Muligheder og fremtidsperspektiver med gashybridvarme Karsten V. Frederiksen - En fremtid med gasnettet
Der er naturgas nok! Renovering af Tyra-feltet, hvor naturgasforbrug dækkes af tysk import Kilde: Energistyrelsen
Den baltiske transmissionslinje Kortet viser den mulige transmissionslinje, der skal forbinde Danmark og Polen med norsk naturgas. Det skal understreges, at import fra Norge til Danmark også kan ske via Holland og Tyskland.
Gasnettet, biogas og energilager! 925 km stålrør i naturgastransmissionsnettet 2.590 km stålrør og 15.612 km plastrør i naturgasdistributionsnettet Levetid på plus 50 år 400.000 gaskedler i Danmark Stigende produktion af biogas (opgraderet), brint eller metaniseret brint Opgraderet biogas kan bruges som naturgas (ingen specifikke problemer ift. apparater) Naturgasforbrug i 2014: 115 PJ (19 PJ anvendt i enfamiliehuse) Forventet produktion af biogas i 2020: 10-16 PJ
Status og forventninger til biogas i Danmark VE gas Kilde: Den fremtidige anvendelse af gasinfrastrukturen 2014
Der er bæredygtige løsninger med gas (hybridvarme) Gasvarmepumpe kombineret med et backupgasfyr Mini-KV Gasfyr kombineret med en elvarmepumpe
Hybridvarme - opbygning Varmepumpen dækker typisk 70 pct. af rumvarmebehovet, mens gaskedlen dækker det resterende varmebehov samt behovet for varmt brugsvand.
Hybridvarme - styring Hvordan kan varmepumpen typisk styres: Udetemperatur (simpel) Aktuelle gas- og elpriser Evt. andele af VE i elnettet
Case - eksempel Kilde: DGC/FAU GI/MHGdemonstrationsprojekt
Resultater: Ydelse vs. udetemperatur (MHG)
Kedelvirkningsgrad vs. varmepumpe COP (MHG)
Hvorfor hybridvarme - Samspil mellem elnet og gasnet
Udfordring med fluktuerende energikilder I flexibilitetsscenariet for 2035 er halvdelen af 740.000 elbiler og 285.000 varmepumper flexible. Residualforbrug er elforbruget fratrukket elproduktion fra fluktuerende energikilder som vind og solceller.
Potentiale og tidsbegrænsning Implementeres 400.000 gashybridvarmepumper, vil deres gennemsnitlige eloptag være 440 MW i fyringssæsonen Deres eloptag i spidslast vil være 933 MW =0,933 GW Elforbruget var i snit i 2012 på 3.555 MW Det vil sige, at man ved implementering af gashybridvarmepumper vil kunne flytte 12,38 % af gns.-lasten og 26,25 % af spidslasten Gashybridvarmepumper har ingen tidsmæssig begrænsning ift. flexibilitet Residualforbrug er elforbruget fratrukket elproduktion fra fluktuerende energikilder som vind og solceller
Gashybridvarmepumper kan udfase fossilt brændsel
Samspil med varmeanlæg: Funktion
Dimensionering: Gashybridvarmepumpe Kolde temperaturer forekommer statistisk set sjældent i normalåret, hvilket bevirker, at små varmepumper kan levere en relativt stor energidækning Temperaturfordeling i et dansk normalår Hyppighed (antal timer pr. år) 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0-22 -20-18 -16-14 -12-10 -8-6 -4-2 0 2 4 6 8 Temperatur 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Energidækningsgrad (Q heatpump /Q dim ) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Varmeydelse vs. Energidækning EN 14825 Average climate zone 0,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Effektforhold (q heatpump / q dim ) En relativt mindre maksimal varmeydelse vil kunne dække et relativt større varmebehov Eksempel: Et hus med Qdim = 10 kw ved -12 C vil med en 6 kw varmepumpe kunne erstatte 75 % af varmen fra den oprindelige primærvarmekilde
Samspil med varmeanlæg Kontroller varmeanlægget!!! Mindsket effektafgivelse: Fra 90/70-20 til 55/45-20: Faktor 2,46 Fra 90/70-20 til 45/35-20: Faktor 4,23 Fra 70/40-20 til 55/45-20: Faktor 1,13 Fra 70/40-20 til 45/35-20: Faktor 1,95
Besparelsespotentiale add-on-hybridvarme Gaspris 6,6 kr./m3 og Elpris = 2,2 kr./kwh. Kilde: Vejledning udviklet ifm. TI/DGC Demoprojekt (DGC-projekt 739-45).
Levetidsberegning Parameter Enhed Alternativ 1 Alternativ 2 Alternativ 3 Varmesystem Gasfyr V/V VP L/V VP (komplet nyinstl.) eksisterende gaskedel Energiinput Naturgas El El Gas (40 %) El (60 %) Gas (40 %) El (60 %) Netto varmebehov [kwh/år] 16.800 16.800 16.800 16.800 16.800 Anlægsudgifter m. m. Indkøb og installation inkl. moms [kr] 37.000 131.000 103.000 80.000 40.000 - heraf arbejdsløn [kr] 20.350 39.300 15.450 25.000 7.500 Håndværkerfradrag [kr] 6.700 10.000 5.100 8.300 2.500 Energisparetilskud (0,25 kr/kwh) [kr] - 2.800 2.700 1.800 1.800 Samlet anlægsudgift [kr] 30.300 118.200 95.200 69.900 35.700 Afskrivning [kr/år] 1.377 5.910 4.760 3.495 1.785 Rente [%] 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% Rente gns. brutto [kr/år] 611 2.667 2.097 1.423 727 Rente gns. netto [kr/år] 410 1.787 1.405 954 487 Levetid, effektivitet, energipriser mv. Forventet levetid [år] 22 20 20 20 20 Effektivitet af anlæg [%] 102 330 300 102 350 102 350 Brændselspris [kr/l], [kr/m 3 ] 8,8 8,8 8,8 Brændværdi (nedre) [kwh/l], [kwh/m 3 ] 11 11 11 Energipris [kr/kwh] 0,80 1,68 1,68 0,80 1,68 0,80 1,68 Elpris (hjælpeenergi) [kr/kwh] 2,20 - - 2,20-2,20 - Driftsudgifter Brutto varmebehov [kwh/år] 16.471 5.091 5.600 6.588 2.880 6.588 2.880 Hjælpeenergi (el til drift af kedel) [kwh/år] 75 - - 25-25 - Afgifter (fjernvarme) [kr/år] - - - - - Energiomkostning [kr/år] 13.341 8.553 9.408 5.326 4.838 5.326 4.838 Vedligeholelsesudgifter Service og vedligehold [kr/år] 2.200 1.900 1.400 2.200 2.200 Samlede årlige omkostninger [kr/år] 17.328 18.150 16.973 Indeks [-] 1,00 1,05 0,98 CO 2 udledning [kg/kwh] 0,205 0,478 0,478 Årlig CO 2 udledning [ton/år] 3,38 2,43 2,68 Forudsætninger: Værdier fra ENS teknologikatalog, afskrivning = afdrag, beregning i nutidsværdi Alternativ 4 Gashybrid VP 16.813 0,97 Alternativ 5 VP add-on på 14.636 0,84 0,369 0,369 2,73 2,73
Energiforbrug/år ift. energimærkning af 140 m2 Primær energifaktor (2010/2020) (2,5/1,8) Energi consumption pr year [kwh/år] 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Beregnet v. 140 m2 [kwh/år] Energimærke A Energimærke B Energimærke C
Demonstration af større hybridanlæg (Ribe)
Markedsmodning ERFA-gruppemøder Energiløsninger Fælles indsats med Energistyrelsen, produktleverandørerne og gasbranchen Grundfortælling Guideline Funktionstest Kurserne
Afslutning - Tak for opmærksomheden Yderligere oplysninger findes på http://www.dgc.dk/gas-og-el-i-kombination www.dgc.dk/gasvarmepumper eller kontakt: Karsten V. Frederiksen, DGC kvf@dgc.dk