Energiaftalens Fjernvarmeanalyse Fjernvarmens fremtid

Transkript

1 Energiaftalens Fjernvarmeanalyse Fjernvarmens fremtid Fjernvarmens udbredelse Varmeatlas præsentation ved Else Bernsen, COWI 1

2 Bygningsatlas 2013 for alle byområder i Danmark BBR oplyser bygningers varmeinstallationstyper og opvarmningsformer, bygningernes areal, alder og anvendelsesformål. I BBR fremgår yderligere bygningernes geografiske placering, og alle bygningerne kan således kortlægges i et GIS-værktøj. Bygninger i Danmark med anvendelseskode ca. 4,5 mio. reduceret for ingen varmeinstallation/uoplyst ca. 2 mio. ca 4000 byområder i Danmark med ca. 1.4 mio. bygninger Bygninger i byområderne 2

3 Eksisterende fjernvarmeområder BBR informationer, sammen med nøgletal for varmebehov per m² i bygninger, giver et estimat af bygningernes varmebehov. Eksisterende fjernvarmeområder indenfor byområdeopdelingen defineres på baggrund af eksisterende netudstrækning samt bygninger med fjernvarme/blokvarme. Fjernvarmeområde (rød afgrænsning) samt bygninger med varmeinstallationer (farvede prikker) Aggregering af varmebehov i 3 kategorier tæt på teknologikatalogets kategorier: Mindre bygninger (0 50 MWh/år) 17,9 MWh (64,4 GJ/år) og 10 kw. Mellemstore bygninger ( MWh/år) 117 MWh ( 421,2 GJ/år) og 65 kw. Store bygninger (>350 MWh/år) 681 MWh (2451,6 GJ/år) og 378 kw. Benyttelsestid 1800 timer per år. 3

4 Varmeatlas 2013 og udvikling af varmebehov Varmeatlasset giver et overblik over varmeinstallationstyper og varmebehov for bygninger i byområder i hele Danmark. Eksempler på varmeatlas for byområder Svendborg Holbæk Stenløse Svendborg Holbæk Stenløse Varmebehov [GJ] Antal installationer Fjernvarme/blokvarme Naturgaskedel Oliekedel Elvarme Varmepumpe Biomasse Andet Areal [km²] 10,4 9,6 6,3 Udvikling af varmebehovet Nybyggeri indgår ikke i analyserne Der regnes med en årlig varmebesparelse på 0,75 % pr. år ( baseret på SBI). Varmebehovet vil således blive reduceret med 5,25 % i 2020 i forhold til 2013 og 16,50 % i 2035 i forhold til Varmebehov an forbruger [PJ] Danmark Byområder Nuværende fjernvarmedækning ca. 50% af varmebehovet i byområder i

5 Analysemetode og modeller Kombineret top down/bottom up metode I Balmorel beregnes varmeproduktionspriser for forskellige udviklingsscenarier på baggrund af et varmemarked. I potentialemodellen beregnes fjernvarmemarkedet som funktion af el og varmepriser fra Balmorelberegningerne 5

6 Fjernvarmeområder i Balmorelområder Data for alle fjernvarmeproduktionsanlæg i Danmark fra Energiproducenttællingen er tilknyttet et fjernvarmenet. Fjernvarmenet er til brug i Balmorel-modellen aggregeret i 47 Balmorelområder. 34 større og 13 mindre fjernvarmesystemer. Balmorelområderne specificeres på 4 hovedgrupper Forbrugere i områdetyper For at vurdere potentialet for fjernvarme i byområderne i Danmark sammenlignes omkostningerne ved at etablere/udbygge fjernvarmesystemer med omkostningerne ved at blive forsynet med individuelle varmeinstallationer. Sammenligningen foretages på by-niveau. Der arbejdes med fire typer af områder: Eksisterende fjernvarmeforbrugere Ikke-fjernvarmeforbrugere i fjernvarmeområder Ikke-fjernvarmeforbrugere i byområder med fjernvarme Varmeforbrugere i byområder uden fjernvarme. 6

7 Teknisk potentiale fordelt på områdetyper 2035 Konvertering inden for eksisterende fjernvarmeområder Konvertering i forlængelse af eksisterende fjernvarmeområder Nye gadeledningsinvesteringer Konvertering uden for eksisterende fjernvarmeområder Nye gadeledningsinvesteringer Nye transmissionsledningsinvesteringer 7

8 Fjernvarme kontra individuelle løsninger For hvert byområde beregnes omkostningerne forbundet med fjernvarmeforsyning og omkostningerne forbundet opvarmning fra individuelle varmeinstallationer. Hvis det i et område er billigere at forsyne med fjernvarme end individuel opvarmning, vurderes området at have fjernvarmepotentiale. Bruger og selskabsøkonomiske omkostninger 2035 Samfundsøkonomiske omkostninger De fuldt optrukne og striplede linjer illustrerer gennemsnitlig fjernvarmeforsynings pris henholdsvis med og uden distributionsledningsomkostninger til sammenligningsformål

9 Omkostninger fjernvarme Alle byområder Forudsætninger 2011 priser, rente 4% p.a. Stikledninger (30 år) og fjernvarmeunits (20 år): Antal bygninger * omkostninger pr. enheder ( Varmeforbrug: Varmebehov * fjernvarmeproduktionspris for det specifikke område (korrigeret for nettab) Omkostninger til drift og vedligeholdelse Tillæg for byområder uden fjernvarmeforsyning i tilknytning til fjernvarmeområder Gadeledninger (40 år): Areal for området * omkostninger til gadeledninger pr. km ² Tillæg for byområder uden fjernvarmeforsyning Transmissionsledning (50 år): Afstand mellem byområde og fjernvarmeområde * transmissionsledningsomkostning pr. meter Omkostninger ved individuel opvarmning i alle byområder Produktionsenhed ( år): Antal bygninger * omkostninger pr. enhed Varmeforbrug : Varmeforbrug / Virkningsgrad (eller COP) * brændselspris (eller elpris fra Balmorel) 9

10 Mindre bygning Mellemstor bygning Stor bygning Mindre bygning Mellemstor bygning Stor bygning Økonomisk potentiale som funktion af fjernvarmepris Fordeling af individuelle anlæg Teknisk og bruger-/selskabsøkonomisk potentiale for % 80% 60% 40% 20% 0% Solvarme Naturgaskedel Biomassekedel, træpiller Elvarme Varmepumpe, luft-til-luft Varmepumpe, jordvarme - borehuller Varmepumpe, jordvarme - vandrette slanger Varmepumpe, luft-til-vand Det tekniske og bruger-/selskabsøkonomiske fjernvarmepotentiales andel af det danske varmebehov i 2035 Den bruger-/selskabs-økonomiske fjernvarmeproduktionspris an forbruger 2035 er beregnet til at ligge i intervallet kr./gj. 10

11 Fjernvarmeproduktionspriser fra Balmorel an forbruger Net tab tillægges Balmorel an net: Ikke-fjernvarmeforbrugere i fjernvarmeområder: marginalt nettab på 7 % ( udelukkende tab i stikledningerne) Ikke-fjernvarmeforbrugere i byområder med fjernvarme: nettab 12 % ( distributionsnet og stikledninger) Varmeforbrugere i byområder uden fjernvarme: Ved etablering af et nyt fjernvarmedistributionsnet (inklusive stikledninger) i et områder, der skal forsynes via en transmissionsledning fra et eksisterende fjernvarmesystem, antages det totale nettab at være 16 %. Hvis området i stedet skal forsynes ved hjælp af et nyt produktionsanlæg, antages et nettab på 12 % (ligesom 'ikke-fjernvarmefor-brugere i byområder med fjernvarme'). 11

12 Marginale varmeproduktionspriser an bruger fra Balmorel Det selskabsøkonomiske vindforløb Vindforløbet uden afgifter 12

13 Samfundsøkonomiske potentialer i

14 Bruger/selskabsøkonomiske potentialer i

15 Fjernvarmepotentialet (Y-aksen) og meromkostningen for individuel opvarmning ift. fjernvarme (x-aksen). Positiv betyder at fjernvarme er billigere end individuel opvarmning, negativ at det er dyrere. Potentialet ved 0 % giver det økonomiske potentiale. 15

16 Bruger-/selskabsøkonomi 2020 Samfundsøkonomi 2020 Bruger-/selskabsøkonomi 2035 Samfundsøkonomi 2035 Hovedresultater Fjernvarmepotentiale (%) 79,6 68,6 67,6 62,1 Følsomhedsanalyser 90 % tilslutning til fjernvarmeforsyningen (i stedet for 100 %) 76,4 64,6 64,7 59,2 Individuel opvarmning baseres 100 % på naturgaskedler 79, ,4 67,2 Individuel opvarmning baseres 100 % på biomassekedler 67, Individuel opvarmning baseres 100 % på luft-til-vand varmepumper 77,5 69,6 75,3 66 Varmebesparelse 0 % pr. år (i stedet for 0,75 %) 79,7 70,8 72,6 65,6 Varmebesparelse 0,45% pr år (i stedet for 0,75%) 79, ,4 63,6 Varmebesparelse 1,05 % pr. år (i stedet for 0,75 %) 79,6 67, ,6 Varmebesparelse 1,5 % pr. år (i stedet for 0,75 %) 79,4 66,6 63,5 57,4 Elproduktionspriser reduceret med 10 % 79,6 66,8 66,7 60,3 Elproduktionspriser øget med 10 % 79,7 70,6 68,5 63,1 Gadeledningsomkostninger 16 øget med 10 % 79,3 66,4 66,4 60,3 Gadeledningsomkostninger reduceret med 10 % 79,8 71,1 68,8 63,4

17 Varmeatlas og potentialemodellen Varmeatlasset giver et overblik over varmeinstallationstyper og varmebehov for bygninger i byområder i hele Danmark. Fjernvarme- og elproduktionspriser er regnet i Balmorel og bruges til at beregne varmeforsyningspriser for alle byområder for henholdsvis fjernvarmeforsyning og for individuel varmeforsyning. Der er tale om en iterativ proces, idet Balmorel får opdaterede fjernvarme- og elproduktionspriser, som igen kan bruges til at opdatere fjernvarmepotentialevurderingen. Det samlede modelkompleks er opbygget således, at det kan anvendes i forbindelse med fremtidige analyser, der kobler scenarieanalyser for fremtidens energisystemer med det aktuelle varmeatlas baseret på faktiske BBR-data for alle byområder i Danmark. Gradvis teknologiudvikling, såvel hvad angår teknologiernes effektivitet som omkostninger, kan på løbende indarbejdes i modelstrukturens forudsætningsdel. Overordnet set vurderes hovedresultaterne som værende relativt solide, men der ligger mange forudsætninger bag beregningerne, og de nuværende følsomhedsanalyser tager kun højde for nogle af disse. Herudover er der ikke undersøgt konsekvenserne af at ændre på flere forudsætninger samtidig. 17 Fjernvarmeudbredelse (energi) Fjernvarmeudbredelse (energi) Effektiv Fjernvarme (grundforløb) Varmeplan Danmark (hurtig udvikling) Klimakommissio nen (fremtidsforløb) Denne analyse 57 % Ca. 60 % % Over 50 % % 57 %