IDAS ENERGIVISION SET I LYSET AF ENERGIKOMMISSIONENS ANBEFALINGER - ANBEFALINGER TIL DET NYE ENERGIFORLIG 22 BRIAN VAD MATHIESEN bvm@plan.aau.dk IDA Energi, Hvordan kommer vi videre med Energi-kommissionens anbefalinger? Rambøll, København, juni 217 SUSTAINABLE ENERGY PLANNING RESEARCH GROUP AALBORG UNIVERSITY 4 ÅR = STABIL ENERGI- FORSYNING MINDRE CO2 OMKOSTNINGSEFF. Indeks 19 18 17 16 15 14 13 12 11 1 9 198 '82 '84 '86 '88 '9 '92 '94 '96 '98 2 '2 '4 '6 '8 '1 Energiforbrug Danmark Danmark BNP 1 Primær energiforsyning, PJ 9 8 7 6 5 Vindmøller 4 3 2 Biomasse Solceller 1 197 '75 198 1985 199 1995 2 25 21 215 Danske potentialer Olie Naturgas Kul og koks Andet Biomasse Vindmøller Olie til transport 2 Twitter: @brianvad 1
Energikommissions anbefalinger Energikommissions anbefalinger Twitter: @brianvad 2
Mere vind i Danmark og hos vores naboer Historiske elpris Fremskrivninger i Danmark Twitter: @brianvad 3
Integration af el og varmemarked og forøgelse af vindkraftens værdi. (Sænkning af afgift på vind til varme + til transport) Elpris øre per kwh El forbrug 25 og 22 uden VE varmemarked El forbrug 22 med VE varmemarked El kapacitet og marginale omkostninger 25 El kapacitet og marginale omkostninger 22 El pris 25 22 med VE varme marked Vindkraft kapacitet 25 El pris 22 uden VE varmemarked Vindkraft kapacitet 22 VE varme 22 Kraft kapacitet Hvelplund, 215 Elpris som funktion af vindandel af dansk elforbrug Vind betyder meget uanset: kul-pris, CO2-pris, Vådår/tørår Bemærk, at : Tydelig samvariation mellem vindandel og elpris. Faktisk næsten 2 øre/kwh ved at gå fra til 14% vindandel. Det betyder hvis man kan fjerne en vindandel til varmemarkedet, så stiger elprisen også i den periode. Skal måske fjernes i hele Nordeuropa!? Hvelplund, 215 8 Twitter: @brianvad 4
BIOMASSEPOTENTIALET OPTIMISTEN: CA. 3 PJ PESSIMISTEN: 165 PJ REALISTEN: 2 PJ Biomasseforbrug i Danmark Kraftvarme og kedler 4 GJ BIO PR. CAPITA ER HØJT GLOBALT 16 Biomasseforbrug i Danmark, PJ 14 12 1 8 6 4 2 5 PJ import Restpotentialer: ca. 1 PJ træ ca. 3 PJ halm ca. 25 PJ biogas + energiafgrøder 198 199 2 25 21 212 213 214 Halm Skovflis Brænde Træpiller Træaffald Affald, bionedbrydeligt Bioolie Biogas Brænde import Skovflis import Træpiller import Bio ethanol import Biodiesel nettoimport 9 Hvorfor det integrerede energisystem? fordi det er billigst Electricity Generation Costs in 215: Fossil Fuels vs. Wind Investment Fuel O&M Capacity Electricity Generation Costs in 22: Fossil Fuels vs. Wind Investment Fuel O&M Capacity Annual Costs to Produce 1 TWh (M /year) 18 16 14 12 1 8 6 4 2 14 12 1 8 6 4 2 Capacity Required to Produce 1 TWh (MW) Annual Costs to Produce 1 TWh (M /year) 12 1 8 6 4 2 14 12 1 8 6 4 2 Capacity Required to Produce 1 TWh (MW) Coal Fired Steam Combined Cycle Onshore Wind Offshore Wind Photo Voltaic (6 Coal Fired Steam Combined Cycle Onshore Wind Offshore Wind Photo Voltaic (6 Plant Gas Turbine Farms Farms kwp) Plant Gas Turbine Farms Farms kwp) 12 1 Levelised Cost (DKK/MWh) 8 6 4 2 Oil burner Natural gas Biomass boiler Heat pump Heat pump Electric heating District Heating (mineral oil fired, boiler (automatic air to water brine to water <1 % FAME) stoking) 211 (Low) 22 (Medium) 23 24 25 (High) 1 Twitter: @brianvad 5
