Energiteknologi for fremtiden utfordringer og muligheter

Transkript

1 CLIMIT-dagene, Oslo 12. oktober 2010 Energiteknologi for fremtiden utfordringer og muligheter Kjell Bendiksen Institutt for energiteknikk (IFE) Mongstad Bilde: Bilde: Statoil Statoil

2 Institutt for energiteknikk (IFE) Bredt energiteknologisk FoU-miljø Olje, gass, fornybar energi, miljø, klima, nukleær teknologi og kjernekraftsikkerhet Omfattende eksperimentell FoU-virksomhet Internasjonalt rettet Over 600 medarbeidere fra 30 land Utvikler teknologiske løsninger for kunder i land Omsetning: 700 mill.kr 40% fra utlandet Fokus på teknologisk innovasjon The OECD Halden Reactor Project

3 Utfordring 1: Den globale energi-klima utviklingen: Tre ubehagelige fakta GtCO 2 Gtoe 18 1 Energibehovet vil og bør fortsatt vokse dette århundret 2 80%+ dekkes av fossile kilder og andelen øker CO 2 -utslippene må altså reduseres til en brøkdel av dagens, samtidig som energiforbruket vokser drastisk Vår globale klimapolitikk trenger en reality check Fornybare Fossile Kjernekraft? IEA ETP 2010 Baseline Case Kilde: IEA WEO 2008, WEC

4 Fremtidens energisystem: Fornybare, kjernekraft og kullkraft med CO 2 -håndtering Fornybare Bare økt global energieffektivitet og lavere energiforbruk i OECD-landene kan redusere utslippene på kort sikt Gass/kullkraft med CCS Kjernekraft Kårstø Olkiluoto Photo: TVO

5 Hva skal til for å kutte de globale CO 2 -utslippene med 50% i 2050 sammenlignet med dagens nivå? Vi må årlig tilføre ekstra kraft kapasitet på (i følge IEA ETP Blue Map Scenario 2010): 35 Kullkraftverk med CCS (500MW) 20 Gaskraftverk med CCS (500MW) 30 Kjernekraftverk (1000MW) Vindturbiner (4MW på land) 3600 Offshore Vindturbiner (4MW) 325 millioner m 2 solar PV ++ 6% 10% 17% 9% 5% 53% Men 58% av kuttene må fortsatt komme fra økt energeffektivitet! (54% i ETP 2008: -4% Fornybare) CCS (Industry) End-use energy efficiency/fuel switching Power generation efficiency/fuel switching CCS (Power generation) Renewables Nuclear

6 Alternative Energikilder: Potensial og Utfordringer Potensial: Energi ressursbase Teknologisk potensial Produksjonseffektivitet Utfordringer: Miljø-klima belastninger Arealbehov Råvarebehov Teknologiske begrensninger Produksjonskostnader (investeringer og drift) Det er for tidlig å plukke vinnere! coal natural gas solar thermal biomass Commercial solar PV H 2 Residential hydro wind... Tertiary Source: The EU HLG report nuclear electric nuclear heat

7 Fornybar energi Naturens eget svar på våre energi-klima utfordringer Betydelig norsk potensial på: Vann- og vindkraft Solenergi (som varmekilde) Bioenergi Flere globale norske selskaper: Statkraft, Statoil, Elkem, REC, Scatec, Utfordringer Vi trenger: Nye smarte overføringsnett Storskala energilagring Renere drivstoff: Bio, batterier og H 2 Og økt energieffektivitet! Horns Reef Horns Reef

8 Fremtidens energisystemer: Fornybar energi: Solceller IFEs Solbygg (Kjeller) Source: Denis Lenardic and Rolf Hug, The solar server, 24/01/2008

9 Vindkraft Stort potensial for offshore vindkraft langs norskekysten 5-10 ganger norsk vannkraftproduksjon (teoretisk, med flytere) Betydelige nettutfordringer (storskala til Europa) Miljøkonsekvenser (På nær land) Hywind Teknisk-økonomiske utfordringer Må tenke nytt til havs! How big can they get? Kilde: VTT Bilde: StatoilHydro

10 Hvordan får vi på plass CO 2 -håndtering fra kull- og gasskraftverk? Utfordringer Utvikle og demonstrere konkurransedyktige teknologier Utplassere slike kraftverk og Ta forsvarlig vare på mrd tonn CO 2 årlig innen 2050 Innovative konsept Membranbaserte teknologier Brenselcellebaserte teknologier (ZEG Power) Kårstøkraftverket

11 Utfordringen: Sikker transport og deponering av flere milliarder tonn CO 2 årlig 20 Mrd. Mill. tonn CO 2 deponert Men mrd. tonn må deponeres årlig i Sleipner: 1Mt deponeres i Utsira formasjonen årlig 0 Sleipner Statoil

12 Gass-/kullkraft med CO 2 -håndtering ZEG Power Et paradigmeskifte Integrert CO 2 -fangst (~100%) Konkurransedyktig økonomi Billigere og bedre enn etterrensing Høy energiutnyttelse (>80%) Ingen NOx-utslipp Kan muliggjøre storskala hydrogenproduksjon Hydrogen som drivstoff Nye markeder i oljeproduksjon (tungolje, tjæresand)

13 Pilotanlegg: kw Risavika: 1 H2 +1 el kw HyNor Lillestrøm: kw Veikart for ZEG teknologien Prototyp distribuerte anlegg 7+8 MW Prototyp industriell skala: 400 MW el

14 Strategier for energiteknologisk innovasjon Hvordan oppnår vi konkurransedyktige fornybare og CCS-teknologier? 1 Redusere kostnadsgapet ved teknologisk innovasjon, økt effektivitet og masseproduksjon 2 Satse på cutting edge -teknologier som kan masseproduseres for det globale markedet 3 Utvikle, verifisere og utplassere neste generasjon teknologier 4 Skape nye markeder for nye energiteknologier (Sol PV, Vind, CCS, batterier) 5 Bruke stimuli og reguleringer aktivt (nettilgang, feed-in tariffer, forskrifter,...) Mål: Bli verdensledende eksportør av fornybar og CCS-teknologi Solar PV bekrefter at økt masseproduksjon gir logaritmiske kostnadskutt!

15 Strategies for energy technology innovation: EU SET Plan CCS Energy Industry Initiative Objective: CCS demo and full scale plants by 2020 Demo by 2015, Full scale by 2020, Emerging market by 2030?? (reduction through demo and R&D/new technologies)

16 Kjernekraft et realistisk alternativ? Status 440 reaktorer i drift i 30 land (2009) 41 reaktorer under bygging i 15 land (35GWe ~10%; 2008) Utfordringer Driverkrefter Utsikter: Mange land revurderer nå kjernekraftens rolle

17 Kjernekraft Utfordringer Hvor sikker er kjernekraft? Avgjort blitt sikrere de senere år (reelt og statistisk) Risikoen for store ulykker (Nivå 4-7 på IAEA INES skala) er betydelig redusert etter Tsjernobyl En ny Tsjernobyl nivå ulykke er ekstremt usannsynlig Men eksisterende anlegg er gamle design og ikke idiotsikre Deponering av høyaktivt avfall Spredning av atomvåpen og terrorhandlinger Public acceptance Chernobyl (Ukraine1986) Olkilouto Waste Depository (Finland) Mongstad Bilde: Bilde: Statoil Statoil

18 Finlands 5. kjernekraftverk En ny europeisk 3. generasjons reaktor Olkiluoto 3. juni 2007 Type EPR Leverandør AREVA Turbinleverandør Siemens Termisk output 4300MW Netto el-effekt 1600MW Driftstrykk 154 bar Damptemperatur 290C Brensel 128t UO 2 El virkningsgrad 37% Kilde: AREVA

19 Kjernekraft Helt nye teknologier 4. Generasjon VHTR 4. Generasjon kjernekraftverk Helt nye design Sikre, spredningsrobuste Økonomisk konkurransedyktige På markedet om år Fusjon Nær ubegrensede brenselressurser Demo-reaktor på 500 MW i 2017 Lang kommersiell tidshorisont ITER Demo reaktor

20 Konklusjoner Norge kan: 1 Forbli en viktig energieksportør (fornybar og O&G - med lave CO 2 -utslipp) 2 Bidra til et bærekraftig globalt energisystem Utvikle og verifisere neste generasjon fornybar og CO 2 - teknologi som kan masseproduseres Mer effektiv energibruk hjemme og ute nå! 3 Bli en ledende eksportør av nye energiteknologier og kompetanse 4 Skape nye milliardindustrier på fornybar/ccs Men: Vår energi-klima politikk trenger en reality check! Takk for oppmerksomheten!