Christian Skar Institutt for industriell økonomi og teknologiledelse (IØT) Norges teknisk-naturvitenskaplige universitet (NTNU) Kristiansand,

Transkript

1 Christian Skar Institutt for industriell økonomi og teknologiledelse (IØT) Norges teknisk-naturvitenskaplige universitet (NTNU) Kristiansand,

2 Centre for Sustainable Energy Studies Tverrfaglige studier av energisystemet og overgangsstrategier for bærekraftig utvikling Kompetanse innen energi og økonomi, sosiologi, industriell økologi, energisystemanalyser, statsvitenskap, innovasjon og entreprenørskap, teknologistudier. Langsiktig finansiering: 30 mill over 8 år Delfinanisert av næringslivet (brukerpartnere) Over 40 PhD-studenter and post docs I tillegg: prosjekt For mer informasjon:

3 Bakteppe: avkarbonisering av europeisk kraftsektor Nesten utslippsfri kraftproduksjon innen 2050? CCS????? Kilde: European Commission. (2011). A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in Communication from The Commission to The European Parliament, The Council, The European Economic and Social Committee and The Committee of The Regions, COM(2011).

4 Dagens europeiske kraftsystemet (2015) Teknologi Produksjon [TWh] Kapasitet [GW] Kjernekraft Fossilt Vannkraft Vindkraft Solkraft Biomasse Andre 36 3 Total Kilde: ENTSO-E Data Portal (hentet: juli 2016) Etterspørsels-topp: 528 GW (ENTSO-E)

5 Dagens europeiske kraftsystemet (2015) Teknologi Produksjon [%] Kapasitet [%] Kjernekraft Fossilt Vannkraft Vindkraft 9 14 Solkraft 3 9 Biomasse 4 3 Andre 1 0 Total Kilde: ENTSO-E Data Portal (hentet: juli 2016) Etterspørsels-topp: 528 GW (ENTSO-E)

6 CenSES brukercase: Fleksibel norsk energi som grønn tjeneste for Europa Teknoøkonomisk studie av overgangen til et lavutslipp europeisk kraftsystem Ser på valg av produksjonsteknologier, overføringskapasitet mellom land og bruk av energilagring Fokus på norske resultater Optimal utbygging av kabler Utvekslings av kraft Bruk av gasskraft i land norge eksporterer til

7 EMPIRE et modelleringsverktøy utviklet på CenSES Geografisk dekning i EMPIRE Optimal investeringsstrategi Koblet optimaliseringsproblem Optimal drift for representative 48-timers tidssegment

8 Drivere for systemutvikling (antakelser) Europeisk kraftetterspørsel [TWh/an] Brenselspriser [ 2010/GJ] IEA ETP DS Coal IEA ETP DS N Gas EU ref 2016 Coal EU ref 2016 N Gas EU reference scenario 2016 IEA Energy Technology Perspective 2016

9 Antakelse om utslipps kutt: 90% reduksjon fra 2010 til Utslippstak i kraftsektoren [MtCO2/an] To scenarioer vurdert 1. Grunnscenario 2. CCS ikke tilgjengelig

10 Grunnscenario: 90% utslippsreduksjon Teknologi (2050) Kapasitet [GW] Produksjon [TWh] Karbonfangst og lagring (CCS) 196 (13%) 1155 (30 %) Vindkraft 364 (24%) 922 (24 %) Solkraft 467 (31%) 532 (14 %) Kull (urenset) 31 (2%) 18 (0%) Naturgass (urenset) 169 (11%) 111 (3%)

11 Uten CCS: 90% utslippsreduksjon Teknologi (2050) Kapasitet [GW] Produksjon [TWh] Karbonfangst og lagring (CCS) Vindkraft 620 (32%) 1481 (38%) Solkraft 739 (38%) 800 (20 %) Kull (urenset) 22 (1%) 2 (0%) Naturgass (urenset) 238 (12%) 420 (11%)

12 Kostnadseffektiv strategi for overgangen til et lavsutslipp kraftsystem i Europa

13 Kostnadseffektiv strategi for overgangen til et lavsutslipp kraftsystem i Europa I perioden fases kull ut til fordel for naturgass

14 Kostnadseffektiv strategi for overgangen til et lavsutslipp kraftsystem i Europa Med CCS : kraftig innslag av kull med CCS og landbasert vindkraft i produksjonsmiksen

15 Kostnadseffektiv strategi for overgangen til et lavsutslipp kraftsystem i Europa Uten CCS : Vind- og solkraft dominerer produksjonsmiksen Naturgass fortsatt brukt som et overgangsbrensel, men fases gradvis ut.

16 Kostnadseffektiv strategi for overgangen til et lavsutslipp kraftsystem i Europa Rollen til vannkraft og kjernekraft lik for begge scenarioene. Skyldes forutsetninger i modellering

17 Nettutvikling Grunnscenario Europeisk nettutvikling: kapasitet opp med 370 % fra 2010 til 2050 NoCCS Europeisk nettutvikling: kapasitet opp med 640 % fra 2010 til 2050

18 Norges internasjonale tilknytninger Tilkobling [MW] 2020 (ENTSO-E TYNDP 2016) Grunnscenario 2050 NoCCS 2050 Sverige Danmark Finland Tyskland Storbritannia Nederland Total

19 Eksempel på bruk av gasskraft i 2050 Grunnscenario NoCCS

20

21 Resultat for Norge Type Grunnscenario NoCCS Etterspørsel Produksjon Regulerbar vannkraft Uregulerbar vannkraft Landbasert vindkraft Havvind 59 Eksport Import Netto eksport

22 Norsk dagsutveksling 2050: Grunnscenario vs NoCCS Baseline winter/spring [MWh/h] NoCCS winter/spring [MWh/h] Baseline summer/autumn [MWh/h] NoCCS summer/autumn [MWh/h] Day 1 Day 2 Day 3 Day 4 Day 5 Day 1 Day 2 Day 3 Day 4 Day 5 Day 6 Day 7 Day 8 Day 9 Day 10 Day 6 Day 7 Day 8 Day 9 Day 10

23 Norsk dagsutveksling 2050: Grunnscenario vs NoCCS

24 Norsk dagsutveksling 2050: Grunnscenario vs NoCCS Eksport store deler av døgnet Import midt på dagen

25 Norsk dagsutveksling 2050: Grunnscenario vs NoCCS Tydelig profil på utvekslingen i NoCCS-scenariet Skyldes stort innslag av solkraft i Europa

26 Drift av norsk vannkraft i 2050: Grunnscenario vs NoCCS

27 Drift av norsk vannkraft i 2050: Grunnscenario vs NoCCS Stor variasjon i produksjonsmønster på gitte tidspunkt fra dag til dag (sesongavhengig)

28 Drift av norsk vannkraft i 2050: Grunnscenario vs NoCCS Spesielt tydelig produksjonsprofil i NoCCS scenarioet

29 Drift av norsk vannkraft i 2050: Grunnscenario vs NoCCS Kraftig endring i produksjon over kort tid krever tilrettelegging for fleksibel drift med stor grad av regulerbarhet

30 Oppsummering Tilgjengelighet av CCS har stor innvirkning på optimal teknologisammensetningen Med CCS: mye vindkraft, kull med rensning og noe sol Uten CCS: store mengder vind og sol, noe urenset naturgass som balansekraft Utbygging av vind- og solkraft av denne størrelsesorden krever et sterkt nett Spesielt tydelig dersom CCS ikke er tilgjengelig, våre resultat tyder på en dobling av utvekslingskapasitet mellom land sammenlignet med grunnscenariet Norsk vannkraft er en effektiv fleksibilitetsleverandør Dersom utbyggingen av solkraft blir stor kan Norge absorbere deler av topproduksjon på dagen og eksportere vannkraft på kvelden/natta Uten CCS kan Norge spille en enda større rolle i vår tilknytning til det europeiske systemet Utbygging av havvind øker eksport ytterligere Forutsetter en kraftig utbygging av utvekslingskapasitet med utlandet

31 Kontakt: Web: