Perspektivscenarier i VPH3 Jesper Werling, Ea Energianalyse VPH3 kommuneforum, 2. oktober 2013
VPH3 perspektivscenarier Formålet er at belyse forskellige fjernvarmestrategiers robusthed overfor udviklingsspor i omverdenen Samfundsøkonomiske beregninger (uden afgifter og tilskud) Udvikling i Europa Vind Termisk Udvikling i Danmark (inkl. hovedstaden) Vind Termisk biomasse Vind Termisk biomasse Denne præsentation viser foreløbige beregninger af, hvordan et internationalt vindspor påvirker fjernvarmen i Hovedstadsområdet 2
Metode og grundforudsætninger Modellen investerer optimalt i det internationale el- og varmemarked på baggrund af et teknologikatalog, internationale rammer samt nationale mål. Der investeres i både energiproduktionsanlæg, varmelagringsanlæg samt i eltransmission. Krav om 95 % CO2-reduktion i hele modelområdet frem mod 2050 Udgangspunkt i EU Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050 Herudover i henhold til nationale udmeldinger Bl.a. udfasning af a-kraft og Energiewende i Tyskland Biomasseanvendelse begrænset til lokale ressourcer, fratrukket anvendelse til transport. 3
TWh Foreløbige vurderinger El-produktion i Norden og Tyskland, 2050 Fordelt på brændsler 1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Vind og sol stiger fra ca. 10 % i dag til 42 % i 2050 Gas Affald og biomasse Vind og sol Vandkraft Atomkraft 0 Europæisk vindspor Biomasse 200 PJ
Foreløbige vurderinger Danmark 2050 To scenarier for biomasse til energi og transport 400 PJ eller 200 PJ (125 PJ anvendes til transport og industri) Affaldsmængder til forbrænding i Danmark ca. halvering frem mod 2050. Forbrændingsanlæg kan fylde op med biomasse. Elforbrugsstigning ifølge Energinet.dk s forudsætninger Ca. 20 % reduktion i fjernvarmeforbrug (besparelser og udvidelser) Ingen fossile brændsler fra 2030/2035 Nettoeksport af el over året >= 0 5
TWh Foreløbige vurderinger El-produktion i Danmark i 2050 Fordelt på brændsler 70 60 50 40 30 20 10 Træflis Vind Sol Halm Biogas Affald Investeringer i eltransmissionsanlæg: Vestdanmark Nordtyskland 5600-6600 MW Vestdanmark Norge 5000 MW Vestdanmark Sverige 5000 MW 0 Biomasse 200 PJ Biomasse 400 PJ Elforbrug stiger med godt 50 % Vindproduktion 4-5 dobles Termisk elkapacitet: 200 PJ: 3350 MW grøn gas, 700 MW fast bio 400 PJ: 2500 MW grøn gas, 2700 MW fast bio
Foreløbige vurderinger Fjernvarmeproduktion i Danmark, 2050 Fordelt på brændsler PJ 120 Træpiller 100 Træflis 80 4000 MW El (varmepumper) 60 1600 MW Biogas Solvarme 40 Halm 20 Affald - Biomasse 200 PJ Biomasse 400 PJ Overskudsvarme fra biobrændselsproduktion Varmepumper bidrager betydeligt i 2050 I dag næsten 100 % brændselsbaseret, heraf halvdelen biomasse og affald
PJ Foreløbige vurderinger Brændselsforbrug til el/varme i Danmark, 2050 180 160 140 120 100 80 60 Træpiller Træflis Halm Biogas Affald 40 20 0 Biomasse 200 PJ Biomasse 400 PJ 275 PJ biomasse til rådighed til el/varme Heraf anvendes 158 PJ i optimeringen
Foreløbige vurderinger Hovedstadsområdet Varmeforbrug Indtil videre baseret på VPH2-forbrug i 2035 på ca. 33 PJ Afventer endelige tal fra varmemarkedsanalyser forbrug i 2050 forventes at ligge på ca. 30 PJ Produktionskapacitet Kun de nyeste affaldsværker (ARC Amager Bakke og KARA - Energitårnet) eksisterer i 2050 Herudover optimerer modellen udbygning Varmetransmission Alle begrænsninger ophævet 9
Foreløbige vurderinger Varmeproduktion i i 2050 Fordelt på brændsler PJ 35 30 Træflis Solvarme 25 Halm 20 15 10 5 El Biogas Affald Overskudsvarme fra biobrændselsproduktion - Biomasse 200 PJ Biomasse 400 PJ I dag: næsten 100 % brændselsbaseret, over 60 % biomasse og affald
PJ Foreløbige vurderinger Varmeproduktion i i 2050 Fordelt på anlæg 35 Varmepumper 30 Halm-kraftvarme, modtryk 25 1000 MW Træflis-kraftvarme, udtag 20 15 10 Kraftvarme Kraftvarme Træflis-kraftvarme, modtryk Biogas-kraftvarme, udtag Affaldskraftvarme Affaldskedler 5 - Biomasse 200 PJ Biomasse 400 PJ Overskudsvarme fra biobrændstofproduktion Investering i varmelagre: ca. 33 000 MWh (Bio 200 PJ) / ca. 34 000 MWh (Bio 400 PJ) i forhold til de eksisterende ca. 2800 MWh (Amager og Avedøre)
MW Foreløbige vurderinger Varmelastfordeling i ved 200 PJ biomasse, 2050 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Gasturbine, udtag (biogas) Solvarme Varmepumper Biomasse-kraftvarme Affaldskedler Affaldskraftvarme Overskudsvarme fra biobrændstofproduktion S01 S02 S03 S04 S05 S06 S07 S08 S09 S10 S11 S12 Biomasse 200 PJ
MW Foreløbige vurderinger Varmelastfordeling i ved 400 PJ biomasse, 2050 3000 2500 2000 1500 1000 500 Gasturbine, udtag (biogas) Biomasse-kraftvarme Affaldskedler Affaldskraftvarme Overskudsvarme fra biobrændstofproduktion 0 S01 S02 S03 S04 S05 S06 S07 S08 S09 S10 S11 S12 Biomasse 400 PJ
Foreløbige vurderinger Observationer - for det danske energisystem Vindkraft spiller en nøglerolle mod 2050 i begge scenarier Henholdsvis 70 % og 85 % af elproduktionen I 400 PJ scenariet udnyttes hele biomassepotentialet ikke Eltransmissionskapacitet til Danmark øges markant til ca. 23.000-24.500 MW Betydelig udbygning med solvarme og varmepumper i begge scenarier Særligt i små og mellemstore systemer Øget biomasseanvendelse i 400 PJ scenariet reducerer de samlede el- og varmesystemomkostninger med ca. 7 % Biomasse fortrænger vindkraft, varmepumper og solvarme 14
Foreløbige vurderinger Observationer for hovedstadsområdet Uanset biomasseressourcen er følgende teknologier attraktive Kraftvarme (træflis og biogas) Varmelagre Ved begrænset biomasse (200 PJ) dominerer varmepumper og kraftvarme Ved øget biomasseressource (400 PJ) dominerer kraftvarme Solvarme og geotermi er umiddelbart ikke konkurrencedygtig Konkurrenceforhold mellem geotermi og varmepumper ikke nøje analyseret 15