Rapport fra arbejdsgruppen om kraftvarme- og VE-elektricitet Bilagsrapport. Oktober 2001

Rapport fra arbejdsgruppen om kraftvarme- og VE-elektricitet Bilagsrapport Oktober 2001

Energistyrelsens arbejdsgruppe om kraftvarme- og VE-elektricitet Bilagsrapport Denne bilagssamling indeholder en række bilag, der dokumenterer de beregninger og forudsætninger, der er anvendt i rapporten. Selve bilagene har ikke været drøftet i arbejdsgruppen. Indhold: 1. Arbejdsgruppens og regnegruppens sammensætning. 2. Kommentar til rapporten fra Energistyrelsens arbejdsgruppe om kraftvarme- og VE-elektricitet. 3. Dokumentation af regnegruppens arbejde. 4. Eltras analyser. 5. Elkraft System s analyser. 6. AAU s analyser. 7. Netinvesteringer i forbindelse med eloverløb. 8. Virkning på eloverløbet af en elektrisk storebæltsforbindelse. 9. Elpris, eloverløb og benyttelsestid af tiltag imod eloverløb. 10. Internationale miljøkonsekvenser af øget elproduktion i Danmark. 11. Litteraturliste. ISBN: 87-7844-240-0 3

4

Arbejdsgruppens og regnegruppens sammensætning Bilag 1 1.1 Medlemmer af Energistyrelsens arbejdsgruppe om kraftvarme- og VE-elektricitet Kontorchef Claus Andersen Formand for arbejdsgruppen Energistyrelsen Bestyrelsesmedlem Civ.Ing. Ph.D. HD. Hans Chr. Sørensen Danmarks Vindmølleforening Civilingeniør Kurt Risager Danske Fjernvarmeværkers Forening Afdelingsingeniør Per Sørensen Eltra Civilingeniør, Ph.D. Rikke Bille Jørgensen Eltra Hans Henrik Lindboe Elkraft System Civ.ing., Ph.D. Søren Krüger Olsen Elkraft System Willy Bergstrøm Nesa (som repræsentant for Elfor) Flemming Nissen Elsam (også repræsentant for Energi E2) Hans-Erik Kristoffersen Danske Energiselskabers Forening Lektor Henrik Lund Aalborg Universitet (som repræsentant for Organisationen for Vedvarende Energi) Direktør Erik Nørregaard Hansen Foreningen Danske Kraftvarmeværker Chefkonsulent Sigurd Lauge Pedersen Energistyrelsen Teknikumingeniør Søren T. Laursen Energistyrelsen Arkitekt Torben Schulze Energistyrelsen Civilingeniør Kaj Stærkind Energistyrelsen Civilingeniør Marianne Nielsen Energistyrelsen 5

1.2 Medlemmer af regnegruppen Chefkonsulent Sigurd Lauge Pedersen Formand for regnegruppen Energistyrelsen Civilingeniør Jens Pedersen Eltra Civilingeniør Bjarne Donslund Eltra Charlotte Søndergren Elkraft System Hans Henrik Lindboe Elkraft System Claus Stefan Nielsen Elkraft System Lektor Henrik Lund Aalborg Universitet (Organisationen for Vedvarende Energi) Civilingeniør, Ph.D. Ebbe Münster PlanEnergi (Organisationen for Vedvarende Energi) Teknikumingeniør Søren T. Laursen Energistyrelsen Civilingeniør Kaj Stærkind Energistyrelsen Civilingeniør Marianne Nielsen Energistyrelsen 6

Bilag 2 Kommentar til rapporten fra Energistyrelsens arbejdsgruppe om kraftvarme- og VEelektricitet Elsam, Energi E2 og Dansk Energi har nedenfor givet vores vurdering af opgaveformuleringen i rapporten og af den anvendte beregningsmetode. Kommentarer til Problemformuleringen Udgangspunktet for gruppens arbejde var at analysere problemstillinger relateret til bunden elproduktion. I arbejdsprocessen er dette drejet over mod at analysere kritisk- og eksporterbar eloverløb. Fokus er i rapporten rettet mod forholdet mellem den bundne elproduktion og elforbruget i Jylland- Fyn og på Sjælland, og der er analyseret virkemidler, som kan reducere eller fjerne de situationer, hvor den bundne elproduktion overstiger det nationale elforbrug. Dansk Energi, Energi E2 og Elsam mener, at fokus i stedet skal rettes mod forholdet mellem den bundne elproduktion og elmarkedet. De virkemidler, som efter vores vurdering burde have været analyseret, er således virkemidler, som tilpasser den bundne elproduktion til elmarkedet. Begrebet eloverløb stammer fra tiden før elliberaliseringen. Dengang fandt man det hensigtsmæssigt at relatere den bundne elproduktion fra kraftvarme og vindkraft til elforbruget i Jylland-Fyn og på Sjælland. I dag, hvor der er et internationalt elmarked, skal den bundne elproduktion vurderes i forhold til det internationale elmarked. Hvis man i den nye situation vil fastholde begrebet eloverløb, er eloverløbet en indikator for, hvor meget miljøvenlig elektricitet Danmark har mulighed for at eksportere. Der er tale om elproduktion, som Danmark betegner som miljøvenlig. Derfor kan det - som udgangspunkt - ikke være et problem at have for meget af den. Problemet med den miljøvenlige danske elproduktion er således ikke, at den i perioder overstiger det danske elforbrug. 7

Problemet med den miljøvenlige elproduktion er, at de danske rammebetingelser ikke er tilpasset markedsåbningen, hvilket betyder, at de aktører, som står for fremstillingen af den miljøvenlige elproduktion ikke samtidigt kan reagere både samfunds- og selskabsøkonomisk fornuftigt på signalerne fra det internationale elmarked. Den miljøvenlige elproduktion er kendetegnet ved ikke (eller i kun i begrænset omfang) at kunne reagere på elprisen på det nordiske elmarked. Elektriciteten fra miljøvenlige anlæg produceredes uanset, om værdien af elproduktionen såvel økonomisk som miljømæssigt er høj eller lav. Den danske regulering på tilskudsområdet er baseret på at sikre den størst mulige elproduktion. Dette var hensigtsmæssigt for år tilbage, hvor mængden af miljøvenlig elektricitet var så lav, at det altid var fossil kondenskraft, der blev fortrængt. I dag burde det eksempelvis for de decentrale kraftvarmeværker være varmesiden, der skulle ydes tilskud til. De nuværende tilskudsregler har som konsekvens, at der i en række situationer produceres el på kraftvarmeanlæg med betydelige samfundsøkonomiske tab (både i snæver og bred samfundsøkonomisk forstand alt efter den værdi miljøfordelen på sigt vil opnå), idet produktionsomkostningerne overstiger den markedsmæssige værdi af elektriciteten. Herudover vil kraftvarmebaseret el i visse perioder medføre øget miljømæssig belastning. Det vil uden anlægsinvesteringer være muligt at fjerne dette samfundsøkonomiske tab ved at justere fjernvarmeafgiften i de centrale kraftvarmeområder og ved at ændre reguleringsformen af de decentrale kraftvarmeværker, således at strømmen afsættes på det internationale marked. De nødvendige afgiftsjusteringen kan ske uden at det påvirker fjernvarmepriserne, og uden at Statens nuværende provenu reduceres. For så vidt angår decentrale kraftvarmeværker vil det ligeledes være relevant at undersøge effekten af at ændre tilskuddet fra elsiden til varmesiden. Efter at rammebetingelserne for den miljøvenlige elproduktion er tilpasset markedsåbningen, og markedet har fjernet det, der i nærværende rapport benævnes "kritisk eloverløb", vil systemansvaret sandsynligvis fortsat have problemer med at sikre den øjeblikkelige balance mellem produktion og forbrug uden at overtræde de internationale regler for eludveksling med andre systemansvarlige virksomheder. Hvis disse problemer ikke kan løses på markedsvilkår, skal den systemansvarlige virksomhed have nogle "håndtag", som kan anvendes i kritiske situationer. Nye investeringer inden for elproduktion og elbesparelser samt nyt elforbrug bør efter vores opfattelse vurderes ud fra Danmarks internationale miljøforpligtelser samt forskellige billeder af det fremtidige internationale elmarked og de fremtidige krav til systembalancen og ikke med den danske energiplan (Energi 21) som reference. Det betyder bl.a., at elbesparelser samt konvertering af andre energiformer til el skal vurderes ud fra forventede elmarkedspriser samt tilhørende marginale miljøpåvirkninger og priser herpå. Rapporten tager sigte på at analysere forholdene frem til 2020. Derfor er det også yderst relevant at undersøge i hvilket omfang de internationale priser, der må forventes at blive dannet på elmarkedet såvel som på VE- og CO 2 -området, i sig selv vil accelerere den udvikling, der er indeholdt i den fremskrivning som rapporten baserer sig på. 8