IDAs Energivision 25 HOVEDPRINCIP Energibesparelser www.energyplan.eu Mere effektiv energikonvertering Vedvarende energi FLEKSIBLE TEKNOLOGIER INTEGREREDE ENERGI- SYSTEMER Twitter: @brianvad 6
Det intelligente energisystem Nøglen til omkostningseffektive vedvarende energisystemer Varmelagre, fjernvarme, kraftvarme og store varmepumper Nye elbehov fra store/små varmepumper og elbiler (med ellager) Mere El = Bæredygtig Biomasse-forbrug Elektrolyse og flydende brændsler til transportsektoren med lagre Integration af gas-systemet og gaslagre Power-to-Heat Power-to-Transport Power-to-Gas Power-to-liquids Pump Hydro Storage 175 /kwh (Source: Electricity Energy Storage Technology Options: A White Paper Primer on Applications, Costs, and Benefits. Electric Power Research Institute, 21) Energilagre Thermal Storage 1-4 /kwh (Source: Danish Technology Catalogue, 212) Oil Tank.2 /kwh (Source: Dahl KH, Oil tanking Copenhagen A/S, 213: Oil Storage Tank. 213) Natural Gas Underground Storage.5 /kwh (Source: Current State Of and Issues Concerning Underground Natural Gas Storage. Federal Energy Regulatory Commission, 24) Twitter: @brianvad 7
.16 m3 Thermal Storage 3. /MWh (Private house: 16 liter for 15 DKK) Price ( /MWh) 35 3 25 2 15 1 5 Varmelagre Thermal storage: Price and Size 62 m3 Thermal Storage 25 /MWh (Skagen: 62 m3 for 5.4 mio. DKK) 16 liter 4 m3 62 m3 2. m3 4 m3 Thermal Storage 4, /MWh (Private outdoor: 4 m3 for 5, DKK) 2, m3 Thermal Storage 5 /MWh (Vojens: 2, m3 for 3 mio. DKK) Pump Hydro Storage 1 /kwh (Source: Goldisthal Pumped Storage Station, Germany, www.store-project.eu) El lagre Compressed Air Energy Storage 125 /kwh (Source: http://www.sciencedirect.com/science/ar ticle/pii/s1968949429) Price ( /MWh) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Electricity Storage: Price and Size Tesla PowerWall Fully Installed Sodium-Sulphur Battery CAES Pumped Hydro 3.3 kw 5 MW 35 MW 1 MW Tesla PowerWall 8 /kwh (Source: http://solarlove.org/solarcitytesla-battery-create-turnkeysystems-depth/ Sodium-Sulphur Battery 6 /kwh (Source: Table 4: http://large.stanford.edu/courses/212/ph24/d oshay1/docs/epri.pdf) Twitter: @brianvad 8
FREMLAGT FOR ENERGIKOMMISSIONEN 8. NOVEMBER 216 Principper mod 23 baseret på omkostningseffektiv omstilling til VE MARKEDS RE-DESIGN NØDVENDIGT NØGLEKOMPONENTER Princip: Energibesparelser er stadig afgørende Elbesparelser (undgå direkte elvarme) Besparelser i industrien Varmebesparelser i bygninger 4% frem mod 25 Generelle besparelseskrav adresserer ikke enkeltsektorer konkret Bygningsreglement bør renses for produktionsanlæg og holde fast i BR215 Afgifter og tilskud: Bevar og øg motivationen til besparelser (el, varme og industri) Bør afspejle at el har højere værdi end f.eks. overskudsvarme og at nettene er dyrere Smart-tariffer bør animere til besparelser og ikke suboptimal flytning af energiforbrug eller fejlinvesteringer i husstandsbatterier FREMLAGT FOR ENERGIKOMMISSIONEN 8. NOVEMBER 216 Principper mod 23 baseret på omkostningseffektiv omstilling til VE MARKEDS RE-DESIGN NØDVENDIGT NØGLEKOMPONENTER Princip: Nye elforbrug Transport på direkte elanvendelse (tog, letbaner) Elbiler, elbiler, elbiler Individuelle varmepumper hvor fjernvarme ikke kan nå ud Store varmepumper til fjernvarme Biomasse krydssubstitueres og overskudsvarme beskattes højt. Der skal findes en anden balance Afgifter på el bør animere til besparelser men kan reduceres til varme og transport Beskatningen af personbiler bør tilgodese miljøvenlige alternativer til benzin og diesel (registreringsafgiften) Twitter: @brianvad 9
