Fremtidsperspektiver for kraftvarme Jesper Werling, Ea Energianalyse Erfa-møde om kraftvarme og varmepumper Kolding, 19. maj 2016
Ea Energianalyse Systemanalyse Strategier Marked F&U Konsulentfirma. Rådgivning og forskning inden for energi- og klimaområdet Virksomheden blev stiftet i 2005 og har 35 medarbejdere Vores typiske kunder er energiselskaber, myndigheder, brancheorganisationer i Danmark og udlandet Arbejdsfelt omfatter især: Energisystemer, marked og virkemidler Modellering af el- og varmesystemer Scenarier og strategier
Agenda Hvilke perspektiver har kraftvarme som en del af fjernvarmeforsyningen? Med nuværende rammer Med ændrede rammer Hvilke perspektiver har kraftvarme som en del af elforsyningen? 3
Kraftvarme vigtig del af el- og fjernvarmeforsyningen Hvordan vil udviklingen være i fremtiden? 4
Brændsler til kraftvarme i dag En stor del af kraftvarme er allerede i dag biomasse eller affald (større byer) Ca. 50 % af kedelanlæg er også baseret på biomasse (mindre områder uden naturgas) Naturgasområder kører i højere grad i kedeldrift Fordeling på typer Centrale: ca. 60 % Store decentrale: ca. 20 % Små decentrale: ca. 20 % 5
Energistyrelsens langsigtede scenarier 100 % VE i 2050 Betydelig andel af varmepumper og overskudsvarme. Kraftvarme mindre andel. Særligt i de centrale områder spiller kraftvarme dog fortsat en rolle i 2050 6
Investeringer i fjernvarmen mod 2025 Store, centrale områder Der er besluttet eller overvejes omstilling til biomassekraftvarme i de fleste byer. Andre nye teknologier ser ud til at få begrænset gennemslag. Decentrale områder Grundbeløbet ophører 2018 og flere gaskraftvarmeanlæg står over for at skulle levetidsforlænges => behov for nye investeringer i gasfyrede områder. Flere byer planlægger omstilling til sol og biomasse. I øvrige byer er der behov for beslutning om ny grundlast inden for ret kort tid. 7
Vigtige rammer for investeringer Afgifter på varmeproduktion Høje afgifter på fossile brændsler: 64-73 kr./gj Afgifter, PSO og nettariffer på el: ~ 220 kr./gj el Ingen afgifter på biomasse, sol, omgivelsesvarme Eltilskud Ophør af grundbeløb til naturgasværker Biomasse: 150 kr./mwh Krav om kraftvarme Udvikling i priser på brændsler, CO2, el 8
Varmeomkostninger 2020 Nye ENS priser (elpris 235 kr./mwh) og 5.000 fuldlasttimer I større områder er biomassekraftvarme attraktivt I mindre 9 områder: valg mellem gaskraftvarme og sol eller varmepumper og sol
Fjernvarmeanalysen 2014 Udvikling med afgifter og tilskud 10 Betydelig stigning i biomasse i 2020. Naturgas og kul falder markant. Markant vækst i solvarme. Kraftvarme spiller væsentlig rolle frem mod 2035. Også i et forløb uden afgifter fylder kraftvarme meget, men kedler og VP større rolle.
11 Elmarkedet stort fald i priser siden 2014
Konkurrenceforhold mellem biomassekraftvarme og -kedler 160 Varmeomkostning (kr./gj) 140 120 100 80 60 40 20 0 Lys: 3000 fuldlasttimer små værker store værker Mørk: 6000 fuldlasttimer små værker store værker Kedel (flis) Kraftvarme (flis) 0 100 200 300 400 500 600 Elpris (kr./mwh) 12 Som grundlast er biomassekraftvarme økonomisk interessant Som mellemlast er kedler økonomisk interessant
Bud på ændring af investeringer ved ophævelse af kraftvarmekravet uden ændring af afgifter I centrale områder vil det formentlig have lille effekt på investeringer og produktion i fjernvarmen. Dog kan mellemlastanlæg i stigende grad blive kedelanlæg. I de mellemstore fjernvarmeområder kan biomassekraftvarmeanlæg blive udskiftet med biomassekedler. Grundlastanlæg ser dog fortsat ud til at være bedst som kraftvarme. Mellemlast og spidslast kan være kedelanlæg. I de mindre områder vil der med stor sandsynlighed blive etableret biomassekedler. Dette vil reducere varmepumpeinvesteringer. Varmeomkostningen ændres ikke væsentligt i større områder, men i mindre områder vil varmeprisen blive reduceret. Samfundsøkonomisk er gevinsten dog formentlig begrænset. Staten mister provenu, særligt i mindre områder. Uoverensstemmelse mellem selskabs- og samfundsøkonomi: Ophævelse af kraftvarme bør ses i sammenhæng med tilrettelæggelse af fremtidige afgifter. Usikkerhed om rammer kan udsætte investeringer. 13
En elsektor i hurtig forandring Vindudbygning. Planer og fremskrivninger 450 400 350 FINLAND NORWAY DENMARK SWEDEN HOLLAND GERMANY Elproduktion (TWh) 300 250 200 150 100 190% 380% 50 0 100% 2014 2020 2035 14
Elsystemet i Danmark Fra Fjernvarmeanalysen 2014 Vind (og nok sol) udvikles kraftigt og bliver dominerende på langt sigt Kul og naturgas udfases Biomassekraftvarme væsentlig rolle 2020-2035, men reduceres på langt sigt Udbygning med gasfyrede anlæg til spidslastdrift kun meget få (under 1.000) driftstimer 15
Ændring af elprisens variation Fra analyse af Ea i foråret 2016 med lavere inputpriser og VE-tilskud Antal af meget høje priser er usikkert 16 Kr./MWh 2018 2020 2025 2030 2035 2040 Elpris DK2 199 210 283 288 297 290
Fremtid for gaskraftvarmeanlæg I fremtidens elsystem vil termiske anlæg få færre driftstimer men højere elpriser i snit Økonomi for gaskraft vil i stigende grad afhænge af få højpristimer Eksempel: 2025, gas = 43 kr./gj, CO2 = 91 kr./ton, virk. = 40 %. Antal timer til at dække fast D&V og reinvestering på 100.000 kr./mw/år: Elpris (kr./mwh) 500 1.000 2.000 10.000 20.000 Antal timer 2.754 186 65 10 5 Det enkelte fjernvarmeselskab må foretage en vurdering ud fra vurdering af indtjeningsmuligheder i elmarkedet Spørgsmålet undersøges nærmere i projektet 2030 Strategien, som gennemføres af Dansk Fjernvarme med bistand fra Ea Energianalyse 17
Udvikling i termisk kraftværkskapacitet Energinet s nye forudsætninger i høring 18
Opsamling Med det nuværende rammeværk vil der sandsynligvis ske en markant omstilling fra fossile brændsler til VE i fjernvarmesystemet i Danmark de kommende år. Kul og naturgas udskiftes med biomasse i større områder og sol og varmepumper i mindre områder. Biomassekraftvarme spiller en vigtig rolle på kort og mellemlangt sigt. Kraftvarmens økonomi afhænger af udviklingen i elprisen i det internationale marked, som er usikker og afhænger bl.a. af CO2-systemet På længere sigt stiger andelen af varmepumper og overskudsvarme, men kraftvarme har fortsat betydning. Kraftvarme får væsentligt færre drifstimer. Hvis kraftvarmekravet ophæves må forventes større udbygning med kedler i stedet for kraftvarme. I større områder vil kraftvarme dog formentlig være vigtig. En ophævelse skal dog gå hånd i hånd med afgiftsændringer for at sikre samfundsøkonomiske investeringer. I elsystemet vil andelen af termisk kapacitet falde betydeligt i kommende år Eksisterende gaskraftvarmeanlæg kan vise sig værdifulde som fremtidige spidslastanlæg i elsystemet. 19
20 EKSTRA
120 Valg mellem kraftvarme og kedler (affald) Varmeomkostning (kr./gj) 100 80 60 40 store værker små værker 20 0 Kedel (affald) Kraftvarme (affald) 0 100 200 300 400 500 600 Elpris (kr./mwh) 21