Kommentar til beregningsmetoden Kommentaren vedr. valg og anvendelse af beregningsmetode skal ikke opfattes som værende en kritik af arbejdsgruppens indsats. Kommentaren er rettet mod de seneste års manglende fokus på udviklingen af de analysekompetencer, der er nødvendige for at sikre et tilstrækkeligt godt beslutningsgrundlag for de samfundsmæssige investeringer inden for energisektoren efter liberaliseringen. Arbejdsgruppen har således efter vores vurdering konstruktivt anvendt de tilgængelige metoder, modeller og data bedst muligt. Problemformuleringen og opgaveløsningen er således tilpasset eksisterende analysemuligheder. Efter vores vurdering er disse ikke designet til at formulere og belyse det aktuelle problem med at indpasse den miljøvenlige, danske elproduktion på et internationalt elmarked. Derfor bør vi også i det videre arbejde fokusere på at få etableret de analysemetoder og modeller, der er nødvendige for at kunne tilvejebringe de nødvendige analyser af den danske miljø- og energipolitik. Som udgangspunkt skal de samfundsøkonomiske beregninger ikke indeholde afgifter og tilskud. I referenceberegningen skal samproduktionen på de centrale kraftvarmeværker reduceres, når de samfundsøkonomiske omkostninger overstiger markedsprisen for el. Det sker ikke i de beregninger, som regnegruppen har gennemført. Det er vores vurdering, at der ikke er den nødvendige sammenhæng mellem de forudsætninger, der ligger til grund for analyserne. Der er efter vores vurdering ingen direkte sammenhæng mellem referenceudbygningen af produktionssystemet (videreudbygningen af den bundne elproduktion) og de elmarkedspriser og de emissioner, der anvendes til at vurdere økonomien i de tiltag, der kan fjerne eloverløbet. Dermed opstår også en skævvridning af referencefremskrivningen. Der forekommer heller ikke at være en direkte sammenhæng mellem elmarkedspriser og de marginale miljøpåvirkninger samt priser herpå. Konsekvensen af disse manglende sammenhænge er f.eks., at der i en del af beregningerne anvendes en lav elpris, som svarer til, at al kulkondens er nedlukket, samtidig med at man regner med, at miljøpåvirkningerne stammer fra et nyt kulkondensværk. Når der ikke i nødvendigt omfang er taget hensyn til disse sammenhænge, vil resultaterne også give et skævt billede. Det er vores vurdering, at sammenhængen i de anvendte beregningsforudsætninger kan sikres ved som udgangspunkt at forudsætte, at markedsrammerne vil blive tilpasset et internationalt elmarked, således at der ikke opstår samfundsøkonomiske tab pga. rammebetingelserne. Med denne overordnede forudsætning vil elpriserne ikke kunne komme under de variable omkostninger ved at producere el på kørende elproduktionsanlæg. Variationen i elprisen hen over året og årene kan herefter fastlægges ved at lave et kvalificeret gæt på, hvilke typer af anlæg der i bestemte tidsperioder vil være marginale anlæg - de elproduktionsanlæg der fastlægger markedsprisen. Med denne metode vil man samtidig hermed få en marginal miljøpåvirkning, som hænger nøje sammen med elprisen. Gættet på elpriser og marginale miljøpåvirkninger kan kvalificeres ved af anvende modeller som Balmorel og Samkøringsmodellen. 9

Vi er meget opmærksomme på, at beregningerne er lavet på basis af de tilgængelige metoder, og at der ikke har været tid og ressourcer til at udvikle nye værktøjer, der i højere grad er tilpasset den nye virkelighed. Kommentarerne til beregningsforudsætningerne er derfor ikke en kritik af arbejdsgruppens arbejde, men en påpegning af manglende fokus på en tilpasning af eksisterende metoder og modeller inden for energiplanlægningen til den nye virkelighed, som markedsåbningen indebærer. Afsluttende kommentar Det er vores opfattelse, at ovennævnte erkendelse vedr. behovet for udvikling af nye analyseværktøjer og modeller i realiteten bør være konklusionen på gruppens arbejde. De opnåede analyseresultater er et godt udgangspunkt for det videre arbejde. Men fokus i det videre arbejde bør være at få udviklet analyseredskaber, der i højere grad er egnet til at vurdere Danmarks miljø- og energipolitik i forhold til det europæiske elmarked. Der er behov for at få udviklet modeller, der kan vurdere Danmarks markedsmæssige situation i et europæisk perspektiv, således at fokus kan rettes mod at få tilpasset de økonomiske og reguleringsmæssige rammebetingelser til de nye markedsvilkår på elmarkedet. Tilpasning af de økonomiske og reguleringsmæssige rammebetingelser for decentral og central produktion bør efter vores vurdering have højeste prioritet for at sikre, at det danske elmarked kan indgå på det liberaliserede elmarked på lige vilkår. Denne udfordring tager vi naturligvis gerne del i og yder vores bidrag til. 10

Dokumentation af regnegruppens arbejde Bilag 3 Sigurd Lauge Pedersen, Energistyrelsen, 11. oktober 2001. Indledning Arbejdsgruppen besluttede at nedsætte en regnegruppe til håndtering af beregningerne af de tekniske, miljømæssige, samfundsøkonomiske og selskabsøkonomiske analyser af eloverbøbet. Der blev udført en række analyser af Eltra, Elkraft System, Aalborg Universitet og Energistyrelsen. Eltras analyser er dokumenteret i bilag 4. Elkraft Systems analyser er dokumenteret i bilag 5. Aalborg Universitets analyser er dokumenteret i bilag 6. Energistyrelsen opstillede en simpel økonomisk screeningsmodel i regnearksformat. Denne er dokumenteret i regnearket EOL.xls, som kan downloades fra Energistyrelsens hjemmeside. I regnearket findes også hovedresultaterne af Eltras, Elkraft Systems og Aalborg Universitets beregninger. Den simple økonomiske screening Formålet med den simple screening er at give en oversigtlig beregning af de økonomiske og miljømæssige konsekvenser af at reducere eloverløbet med 1 MWh ved en række forskellige tiltag. Der er beregnet samfundsøkonomi inkl. (annuiserede) investeringer over perioden ca. 2005-2030 samt selskabsøkonomi for værksejerne, staten og elforbrugerne. Det må understreges, at der er tale om en meget simpel beregningsmetode. Alligevel giver beregningerne et vist indblik i rangordningen af de forskellige tiltag under en række antagelser. På grund af screeningens meget forenklede beregningsmetode blev det valgt også at gennemføre simuleringer på modeller udviklet af Eltra, Elkraft og Aalborg Universitet. Metode Der er i alle tilfælde regnet økonomi og miljø i forhold til den i rapporten beskrevne referencefremskrivning. Hovedtal for referencefremskrivningen ligger i regnearket. Det antages i alle tilfælde, at virkemidlet fjerner 1 MWh eloverløb, hvoraf en vis andel er kritisk eloverløb. Det er antaget, at eloverløbet har en benyttelsestid på 3000 timer årligt. I virkelighedens verden har eloverløbet en benyttelsestid, der er stigende over beregningsperioden. Når der er anvendt en gennemsnitsværdi, skyldes det et ønske om at kunne give en nogenlunde korrekt belysning af investeringernes vægt i beregningerne. 11

Det er antaget, at en vis del (8%) af eloverløbet er kritisk, og at benyttelsestiden for det kritiske eloverløb er 254 timer. Også her er der tale om en gennemsnitsbetragtning over perioden. De valgte tal repræsenterer situationen i Eltra i 2010. De økonomiske regnestykker er opdelt i en række poster, som gennemgås nedenfor. Værdi af elproduktion: Ved ikke at eksportere eloverløbet mistes en elindtægt. Der er regnet på to varianter: en elpris i overløbsperioder på 9 øre/kwh hhv. 19 øre/kwh. Den nærmere begrundelse herfor fremgår af bilag 9. Værdi af brændsel: Afhængigt af metoden til reduktion af eloverløb spares en vis mængde brændsel i det danske el- og fjernvarmesystem. I de fleste eksempler reduceres produktionen på et kraftvarmeværk, evt. produceres på en kedel i stedet. Brændselsbesparelsen er værdisat v.h.a. de samfundsøkonomiske hhv. selskabsøkonomiske priser. Størrelsen af brændselsbesparelsen afhænger af virkningsgraden af kraftvarmeværk, kedel og (hvis el omsættes til varme) varmepumpe, elpatron eller geotermianlæg Værdi af drift og vedligeholdelse Ved reduktion af kraftvarmeproduktion eller vindkraftproduktion spares driftsomkostninger. Til gengæld kan der blive tale om øgede driftsomkostninger, hvis eloverløbet anvendes i f.eks. en varmepumpe, eller hvis varmeproduktionen overtages af en kedel eller et solvarmeanlæg. Nettobesparelsen i driftsomkostningerne kan være positiv eller negativ, afhængigt af teknologivalg. Værdi af anlægsinvesteringer De fleste tiltag kræver investeringer. Størrelsen af disse findes v.h.a. teknologikataloger m.v., idet den nødvendige installerede effekt af et tiltag beregnes ud fra benyttelsestiden af eloverløbet og den del af 1MWh reduceret eloverløb, som omsættes i den aktuelle anlægskomponent. Her er antagelsen om benyttelsestiden af eloverløbet altså en afgørende størrelse: Jo lavere benyttelsestid, des hårdere slår investeringen igennem. Det er dog en kraftig forenkling, at tiltagene målrettes mod reduktion af eloverløbet alene. Bygger man f.eks. en varmepumpe, vil den i praksis køre, når elprisen er under et vist niveau og ikke nødvendigvis kun i overløbssituationer. Investeringerne annuiseres typisk med en 20 års økonomisk levetid. Varmebesparelser dog med en 30 års levetid. 12

Værdi af sparede netinvesteringer: Hvis det kritiske eloverløb skulle eksporteres, ville det koste ekstra netinvesteringer. Disse ekstra netinvesteringer fremgår af bilag 9. Antagelserne vedr. kritisk eloverløb kan omsættes til en nødvendig ekstra installeret effekt i udlandsforbindelser og internt elnet for at eksportere eloverløbet. De analyserede virkemidler sparer investeringerne i denne netudbygning i forhold til referencen. Analyserne af kritisk eloverløb viser imidlertid, at det er væsentligt billigere at reducere det kritiske eloverløb med interne tiltag. Når tiltag til reduktion af det eksporterbare eloverløb vurderes økonomisk, medregnes derfor ikke sparede netinvesteringer men derimod værdien af sparede interne tiltag til reduktion af det kritiske eloverløb. Værdi af regulerkraft/fleksibilitet En række af virkemidlerne har en fleksibilitet i forhold til elmarkedet, idet de f.eks. kan bruges til at byde på regulerkraftmarkedet, til hurtig nedregulering ved passage af vindfronter, til opregulering ved havarier m.v. Dette giver en økonomisk værdi ud over den her beregnede. Denne er ikke værdisat. Samlet samfundsøkonomiværdi ekskl. miljøomkostninger Når ovenstående værdikomponenter adderes (med fortegn), opnås et samlet skøn over den simple samfundsøkonomiske værdi af at fjerne en MWh eloverløb på forskellig vis. Samlet værdi inkl. miljøomkostninger Herudover er der foretaget en beregning af værdien af de ændrede emissioner af CO 2, SO 2 og NO x ud fra værdier for sparede rensningsomkostninger/reduktionsomkosninger. CO 2 -værdien er sat til 250 kr/ton, svarende til de marginale reduktionsomkostninger i Danmark. SO 2 -værdien er sat til 10 kr/kg SO 2, svarende til svovlafgiften. NO x -værdien er sat til 14,5 kr/kg, svarende til omkostningerne på et denox anlæg. Disse omkostninger er naturligvis forbundet med betydelig usikkerhed. Hvis eloverløbet eksporteres, spares emissioner i udlandet. Det er ikke givet, at disse kommer Danmark til gode samfundsøkonomisk, og beregningen er derfor udført i to varianter: En med og en uden værdisætning af emissionsbesparelser i udlandet. For CO 2 er det antaget, at eksporten af 1 MWh eloverløb medfører en CO 2 -besparelse i udlandet på 750 kg. For SO 2 er der anvendt en værdi på 0,25 kg/mwh, og for NO x en værdi på 1 kg/mwh. I den selskabsøkonomiske analyse beregnes værdien for værksejeren på samme måde som i den samfundsøkonomiske analyse. Blot anvendes selskabsøkonomiske priser, afgifterne medregnes, og miljøværdien medregnes kun i den udstrækning, den er 13

internaliseret i afgifterne. For staten er virkningen af reduktion af eloverløb et øget afgiftsprovenu, i visse tilfælde dog et faldende afgiftsprovenu. For elforbrugerne er virkningen af reduktion af overløbet sparede omkostninger til håndtering af kritisk overløb samt i visse tilfælde sparede bidrag til PSO-strøm. Screeningsberegningerne findes på siden SØ-screening i EOL.xls. 14

Eltras analyser Bilag 4 Jens Pedersen og Bjarne Donslund, Eltra. 2. oktober 2001. Overløbet i årene 2005, 2010 og 2020 er beregnet ud fra nogle timesimuleringer for Eltra's område med udvekslingsmuligheder med nabo-områderne. Overløbet er den del af den bundne produktion, der er højere end det aktuelle forbrug. Den bundne produktion er elproduktionen fra vindmøller og den varmebundne elproduktion. Eloverløbet er delt i et eksporterbart eloverløb og i et kritisk eloverløb. Der er regnet med en transmissionskapacitet på 1.700 MW til det øvrige Norden. Der er ikke regnet med eksport af overløb til Tyskland, da udbygning med vindkraft i Nordtyskland giver tilsvarende overløbsproblemer. Forudsætningerne i nærværende undersøgelse afviger lidt i forhold til Systemplan 2001-rapporten "Håndtering af eloverløb og elmangel i det danske elsystem". I Systemplanen tog man udgangspunkt i et isoleret system, hvor noget af den varmebundne elproduktion stoppes af økonomiske hensyn. Endvidere er der en forskel i udbygningen af produktionsanlæg: I Systemplanen blev de centrale anlæg ikke erstattet, efterhånden som de blev skrottet, og udbygningen med havmøller stopper i år 2016. I nærværende analyse er der medtaget tre nye naturgasfyrede combined cycle-anlæg hver på ca. 400 MW til erstatning af eksisterende centrale kraftvarmeanlæg og yderligere to havmølleparker á 150 MW, en i år 2018 og en i år 2020. Figur 1 viser det samlede overløb (summen af det eksporterbare EEOL og det kritiske KEOL). Figur 1 Varighedskurve for det samlede overløb i Eltra's område. MW 4500 Varighedskurve for det samlede overløb i Eltra-området 4000 3500 3000 Kritisk eloverløb 2500 2000 1500 1000 Transmissionskapacitet til udlandet Ekporterbart eloverløb 500 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 År 2005 År 2010 År 2020 Timer Potentialer Til reduktion af overløbet er analyseret forskellige tiltag. Hovedmålet med denne del af analysen er at bestemme potentialet for de forskellige tiltag. Ved at sammenholde elforbrug, elproduktion fra vindmøller og den varmebundne elproduktion for de forskellige teknologier naturgasfyret decentral produktion, kulfyret central produktion, naturgasfyret combined cycle-anlæg beregnes reduktionen i overløbet, og hvor meget de enkelte tiltag kan bidrage med. Beregningen af potentialet er foretaget på baggrund af resultaterne fra basissimuleringen uden at lave nye simuleringer. 15

Følgende tiltag er analyseret: - Stop af vindmøller (1.500 MW installeret effekt kan ikke stoppes). - Stop af vindmøller (alle kan stoppes). - Naturgasfyrede kedler erstatter naturgasfyret decentral kraftvarmeproduktion. - Varmepumper erstatter naturgasfyret decentral kraftvarmeproduktion. - Elpatroner erstatter naturgasfyret decentral kraftvarmeproduktion. - Geotermi erstatter naturgasfyret decentral kraftvarmeproduktion. - Varmepumper erstatter spidslastkedler. - Varmepumper erstatter kulfyret central kraftvarmeproduktion. - Varmepumper erstatter naturgasfyret central combined cycle kraftvarmeproduktion. - Kulfyrede kedler erstatter kulfyret central kraftvarmeproduktion (bypass). - Elpatroner erstatter kulfyret central kraftvarmeproduktion. Tiltagene er inddelt i fire afsnit, da benyttelsestiden ændrer sig meget fra de første MW til de sidste. Der er kun set på de enkelte tiltag, så længe de kan nedsætte det maksimale eloverløb. Desuden er tiltagene beregnet både fra "toppen" og fra "bunden". I analysen fra "toppen" er der set på den øverste spids, der udgør det kritiske overløb. I analysen fra bunden er der set på hele overløbet. Tabel 1 viser resultaterne fra Eltra's område. De i tabel 1 viste tal er overført direkte fra regneark, hvorfor visse af resultaterne fremstår med en for stor nøjagtighed, der ikke afspejler de reelle usikkerheder, der er forbundet med beregningerne. Pakke af tiltag Der er desuden foretaget en beregning for nedenstående pakke af tiltag, der forudsættes bragt i anvendelse i nævnte rækkefølge: - Naturgasfyrede kedler erstatter naturgasfyret decentral kraftvarmeproduktion. - Kulfyrede kedler erstatter kulfyret central kraftvarmeproduktion (bypass). - Elpatroner (350 MW) erstatter naturgasfyret central combined cycle kraftvarmeproduktion. - Stop af vindmøller. Pakken er gennemregnet med henblik på kontrol af pakke opstillet af AUC. Pakken er ikke identisk med AUCs pakke, men er tilstræbt at ligne så meget som muligt. Tidsmæssig flytning af kraftvarme ved brug af varmelagre er dog ikke med i Eltra's kontrolpakke. Beregningerne med pakken er alene foretaget for kritisk overløb i år 2020. I modsætning til beregningen af potentialerne er pakkeberegningen foretaget ved at fjerne det kritiske overløb fra neden, det vil sige, 1. tiltag (naturgasfyrede kedler erstatter naturgasfyret decentral kraftvarmeproduktion) overvejende anvendes til at fjerne overløbet i timer med små kritiske overløb, men anvendes desuden så langt, kapacitet haves til fjernelse af kritisk overløb i øvrige timer. Når 1. tiltags muligheder er opbrugt, anvendes 2. tiltag og så fremdeles. Resultaterne for pakken fremgår af Tabel 2. Det ses, at stop af vindmøller bidrager til fjernelse af det kritiske overløb med forholdsvis stor effekt (953 MW), men beskeden energi (84 GWh). Benyttelsestiden er beregnet til 88 timer. 16

Kommentarer Af de nuværende vindmøller er det kun muligt at stoppe ca. 135 MW, men ved at etablere kommunikationsudstyr er det muligt at stoppe alle vindmøller. Der er ikke regnet med, at alle centrale anlæg kan stoppes. I årene 2005 og 2010 holdes tre kulfyrede anlæg i drift på teknisk minimum med tilhørende minimal kraftvarmeproduktion (1098 GJ varme). I år 2020 holdes et kulfyret anlæg (385 GJ varme) og et combined cycle-anlæg (216 GJ varme) i drift. Til naturgasfyret decentral kraftvarme er medregnet en samlet installeret effekt på 801 MW el. Det vil sige, industriel kraftvarme, lokal kraftvarme samt kraftvarme fra anlæg med flere brændsler (herunder naturgas, affald) er ikke medregnet. 17

