Fremtidens Integrerede Energisystem Loui Algren loa@energinet.dk Energianalyse Energinet.dk
Dagsorden Kort om Energinet.dk Scenarie for et samfundsøkonomisk effektivt energisystem baseret på vedvarende energi Variationer i vindproduktion Gas og flydende brændsler: Integration af el, varme og transport Varmepumper: Integration af el og varme 2
Om Energinet.dk 3
Energisystemet er under forandring Europa er midt i en historisk omstilling af energisystemet - Danmark er i front I 2020 skal vindkraft udgøre 50% af elforbruget I 2035 skal el- og varmeproduktion være fossilfri (regeringsmål) I 2050 skal Danmark være 100% fossilfri 4
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 $/barrel Helhedsorienteret tilgang Vind Sol Biomasse Naturgas Olie Kul 60, 40, Osv 160, Historisk oliepris 140, 120, 100, 80, 20, Opvarmning Procesvarme Køling Lys, it Transport 0, Energistrømme for scenarie for 2035. Pilenes tykkelse er indikative 5
VE-ressourcer i Danmark Baseret på vindscenariet fra Energiaftalens analyser, 2014 6
Elproduktionsomkostninger i 2030 Landvind < havvind/sol Havvind/sol < biomasse Langsigtede samfundsøkonomiske omkostninger inklusive investering (LRAC) i 2030 for elproduktion. Omkostningsniveau for kul-kv er angivet for IEA New/Current policy og 450 PPM. Barmarks anlæg for sol er ikke vist på figur. Klimakommissionen har tidligere angivet 25 TWh som et eksempel på potentiale. 7
Landvind er billigst allerede i dag Også ifølge Energistyrelsen Tal for solceller er allerede forældede Kilde: Elproduktionsomkostninger for 10 udvalgte teknologier ENS 2014 8
Energiforligs-analyserne viser flere retninger Scenarier El-analyse Idag Brutto brændsels-forbrug 2050 Gas-analyse Samf. øk. omkostning Vind-scenariet har høj energiforsyningssikkerhed og bæredygtighed, men langsigtet ca. 8% dyrere end fossil reference Særligt er systemomkostninger til netforstærkning, elspidslast, systembalancering og biogas/biobrændstoffer fordyrende 9
Et samfundsøkonomisk effektivt scenarie El: Kul og naturgas -> Vindkraft Gas: Naturgas -> Grønne gasser Varme: Kul og naturgas -> El, biomasse og overskudsvarme Transport: Benzin og diesel -> El og biofuels 10
Et samfundsøkonomisk effektivt scenarie - Et vinddomineret elsystem 11
Variationer i vindproduktion En vindstille uge i år 2035 12
Variationer i vindproduktion En vindrig uge i år 2035 13
Variationer i vindproduktion Fleksibelt forbrug kan udglatte på den korte bane 14
Variationer i vindproduktion Udveksling med nabolandene kan også balancere på lang sigt 15
Udlandsforbindelser DK1/Norge: 1700/2400 MW DK1/England: 700/1400 MW DK1/Holland: 700 MW DK1/Tyskland: 2500/3700 MW 2400 MW DK2/Sverige: DK2/Tyskland: 1700 MW 600 MW Storebælt: 600 MW (3700 MW) 16
Et samfundsøkonomisk effektivt scenarie - Gassystemet og biomassen 17
Omkostninger ved grønne gasser Der er billig og dyr biomasse. Vi kan altid opgradere med elektrolyse, men det er dyrt, så det gælder om at minimere forbruget. Langsigtede gennemsnitsomkostninger inkl. investering (LRAC i 2030) og potentiale fra DKressourcer til VE-gasproduktion (potentiale/omkostningskurve). Omkostning er vist for den ikkeopgraderede VE-gas. Nederst i figuren er vist brændstofforbrug i 2013 og scenarie for 2035 og 2050. 18
Gassystemet som energilager og integrator Gradvis omstilling af gas fra naturgas til VE-gas af forskellige kvaliteter (SNG, syntesegas, elektrolysegas) Integrationen af VE-gasser i energisystem kræver viden om forskellige gastyper og samspil med transmission Optimering af Power2Gas til markedspriser el, varme, gas øger fleksibilitet og omkostningseffektivitet El-pris VEgas -pris Varme-pris 19 Temamø de hos Dong
Lagerkapacitet i energisystemet Scenarie 2035 2,3 TWh Gaslagre (11 TWh metan-gas) vist som el input ved Power-to-gas Udlandsforbindelser årlig akkumuleret case 2035 (2,3 TWh) Fjernvarme m. lager Individuel varmep. El- og plugin hybrid case 2035 Fjernvarme med ekstra sæsonlagre 20
