Vindenergi - og vinderenergi Energinet.dk præsentation på seminar 15. november 2013 Kim Behnke, forsknings- og miljøchef, Energinet.dk kbe@energinet.dk
Energinet.dk s vigtigste opgave kl. 20.50 år 20 50 2
Energinet.dk s vigtigste opgave kl. 20.50 år 20 50 3
Energinet.dk s vigtigste opgave kl. 20.50 år 20 50 Balance 50 gange i sekundet 4
Transition - from black to green energy 5
How about the present? 2013 live situations! A perfect Friday October 25 th 6
How about the present? 2013 live situations! An extreme Monday October 28 th 7
How about the present? 2013 live situations! Saturday without any wind November 2 nd 8
How about the present? 2013 live situations! An other windy Sunday November 3 rd 9
Målrettet dansk klima- og energipolitik 2012 2020 2030 2035 2050 30 % vind 42 % VE 50 % vind 70 % VE 0 % kul og oliefyr 100 % VE el varme 100 % VE energi Det kan kun lade sig gøre, hvis vi lagre store mængder el 10
Electricity prod. (TWh/år) Elektricitetsproduktion i vindkraft scenariet 90 80 70 60 50 40 30 Fluktuerende elproduktion 20 10 0 Fluktuerende elproduktion 2012 2020 År 2035 2050 Windpower Photovoltaic Wavepower Gas renewables Biomass CHP Waste CHP Natural gas Oil CHP Coal 11
Energinet.dk prioriteter mod 2020 Produktion Virkemidler og løsninger 50% vindkraft 50%? + + Robust transmissions net, stærke udlandsforbindelser og fuld markedsintegration Fleksibilitet i forbrug og produktion, lagring, samarbejde med varme- og transportsektorerne Smart Grid til effektiv kontrol og markedsbaseret regulering af elsystemet samt integration af lokale energiressourcer mange baseret på gas 12
Det første ben - udlandsforbindelser 13
14
Udlandsforbindelser mange fordele for Danmark 2000 MW ekstra kapacitet i de kommende år Forøgelse af forsyningssikkerheden for el med VE udbygning Adgang til at handle el på flere forskellige markeder bedre priser Internationalisering af elmarkederne harmonisering af produkter Højere samfundsnytte af VE Adgang til reserver i udlandet Mere stabil prisudvikling Elsystemet får fortsat adgang til de vigtige systembærende egenskaber over HVAC forbindelserne til Tyskland og Sverige Skærper også konkurrencen for danske kraftværker! 15
Kapacitet til og fra Danmark 16
Det andet ben nyt fleksibelt forbrug og lagring 17
Elproduktion med 50 % vindkraft i 2020 50 % vindkraft (p.a.) og elproduktion fra kraftvarmeværker i klassisk januar måned med varmebehov Elproduktionen vil overstige forbruget med 62 % Eloverløb (ikke dansk anvendt el) bliver 40 % af vindenergien MW Der skal eksporteres 7.000 MW i visse timer 18
Ex 2: Elproduktion og kedeldrift med 50 % vind 50 % vindkraft (p.a.) og elproduktion kun lidt kraftvarme i klassisk januar måned Reservekedler har overtaget 24 % af varmeproduktionen - el kraftværker udfases Eloverløb (ikke dansk anvendt el) reduceres fra 40 % til 17 % af vindenergien Der skal eksporteres 2.600 MW i visse timer Figur med tak til Paul-Frederik Back 16. marts 2013 Smart Energy - Smart Grid 19
Ex 3: Elproduktion og nyt elforbrug med 50 % vind 50 % vindkraft (p.a.) - nyt elforbrug, ingen kraftvarme i klassisk januar måned Reservekedler kun til 5 % af varmeproduktionen - el kraftværker udfaset Etablering af 900 MW varmepumper og 1.500 MW elpatroner Eloverløb (ikke dansk anvendt el) reduceres fra 40 % til 4 % af vindenergien Figur med tak til Paul-Frederik Back 16. marts 2013 Smart Energy - Smart Grid 20
El produktion og energilagring i den fossile verden Endstedværkets kullager proces og lager er afkoblet 2.000.000 ton kul = ca. 1 års max. forbrug = ca. 300 mio. elbiler (EV) Termisk og mekanisk inerti giver desuden systemydelser til elsystemet 21
Lagring af el vejen til 100 % vedvarende energi Elektricitet skal bruges når det produceres! Nedlukning af vindkraft og solenergi må ikke være normal drift El kan lagres til senere brug men det indebærer tab Sammentænkte løsninger mellem el-gas-varme kan minimere tabet Den mest effektive form for ellagring er virtuel lagring Flytte fleksibelt forbruget i tid indenlandsk eller i udlandet Den billigste form for ellagring er vandkraft i udlandet Kræver gode udlandsforbindelser mod nord Den miljømæssige løsning er at fortrænge fossile brændsler Lagre el i anden energiform fx til transport og varme Den optimale løsning er at gemme el som gas Gas kan omsættes til el og varme, når VE-produktionen ikke genererer el 22
2020 nyt og stort elforbrug til CO 2 fortrængning Vind til varme - konvertering 300.000 private oliefyr bør konverteres til varmepumper med Smart Grid applikationer eller til fjernvarme 200.000 inden 2030 60 % af alle danske bygninger anvender fjernvarme fra varmekraft Store varmepumper (større end 100 MW) bør integreres i de større fjernvarmeområders transmissionssystemer Elkedler (elpatroner) kan gør nytte i fjernvarmesystemer der er allerede installeret 300 MW Vind til vejen - transportsektoren Plug in Hybrid biler og elbiler Infrastrukturen er på plads; elforsyning, IT-systemer og Smart Grid applikationer bliver udrullet landsdækkende de næste 2-3 år Lagring af elektricitet helst med små tab El til gas - Power to Gas (P2G) konvertering har primær fokus for storskala lagring af energi med igangværende FUD projekter. Store batterier, CAES (trykluftlager) og andre lagerteknologier er relevante for FUD projekter 23
Det tredje ben intelligente elsystemer 24
Smart Grid Stamtræet i Danmark 109 Smart Grid projekter 2011 Smart Grid teknik prioritering 2011 Danmark # 1 med 22% af projekter 2012 Smart Grid F&U Roadmap 2013 Smart Grid i Danmark 2010 35 anbefalinger Smart Grid Netværk 2011 Status 35 Smart Grid anbefalinger 2012 Smart Grid Strategi 2013 Smart Grid populært 2011 Projekt rapport 2011 62 Smart Grid virksomheder 2012 DanGrid Koncept og Roadmap 2012 25
Hvad når Danmark inden 2020 Udlandsforbindelser og øget markedsdeltagelse 2.000 MW ekstra kapacitet til og fra Danmark Nyt elforbrug i Danmark Nye 70-80.000 oliefyr skiftes ud med varmepumper (yderligere 120.000 til 2030) Nye 350-400 MW Elkedler i fjernvarme (Studstrup, Avedøre, Nordjylland, Fyn 80-100 MW i hvert anlæg) med >2000 driftstimer om året Eksisterende 300 MW Elpatroner i kraftvarme (10-15 MW enheder) med <1000 driftstimer om året 8-10.000 elbiler (der er i dag 1.500 enheder) 50-70 MW Elektrolyseanlæg med >3000 driftstimer om året Smart Grid Smart Energy Alle har fjernaflæste digitale elmålere. DataHub services, timeafregning, engrosmodel, Nordisk detailmarked og anden markedsudvikling 10 aggregatorer og lokale markedspladser efter DanGrid modellen 26
Tak for jeres opmærksomhed Horns Reef 27
Børsens priskryds nu øre/kwh Vindkraft tarif 60 PSO Gaskraft 40 Kulkraft A-kraft 25 Vandkraft Vindkraft bud Forbrug MWh 28
Børsens priskryds i fremtiden øre/kwh Vindkraft tarif 60 PSO Gaskraft 40 Kulkraft A-kraft 25 Vandkraft Vindkraft bud Forbrug MWh 29