Energi Potentiale Benyttelsestid Brændselsbesparelse GWh MW Timer TJ År 2005 2010 2020 2005 2010 2020 2005 2010 2020 2005 2010 2020 Uden tiltag Kritisk overløb før tiltag: 166 290 1333 1199 1240 2508 139 234 532 Eksporterbar plus kritisk overløb før tiltag: 3297 3646 6406 2899 2940 4208 1137 1240 1522 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 7 8 270 311 567 4 22 14 Stop af overløb 2. afsnit fra oven 7 30 80 270 311 567 24 98 141 vindmøller 3. afsnit fra oven 27 83 282 270 311 567 100 268 498 (1500 MW Sidste afsnit fra oven med 76 169 602 270 307 567 281 553 1062 installeret Total 111 290 972 1082 1240 2268 102 234 429 effekt kan Eksporterbar 1. afsnit fra neden 852 1180 2257 270 374 567 3150 3156 3981 ikke plus kritisk 2. afsnit fra neden 628 853 1592 270 374 567 2323 2281 2808 stoppes) overløb 3. afsnit fra neden 414 584 1052 270 374 567 1529 1563 1855 Sidste afsnit fra neden med 162 294 526 270 374 567 599 787 927 Total 2056 2911 5426 1082 1495 2268 1900 1947 2393 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 7 11 300 310 628 5 22 17 Stop af overløb 2. afsnit fra oven 10 30 115 300 310 628 32 97 183 vindmøller 3. afsnit fra oven 42 82 400 300 310 628 139 266 637 (Alle Sidste afsnit fra oven med 114 171 807 299 310 624 381 551 1292 vindmøller Total 166 290 1333 1199 1240 2508 139 234 532 kan Eksporterbar 1. afsnit fra neden 1432 1668 3178 494 566 862 2900 2946 3686 stoppes) plus kritisk 2. afsnit fra neden 931 1053 1889 494 566 862 1885 1860 2191 overløb 3. afsnit fra neden 554 611 962 494 566 862 1121 1079 1116 Sidste afsnit fra neden med 253 243 281 494 566 862 513 429 325 Total 3170 3574 6310 1975 2264 3449 1605 1579 1830 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 1 1 172 142 197 3 9 4 2 5 3 NG-kedel overløb 2. afsnit fra oven 1 4 2 172 142 197 8 31 9 6 19 7 erstatter 3. afsnit fra oven 5 8 6 172 142 197 28 59 33 21 36 28 dec. KV Sidste afsnit fra oven med 12 15 15 172 142 197 68 105 76 50 64 64 (NG) Total 18 29 24 690 570 789 27 51 30 79 124 102 Eksporterbar 1. afsnit fra neden 538 441 739 172 142 197 3119 3094 3745 2296 1883 3156 plus kritisk 2. afsnit fra neden 444 379 596 172 142 197 2572 2663 3024 1894 1621 2548 overløb 3. afsnit fra neden 335 310 412 172 142 197 1941 2179 2088 1429 1326 1759 Sidste afsnit fra neden med 224 234 228 172 142 197 1296 1643 1155 954 1000 973 Total 1540 1365 1975 690 570 789 2232 2395 2503 6573 5830 8436 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 3 1 248 202 239 4 13 4 7 17 6 Varmepumpe overløb 2. afsnit fra oven 5 10 3 248 202 239 19 48 14 31 62 22 3. afsnit fra oven 19 22 13 248 202 239 76 109 54 121 142 83 erstatter Sidste afsnit fra oven med 53 44 30 248 202 239 214 218 127 340 283 196 dec. KV Total 77 78 48 991 806 957 78 97 50 498 505 306 (NG) Eksporterbar 1. afsnit fra neden 748 610 896 248 202 239 3021 3028 3743 4780 3912 5742 plus kritisk 2. afsnit fra neden 585 508 730 248 202 239 2362 2518 3049 3737 3256 4678 overløb 3. afsnit fra neden 425 405 543 248 202 239 1714 2008 2270 2713 2597 3483 Sidste afsnit fra neden med 264 294 364 248 202 239 1065 1459 1520 1683 1886 2332 Total 2021 1817 2532 991 806 957 2040 2253 2645 12914 11651 16235 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 5 1 300 259 300 5 18 4 5 18 5 El-patron overløb 2. afsnit fra oven 10 18 8 300 259 300 32 69 27 38 72 32 erstatter 3. afsnit fra oven 42 48 29 300 259 300 139 185 95 166 192 114 dec. KV Sidste afsnit fra oven med 114 96 69 299 259 300 381 369 230 456 382 276 (NG) Total 166 166 107 1199 1037 1199 139 160 89 666 664 428 Eksporterbar 1. afsnit fra neden 1030 770 1112 356 259 300 2892 2971 3709 4120 3081 4447 plus kritisk 2. afsnit fra neden 756 628 904 356 259 300 2124 2422 3017 3025 2512 3617 overløb 3. afsnit fra neden 528 512 730 356 259 300 1483 1977 2435 2113 2050 2919 Sidste afsnit fra neden med 290 373 525 356 259 300 815 1437 1752 1160 1490 2100 Total 2605 2283 3271 1425 1037 1199 1828 2202 2728 10419 9132 13083 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 2 1 218 178 226 4 11 4 6 15 6 Geotermi overløb 2. afsnit fra oven 3 7 3 218 178 226 13 41 12 21 54 19 erstatter 3. afsnit fra oven 11 15 10 218 178 226 51 85 47 81 111 77 dec. KV Sidste afsnit fra oven med 31 30 24 218 178 226 143 170 108 227 222 179 (NG) Total 46 55 38 870 712 903 53 77 43 336 402 282 Eksporterbar 1. afsnit fra neden 666 544 844 218 178 226 3060 3053 3742 4831 3960 6156 plus kritisk 2. afsnit fra neden 531 458 686 218 178 226 2440 2575 3041 3853 3342 5005 overløb 3. afsnit fra neden 393 369 495 218 178 226 1804 2076 2193 2849 2694 3610 Sidste afsnit fra neden med 252 274 316 218 178 226 1158 1538 1398 1827 1996 2298 Total 1841 1645 2341 870 712 903 2116 2310 2594 13359 11993 17068 18

Energi Potentiale Benyttelsestid Brændselsbesparelse GWh MW Timer TJ År 2005 2010 2020 2005 2010 2020 2005 2010 2020 2005 2010 2020 Uden tiltag Kritisk overløb før tiltag: 166 290 1333 1199 1240 2508 139 234 532 Eksporterbar plus kritisk overløb før tiltag: 3297 3646 6406 2899 2940 4208 1137 1240 1522 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 0,01 0,02 0,01 5 12 6 1 2 1 0,1 0,3 0,1 Varmepumpe overløb 2. afsnit fra oven 0,01 0,05 0,01 5 12 6 1 4 2 0,1 0,6 0,1 3. afsnit fra oven 0,01 0,07 0,01 5 12 6 1 6 2 0,1 0,8 0,1 erstatter Sidste afsnit fra oven med 0,01 0,07 0,02 5 12 6 1 6 3 0,1 0,8 0,2 spidslastkedel Total 0,02 0,22 0,05 21 49 24 1 4 2 0 2 1 Eksporterbar 1. afsnit fra neden 15 28 20 5 12 6 2944 2320 3416 174 321 230 plus kritisk 2. afsnit fra neden 9 14 14 5 12 6 1768 1128 2367 104 156 159 overløb 3. afsnit fra neden 6 7 11 5 12 6 1077 610 1818 63 84 122 Sidste afsnit fra neden med 4 4 8 5 12 6 848 333 1379 50 46 93 Total 34 53 53 21 49 24 1659 1097 2245 391 607 605 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 4 1 265 239 180 4 16 4 8 28 5 Varmepumpe overløb 2. afsnit fra oven 6 14 1 265 239 180 23 61 8 44 104 10 3. afsnit fra oven 25 37 5 265 239 180 93 156 26 176 267 33 erstatter Sidste afsnit fra oven med 70 73 11 265 239 180 264 308 61 500 527 78 ctrl. KV Total 102 129 18 1059 954 722 96 135 24 728 926 125 (kul) Eksporterbar 1. afsnit fra neden 793 705 720 265 239 180 2996 2955 3988 5583 4983 5047 plus kritisk 2. afsnit fra neden 619 558 560 265 239 180 2339 2338 3101 4379 3959 3968 overløb 3. afsnit fra neden 475 437 432 265 239 180 1795 1830 2392 3372 3109 3067 Sidste afsnit fra neden med 291 316 285 265 239 180 1099 1324 1577 2071 2252 2024 Total 2178 2016 1996 1059 954 722 2057 2112 2765 15406 14302 14105 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 202 4 4 Varmepumpe overløb 2. afsnit fra oven 2 202 9 10 3. afsnit fra oven 7 202 35 38 erstatter Sidste afsnit fra oven med 16 202 80 87 ctrl. CC Total 26 808 32 140 Eksporterbar 1. afsnit fra neden 847 202 4189 4528 plus kritisk 2. afsnit fra neden 673 202 3327 3611 overløb 3. afsnit fra neden 522 202 2582 2805 Sidste afsnit fra neden med 349 202 1728 1878 Total 2390 808 2957 12822 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 1 0 173 155 131 3 10 3 3 7 2 Kulkedel overløb 2. afsnit fra oven 1 5 1 173 155 131 8 34 5 6 25 3 erstatter 3. afsnit fra oven 5 11 1 173 155 131 28 68 11 22 48 6 ctrl. KV Sidste afsnit fra oven med 12 20 3 173 155 131 68 127 27 54 91 16 (kul), Total 18 37 6 690 621 524 27 60 11 85 171 27 bypass Eksporterbar 1. afsnit fra neden 538 472 527 173 155 131 3116 3041 4023 2466 2168 2415 plus kritisk 2. afsnit fra neden 446 394 413 173 155 131 2585 2539 3152 2048 1812 1898 overløb 3. afsnit fra neden 361 319 302 173 155 131 2093 2053 2304 1659 1466 1388 Sidste afsnit fra neden med 242 246 187 173 155 131 1401 1581 1424 1111 1129 858 Total 1587 1431 1429 690 621 524 2299 2304 2726 7284 6575 6560 Tiltag: Kritisk 1. afsnit fra oven 1 7 1 300 310 181 5 22 4 6 29 3 Elpatron overløb 2. afsnit fra oven 10 30 1 300 310 181 32 97 8 40 127 6 erstatter 3. afsnit fra oven 41 82 5 300 310 181 138 266 26 176 349 20 ctrl. KV Sidste afsnit fra oven med 114 171 11 300 310 181 381 551 61 483 723 47 (kul) Total 166 290 18 1199 1240 724 139 234 25 705 1228 75 Eksporterbar 1. afsnit fra neden 1089 920 754 380 318 181 2868 2896 4161 4611 3896 3191 plus kritisk 2. afsnit fra neden 797 710 598 380 318 181 2101 2234 3300 3377 3006 2532 overløb 3. afsnit fra neden 581 547 521 380 318 181 1531 1722 2875 2461 2316 2205 Sidste afsnit fra neden med 332 416 452 380 318 181 874 1310 2496 1406 1762 1914 Total 2799 2592 2324 1518 1270 724 1843 2041 3208 11855 10980 9843 Tabel 1 Potentiale for de forskellige tiltag. De viste tal er overført direkte fra regneark, hvorfor visse af resultaterne fremstår med en for stor nøjagtighed, der ikke afspejler de reelle usikkerheder, der er forbundet med beregningerne. 19

Tiltag Energi GWh Potentiale MW Benyttelsestid Timer Brændselsbesparelse TJ Naturgaskedler erstatter 736 789 932 3145 naturgasfyret dec. kraftvarme Kulkedler erstatter kulfyret 332 329 1008 1525 central kraftvarme (bypass) Elpatron (350 MW) erstatter 182 438 417 729 naturgasfyret central CC Stop af vindmøller 84 953 88 Total 1333 2508 532 5400 Tabel 2 Beregning for pakke af tiltag til fjernelse af kritisk overløb i år 2020. Overløbet er fjernet nedefra med tiltagene i den rækkefølge, de er nævnt i tabellen. 20

Elkraft System s analyser Bilag 5 Charlotte Søndergren og Claus Stefan Nielsen, Elkraft System. 26. september 2001. Tiltag til reduktion af eloverløb 1. Forudsætninger Det samlede eloverløb for Østdanmark frem til 2020 er analyseret med udgangspunkt i en række forudsætninger. De mest centrale forudsætninger vedr. produktion, transmission og forbrug gengives i det følgende (se bilag til Systemplan 2001 fra juni 2001 Analyseforudsætninger 2001 ). Produktion Vedrørende større ændringer i kraftvarmeproduktionsanlæg forudsættes beregningsmæssigt at AVV2 idriftsættes ultimo 2001, AMV1 skrottes inden 2005 og AMV2 levetidsforlænges. I perioden efter år 2012 forudsættes herudover beregningsmæssigt at AMV2 skrottes og at der idriftsættes et CC-anlæg på Amagerværket med en eleffekt på 275 MV og en varmeeffekt på 190 MJ/s. Den ældre kraftvarmekapacitet på H.C.Ørsted Værket og på Svanemølle Værket forudsættes videreført, med en lav varmebunden elproduktion på det givne varmegrundlag Herudover forudsættes, at STV1 og ASV3 skrottes ved udgangen af år 2001 og at ASV2, ASV4 og STV2 skrottes i perioden efter år 2012. Forudsætningerne vedrørende rene elproducerende anlæg har dog ingen indflydelse på beregning af eloverløbet. Der forudsættes en begrænset udbygning med decentrale, industrielle og lokale kraftvarmeanlæg. Den samlede produktion er omkring 2.700 GWh i år 2001 stigende til knap 2.900 GWh i år 2012 og 2020. I år 2001 forventes den samlede elproduktion fra landmøller at blive godt 1.025 GWh stigende til 1.177 GWh i år 2012 og 1.195 GWh i 2020. Ifølge havmølle-aftalen etableres tre havvindmølleparker på 150 MW hver i år 2003, 2005 og 2008 (Rødsand, Omø og Gedser). Efter år 2010 udbygges med 150 MW hvert andet år i henhold til havmøllehandlingsplanen fra 1997. Hermed opnås målet i Energi 21 med en samlet installeret havmølle-effekt i Danmark på 4.000 MW. Transmission Østdanmark har i dag to udvekslingsforbindelser. Forbindelserne til Sverige giver teoretisk mulighed for en samlet overførsel på omkring 1.900 MW. I praksis afhænger overføringskapaciteten mellem Sjælland og Sverige af stabilitetsmæssige forhold, og den kan oftest være væsentlig lavere end de 1.900 MW. I dette arbejde er anvendt en overføringskapacitet på 1.700 MW svarende til den normale maksimale handelskapacitet. Forbindelsen til VEAG er 600 MW. Den i praksis mulige kapacitet afhænger udover stabilitetsmæssige forhold af interne begrænsninger herunder udviklingen i den bundne produktion i Sverige og Tyskland. Allerede i dag er der i VEAG s område en forholdsmæssig stor mængde vind. Forbindelsen til VEAG er i dag optaget af en transitaftale (ejet af Vattenfall), en aftale 21

mellem E2 og VEAG og en reservation til systemreserver. I den enkelte time kan den samlede overføringskapacitet til udlandet, der er til rådighed, dermed både være lidt større og meget mindre (ned til 0 MW) end de 2.300 MW, der indgår som grundforudsætning. Forbrug Elforbruget ab værk antages at stige fra 14.494 GWh i år 2001 til 15.435 GWh i 2012 og 16.223 GWh i år 2020. Det samlede varmeforbrug (vand og damp) forventes at stige fra 35,4 PJ i år 2001 til 37,5 PJ i år 2012 og 37,7 PJ i år 2020. 2. Fremskrivninger af eloverløb for Østdanmark På basis af målte værdier beregnes for år 2000 et samlet eloverløb på ca. 2 GWh (ca. 0,2 promille af elforbruget). Det forekom i 39 timer, og det maksimale eloverløb var på 140 MW. I 2020 er der estimeret et samlet eloverløb på 1.683 GWh svarende til godt 10 pct. af elforbruget, og der vil være overløb i godt 30 pct. af årets timer med en maksimalværdi på 1.852 MW. Fremskrivningerne af eloverløb fremgår af tabel 1. 1 2000 2005 2010 2020 Energiindhold i GWh 2 194 458 1.683 overløb Maksimalt overløb MW 140 743 1.056 1.852 Antal timer med overløb Time r 39 950 1.507 2.996 Tabel 1. Eloverløb for år 2000, 2005, 2010, 2020 I figur 1 ses det samlede eloverløb. MW 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 1001 2001 3001 timer År 2005 År 2010 År 2020 Figur 1. Varighedskurve for det samlede eloverløb i Elkraftområdet. 1 Beregningen af eloverløbet i dette notat afviger lidt i forhold til Systemplan 2001 og rapporten Håndtering af eloverløb og elmangel i det danske system, begge fra juni 2001. Dette skyldes en forbedret udregning af den varmebundne elproduktion. 22

Ovenstående betragtninger er baseret på modelsimuleringer (gennemsnitlige værdier). Resultaterne herfra repræsenterer sandsynlige normalsituationer og er energimæssige gennemsnitsbetragtninger, da simuleringerne er udført med variationer af vindproduktion og belastninger, der er uafhængige af hinanden. Mindre sandsynlige ekstremsituationer vil derfor ikke nødvendigvis være repræsenteret i disse resultater. Som angivet i Systemplan 2001 kan vurderinger af ekstremsituationer betyde et effektoverskud (dvs. maksimalt eloverløb) i forhold til elforbruget på op til 1.700 MW i 2010 og 2.500 MW i 2020, altså betydeligt højere end i de normalsituationer, der indgår som grundforudsætning. Kritisk eloverløb Beregningsmæssigt opstår der et kritisk eloverløb, når eloverløbet overstiger muligheden for eksport. I praksis skal det kritiske eloverløb dog håndteres. Med grundforudsætningerne er den samlede eksportkapacitet i praksis næsten stor nok til at eksportere det største overløb i perioden frem til 2020 under forudsætning af, at den maksimale udvekslingskapacitet er til rådighed. I situationer, hvor eksportkapaciteten er reduceret, vil der dog beregningsmæssigt kunne forekomme kritisk eloverløb. Specielt i år 2020 er eloverløbet af en sådan størrelse, at der må forventes kritisk eloverløb i et antal timer. I disse situationer er det vigtigt, at der findes tilgængelige tiltag til at reducere eloverløbet. Som det også er gjort opmærksom på i temarapporten Håndtering af eloverløb og elmangel i det danske system bør den i praksis mulige udvekslingskapacitet analyseres nærmere. 3. Følsomhedsanalyser Størrelsen af eloverløbet og det kritiske eloverløb afhænger af de forudsætninger, der er anvendt for udvikling i forbrug, vindkraft, kraftvarmeproduktionskapacitet, overføringskapacitet til udlandet mv. Således stiger eloverløbet i perioden frem til år 2020 specielt p.g.a. forudsætningen om, at havmølleudbygningen fortsætter ud over de allerede tre planlagte parker. Etablering af et CC-anlæg i det Københavnske varmenet medfører også en stigning i den varmebundne elproduktion og dermed en stigning i eloverløbet. Tre følsomhedsanalyser i år 2020 For år 2020 analyseres virkningen af følgende tre centrale forudsætninger, der øger det samlede eloverløb og det kritiske eloverløb. 1. Forholdet mellem den samlede el- og varmeproduktionen på H.C. Ørsted Værket og Svanemølle Værket er omkring 0,35. Forudsættes det, at store dele af denne ældre kraftvarmekapacitet udskiftes med mere tidssvarende anlæg i perioden frem til år 2020 kan elproduktionen på det givne varmegrundlag tredobles på disse værker. Dvs. at det gennemsnitlige forhold mellem el- og varmeproduktionen øges til 1. 2. Der er usikkerhed om, hvorvidt den teoretisk mulige udvekslingskapacitet kan udnyttes fuldt ud i praksis. Kontek-forbindelsen på 600 MW mod Tyskland forudsættes i denne beregning ikke at kunne udnyttes. 3. Elforbruget reduceres i år 2020 med 10% dvs. fra 16.223 til 14.600 GWh. Dette svarer til at forbruget stabilisere sig på år 2003-niveau. 23

Konsekvenserne af hver af disse ændrede forudsætninger ses i tabel 3, hvor det samlede eloverløb og andelen af kritisk eloverløb er opstillet. Til sammenligning gengives grundberegningen fra tabel 1. Eloverløbet angives både i normalsituationer og ekstremsituationer. Samlet energiindhold i eloverløb Maksimalt eloverløb, normalsituation - heraf kritisk overløb Maksimalt overløb, ekstremsituation - heraf kritisk overløb 2020 2020 Øget KV på HCV/SMV 2020 uden Kontek 2020 reduceret elforbrug GWh 1.683 2.630 1.683 2.288 MW MW 1.852 2.477 1.852 2.004 0 177 152 0 2.500 3.200 2.500 2.600 200 900 800 300 Tabel 2. Beregnet energimæssigt og effektmæssigt eloverløb heraf størrelsen af det effektmæssige kritiske eloverløb - i år 2020 sammenholdt med tre forskellige følsomhedsanalyser. Som det fremgår af tabellen, er det maksimale eloverløb følsomt over for de ændrede forudsætninger. I normalsituationer og under forudsætning af, at den maksimale overføringskapacitet på 2.300 MW er til rådighed, beregnes der et mindre kritisk eloverløb på ca. 150 MW i tilfældet uden Kontek eller med øget elproduktion fra kraftvarme på HCV og SMV. Betragtes ekstremsituationer, vil der forekomme kritisk eloverløb i størrelsesordenen op til 900 MW afhængig af, hvilke forudsætninger der gøres. Ekstremsituationer repræsenterer et sammenfald af stor bunden elproduktion og lavt forbrug. Det er derfor en hændelse, der forekommer forholdsvis sjældent. Men forekommer den bare en gang er det nødvendigt, at der er muligheder for i den givne driftstime at fjerne det kritiske overløb. Set i dette lys er det vigtigt, at der i et antal driftstimer eksisterer virkemidler til at aktivere et tiltag til at reducere eloverløbet. Kyoto-fremskrivningen i år 2010 Der er lavet en yderligere følsomhedsanalyse på de væsentligste ændrede forudsætninger i forhold beregningerne bag Kyoto-fremskrivningen for år 2010 ændret elforbrug og vindkraftproduktion. I år 2010 reduceres elforbruget med ca. 900 GWh (svarende til en reduktion på knap 6%) og havmølleproduktionen reduceres med 200 GWh (svarende til en reduktion på godt 10%). To forhold der trækker i hver sin retning i forhold til størrelsen af eloverløbet. Størrelsen af eloverløbet ved denne beregning er vist i tabel 3. 24

