11

10 Figur 3.2 viser udviklingen i brændselsforbruget fordelt på sektorerne transport, industri, individuel opvarmning samt kollektiv el- og varmeforsyning. Signaturen VE-el er vindkraft, mens elimport viser nettoimporten af el til regionen på årsbasis. Brændselsforbruget er opdelt på henholdsvis vedvarende og fossile energiressourcer. Det fremgår af figuren, at særligt brændselsforbruget til kollektiv el- og varmeforsyning falder betydeligt i fremskrivningen pga. forventninger om både effektiviseringer og besparelser til rumopvarmning. Hermed falder også brugen af vedvarende energi i denne sektor. Transportsektorens energiforbrug stiger derimod, og da den er baseret på fossile brændsler, vil den samlede VE i regionen falde uden brændselsskift eller egentlige omlægninger af energiforsyningen TJ/ år El-import VE-el Transport Industri Kollektiv el- og varmeforsyning Individuel opvarmning Ref Ref Ref Ref VE VE VE VE Fossil Fossil Fossil Fossil Figur 3.2 viser udviklingen i brændselsforbruget fordelt på sektorer samt vedvarende og fossile energiressourcer Side 10 af 11

11 3 Sammenfatning Notatet viser, at forbruget af energitjenester med undtagelse af energi til opvarmning forventes at stige frem mod 2025 og Det gælder særligt tjenester, der kun kan leveres med el samt for transportarbejdet. De teknologier som anvendes til levering af energitjenester vil fortsat blive mere effektive, så de samme tjenester kan leveres med et lavere energiforbrug uden teknologiskift. Frem mod 2025 kan effektiviseringer forhindre stigninger i Region Midtjyllands samlede energiforbrug på trods af et stigende samlet behov for energitjenester. På længere sigt er potentialet for effektiviseringer via kendte teknologier mindre, samtidig med, at behovet for elbaserede energitjenester og transport bliver ved med at stige. Det betyder, at det samlede bruttoenergiforbrug i 2050 igen vil stige til 2009-niveau, såfremt de eksisterende teknologispor fastholdes (jf. figur 3.1). En fortsat energieffektivisering med et lavere regionalt energiforbrug vil kræve ikke bare effektivisering af eksisterende teknologi, men også egentlige teknologiskift. Følgende teknologiskift kan eksempelvis give anledning til store energibesparelser: Brug af varmepumper og solvarme til individuel opvarmning Store varmepumper, geotermi og solvarme til fjernvarme Gas- og el til transport Teknologiskift i energiforsyningen behandles nærmere i Notat om energisystemets fremtidige infrastruktur. 3.1 Principper for arbejdet med Perspektivplan 2025 I dette notat er der udarbejdet en fremskrivning af energiforsyningen i Region Midtjylland baseret på den forventede udvikling i effektivisering for kendte teknologier, samt udviklingen i slutforbruget fordelt på energitjenester. Denne fremskrivning bruges som referencetilstand for en række scenarieberegninger af energiforsyningen i Region Midtjylland i 2025 og Med udgangspunkt i referenceberegningen foretages tre scenarieberegninger for energiforsyningen i 2025 og én for Baggrund og forudsætninger for scenarieberegningerne er nærmere beskrevet i notatet 3 scenarier for 50 vedvarende energi i Region Midtjylland i Side 11 af 11