FREMLAGT FOR ENERGIKOMMISSIONEN 8. NOVEMBER 216 Principper mod 23 baseret på omkostningseffektiv omstilling til VE MARKEDS RE-DESIGN NØDVENDIGT NØGLEKOMPONENTER Princip: Brug lavværdi energi til lavværdi formål Konvertering til fjernvarme væk fra naturgas Anvendelse af store varmepumper, solvarme, biogas og Industrial overskudsvarme (herunder datacentre) Fjernvarme: Fjerne afgiftsfavorisering af biomasse over varmepumper Fjern barrierer for overskudsvarme (aftalemodel) Konkurrencesituationen (forsyning): overskudsvarme før varmepumper før biomasse Tariffer og rådgivning: Motiver til lavtemperatur Planlægning: Fremme overgang fra naturgas fjernvarme (Beregningsforudsætninger, aftaler mv.) Konkurrencesituationen (bygninger): Fjernvarme bør have fordel for individuelle varmepumper og elvarme: Vigtig ift. bygningsreglement og energifaktorer m.v. FREMLAGT FOR ENERGIKOMMISSIONEN 8. NOVEMBER 216 Principper mod 23 baseret på omkostningseffektiv omstilling til VE MARKEDS RE-DESIGN NØDVENDIGT NØGLEKOMPONENTER Princip: Vedvarende energi og System-redesign Mere Vedvarende energi gradvist Lagring hvor det er billigst kræver forbindelse mellem sektorer og f.eks. overkapacitet i varmepumper Nuværende marked (kortsigtede marginal omkostninger) sikrer ikke ny elkapacitet og bevarer ikke eksisterende VE og elkapacitet. Teknologineutrale udbud regulering giver ikke lige muligheder Et element af lokalt medejerskab synes afgørende Twitter: @brianvad 1
Op og ned i Energikommissions anbefalinger The good Mål for 1% vedvarende energi i 25 Krav om højt tempo mod 23 med nationale tiltag. Fornuftigt teknologimiks Besparelser (bygninger + indutri) Smart Energy Systems fokus som i IDAs Energivision 25 med sektorintegration med intelligent energilagring El, el, el, mere fjernvarme, brug af VE gas, Elbiler og varmepumper i fokus Kritik af CO 2 kvotemarkedet Fokus på støtte til besparelser og VE. Fokus på re design af tarifmodeller for distributions og transmission (for at skabe fleksible forbrug) Fokus biomassens rolle og på at den krydssubstitueres Kritik af solcellekrydssubsidiering og batteriløsninger The bad Tro på teknologineutrale udbud (med justeringer) Tro på energy only markedet for el og fjernelse af prislofter Tro på at digitalisering i sig selv bære store langsigtede investeringer med sig (og er ikke nyt) Tro på elbiler vil kunne klare sig med den nuværende beskatningsmodel Tro på fleksibelt elforbrug i husholdningerne giver store gevinster Internationalt markedsfokus vigtigt men ikke nyt, og kan ikke drive investeringer i elbiler, bygninger, solceller mv. The ugly At der ikke er konkrete mål på sektorniveau for at opnå 23 (pga. kommissorium) Håb Godt grundlag for en god debat Undgå stop go Nye langsigtede tiltag/markedsdesign 21 Twitter: @brianvad 11