Downloaded from orbit.dtu.dk on: Dec 16, 2015 Energiscenarier og teknologi - hvad kan vi gøre? Morthorst, Poul Erik Publication date: 2010 Link to publication Citation (APA): Morthorst, P. E. (2010). Energiscenarier og teknologi - hvad kan vi gøre? [Lyd og/eller billed produktion (digital)]., København (DK), 8 Feb, 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.
Energiscenarier og teknologi - Hvad kan vi gøre? Systemanalyseafdelingen li Risø DTU Danmarks Naturfredningsforening 8. Februar 2010
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 2 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 3 Risø DTU, Technical University of Denmark
Hvilke udfordringer står vi over for? I dag leverer vindkraft 20% af vores elforbrug I 2020 udgør vindkraft 50% af elforsyningen EU målsætning på 30% VE i Danmark I 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!! 4 Risø DTU, Technical University of Denmark
CO 2 ækv. pr. cap. meget stor forskel fra land til land Danmark: 11 5 Risø DTU, Technical University of Denmark Kilde: IPCC
CO2 emissioner CO CO 2 em missions ssions (Gt (Gt CO CO 2 /yr) 2 emis 2 /yr) 70 CCS industry 70 and CCS transformation industry 9% and transformation 9% 60 60 CCS power generation 10% CCS power generation 10% Nuclear 6% 50 Nuclear 6% 50 Renewables 21% Renewables 21% 40 Power generation efficiency 40 & Power fuel switching generation 7% efficiency & End use fuel switching fuel switching 7% 11% 30 End use fuel switching 11% 30 End use electricity efficiency End use electricity 12% 20 efficiency 12% 20 End use fuel efficiency End use fuel 24% 10 efficiency 24% 10 WEO2007 450 ppm case ETP2008 BLUE Map scenario WEO2007 450 ppm case ETP2008 BLUE Map scenario 0 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 6 Risø DTU, Technical University of Denmark Source: IEA
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 7 Risø DTU, Technical University of Denmark
I dag er vi selvforsynende med olie og gas. 300 250 Oil and Gas Reserves Degree of Self-sufficiency 200 150 100 50 0 1982 1990 2000 2004 2005 2006 2007 Crude Oil, Million m3 Natural Gas, Billion Nm3 250% 200% 150% 100% 50% 0% 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '07 Total Energy Oil 3 Source: The Danish Energy Authorities 8 Risø DTU, Technical University of Denmark
Teknologirådets Scenarier for 2025: - Halvering af CO2-emissionen - Halvering af olieforbruget Natural gas based Energy System Wind Power in Intelligent Power System Combined Scenario Biomass for power, heat and transport Energy conservation 9 Risø DTU, Technical University of Denmark
Gross Energy Consumption 2025 800 PJ J/Y 700 600 500 400 300 200 100 Waste Biogas Biomass Wind Natural gas Coal Oil 0 Referencee Natural gas Biomass Wind Power Conservationn Combined 10 Risø DTU, Technical University of Denmark
Hvilke vedvarende energiteknologier er på vej? Vindkraft Land og Offshore Solceller Biomasse Brændselsceller Forbrænding Bioethanol Andet Bølge og tidevand 11 Risø DTU, Technical University of Denmark
To væsentlige udfordringer Vedvarende teknologier skal være økonomisk konkurrencedygtige g med konventionelle anlæg Vi skal sikre at de integreres i energisystemet på en hensigtsmæssig måde 12 Risø DTU, Technical University of Denmark
Global udvikling af vindkraft MW akkum uleret 100000 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 22000 17000 12000 7000 2000-3000 år MW pr. Akkumuleret Vækst 13 Risø DTU, Technical University of Denmark
Den årlige %-vise forøgelse af kapaciteten 60 50 40 30 20 % annual increase 10 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 14 Risø DTU, Technical University of Denmark
Mølle størrelse 15 Risø DTU, Technical University of Denmark
Vil opskaleringen af vindmøllerne fortsætte? 5 MW møllen er der Rotordiameter på110-120 m Vægt er vigtigt Vægten af nacellen og vingerne blive reduceret relativt Vestas V90-3 MW har stort set samme vægt som V80-2 MW Nye materailer bliver taget i brug Kul fibre hybrid konstruktioner 16 Risø DTU, Technical University of Denmark
Væsentlige omkostningsreduktioner i opskaleringen Eksperter i aerodynamik mener ikke der er væsentlige barrierer før de 20 MW Opskaleringen vil fortsætte tt 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!!! 17 Risø DTU, Technical University of Denmark
I danske farvande 23 sites of 200 MW identified 4600 MW Equivalent to 8 % of total demand or 50% of electricity demand Kilde: Energistyrelsen 18 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? 19 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 20 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 21 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 22 Risø DTU, Technical University of Denmark
Udvikling i PV-priser Source:IEA 23 Risø DTU, Technical University of Denmark Kilde: Peter Sommer-Larsen & Poul Erik Morthorst, Risø DTU
Udvikling i PV-priser Source:IEA 24 Risø DTU, Technical University of Denmark Kilde: Peter Sommer-Larsen & Poul Erik Morthorst, Risø DTU
Vindkraft i Jylland- Fyn Win d Product tion/powe er Consum mption % 140 120 100 80 60 40 20 0 1 49 97 145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721 Hours in January '07 25 Risø DTU, Technical University of Denmark
Vindkraft i Jylland- Fyn d Product tion/powe er Consum mption % 140 120 100 80 60 40 20 Vindkraften dækkede 44% af elforbruget i Vest-Danmark januar 07 Win 0 1 49 97 145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721 Hours in January '07 26 Risø DTU, Technical University of Denmark
Vindkraft i Jylland- Fyn d Product tion/powe er Consum mption % 140 120 100 80 60 40.Og 35% i hele Danmark 20 Win 0 Vindkraften dækkede 44% af elforbruget i Vest-Danmark januar 07 1 49 97 145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721 Hours in January '07 27 Risø DTU, Technical University of Denmark
Indflydelsen på spotprisen 500 600 120 140 Denmark-west price System price wind production 400 h 100 /Power n % 300 DKK/MWh 60 80 roduction/ nsumptio 100 200 D 40 WindPr Con 0 100 0 20 28 Risø DTU, Technical University of Denmark 123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 Hours in January '07
Envejs Kommunikation i Produktion Mængde Forbrug Pris 29 Risø DTU, Technical University of Denmark
Intelligent system: Tovejs Kommunikation Pris Produktion Forbrug Mængde 30 Risø DTU, Technical University of Denmark
IntelliSys Hurtigt regulerende system Overskudsel fra vindmøller Lavere elpris Højere e elforbrug 31 Risø DTU, Technical University of Denmark
IntelliSys Hurtigt regulerende system Overskudsel fra vindmøller Lavere elpris Højere e elforbrug Underskud af el Højere elpris Lavere elforbrug 32 Risø DTU, Technical University of Denmark
Tovejs Kommunikation Produktion Forbrug Varmepumper p Industrielle processer Elbiler 33 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 34 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 35 Risø DTU, Technical University of Denmark
Optimeret Opladning/afladning af Elbiler Anders Baunhøj Hansen, Energinet.dk 36 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 37 Risø DTU, Technical University of Denmark
Brint - et fjerde led i energisystemet? På lang sigt kan brint blive det fjerde led i Energisystemet, parallelt med el, varme og naturgas 38 Risø DTU, Technical University of Denmark
Konklusion Systemet bliver meget mere komplekst Samspil mellem el, varme og tranport En række nye teknologier og e er på vej Offshore vindmøller vil komme til at spille en stor rolle Har vi biomasse nok?? Især energibesparelser kræver en stærk politisk indsats!!! 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 39 Risø DTU, Technical University of Denmark