Trafikdage 2014 - special session Energianalyser 2050 med fokus på transport

Relaterede dokumenter
Veje mod bæredygtig brug af biomasse i energisystemet Henrik Wenzel, professor ved SDU, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Hvad siger energi-scenarierne om transporten? Hvad skal vi vælge til hjemmeplejen og hvad med den tunge transport

Biogas og andre VE-gassers rolle i fremtidens energisystemer - carbon footprint konsekvenser. Henrik Wenzel, Syddansk Universitet

Hvordan anvendes biomassen hensigtsmæssigt?

Termisk forgasnings betydning for bæredygtigheden af et vedvarende energisystem

Hvor skal halmen bruges? - hvad er kriterierne for optimal brug af halm til energiformål og hvordan performer halm til biogas?

De overordnede konklusioner fra den nationale biomasseanalyse. Henrik Wenzel, Syddansk Universitet

Biomasse er en begrænset ressource, hvordan bruger vi den bedst?

Fynsk strategi for halm til biogas - fra samarbejdet i Energiplan Fyn

KOD skal da i biogasanlæggene

Gassens mulige rolle i fremtidens energisystem

Vejen mod uafhængighed af fossile brændsler. IDA Syd, Vejen 8. oktober 2014 Flemming G. Nielsen Kontorchef

Omstilling til 100 % VE i 2050 samt resultat af nationale analyser. SEP Viborg 27. marts 2014 Sigurd Lauge Pedersen

Perspektiver for VE-gas i energisystemet

Elopgraderet biogas i fremtidens energisystem

Fremtidens energi. Og batteriers mulige rolle i omstillingen. Rasmus Munch Sørensen Energianalyse

Muligheder og udfordringer ved overskydende elproduktion. Seniorkonsulent Steen Vestervang, Energinet.dk

Energiplan Fyn rammeplan

Analyser af biomasse i energisystemet

Biogas rolle i EnergiPlan Fyn og LCA af forskellige græs-til-biogas koncepter

Energianalyserne. Finn Bertelsen Energistyrelsen

Fremtidens energisystem og gassens rolle

Hvor er biogassen og gassystemet i det fremtidige energisystem

Biogas og andre biobrændstoffer til tung transport

Energiplan Fyn. Strategisk energiplanlægning. Kick-off konference 10. april Jørgen Krarup Systemplanlægning Tlf.

Strategisk energiplanlægning i Danmark møde med Region Midtjylland

Power-to-gas i dansk energiforsyning

Fremtidens energisystem

Anvendelse af Biogas DK status

Balancering af energisystemer, gassystemet i fremtiden: grønt, fleksibelt, effektivt

Kan vi flyve på vind? Energinet.dk 1

Fremtidens brændstof - kan laves af træ

Innovation af affaldssektoren under fremtidens rammebetingelser. Henrik Wenzel Syddansk Universitet

Strategisk Energiplanlægning på tværs af kommunegrænser fra vision til praksis

Brint og grønne brændstoffers rolle i fremtidens smarte energi systemer

Vindkraftens Markedsværdi

SDU og Fyns fremtidige energisystem

Nærmere beskrivelser scenarier for regionens energiforsyning i 2025

100% VE i EU med eksempler Towards 100% Renewable Energy Supply within the EU, examples. Gunnar Boye Olesen

Fremtiden for el-og gassystemet

HyBalance. Fra vindmøllestrøm til grøn brint. Gastekniske Dage 2016 Marie-Louise Arnfast / 4. maj 2016

UDVIKLING FREM FOR AFVIKLING Naturgas som en del af en renere løsning. Kraftvarmedagen 15. marts 2014 Ole Hvelplund

Fremtidens elsystem det bygger vi i dag

Fremtidens energisystem Scenarier for termisk forgasning

LÆS DENNE PIXI BOG OM ENERGI I NORDJYLLAND FOR AT:

Energiplan Fyn rammeplan

Alternative drivmidler og fremtidens energisystem

Nationalt: Strategisk energiplanlægning i Danmark

Brug af biomasse til energiformål

Biobrændstoffers miljøpåvirkning

Biogas i den cirkulære økonomi

Biogassens rolle i det danske energimiks - nu og fremover

Resultater, forudsætninger og analyseramme for ADberegningsværktøjet

Biomasse og det intelligente energisystem

Biogas i Danmark hvornår? Michael Dalby, E.ON Danmark Biofuel Seminar, 28. april 2011

Samspillet mellem energisystemerne

Baggrund og introduktion til fagområder

ENERGI INVESTERINGSSTRATEGI FOR INNOVATIONSFONDEN

Baggrundsnotat: "Grøn gas er fremtidens gas"

Notat om aktioner i den Strategiske Energiplan for Varde Kommune

Fremtidens energisystem

Elsektorens rolle i samarbejde med varmesektor -- fra fossile brændsler til vedvarende energi - tænk globalt, handl lokalt Jesper Koch, Dansk Energi

Fremtidens Integrerede Energisystem. Loui Algren Energianalyse Energinet.dk

Effektiv udnyttelse af træ i energisystemet

Kan vi have et VE-baseret energisystem uden biogas?