Samspil mellem overordnet og lokale gasnet Uge med lav vindkraft 21
Et samfundsøkonomisk effektivt scenarie - Varmepumper Proces varmepumper Fjernvarme Overskudsvarme 22
Store varmepumper Decentrale Centrale Individuelle 2020 120 MW-el 0 MW-el 120 MW-el 2035 300 MW-el 150 MW-el 400 MW-el 23
Varmepumpeoversigt fra PlanEnergi 24
Omkostninger ved varmeproduktion i Kbh Biomasse Varmepumper Kilde: Varmeplan Hovedstaden 3 EA Energianalyse 2014 25
Individuelle varmepumper nuværende afgiftssystem Kilde: Energinet.dk/energianalyser 26
Individuelle Varmepumper det går den forkerte vej 27
Aktuel debat om varmepumper og biomasse 28
Læs mere på energinet.dk/energianalyser 29
Danmark ligger geografisk mellem forskellige elproduktions-systemer Billig vandkraft Fx 25 øre/kwh Eksempel på pris for elproduktion i Danmark og nabolande uden samhandel over udlandsforbindelser Termiske kraftværker med kraftvarme Fx 40 øre/kwh Termiske kraftværker stort område Fx 40 øre/kwh Dok. 14/24552-4 30
Danmark er elsystemets silkerute Når der er rigeligt vand i Norden, eksporteres billig vandkraft til Danmark og Tyskland Typisk billede anno 2004 Når Norden mangler vand, importeres el fra kraftværker i Danmark og Tyskland Flaskehalsindtægt NO/DK Fx 25 øre/kwh Fx 25 øre/kwh Stor elhandel gennem Danmark har både givet billigere elpriser i Danmark og været en samfundsøkonomisk god forretning Flaskehalsindtægt NO/DK Fx 40 øre/kwh Fx 45 øre/kwh Flaskehalsindtægt DK/DE Fx 35 øre/kwh Danmarks geografiske placering er således årsag til vore stærke udlandsforbindelser Flaskehalsindtægt SE/DK Flaskehalsindtægt DK/DE Fx 40 øre/kwh Flaskehalsindtægt SE/DK Dok. 14/24552-4 31
Handelsvaren skifter silkeruten består Når det ikke blæser, eksporteres vandkraft til Danmark og Tyskland Typisk billede anno 2014 Når det blæser, sparer Norden på vandet og importerer vindkraft fra Tyskland og Danmark Flaskehalsindtægt NO/DK Fx 25 øre/kwh Tyskland og Danmark lagrer i dag vindkraft i den nordiske vandkraft Flaskehalsindtægt NO/DK Fx 22 øre/kwh Fx 25 øre/kwh Danmark er stadig transitland Fx 20 øre/kwh Flaskehalsindtægt DK/DE Flaskehalsindtægt SE/DK Flaskehalsindtægt DK/DE Flaskehalsindtægt SE/DK Fx 35 øre/kwh Fx 20 øre/kwh Dok. 14/24552-4 32
Danmark er pristager fra vore nabolande DK fælles pris med alle DK fælles pris med Norden DK fælles pris med Tyskland DK med egen pris Ca. 20 pct. af tiden Ca. 50 pct. af tiden Ca. 20 pct. af tiden Ca. 10 pct. af tiden Dok. 14/24552-4 33
Danmark har den laveste spotpris i EU EU-kommissionens seneste energimarkedsrapport viste, at Danmark i første halvår af 2014 havde den laveste spotpris på el i EU. NO: ca. 26,8 Priser i EUR/MWh Dok. 14/24552-4 34
Vindkraft omkring Danmark Danmark er lilleput. Vindproduktion i det nordiske prisområde forventes fordoblet fra i dag til 2020. Det regionale og dermed det danske elmarked bliver stadig mere præget af vindkraft UANSET udbygningshastighed af dansk vindkraft. 128 TWh 33 TWh Norge 2 TWh 99 TWh 4 TWh 1 GW 2 GW Danmark 13 TWh 5 GW Det nordiske prisområde 19 TWh 6 GW Nordtyskland 29 TWh 16 GW 76 TWh 29 GW 137 TWh Sverige 397 TWh 13 TWh 5 GW 21 TWh 8 GW Samlet for det Det nordiske prisområde 57 TWh 26 GW 121 TWh 44 GW 35
Kun få timer med negative / lave elpriser MWh/h 4000 Neg. pris 46 timer (0,5 pct.) 0 10 øre/kwh 355 timer (4,1 pct.) 10 20 øre/kwh 1.930 timer (22,0 pct.) 20 30 øre/kwh 5.379 timer (61,4 pct.) 30 40 øre/kwh 845 timer (9,6 pct.) Over 40 øre/kwh 205 timer (2.3 pct.) MWh/h 4000 3500 Elproduktion, import og eksport DK1 2014 3500 3000 Import (Udland-DK1) 3000 2500 Solceller (DK1) 2500 2000 Vind (DK1) 2000 1500 1500 1000 Decentral (DK1) 1000 500 Central (DK1) 500 0-500 Eksport (DK1- Udland) 0-500 -1000 Eksport (DK1-DK2) -1000-1500 -1500-2000 -2000 Dok. 14/24552-4 36
Priser på olie, kul og gas 37
Elnet 38
Gasnet 39
Vi leverer høj forsyningssikkerhed 40
Udfordring ved omstillingen Elproduktion og elforbrug følges ikke ad. 41