Analyse af muligheder for sammenkobling af systemer Regionalt forum, VPH3, 5. september 2013 Jesper Werling, Ea Energianalyse
Indhold Analysens formål Udvikling i de overordnede rammer og modelværktøj Scenarier og data for fjernvarme i regionen Resultat af analyse af sammenkoblingsmuligheder Opsamling 2
Analysens formål Første screening af muligheder for sammenkobling og samarbejde af fjernvarmesystemer i regionen Hvilke gevinster er der ved sammenkobling energimæssigt og driftsøkonomisk? Bør senere suppleres med vurdering af investeringsomkostninger til transmission samt analyse af samfundsøkonomi og CO2-konsekvenser Kan analysen evt. pege på muligheder for at sammentænke investeringer i produktion? 3
Rammer Målsætninger fra energiaftalen realiseres, herunder 50 % vind Nationale VE-handlingsplaner implementeres. I Tyskland udfases a-kraft, og der sker betydelig vindudbygning Brændselspriser baseret på IEA s World Energy Outlook 2012 (opdatering af Energistyrelsens priser) Biomassepriser baseret på ny konsulentundersøgelse for Energistyrelsen fra forår 2013 CO2-kvotepriser frem til 2020 baseres på seneste fremskrivninger fra Finansministeriet fra februar 2013 (lavere end tidligere forudsat) Fortsættelse af nuværende afgiftssystem
Model af el- og fjernvarmesystemet El- og fjernvarmesystem i Norden og Tyskland repræsenteret for at simulere elpris Teknologidata for produktionsanlæg El- og fjernvarmeforbrug Brændsels- og CO2-priser Produktionsprofiler for vind og sol Begrænsninger på visse brændsler, f.eks. affald Modellen laver økonomiske optimering af produktion Ikke hydraulisk model Detaljeret model af hovedstadens fjernvarmesystem
Datagrundlag for analyser På baggrund af spørgeskemaer og Energiproducentællingen er der opstillet datakatalog for fjernvarmeforbrug, produktions- og transmissionsanlæg i fjernvarmesystemerne VPH3 har fået accept fra Energistyrelsen til, at Energiproducenttællingen evt. kan anvendes 6
Analyserede varmeområder i regionen (inkl. Vestforbrænding) Hillerød-Farum-Værløse: Farum Fjernvarme, Hillerød Forsyning, Værløse VV Nordøstsjælland: Forsyning Helsingør, Nordforbrænding DTU-HF: DTU, Holte Fjernvarme Øvrige systemer: Allerød Kommune, Teknisk afd. Frederikssund Varmeværk Slangerup Varmeværk Gørløse Fjernvarme A.m.b.a. Helsinge Fjernvarme A.m.b.a. Slagslunde Fjernvarme A.m.b.a. Smørum Kraftvarme A.m.b.a. Kilde: Krak 7
Scenarier Der regnes på 2020 To grundscenarier uden sammenkobling: Forlængelse af eksisterende anlæg (inkl. evt. ombygninger) Selskabernes forventning til den etablerede produktionskapacitet i 2020 Analyserede sammenkoblinger: Sammenkobling af Frederikssund med Hillerød, hvor mindre værker på vejen tages med Sammenkobling af Hillerød-system med Nordforbrændingsystem Sammenkobling af nordlige systemer med hovedstaden (SMV/CTR-Holte/DTU-Nordforbrænding) Fuld sammenkobling af alle systemer 8
20 MJ/s 75 MJ/s Analyserede, nye sammenkoblinger De to store forbindelser: Halvdelen af spidsforbruget dækkes 100 MJ/s Den lille forbindelse: Hele spidsforbruget dækkes Kilde: Krak 9
Eksisterende anlæg Ombygning af Amager- og Avedøreværket til træpiller Lukning af gaskraftvarme: SMV7 og HCV7 Dampkonvertering Øvrige områder Ny ovn hos Nordforbrænding, lukning af tre gamle Fortsættelse af naturgasfyret kraftvarme i øvrige områder
PJ 16 14 12 10 8 6 Varmeproduktion i Med eksisterende produktionsanlæg og varmetransmissionsforbindelser, Eksisterende produktionsanlæg levetidsforlænget, 2020 89 % af fjernvarmeproduktionen i analysen Træpiller Træflis Halm Naturgas Affald Kul 4 2 - AVV AMV VF ARC KARA KKV HCV SMV RLF REF-Exist 11
Nordøst Sjælland Hillerød-Farum- Værløse DTU Frederiksund Helsinge Smørum Gørløse Allerød Slagslunde Slangerup PJ Varmeproduktion i nordlige områder Med eksisterende produktionsanlæg og 2.0 varmetransmissionsforbindelser, 2020 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2-11 % af fjernvarmeproduktionen i analysen Træpiller Træflis Solvarme Naturgas Affald 12 REF-Exist
Mio. DKK/MW/år Gevinst ved at øge Driftsbesparelse ved forstærkning af eksisterende varmetransmissionsforbindelse varmetransmissionskapaciteter Med eksisterende produktionsanlæg og varmetransmissionskapaciteter Ekskl. investeringer og D&V til transmission 0.8 0.7 0.6 Flaskehalse: VF-Hillerød, Damhussøen og AVV, Køge-VEKS, DTU-Nordøstsjælland 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Nordøst Sjælland VEKN VEKV CVAL V2 Hillerød VEKV VF DTU V18 VEKN VF VKOG Hillerød 13 Damhussøen og AVV
PJ AVV AMV VF Nordøst Sjælland Hillerød DTU AVV AMV VF Nordøst Sjælland Hillerød Varmetransmissionsforbindelse ml. og DTU-Nordøstsjælland 0.5 Med eksisterende produktionsanlæg, 2020 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0-0.1-0.2 Træpiller Træflis Solvarme Halm Naturgas Affald Gevinst ekskl. investering: 61 mio. kr./år -0.3 Olie -0.4-0.5 NRDSJ-CPH-Eksist. Kul REF-Eksist. -0.6 14
Varmetransmissionsforbindelse ml. Hillerød og Nordøstsjælland Med eksisterende produktionsanlæg, 2020 0.8 0.6 0.4 Træpiller Gevinst ekskl. investering: 5 mio. kr./år PJ 0.2 Træflis Solvarme 0.0-0.2-0.4 Nordøst Sjælland Naturgas Hillerød DTU Nordøst Affald Sjælland HIL-NRDOSTSJ-Eksist. Hillerød REF-Eksist. DTU -0.6 15
Hillerød Gørløse Allerød Helsinge Smørum Frederiksund Slagslunde Slangerup Hillerød Gørløse Allerød Helsinge Smørum Frederiksund PJ 0.3 Varmetransmissionsforbindelse fra Hillerød til Frederiksund Med eksisterende produktionsanlæg, 2020 0.2 0.2 0.1 0.1 - Træpiller Træflis Solvarme Gevinst ekskl. investering: 4 mio. kr./år -0.1 Naturgas -0.1-0.2-0.2-0.3 FRKSUND-HIL-Eksist. REF-Eksist. 16
Planlagte produktionsanlæg, 2020 Selskabernes forventninger suppleret med skøn Anlæg Kilde Kbh, Amager Flis kraftvarme Varmeselskab DTU Halm kraftvarme VPH3 vurdering Hillerød Flis kraftvarme Varmeselskab Hillerød Geotermi (flis) Varmeselskab Farum Geotermi (flis) VPH3 vurdering Helsingør Flis kraftvarme VPH3 vurdering 17
AVV AMV VF ARC KARA KKV HCV SMV RLF Amager-FLIS PJ 16 Varmeproduktion i Med Eksisterende planlagte produktionsanlæg produktionsanlæg levetidsforlænget, og varmetransmissionsforbindelser, 2020 14 12 10 8 6 88 % af fjernvarmeproduktionen i analysen Træpiller Træflis Halm Naturgas Affald Kul 4 2-18 REF-New
Nordøst Sjælland Hillerød-Farum- Værløse DTU Frederiksund Helsinge Smørum Gørløse Allerød Slagslunde Slangerup PJ Varmeproduktion i Nordøstsjælland Med planlagte produktionsanlæg og varmetransmissionsforbindelser, 2020 2.0 1.8 12 % af fjernvarmeproduktionen i analysen 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 - Træpiller Træflis Solvarme Halm Naturgas Affald 19 REF-New
Mio. DKK/MW/år Gevinst ved at øge varmetransmissionskapaciter Med planlagte produktionsanlæg, eksisterende varmetransmissionskap. 0.16 0.14 0.12 Ekskl. investeringer og D&V til transmission Flaskehalse: Damhussøen, VF-Hillerød, Køge-VEKS, DTU-NordøstSjælland 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 Nordøst Sjælland VEKN VEKV CVAL V2 V3 VEKN Hillerød VEKV VF DTU V18 VEKN VF VKOG Hillerød 20 AVV og Damhussøen
AVV AMV Amager-FLIS DTU Hillerød Nordøst Sjælland AVV AMV Amager-FLIS DTU Hillerød PJ Varmetransmissionsforbindelse ml. og DTU-Nordøstsjælland og naboområder - væsentligste ændringer Med planlagte produktionsanlæg mod 2020 Med planlagte produktionsanlæg 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Træpiller Træflis Solvarme Halm Naturgas Gevinst ekskl. investering: 42 mio. kr./år -0.1-0.2 Affald Kul -0.3 NRDSJ-CPH-Plan REF-Plan 21
AVV AMV Amager-FLIS HCV KARA KKV ARC SMV Nordøst Sjælland Hillerød DTU AVV AMV Amager-FLIS HCV KARA KKV ARC SMV Nordøst Sjælland PJ Varmetransmissionsforbindelse ml. Hillerød og Nordøstsjælland og naboområder - væsentligste ændringer Med planlagte produktionsanlæg mod 2020 Med planlagte produktionsanlæg 0.3 0.3 0.2 0.2 Træpiller Træflis Solvarme Gevinst ekskl. investering: 14 mio. kr./år 0.1 Halm 0.1 0.0-0.1-0.1-0.2 Naturgas Affald Olie Kul -0.2 HIL-NRDOSTSJ-Plan REF-Plan 22
AVV AMV SMV Amager-FLIS KKV Hillerød Gørløse Frederiksund Slangerup AVV AMV SMV Amager-FLIS KKV Hillerød Gørløse PJ 0.20 Varmetransmissionsforbindelse fra Hillerød til Frederiksund Med planlagte produktionsanlæg 0.15 0.10 0.05 Træpiller Træflis Solvarme Halm Gevinst ekskl. investering: 19 mio. kr./år 0.00-0.05 Naturgas Olie -0.10-0.15 FRKSUND-HIL-Plan REF-Plan -0.20-0.25 23
Mio. DKK/år 250 Første vurdering af gevinst ved nye varmetransmissionsforbindelser Ekskl. investeringer og D&V til transmission 230 200 186 150 100 50 0 61 24 42 14 19 5 4 KBH-DTU-NORDØSTSJ HIL-NORDØSTSJ FRKSUND-HIL FULD SAMKOBL Med levetidsforlængelse af eksisterende produktionsanlæg Med installering af planlagte produktionsanlæg I de første tre sammenkoblinger er eksisterende større flaskehalse i nettet indregnet. Fuld sammenkobling er en ophævelse af alle flaskehalse.
Opsamling Der er en gennemført en første screening og de foreløbige resultater viser, at der mulige gevinster Ved stor grundlæggende forskellighed i systemerne (naturgas vs. biomasse) stor driftsøkonomisk værdi af sammenkobling Systemer med en variation af teknologier hver især har driftsøkonomisk værdi af sammenkobling Koblinger nord-syd ser ud til at have højest driftsøkonomisk værdi (investering er ikke indregnet) Koordineret udbygning med produktionsanlæg og deling af reserver er ikke analyseret