Behov for el og varme? res-fc market

Biogassens rolle i det integrerede energisystem

Fremtidens landbrug - i lyset af landbrugspakken 3. februar Bruno Sander Nielsen

PLADS TIL GAS. Gas mere grøn end træ

INTEGRATION AF ENERGISYSTEMERNE

Gå-hjem-møde: Naturgasmarkedets fremtid

Strategisk energiplanlægning i Syddanmark

Teknologiudvikling indenfor biomasse. Claus Felby Faculty of Life Sciences University of Copenhagen

Årets Energikonference 2015

FutureGas. - Gassens rolle i fremtidens energisystem. Professor Poul Erik Morthorst Afdeling for Systemanalyse

VE-gasser i naturgasnettet IDA ENERGI

Perspektiv ved græs-til-biogas i den fremtidige biogasmodel

Samspil mellem energisystemerne

Future Gas projektet. Gas som en integreret del af det fremtidige Energisystem

Naturgassens rolle i fremtidens energiforsyning

Fremtidens elnet i Europa - samspillet mellem elsystemer og muligheden for afsætning af vindmøllestrøm

Gas til el el til gas

Fremtidens energi er Smart Energy

En ny energiaftale og transportsektoren. Kontorchef Henrik Andersen

Seminar om termisk forgasning i Danmark

Hvor godt kender du energisektoren i Danmark?

Udviklingsforløb for omstilling af individuelle opvarmningsløsninger frem mod 2035 v. 2.0

Gassystemet - økonomi og udvikling 11. september 2013 Administrerende direktør Susanne Juhl

Danmark med 100% Vedvarende Energi

Præsentation af rapporten Scenarier for regional produktion og anvendelse af biomasse til energiformål Midt.energistrategimøde Lemvig, den 29.

Fremtidens energisystem og affaldsforbrænding Affaldsdage 2013

Europa-Huset

Transforming DONG Energy to a Low Carbon Future

Et balanceret energisystem

Hvordan kan afgiftssystemet bedre understøtte energipolitikken? 5 februar Hans Henrik Lindboe Ea Energianalyse a/s

Jordbrugets potentiale som energileverandør

Mere biomasse. Hvorfra, hvordan og hvor meget? Niclas Scott Bentsen. Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning

Fremtidens smarte energisystemer

STREAM: Sustainable Technology Research and Energy Analysis Model. Christiansborg, 17. september 2007

Muligheder på trafikområdet

Transkript:

Trafikdage 2014 - special session Energianalyser 2050 med fokus på transport

Mødeleder Michael Rask, Energistyrelsen Chefkonsulent Sigurd Lauge Petersen, Energistyrelsen Professor Henrik Wenzel, Syddansk Universitet Professor Brian Vad Mathiesen, Aalborg Universitet

Baggrund - målsætninger Fossil uafhængighed i 2050 100 pct. VE i el, gas og fjernvarme i 2035 Kul udfaset fra elsystemet i 2030 Vindkraft i el i 2020 50 pct, biomasse 20 pct. + en række andre mål for CO2, VE m.v. Q1 2014 var vindandelen i el i Danmark 53 pct.

Spørgsmål Er det teknisk muligt at omstille transportsektoren til fossil uafhængighed? Hvad koster det, er det billigt, dyrt eller meget dyrt? Er der hensyn som er særligt vigtige, såsom energieffektivitet, ressorceeffektivitet mv? Hvordan passer omstillingen af transportsektoren ind i omstillingen af energisektoren? Arbejder de mod eller med hinanden? Hvornår skal vi senest starte, hvis vi skal være færdige i 2050? Er der nogle "hovedveje", "smutveje", "genveje" eller "blinde vej" der tegner sig? Er der "skilleveje", hvor vi skal træffe vigtige valg. F.eks. mellem flydende drivmidler eller gasformige, som eksempelvis metan eller metanol? Hvad er timingen i omstillingen af transportsektoren mod 2050? Skal vi vente til sidst med den og omstille energisystemet først eller er går det hånd i hånd? Hvordan får vi producenterne af køretøjer og drivmidler med?

Tidsplan 13.20-14.50 13.25-13.50 SLP 13.50-14.15 HW 14.15-14.40 BVM 14.40-14.50 Spørgsmål og debat

Scenarier for energisystemet 2035-2050 med fokus på transport Sigurd Lauge Pedersen Trafikdage 26-08-2014

Scenarier for hele systemet fordi: Er opgaven overhovedet mulig? Konsistens mellem aftaleanalyser. Sammenfiltrede sektorer (el, varme, transport, industri). Optimere dosering af besparelser i forhold til forsyning. Forsyningssikkerhed (2 vinkler). Hvad koster det? Oplæg til valg af hovedspor.

Udland Elnet Besparelser!! Lager Gasnet El Raff Motor Bev.energi VP/EK Proces KV Kedel Rumvarme Fjernvarmenet Lager

5 scenarier 2035/50

Observation: Det koster meget mere at lave en GJ bevægelsesenergi end en GJ varme eller el.

+Etablering +Beslutning

Konklusioner Fossilfrihed mulig med kendt teknologi. Kan betales. Afhængighed af brændselsimport eller elimport (backup). Transport vejer tungt (brændselsforbrug og omkostninger). Starte i god tid; transport evt. senere. Elektrificering og besparelser no-regrets. Transport-el bidrag til elfors.sikkerhed.?

Gas eller methanol til tung transport i 2050? - et systemintegrationsperspektiv på forsyningssiden Henrik Wenzel, Lorie Hamelin og Rune Grandal, Syddansk Universitet, Linda Høibye, Asger Olesen og Claus Frier, COWI David Neil Bird, Johanneum Research, Østrig Acknowledgement: Petr Havlik og Michael Obersteiner, IIASA, Østrig Trafikdage Ålborg 26. august 2014

Hvordan designer vi fremtidens VE system? Vindkraft + sol & bølge Biomasse System design Elektricitet Varme Transport og hvordan optimerer vi systemets brug af biomasse til bioenergi?

Vind energi? Vindkraft + sol & bølge Biomasse System design Elektricitet Varme Transport Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Bio-energi? Vindkraft + sol & bølge Biomasse System design Elektricitet Varme Transport Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Bio-energi? Vindkraft + sol & bølge Biomasse System design Elektricitet Varme Transport Global biomasse til bioenergi = 100 300 EJ/år i henhold til IPCC (2011) 10 30 GJ/person i 2050 Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Analyse af energisystemets afhængighed af biomasse - i fire forskellige system konfigurationer 1. System 1: Standard bioenergi 2. System 2: Elektrificering 3. System 3: Elektrolyse 4. System 4: Mere elektrolyse (& bio-kulstof genvinding) Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

The 4 system design configurations

Energy system design overview Scenarios Philosophy Biomass demand Windpower Total PJ/y Specific GJ/prs./y Total PJ/y Hydrogen Total PJ/y Standard bioenergy Biomass substitutes fossil fuels 630 120 50 0 Electrification Electrolysis CO 2 recovery Full electrification of transport and heat Much hydrogen through electrolysis Even more hydrogen through electrolysis 450 80 90 0 290 50 250 75 230 40 310 100 Available biomass for energy: 100 300 EJ/år 10 30 GJ/prs./y as global average (IPCC, 2011)

Energy system design overview Green data = scenarios from the Danish Energy Agency Scenarios Philosophy Biomass demand Windpower Total PJ/y Specific GJ/prs./y Total PJ/y Hydrogen Total PJ/y Standard bioenergy Bio+ Biomass substitutes fossil fuels 630 120 130 50 75 0 0 Electrification Bio Full electrification of transport and heat 450 80 80 90 110 0 0 Electrolysis Wind Much hydrogen through electrolysis 290 50 50 250 250 75 63 CO 2 recovery Hydrogen Even more hydrogen through electrolysis 230 40 40 310 300 100 81 Available biomass for energy: 100 300 EJ/år 10 30 GJ/prs./y as global average (IPCC, 2011)

Konklusion 1 Fuld VE kræver et stort biomasse input. Selv det mest avancerede VE system kræver lige så meget biomasse input som vind eller sol (udtrykt i fx PJ/år) Selv det mest avancerede danske VE system kræver dobbelt så meget biomasse, som der som gennemsnit er til rådighed pr. person i verden globalt Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Konklusion 2 Når vi skal identificere den globale biomasse marginal, er størrelsen af den globale biomasse efterspørgsel afgørende. Definition: Den globale biomasse marginal er den type biomasse forsyning, der ender med at øges som resultat af øget dansk efterspørgsel/import

Mha EJ/year Mha EJ/year Mha EJ/year Mha EJ/year Partial equilibrium model of land use change: GLOBIOM 600 0 US$/ton CO2; 1.5 US$/GJ 35 600 50 US$/ton CO2; 1.5 US$/GJ 30 400 30 400 25 200 0-200 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 25 20 15 10 200 0-200 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 20 15 10-400 5-400 5-600 0-600 0 600 400 200 0-200 0 US$/ton CO2; 5 US$/GJ 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 120 100 80 60 40 600 400 200 0-200 50 US$/ton CO2; 5 US$/GJ 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 120 100 80 60 40-400 20-400 20-600 0-600 0 Cropland area Plantation area Grassland area Old forest area New forest area Other land area Solid paid, EJ primary

Carbon Footprint beregning - stor afhængighed af biomassens oprindelse 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100

Konklusion 3 De mest sandsynlige kandidater til den marginale biomasse forsyning - i en IPCC 2 o C VE verden 2013-2020: Udtyndingstræ (op til max 5-10 EJ/år) CO2 neutral Plantage på lav-c arealer (fx græsland m. lav ILUC faktor) (op til max 40 EJ/år) Negativ CF (dvs. CO2 optag fra atmosf.) Plantage på landbrugsland inkl. ILUC Lavere CF end fossile brændsler Høst fra eksisterende skov CF som fossile brændsler eller højere 2020-2035: Plantage på græsland m. højere ILUC faktor Lavere eller samme CF som fossile br. Plantage på savanne el. lign. arealtype Lavere CF end fossile brændsler Plantage på skovareal eller høst fra eksist. skov CF som fossile brændsler eller højere 2035-2050: Plantage på savanne el. lign. arealtype Lavere CF end fossile brændsler Plantage på skovareal eller høst fra eksist. skov CF som fossile brændsler eller højere 2050+: Plantage på savanne el. lign. arealtype Lavere CF end fossile brændsler Plantage på skovareal eller høst fra eksist. skov CF som fossile brændsler eller højere Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Konklusion 4 1. Det afgørende for en bioenergi er ikke dens egne egenskaber set isoleret 2. Det afgørende for carbon footprint af en bioenergi er: Biomassens oprindelse Bioenergiens system integration Hvilket system skal bioenergien virke i og hvad fortrænger hovedproduktet og co-produkterne fra biomasse konverteringen? Hvordan integrerer processen el, transportbrændsler og varme, herunder hvor fleksibelt den kan skifte mellem disse Hvor godt tillader processen at optage brint i systemet Hvor godt håndterer den landbrugets kulstofbalance, og resulterende Hvordan den påvirker systemets samlede biomasse forbrug 3. Energieffektivitet som performance indikator kan derfor blive for enøjet. Eksempel: Et træpillefyr til fjernvarme har høj energieffektivitet, men ringe integrationsegenskaber i fremtidens VE system på længere sigt. Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Konklusion 5 Termisk forgasning og forgæring har gode integrationsegenskaber i et VE system, fordi: De omdanner biomasse til et brændsel, der kan lagres, fx gas på naturgasnettet Gas-baseret el-produktion er attraktiv som stand-by og regulering af vindkraft fordi: Et gas-baseret kraftværk kan indreguleres hurtigt (få minutter), og især Gas-baseret el-produktion har lav investeringsomkostning pr. installeret effekt hvilket er afgørende i et fremtidigt system, hvor den kun aktiveres i 5-10 % af tiden Biogas og syntesegas er gode til at assimilere brint under hydrogenering af gasserne De tilbyder høj fleksibilitet: kan skifte mellem opgradering (hydrogenering) til produktion af transportbrændsler (når el-prisen er lav) og direkte elproduktion (uden hydrogenering) når el-prisen er høj. Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Konklusion 6 Biogas samforgæring af halm og gylle har gode integrationsegenskaber, fordi: Det forbedrer C/N forholdet i forhold til rene gylle anlæg og øger C- indholdet og gasudbyttet pr. m3 gylle. Det tillader, at næringssalte og svært nedbrydeligt kulstof returneres til jorden og øger dermed den energitilgængelige mængde halm, hvis jorden skal have sin del på langt sigt. Vi har således et stort halmpotentiale (50 PJ/år?) til energiformål, hvis det bruges i biogas, men et væsentligt mindre potentiale (ca. 15 PJ/år?), hvis det bruges i forbrænding hvis jorden skal have samme mængde C på langt sigt. Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi

Hypotese Spørgsmålet om gas eller methanol til tung transport afgøres derfor i vid udstrækning af behovet for synergi og systemintegration på forsyningssiden mellem el, varme, tranport og landbrugsjord Behovet for at integrere brint er stort i et fuldt VE system, hvis vi skal reducere biomasse forbruget til et bæredygtigt niveau På ressource og forsyningssiden virker det attraktivt i et fuldt VE system: at sam-forgære gylle, dybstrøelse og halm til biogas og at hydrogenere biogassen til methan at termisk forgasse træ-biomasse til syntesegas og hydrogenere denne til enten methan eller methanol eller andre flydende brændsler (herunder flybrændsler) Det Tekniske Fakultet, Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi