Downloaded from orbit.dtu.dk on: Dec 14, 2015 Hvordan gøres Danmark fri af fossile brændsler? Morthorst, Poul Erik Publication date: 2010 Link to publication Citation (APA): Morthorst, P. E. (2010). Hvordan gøres Danmark fri af fossile brændsler? [Lyd og/eller billed produktion (digital)]., Frederiksberg (DK), 15 Apr, 01/01/2010 General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal? If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.
Hvordan gøres Danmark fri af fossile brændsler? Systemanalyseafdelingen li Risø DTU Debatmøde i Klimabevægelsen 15.April 2010
Hvilke udfordringer står vi over for? På langt sigt (2050?) skal vi have udfaset de fossile brændsler i Danmark krav til Klimakommissionen Vedvarende energi skal dække hele vores energiforbrug Vindkraft og biomasse bliver de dominerende energikilder Der bliver rift om den norske vandkraft!! I 2020 udgør vindkraft 50% af elforsyningen EU målsætning på 30% VE i Danmark I dag leverer vindkraft 20% af vores elforbrug Transporten er næsten 100% afhængig af fossile brændsler 2 Risø DTU, Technical University of Denmark
EU Politik Bindende d d målsætninger i EU: 20-20-20 i 2020 Drivhusgasser skal reduceres med 20% sammenlignet med 1990 Vedvarende energi skal dække 20% af energiforbruget i 2020 Det eksisterende mål var 12% i 2010 omkring 7% forventes opnået i 2010 Der skal opnås 20% energibesparelser i 2020 Vedvarende energi skal udgøre 10% af forbruget af flydende brændsler i transporten 3 Risø DTU, Technical University of Denmark
Nationale mål for vedvarende d energi Denmark Lithuania Latvia Sweden Finland Estonia United Kingdom Spain Slovenia Slovak Romania Portugal Poland Netherlands Malta Luxembourg Italy Ireland Hungary Greece Germany France Czech Republic Cyprus Bulgaria Belgium Austria 0% 10% 20% 30% 40% 50% Share 2005 Target 2020 4 Risø DTU, Technical University of Denmark
Hvilke vedvarende energiteknologier har vi til rådighed? Vindkraft Land og Offshore Solceller Biomasse Brændselsceller Forbrænding Bioethanol Andet Bølge og tidevand 5 Risø DTU, Technical University of Denmark
To væsentlige krav på længere sigt Vedvarende teknologier skal være økonomisk konkurrencedygtige g med konventionelle anlæg Vi skal sikre at de integreres i energisystemet på en hensigtsmæssig måde 6 Risø DTU, Technical University of Denmark
Global udvikling af vindkraft MW cumulat tive 160.000 140.000000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 MW per ye ear Cumulative Annual 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 7 Risø DTU, Technical University of Denmark
Den årlige %-vise forøgelse af kapaciteten 45 40 35 30 25 20 15 10 % annual increase 5 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2006 2007 2008 2009 2005 8 Risø DTU, Technical University of Denmark
Mølle størrelse 9 Risø DTU, Technical University of Denmark
Lærekurve for vindkraft 12 Inland site 10 Coastal area W h /k c 8 6 4 2 0 1985 1987 1990 1993 1996 1999 2001 2004 2006 2009 2010 2015 10 Risø DTU, Technical University of Denmark
Lærekurve for vindkraft Estimeret i år: W h /k c 12 10 8 6 Inland site Coastal area Lærerate på mellem 6,7% og 10% 10% på MWh 67% 6,7% på MW 4 2 0 1985 1987 1990 1993 1996 1999 2001 2004 2006 2009 2010 2015 11 Risø DTU, Technical University of Denmark
7 nye danske landprojekter 14 12 Mio.DK KK/MW 10 Vognkær 8 Fåre 6 Nees 4 Lem Kær 2 Lyngdrup 0 Nees Skalstrup Vester Barde Kilde: Vindmøllers Økonomi, UEDPprojekt 12 Risø DTU, Technical University of Denmark
Vil opskaleringen af vindmøllerne fortsætte? 5 MW møllen er der Rotordiameter på110-120 120 m Eksperter i aerodynamik mener ikke der er væsentlige barrierer før de 20 MW Opskaleringen vil fortsætte de næste 15-20 år 10 MW i 2010? - rotordiameter på 160 m 20 MW i 2020 - rotordiameter på 220 m Måske vil vi se 30-40 MW møller Fortsat teknologisk udvikling Infrastruktur kan blive begrænsende Men udviklingen går klart mere langsomt end tidligere Pålidelighed er i fokus!!! 13 Risø DTU, Technical University of Denmark
Smart kant kontrol - flaps 20-40% reduktion i vinge- og tårn-belastninger 14 Risø DTU, Technical University of Denmark Source: Thomas Bull, Risø DTU Smart material variable trailing edge flap
Gummi flaps styret med trykluft 15 Risø DTU, Technical University of Denmark Source: Thomas Bull, Risø DTU
Måling af vinden Høvsøre 116 m Meteorology mast ZephIR LIDAR Source: Thomas Bull, Risø DTU 16 Risø DTU, Technical University of Denmark
Risø DTU s WINDSCANNER baseret på 3-dimensionel scanning: Source: Thomas Bull, Risø DTU 17 Risø DTU, Technical University of Denmark
WINDSCANNER: Pro-active wind turbine control from upwind measurements by lidars integrated in the nacelle : Source: Thomas Bull, Risø DTU 18 Risø DTU, Technical University of Denmark
I danske farvande 23 steder af 200 MW er identificeret 4600 MW Svarer til 8 % of den samlede energiefterspørgsel eller 50% af elefterspørgslen Kilde: Energistyrelsen 19 Risø DTU, Technical University of Denmark
I danske farvande 23 steder af 200 MW er identificeret 4600 MW Udbudsmodellen Svarer god til 8 % of den samlede Men vi skal sikre energiefterspørgsel ordentlig konkurrence i udbuddene eller 50% af elefterspørgslen Infrastruktur på plads Mindre d projekter Befolkningen skal deltage Kilde: Energistyrelsen 20 Risø DTU, Technical University of Denmark
Solceller: Stærk tilvækst i installeret kapacitet Årlig vækst i solcelle-kapacitet 6000,00 75,00 65,00 5000,00 55,00 MW år rligt 4000,00 3000,00 2000,00 45,00 35,00 25,00 15,00 % væ ækst Årlig kapacitetstilvækst %-vækst 1000,00 5,00 0,00 1993 1996 1999 2002 2005 2008-5,00 21 Risø DTU, Technical University of Denmark
Stærk tilvækst i installeret kapacitet Årlig vækst i solcelle-kapacitet 6000,00 5000,00 75,00 65,00 55,00 9000 8000 7000 New power capacity EU 2008 (www.ewea.org) MW år rligt 4000,00 3000,00 2000,00 45,00 35,00 25,00 15,00 % væ ækst Capacity / MW 6000 5000 Årlig kapacitetstilvækst 4000 %-vækst 3000 2000 1000,00 5,00 0,00-5,00 1993 1996 1999 2002 2005 2008 1000 0 22 Risø DTU, Technical University of Denmark
Solceller PVs Fordele Modularitet Ingen emissioner Lave driftsomkostninger Area kwh/m2/year Denmark 1000 Høj pålidelighed South Europe 1500-1800 Lang levetid Japan 1500 Ulemper U.S.A. 1500-2200 South America 1500-2200 Høje omkostninger Afrika 1800-2200 Lav effektivitet Saudi-Arabia 2500 23 Risø DTU, Technical University of Denmark
Udvikling i PV-priser Source:IEA 24 Risø DTU, Technical University of Denmark Kilde: Peter Sommer-Larsen & Poul Erik Morthorst, Risø DTU
Udvikling i PV-priser Source:IEA 25 Risø DTU, Technical University of Denmark Kilde: Peter Sommer-Larsen & Poul Erik Morthorst, Risø DTU
Bruttoenergiforbrug - Transport PJ 900 600 Decrease between 4 and 8% 300 18% 26% 0 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '08 Energisektoren Ikke energiformål Transport Produktionserhverv Handels- og serviceerhverv Husholdninger Transport Source: The Danish Energy Authorities 26 Risø DTU, Technical University of Denmark
Transport Elbiler Transport Bioethanol 27 Risø DTU, Technical University of Denmark
Bioethanol Production of bio ethanol for the transport sector 2nd generation technology utilising surplus biomass and waste material Tre væsentlige spørgsmål er afgørende for bioethanolens fremtid: 1. Kan 2.generations bioethanol produceres bæredygtigt? 2. Har vi de tilstrækkelige biomasse ressourcer til at sikre at det batter? 3. Bliver prisen på biomasse trukket med op af olieprisen og konkurrencen inden for fødevaresektoren? 28 Risø DTU, Technical University of Denmark
Transport Elbiler Direkte Elbiler Plug-in hybrid Transport El + brint Bioethanol 29 Risø DTU, Technical University of Denmark
Transport Elbiler Direkte Elbiler Plug-in hybrid Elbils-teknologi Transport El + brint Bioethanol 30 Risø DTU, Technical University of Denmark
Transport Elbiler Direkte Elbiler Plug-in hybrid Transport El + brint Lastbiler Bioethanol Personbiler Konventionelle forbrændingsmotorer 31 Risø DTU, Technical University of Denmark
Transport Transport Elbiler Direkte Elbiler Plug-in hybrid El + brint Gennembrud i Batteriteknologien Bioethanol Personbiler Direkte elbiler Plug-in hybrid Lastbiler bl Lastbiler 32 Risø DTU, Technical University of Denmark
Transport Elbiler Direkte Elbiler Plug-in hybrid Plug-in hybrid El + brint Transport El + brint El + methanol Ingen store gennembrud i Batteriteknologien Bioethanol Personbiler Lastbiler bl Lastbiler 33 Risø DTU, Technical University of Denmark
Smart Grid Produktion Forbrug Varmepumper p Industrielle processer Elbiler 34 Risø DTU, Technical University of Denmark
Simpel Opladning af Elbiler Elforbrug 2025 DKV 3000 2500 Fo orbrug (MW W) 2000 1500 1000 500 20% EV simpel ladning Standard forbrug 0 00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 Time Anders Baunhøj Hansen, Energinet.dk 35 Risø DTU, Technical University of Denmark
Billigste Opladning af Elbiler El-forbrug DKV 2025 2500 2000 Fo orbrug (MW W) 1500 1000 500 20% EV optimeret ladning Standard forbrug 0 00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 Time Anders Baunhøj Hansen, Energinet.dk 36 Risø DTU, Technical University of Denmark
Optimeret Opladning/afladning af Elbiler Anders Baunhøj Hansen, Energinet.dk 37 Risø DTU, Technical University of Denmark
Betydning for kritisk el-overløb år 2025 Kritisk eloverløb Ove erløb (MW) 1200 1000 800 600 400 Kritisk eloverløb_dk1_mw Kritisk el-overløb EV model 1 Kritisk el-overløb EV model 2 Kritisk el-overløb EV model 3 200 0 1 44 87 130 173 216 259 302 345 388 431 474 Timer Anders Baunhøj Hansen, Energinet.dk 38 Risø DTU, Technical University of Denmark
Konstant energiforbrug på trods af kraftige stigninger i BNP Gross Energy Consumption by Fuel PJ 900 Climate Adjusted 600 300 0 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '07 Oil Natural Gas Coal and Coke Renewable Energy etc. Source: The Danish Energy Authorities 39 Risø DTU, Technical University of Denmark
Konklusion Vi har en række lovende VE-teknologier Offshore vindmøller vil komme til at spille en stor rolle Har vi biomasse nok?? Især energibesparelser kræver en stærk politisk indsats!!! Transporten skal orienteres mod el Elbilsteknologi kan blive bærende i person-transporten Bioethanol kan være nødvendig i den tunge transport Systemet bliver meget mere komplekst Samspil mellem el, varme og tranport Intelligent sammenkobling af systemerne er nødvendigt Prissignaler ud til energi-forbrugerne Ændrede afgifter/tariffer skal skabe nødvendigt incitament Standardisering, målere, organisatorisk set-up mv. skal på plads 40 Risø DTU, Technical University of Denmark