Energi i fremtiden i et dansk perspektiv AKADEMIERNAS ENERGIDAG 27 august 2010 Mariehamn, Åland Afdelingschef Systemanalyse Risø DTU Danmark
Verden står overfor store udfordringer Danmark står overfor store udfordringer Klima Forsyningssikkerhed Energi til alle - også udviklingslandene Hvorfor kan vi ikke blot klare det ved at bygge endnu flere vindmøller? Hvorfor skal energisystemet ændres? Hvorfor skal forbrugernes blandes ind i det? 2 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
CO 2 ækv. pr. cap. meget stor forskel fra land til land Danmark: 11 3 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet Kilde: IPCC AR4
Vedvarende energi i Danmark PJ 140 120 100 80 60 40 20 0 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '08 Vind Halm Træ Biogas Affald, bionedbrydeligt Varmepumper m.m. Kilde: Energistatistik 2008 ENS 4 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Elproduktion i Danmark fordelt efter produktionsform PJ 200 150 100 50 0 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '08 Vindmøller og vandkraftanlæg Private producenter Decentrale kraftvarmeanlæg Centrale kraftvarmeanlæg Centrale anlæg, separat produktion Kilde: Energistatistik 2008 ENS 5 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Dansk forsyningssikkerhed På mange leder Pålidelighed Tilgængelighed Uafhængighed Danmarks selvforsyningsgrad 250% 200% 150% 100% 50% 0% 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '08 Energi i alt Olie Kilde: Energistatistik 2008 ENS 6 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Danmarks energiforbrug har været stabilt i 25 år Er det muligt at fastholde dette? PJ 900 600 300 0 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '08 Oil Natural Gas Coal and Coke Renewable Energy etc. Kilde: Energistatistik 2007 ENS 7 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Verden er stadig fossil 80 % af det globale energiforbrug er stadig dækket af fossilt brændsel I EU står vi over for to væsentlige udfordringer: 1. CO 2 udledningen i EU ventes at stige med ca. 5 % inden 2030 2. Europa bliver stadig mere afhængig af importerede brændsler 8 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Energisystemet Nutidens energisystem er et produkt af beslutning truffet over de sidste hundrede år. Denne lange udvikling kan ses på systemet, der traditionelt producerer energi som så fordeles til kunderne. Hvis/når vi skal have mere varierende energikilder ind i systemet er der behov for mere fleksibilitet også hos kunderne. 9 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Risø Energy Report 8 The report is volume 8 in a series that began in 2002 The report presents the need for the development of a highly flexible and intelligent energy system infrastructure which facilitates substantial higher amounts of renewable energy than today s energy system This is necessary to achieve the goals set up by IPCC in 2007 on CO 2 reductions The report presents a generic approach for future infrastructure issues on local, regional and global scale with focus on the energy system itself http://www.risoe.dtu.dk/risoe_dk/home/knowledge_ base/publications/reports/ris-r-1695.aspx Written by researchers from DTU together with other Danish and International experts 10 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet Based on the latest research results together with available international literature
The future intelligent energy system Information and Communication Technologies + Traditional power system structure + 11 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet Distributed generation and efficient building and transport systems = The future intelligent energy system emerges
Strukturelle ændringer i elsystemet Elsystemerne undergår for tiden store ændringer og strukturelle ændringer. Årsagen er: Øget andel af fluktuerende vedvarende energi Brug af nye typer produktions og forbrugsteknologier. 12 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Selvforsynende kunder Slutbrugere bliver I stigende grad selvforsynende med energi, solceller, brændsels celler mv. I korte perioder ønsker de at købe det hele fra nettet. 13 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Flexibel og intelligent energisystem Forudsætning: Effektiv indpasning af store mængder varierende vedvarende energi; Integrer transpotsektoren ved brug af elbiler; Udbyg med intelligente lavenergi bygninger; Et sådant fremtidigt system vil stille krav om nye forsyningsteknologier, ny infrastruktur og intelligente løsninger 14 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Energilagring Udvikling af teknologier til lagring af el og varme. Dels i forbindelse med den centrale energi infrastruktur og dels lokalt f.eks. i boliger og biler brændselsceller i villaer trykluftslagre batterier til ellagring brint som lager via elektrolyse Det vil være et kvantespring frem for klimaet og energiforsyningen hvis energilagre kan blive effektive og billige, næppe muligt at nå et dansk 50% mål for vind uden lagerkapacitet i nettet 15 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Kul med mindre CO 2 Kulfyring er kun en reel mulighed i fremtiden, hvis man omkostningseffektivt kan reducere udledningerne af CO 2 Opsamling og lagring af CO 2 (CCS) er et seriøst bud på nedbringelse af CO 2 - udledningerne Men - Økonomi, energieffektivitet mv. CCS en af de muligheder vi har hvis vi skal reducere kraftigt i CO2 udledning CCS kunne være et godt bud hvis det virker og prisen er acceptabel 16 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Vindmølle udvikling m.h.t. størrelse og pris 12 70 m 112 m 4.500 kw 10 Inland site 46 m 37 m 600 kw 30 m 500 kw 300 kw 1.500 kw 46 m c /kwh 8 6 4 Coastal area 15 m 50 kw 2 1985 1989 1992 1993 1996 200x 0 1985 1987 1990 1993 1996 1999 2001 2004 2006 2010 2015 17 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Langsigtede muligheder, 30 40 år VE ikke klar til at tage over tager årtier før vi på verdensplan kan komme op på 10% sol og vind (hertil kommer traditionel biomasse) A-kraft kun acceptabelt i nogle lande Brintsamfund og fusion først om 40 50 år så CCS kunne være et godt bud hvis det virker og prisen er acceptabel. 18 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Bygninger Forskning angående bygninger og det udstyr der anvendes i dem: Klimaskærm nye materialer design mv. Integration af Vedvarende Energi i bygningerne Integration af lavenergihuse i energisystemet Ustyr: belysning ventilation, elektronisk udstyr mv., microkraftvarme Renovering af eksisterende bygninger Bygninger med deres indhold af udstyr tegner sig i det fleste lande for en stor del af energiforbruget. Det er samtidig identificeret at dette er et af de områder med stort effektiviseringspotentiale til ingen eller ringe omkostninger. DK halter på mange måder bagefter mht. FoU og standard af nye bygninger i forhold til en række andre EU lande 19 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Effektivitetsforbedringer - Energibesparelser Der er stadig store gevinster i energibesparelser Det er både teknisk og økonomisk muligt at spare mere på energien i fx bygninger Genbrug - affaldsforbrænding IPCC peger på besparelser som en af de bedste løsninger her og nu 20 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Transport Forskning relateret til transport spænder meget vidt: Vedvarende energi ind i transportsektoren, via el eller. biobrændstof Brint som lager Brændselsceller i biler, skibe tog mv. Næste generation bil, tog, fly og skib Transport er en af klimaproblematikkens største udfordringer den vanskeligste at afkoble fra fossile brændstoffer, samtidig med at behovet vokser markant DK har ingen muligheder for at løse problemerne, men kan bidrage i relevante nicher 21 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Hvad kan vi gøre? Lavenergiløsninger Energibesparelser i husholdninger Effektiv anvendelse af fossilt brændstof Gas i stedet for kul Energisystemer med kapacitet til langt mere Vedvarende energi Det er nu vi skal igang, hvis CO2 skal toppe inden 10 15 år Langsigtet forskning og demonstration TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN 22 Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet