Fleksibelt samspill mellom el-kraft og termisk energi i framtidens smarte energisystem FLEXELTERM

Transkript

1 Fleksibelt samspill mellom el-kraft og termisk energi i framtidens smarte energisystem FLEXELTERM Erik Trømborg Bioenergidagene 6. mai 2014 Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 1

2 INNHOLD I PRESENTASJONEN Flexelterm-prosjektet Fremtidens norske energisystem bioenergiens utfordringer og muligheter Oppsummering og spørsmål Seminar Agder Energi Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 2

3 FAGGRUPPE FOR FORNYBAR ENERGI VED INSTITUTT FOR NATURFORVALTNING Per i dag 8 fast vitenskapelig ansatte Hel- eller deltidsstillinger God kontakt med energibransjen Økende forskningsaktivitet og prosjektportefølje Monica Havskjold (20%) Energisystemanalyse, energietterspørsel Arne Reidar Gravdahl (20%) Vindkraft, Vindsimulering Sju PhD-studenter Ole Jørgen Hansen (20%) Livsløpsanalyser, energi og avfallsressurser Veileder årlig masterstudenter Thomas Martinsen (50%) Energisystemanalyse, teknologisk utvikling, Muyiwa Samuel Adaramola Vindkraft, energiteknologi Erik Trømborg Bioenergi, skogsektoranalyser, varmemarkedet 3 Bjørn Sønju-Moltzau (20%) Hydrologi, vannkraft Torjus Folsland Bolkesjø Skog- og energisektoranalyser, bioenergi,

4 Fleksibelt samspill mellom kraft og termisk energi i fremtidens smarte energisystem 4

5 HOVEDMÅL Å analysere hvordan et fleksibelt samspill mellom kraftsystemet og termisk energi kan: 1) Gi økt lønnsomhet i utnyttelsen av nasjonale energiressurser 1) Bedret forsyningssikkerhet for samfunnet 5

6 INNHOLD q Prosjektet omfatter hele det nordiske energisystemet, men har størst vekt på Norge q Treårig prosjekt fra 2013 til 2016 q Omfatter mange og sentrale aktører i energisektoren, som bidrar med egeninnsats og finansiell støtte til prosjektet ü NMBU er FoU-partner og har ansatt en doktorgradsstipendiat på prosjektet. Universitetene i Aalborg, Linkøping og Risø er internasjonale partnere q Prosjektet har et samlet budsjett på NOK 11 mill, hvorav NFR bidrar med 4,5 mill. 6

7 STATUS FOR BIOENERGI I NORGE Bioenergi i Norge: 7-8%: Ved Tørke- og varmeprosesser i skogindustrien Avfall og flis i fjernvarme SSB Energibalansen 2012 Tittel på presentasjon Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 7

8 PJ 700 FORNYBAR I NORDEN NETP Solar Wind Hydro Geothermal Biomass and waste Denmark Finland Iceland Norway Sweden

9 BRUTTO BIOENERGIPRODUKSJON I NORGE OG MÅLSETNING MOT 2020 (TWh/ år) Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 9

10 El-priser er viktig for biovarme i Norge 1000 NOK/MWh Fjernvarmepris Totale energikostnader- husholdn. Kraftpris og nettleide - tjenesteytende sektor og bygg og anl. Tittel på presentasjon Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 10

11 ENERGISYSTEMET ER I ENDRING Kraftproduksjonen blir mer variabel Ny kraftproduksjon er stort sett uregulert Klimaendringene gir økt variasjon i tilsig De våte årene blir våtere Perioder med mer ekstrem nedbør kan gi store tilsig regionalt og lokalt Økt tilsig, +10 TWh per 2050? Varmere klima gir større økning i vintertilsig og vindkraft gir mest i vinterhalvåret Litt mindre behov for å lagre vann fra sommer til vinter, lettere å takle tørrår Flere utenlandsforbindelser Flere timer med lave elpriser utfordrer lønnsomheten i fjernvarmen, men også potensielt billig input for varmeproduksjon Norge trenger energifleksibilitet for å balansere varierende tilsig behov for flere handelspartnere Økt behov for balansering av elsystemet 11

12 - flere endringer Endringer i energi- og effektbehov på regional basis Varmere klima (?), sentralisering, ny industristruktur og nye bygningskrav Energieffektivisering og nytt jevnt forbruk (petroleum, transport, kraftintensiv industri, nettsky) Nye muligheter for fleksibelt elforbruk Endringer i det termiske systemet Utfasing av oljekjeler og innfasing av klimavennlige løsninger Mulige endringer i fjernvarmeteknologiene (varmepumper, lavere temperatur, lagring, CHP) 12

13 ENDRINGER FOR BIOENERGI OG TERMISKE SYSTEMER Mer el til oppvarming både i Europa og i Norge - lavere kraftpriser og varmepumper en utfordring for ny bioenergi i Norge Fleksibilitetsmuligheter i termiske systemer, men manglende insentiver Kalde og tørre år vil fortsatt gi systemutfordringer i Norden Konvertering av oljekjeler til el/varmepumper eller bio? Riktig prising og støtte til fleksibilitet og effekt vs energi Også for bio er CO 2 -priser og kjernekraftens rolle sentralt for utviklingen På lengre sikt vil en større andel av biomassen brukes til drivstoff og grønn kjemikalier, konkurranse om biomassen, priseffekter

14 SENTRALE PROBLEMSTILLINGER i FLEXELTERM Hvor og hvordan bør termisk energi utfylle andre energiformer i framtidens energisystem? Bør CHP-løsninger gjøres med attraktive enn i dag og i såfall hvor? Hvilken rolle kan energilagring få fremtiden energisystem? Hvordan skal effektberedskap sikres på ulike geografiske nivåer i fremtidens systemer? Hvilke muligheter gir lavere og mer variable kraftpriser for termiske aktører? Hvilke virkemidler og tiltak kan bidra til at samfunnsmessige verdi reflekteres i lønnsomhet hos den enkelte produsent? 14

15 WP1:Teknologivalg og utvikling State-of-the-art teknologibeskrivelse og vurdering sannsynlig teknologisk utvikling og kostnader Analyse av hvordan kostnader og markedsforhold påvirker flexibiliteten i biobaserte varmeanlegg: 1) El-priser og strukturen på nettleie ved bruk av elkjeler 2) Start-stopp, investerings- og driftskostnader ved ulike kjeler 3) Varmeetterspørselen på timenivå 4) Investeringer i varmelager 15

16 WP2: Fleksibilitet og samspill Utvikler en detaljert modell for den Nord Europeiske kraft og varmesektoren Basert på modellstruktur utviklet i Danmark (Balmorel) Kraftmodulen på plass Varmemodulen under utvikling Vil anvendes til scenario- og policyanalyser 16

17 EKSEMPEL: SIMULERTE KRAFTPRISER OVER DØGNET, VINTER

18 WP3: VIRKEMIDLER OG RAMMEVILKÅR Sammenlignende studie av relevante rammevilkår og kostnader i de Nordiske landene Modellanalyser: Analyser av effekter av endringer i ulike virkemidler og rammevilkår på system- og anleggsnivå Samfunnsøkonomisk vurdering av virkemiddelbruken 18

19