Notat. Resumé. Dok. ansvarlig: MST Sekretær: Sagsnr.: s Doknr: d

Transkript

1 Notat Dok. ansvarlig: MST Sekretær: Sagsnr.: s Doknr: d Resumé Dette notat gennemgår og kommenterer scenarier af professor Henrik Lund fra Aalborg Universitet (herefter AAU) omkring grøn omstilling af opvarmningen herunder omkostninger til elektrificering. AAU har opstillet et scenarie med 100 procent individuelle elvarme - altså komplet skift fra eksisterende opvarmningsformer til elvarme, herunder fuld afvikling af eksisterende fjernvarme og individuelle olie/naturgas/biokedler og samtidig ingen varmepumper i Danmark. Dette mener AAU kan være en konsekvens af markant lavere elafgifter, herunder på el til varme. I dag er ca. 2 procent af varmebehovet leveret af elvarme. Beregninger viser dog, at selv med sænket elafgiften til 15 øre/kwh (og uden PSO) er ny individuel elvarme dyrere end en individuel varmepumpe i eksisterende huse med gennemsnitlige varmeforbrug. Ligeledes er ny individuel elvarme dyrere end størstedelen af fjernvarme. For den særlige gruppe, som omfatter nye huse med meget lave varmebehov, kan elvarme dog allerede med nuværende elafgift vise sig at være brugerøkonomisk bedste løsning. Nye huse udgør imidlertid kun en lille del af det samlede varmebehov. For den største del af boligmassen vil elvarme derfor ikke være interessant selv med en markant reduceret elvarmeafgift, men for en lille del af varmebehovet kan det vise sig fordelagtigt dog meget langt fra 100 procent af opvarmningsbehovet. Scenariets forudsætning ift. omfanget af elvarme er derfor meget urealistisk. Derfor er beregninger af afledte høje omkostninger til elnet, elproduktion og ellagre også urealistiske og irrelevante for debatten om elafgift. Det betyder også, at de anførte høje omkostninger ved et hypotetisk, men urealistisk 100 procent individuel elvarme -scenarie ikke er et holdbart argument mod en sænket elafgift. AAU har desuden opstillet et andet scenarie med 100 procent individuelle varmepumper. Dette scenarie vurderes også at være urealistisk, eftersom varmepumpers varmepriser selv med lav elafgift fortsat er dyrere end en stor del af den eksisterende fjernvarme. Derfor er de beregnede omkostninger til elektrificeringen i form af merinvesteringer i elnet, elproduktion og ellagring også her kraftigt overvurderede.

2 Baggrund Scenarier og beregninger fra Aalborg Universitet Aalborg Universitet 1 har fremført tal omkring omkostningen til øget elektrificering af opvarmning, dvs. omkostninger til øget elproduktion, ekstra elnet og ekstra ellagring til at øge elforbruget i opvarmningen. Aalborg Universitet har lavet tre scenarier (alternativer), hvor omkostninger til at nå 100 procent VE i opvarmningen er beregnet: 1. Individual electric heating. Al eksisterende fjernvarme og individuel opvarmning til boliger og erhverv omlægges til individuelle elvarme. 2. Individual heat pumps. Al eksisterende fjernvarme og individuel opvarmning til boliger og erhverv omlægges til eldrevne varmepumper. 3. District heating and heat pumps as an integrated part of a renewable energy system. Fjernvarme dækker ca. 2/3 og individuelle varmepumper ca 1/3 af opvarmningen til boliger og erhverv. Størstedelen af fjernvarmen stammer fra industriel overskudsvarme (fra antaget produktion af elektrofuels?). I AAU-scenarier antages det, at elproduktion sker med vindmøller og ubalancer mellem produktion og forbrug lagres i ellagre i huse svarende til Tesla powerwall. Notatet indeholder også variationer af disse scenarier med bl.a. mere varmelagring og varmebesparelser. 1 kilde: Aalborg Universitet, forfatter Henrik Lund, Renewable Heating Strategies and their Consequences for Storage and Grid Infrastructures. Comparing a Smart Grid to a Smart Energy Systems Approachs (2017), endnu ikke publicerede artikel 2

3 Kommentarer til Aalborg Universitets Scenarier for grøn omstilling af varmen Aalborg Universitets scenarier er beskrevet nedenunder sammen med den nuværende fordeling af opvarmning samt Energistyrelsens Basisfremskrivning 2017 (BF2017) Dansk Energis overslag for 2030: Rumvarmebehov (TWh) Fjernvarme Individuel olie/gas/biokedler Energistyrelsen Basisfremskrivning 2 Ca. 56 TWh 4 (ca. 52 TWh i 48 procent (47 procent i 43 procent 6 (36 procent i AAU Alternativ 1: Individual electric heating AAU Alternativ 2: Individual heat pumps AAU Alternative 3: District heating and heat pumps Dansk Energis overslag for TWh 47 TWh 28 TWh (40 procent reduktion) TWh 66 procent 5 Ca procent Ca procent Individuel varmepumpe Individuel elvarme Elforbrug (i dag + ny el-tilvarme) Ca. 54 TWh (heraf ca. 19 TWh til varmepumper) Spidslast-elforbrug DK I alt elproduktion til varme 7 procent (15 procent i 2 procent (2 procent i Ca. 35 TWh (heraf ca. 0,9 TWh el-tilvarme 7 ) 100 procent 34 procent Ca procent 100 procent Ca. 0-5 procent Ca. 82 TWh (heraf ca. 47 TWh til individuel elvarme) Ca. 40 TWh (heraf 4,6 TWh el-til-varme) Ca. 6,4 GW 8 Ca. 23 GW Ca. 17 GW <8,3 GW <1GW 17 GW vind 7 GW vind 2,6 GW vind (plus biomasse) Ca TWh Tabel 1. Fordeling af opvarmningsbehov på fjernvarme og individuelle teknologier (olie/gas/bio samt varmepumper og elvarme) hhv. i 2015, i Basisfremskrivningen 2017 bud på 2030, i Aalborg Universitets scenarier samt Dansk Energis overslag for Desuden er vist de tilhørende elforbrug, spidslastelforbrug og elproduktion. 2 Fordeling er vist ud fra nettovarmebehov i år 2015 (i parentes grundforløbet i, kilde: Basisfremskrivningen Kilde: Dansk Energi, Elektrificeringspotentialer og bidrag til klimamål (2017). Estimater for skift fra olie/gas/bio til individuelle varmepumper er taget fra Højt elektrificeringsscenarie, hvor det antages fortrængning af 50 procent, 20 procent, 20 procent indenfor hhv. olie/gas/biokedler. Desuden er lavet illustrationer af skift fra fjernvarme til individuelle varmepumper samt skift fra olie/gas/bio individuel opvarmning til fjernvarme. 4 Rumvarme estimeret som husholdninger og servicevirksomheders endelige energiforbrug fratrukket elforbrug der ikke anvendes til varme, kilde: Basisfremskrivningen Leveres af stor grad af overskudsvarme som bl.a. forudsættes elektrolyse/biobrændstof-produktion. 6 Fordelt på hhv. 6 procent olie, 16 procent gas, 22 procent bio ifølge Energistyrelsens Basisfremskrivning Energinet Analyseforudsætninger Energinet Analyseforudsætninger 2017, for 2040 vurderer ca. 8,5 GW. 3

4 100 procent Individuel elvarme er et ekstremt scenarie Scenariet med 100 procent individuel elvarme altså fuld afvikling af eksisterende fjernvarme og olie/naturgas/biokedler og ingen brug af varmepumper i Danmark - er komplet afvigende fra dagens virkelighed, hvor kun ca. 2 procent af varmebehovet dækkes af individuel elvarme, hvilket typisk er sommerhuse og særlige områder udenfor gas/fjernvarme områder, hvor elvarme bruges i supplement med f.eks. brændeovn. På baggrund af dette meget urealistiske / hypotetiske scenarie med 100 procent individuelle elvarme har nogle aktører argumenteret for at lavere eller helt fjernet el(varme)afgift vil føre til at elnettet skal firedobles (fra ca. 6 til 24 GW) og kræve massive investeringer i elnettet ( ca. 250 mia. kr. ), i flere vindmøller ( ca. 200 mia. kr. ) samt desuden gigantiske investeringer i ellagre ( ca mia. kr. ). Disse hypotetiske og ekstreme estimater over omkostninger er brugt som et argument for, at elvarmeafgiften ikke bør sænkes, og særligt ikke til individuelle husstande. Er det realistisk, at danskere i stor skala vil vælge individuel elvarme, hvis elafgiften sænkes? Det korte svar er nej, hvilket skyldes at i eksisterende huse med gennemsnitligt varmebehov er ren elvarme en brugerøkonomisk dårlig idé ift. varmepumpe og fjernvarme selv uden PSO og med elvarmeafgift sænket til 15 øre pr. kwh, dvs. sænkelse på 25 øre pr. kwh, som fremgår af den politiske aftale af efteråret På Figur 1 ses den årlige varmeomkostning (uden PSO) for en ny varmepumpe ift. ren elvarme med forskellige niveauer af elvarmeafgift. Vægtet fjernvarmepris Figur 1. Brugerøkonomi inklusiv investering uden PSO for varmepumper og elvarme i et eksisterende huse med et gennemsnitlig varmebehov (18 MWh varme pr. år). Kilde: Dansk Energis beregninger af varmepris for ny luft-vand varmepumpe samt ny elvarme ud fra 4 procent rente samt investerings- og driftsomkostninger samt levetider i Energistyrelsens Teknologikatalog for individuelle teknologier 9 for år Desuden er vist Dansk Fjernvarme udmeldte vægtede fjernvarmepris i 2015 på ca kr. pr. år. Der er anvendt elspotpris på 30 øre/kwh og gennemsnitlige variable nettariffer i

5 Figuren viser, at med den nuværende elvarmeafgift på 40 øre pr. kwh (og uden PSO) vil det koste ca kr. pr. år at opvarme et gennemsnitligt hus med ny individuel elvarme. Hvis elvarmeafgiften sænkes til 15 øre pr. kwh vil dette falde til ca kr. pr. år. En ny varmepumpe vil efter den reducerede elafgift til 15 øre/kwh give en varmeomkostning på ca kr. pr. år, hvilket altså gør, at en ny varmepumpe er betydelig billigere for gennemsnitlige huse end at vælge ny individuel elvarme. Figuren viser desuden, at ny individuel elvarme i gennemsnit heller ikke vil være billigere end fjernvarme. Fjernvarmekunder betalte i 2015 i gennemsnit ca kr. pr. år for opvarmning, og dermed vil en stor del af kunderne heller ikke have incitament til at skifte til individuel elvarme, forudsat det var en mulighed. I nye huse kan elvarme være billigste løsning drevet af høje krav i bygningsreglementet Elvarme kan i nye bygninger vise sig at være den omkostningsoptimale løsning dette skyldes bl.a. at Bygningsreglement 2015 og 2020 (BR15 og BR20) har så høje krav til isolering, at varmebehovet bliver lavt, og dermed er investeringsmæssigt dyrere løsninger som varmepumper mindre attraktive. Dette er allerede tilfældet med nuværende elvarmeafgift for varmebehov i henhold til BR15 og BR20. En meget vigtig pointe er dog, at disse lavenergihuse udgør en meget lille del af bygningsmassen og i og med disse huse har et meget lavt energiforbrug, er det også her meget langt fra de varmebehov og tilhørende elforbrug, som er anvendt i AAU s ekstreme elvarmescenarie 100 procent individuel elvarme. Individuelle varmepumper er i langsom fremgang fjernvarmen vil fortsat spille en stor rolle Et andet AAU-scenarie procent individuelle varmepumper antager en anden, men også helt teoretisk vej, hvor individuelle varmepumper opvarmer hele Danmark. Dette må også siges at være et urealistisk scenarie, og de tilhørende omkostningsestimater for elnet, elproduktion og ellager derfor også stærkt overvurderede. Individuelle varmepumper vil i større grad end ren elvarme kunne tilbyde konkurrencedygtige varmepriser, men fjernvarmen vil i de fleste områder stadig være den brugerøkonomisk billigste opvarmningsform, hvorfor det er svært at forestille sig, at man ville skrotte fjernvarmen til fordel for individuelle løsninger. Individuelle varmepumper vil dog kunne være et prisdygtigt alternativ til de højeste fjernvarmeregninger på over kr. Såfremt forbrugerne får frit valg af opvarmningsform, kan man derfor forestille sig, at der sker et skift væk fra fjernvarmen til individuelle varmepumper i de områder, hvor nettabet i fjernvarmenettet er meget højt, hvorfor det kan være umuligt at gøre fjernvarmen konkurrencedygtig med individuelle løsninger. Dette gælder dog kun en begrænset del af fjernvarmen, hvorfor 100 pct. individuelle varmepumper må siges at være urealistisk. Der er i disse år en mindre fremgang i salgstallet for individuelle varmepumper, men niveauet skal stadig øges betragteligt blot for at kunne indfri forventningerne til 2030 i f.eks. Energistyrelsens Basisfremskrivning, og her er det kun varmepumper til udskiftning af olie og naturgasfyr som er forudsat. Med nuværende rammer vil individuelle varmepumper (evt. hybridanlæg med el/gas) sandsynligvis primært erstatte andre individuelle løsninger såsom olie og gasfyr for på den måde at sænke CO 2-emission udenfor kvotesektoren og desuden bidrage til øget energieffektivitet. Desuden kan varmepumper 5

6 erstatte ny eller eksisterende biomassefyr (brændeovne og træpiller) såfremt konkurrenceforholdet bliver forbedret via sænket elvarmeafgift og/eller krav til partikelforurening fra brændeovne bliver øget. AAU s scenarie Fjernvarme og individuelle varmepumper er mere realistisk end de to scenarier med fuld omlægning til individuel opvarmning, men hviler på en antagelse om en stor mængde overskudsvarme er til rådighed fra anlæg til f.eks. biobrændstof- og brintproduktion 11. Det er anlæg, som endnu ikke er bygget, og hvor der derfor er usikkerhed om, hvor eller hvornår de evt. bliver det. Generelt om elafgift og rigtige priser til kunderne Aalborg Universitet giver udtryk for bekymring for omkostningen til elproduktion, ellagring og eldistribution og mener at dette bør håndteres gennem en høj elafgift. Elafgiften bør dog afspejle miljøbelastningen, og denne er forventelig meget lav for ny elproduktion, som domineres af vind og sol. Behovet for at undgå overbeskatning af el belyses bl.a. i en rapport fra de økonomiske vismænd fra december 2017 samt Skatteministeriets afgiftsanalyse fra juni Samlet forudsættes et fjernvarmemix: 2.4 TWh solar thermal, 19.7 TWh industrial waste heat (inclusive biomass conversion losses electrolyses etc.), 6.5 TWh CHP (Waste heat from thermal electricity production), 7.5 TWh heat from heat pumps consuming 2.1 TWh of electricity, 0.7 TWh biomass peak load boilers. Individuelle varmepumper forbruger desuden 2,5 TWh el. (kilde: AAU) 6