2010 2010 Kyoto Energiindhold i GWh 458 524 overløb Maksimalt overløb MW 1.056 1.073 Tabel 3. Eloverløbet i år 2010, med en reduktion i elforbruget på knap 6% og en reduktion i havmølleproduktionen på godt 10%, svarende til beregningerne bag Kyotofremskrivningen. Det fremgår af tabel 3, at det maksimale eloverløb i år 2010 beregnes til 1.073 MW, svarende til en meget lille stigning i forhold til 1.056 MW. 4. Metode for anvendelse af tiltag til reduktion af eloverløb Der er forskellige tiltag, der kan anvendes, til at reducere eloverløbet. Tiltagene kan opdeles i to grupper: 1) med relativt små kapitalomkostninger (nedregulere KV, stop af vindmøller, bypass af KV, elpatroner mv.) 2) med betydelige kapitalomkostninger (VP, geotermi mv.). Prioriteringen af tiltagene vil i høj grad afhænge af, hvad tiltaget skal anvendes til. Dette hænger sammen med, at der kan opnås samme effektmæssig reduktion af eloverløbet med forskellig energimæssig reduktion. Betragtes tiltag, der udelukkende anvendes med henblik på at reducere eloverløb, kan disse tiltag anvendes på to principielt forskellig måder fra toppen og fra bunden. Fra toppen. Reduktion af det kritiske eloverløb. Dvs. fokus på en effektmæssig reduktion i relativt få driftstimer. Reduktionen i energimængden vil være beskeden. Fra bunden. Reduktion af eloverløb/tvungen eksport. Dvs. fokus på den maksimale energimæssige reduktion med mange driftstimer samtidig med en effektmæssig reduktion og dermed også en reduktion af det kritiske eloverløb. I figur 2 vises eloverløbet, hvor virkningen af at reducere eloverløbet fra toppen og fra bunden er illustreret. 25

reduktion fra toppen MW reduktion fra bunden timer Figur 2. Illustration af at reducere eloverløbet fra toppen og fra bunden. Hertil kommer tiltag, der mere generelt fokuserer på at reducere den samlede bundne produktion (og dermed i et eller andet omfang også eloverløbet). Disse tiltag er ikke målrettet reduktion af eloverløb, men vil som afledt virkning reducere eloverløbet. Dette gælder f.eks. varmebesparelser, der har en benyttelsestid der overstiger antallet af timer med eloverløb og varmepumper, elkedler og geotermianlæg der formentlig med fordel kunne anvendes i timer uden eloverløb. Tiltagene betragtes i første omgang enkeltvis ifht. et referencesystem. Hensigtsmæssige kombinationer af tiltagene kan efterfølgende sammensættes og analyseres. Hertil kan relevante tiltag vurderes ifht. den nyetabling af produktionskapaciteten, der ligger i referencen (f.eks. CC-anlæg). I det følgende afgrænses vurderingen af tiltag til kun at omfatte tiltagets mulighed for at reducere eloverløbet. Hvorvidt tiltaget kan anvendes herudover (sideeffekter) bør analyseres efterfølgende, når det f.eks. skal vurderes, hvilke virkemidler der skal tages i anvendelse for at få et givet tiltag iværksat. Eksempel på reduktion af eloverløb I Elkraftområdet er der i år 2020 et eloverløb på 1.683 GWh med en maksimal værdi på 1.852 MW. Ønskes det maksimale eloverløb reduceret med 250 MW til 1.602 MW kan det ske Fra toppen, i ca. 20 driftstimer med en reduktion i energimængden på 3 GWh. Fra bunden, i ca. 2800 driftstimer med en reduktion i energimængden på 330 GWh. Reduktionen kan opnås ved f.eks. at nedregulere kul-kv i Københavnsområdet til driftsminimum (AVV1 og AMV3) og producere den manglende varme på en varmespidslastkedel (op til 350 MJ/s) eller etablere en varmepumpe på ca. 120 MW i tilknytning til det københavnske varmenet (m.h.p. at afsætte elproduktion og reducere varme produceret på kul KV) med en effektfaktor på 3. Hvorvidt det ene er at vælge frem for det andet afhænger af reduktionen af eloverløbet (energimæssigt eller effektmæssigt) sammenholdt med omkostningerne til at opnå reduktionen. Det virker umiddelbart mest oplagt at anvende tiltag med relativt små 26

kapitalomkostninger fra toppen (få driftstimer) og tiltag med store kapitalomkostninger fra bunden (mange driftstimer). Dette afhænger dog af nærmere analyser af økonomien, sideeffekter mv. 5. Resultater Grundberegningerne er udarbejdet på det forudsætningsgrundlag, der er bilag til Systemplan 2001 ( Analyseforudsætninger 2001 ). Analyserne giver en lastfordelingssammensætning, brændselsforbrug mv. på timebasis, der danner baggrund for analyser af tiltag til at reducere eloverløbet. På basis af de resultatmæssige timeværdier laves der for hvert tiltag en efterbehandling på timebasis i regneark. Det besluttes i hvilket varmeområde tiltaget (f.eks. en varmepumpe) skal etableres og hvilken varmeproduktion (f.eks. kul-kv) tiltaget skal erstatte. De relevante anlæg (f.eks. AVV1 og AMV3) indsættes i prioriteret rækkefølge. Tiltaget anvendes udelukkende til at reducere eloverløb. Der udføres to beregninger tiltaget anvendes fra toppen eller fra bunden (se uddybende forklaring i afsnit 2). Tiltaget udnyttes fuldt ud både fra toppen og fra bunden. Dette medfører, at der næsten opnås samme kapacitet på tiltaget (størrelse af varmepumpe mv.) fra såvel toppen som fra bunden og dermed samme reduktion i det maksimale eloverløb. Samtidighedsproblematikken kan medføre, at i visse situationer vil det være sådan, at samme reduktion i det maksimale eloverløb kan opnås ved en mindre kapacitet på tiltaget, når der beregnes fra toppen. Følgende tiltag til at reducere eloverløbet er analyseret: Etablering af elkedel, varmepumpe, geotermianlæg og varmekedel til erstatning af kraftvarmeproduktion i Københavnsområdet (opdelt på kul- og gasbaseret produktion) og i større decentrale områder. Nedregulering/stop af vindmøller. Etablering af varmelager i tilknytning til Københavnsområdet (kulbaseret produktion). Hertil er varmebesparelser analyseret for at illustrere omfanget af sideeffekter. Driftstekniske resultater for hvert tiltag fra toppen og fra bunden er vedlagt i bilag. Disse omfatter bl.a. potentiale for reduktion af eloverløb, maksimal effekt for tiltaget herunder størrelsen af varmepumpen eller mængden af vindmøller der vil kunne stoppes, sparet brændsel mv. En overordnet sammenfatning af potentialerne er vist i tabel 4 og 5, når tiltaget anvendes fra toppen hhv. bunden. 27