Miljøvirkninger av økt installert effekt i norsk vannkraftproduksjon

Transkript

1 1 Miljøvirkninger av økt installert effekt i norsk vannkraftproduksjon Ove Wolfgang, SINTEF Energiforskning Norsk fornybar energi i et klimaperspektiv. Oslo, mai 2008.

2 2 Bakgrunn: Forprosjekt for NVE Samle informasjon om hvordan større kapasitet (MW) i norsk vannkraft vil påvirke CO 2 -utslippene Foreslå videre arbeid på temaet

3 3 Miljøgevinster av større kapasitet (MW) Hvorfor miljøgevinst? Ny kapasitet (MW) kan gi redusert flom og bedre virkningsgrad: økt fornybar kraftproduksjon (MWh) Økt dag/natt utveksling mot termiske kraftsystemer (fokus i studie) Vi har ikke vurdert andre utslipp enn CO 2 eller vassdragsmiljø Kvotesystem for CO 2 er etablert Utslippene fra inkluderte sektorer er bestemt av antall kvoter En utslippsreduksjon reduserer kvoteprisen akkurat så mye at totale utslipp er uendret Men: Enklere å avtale større reduksjoner hvis kvoteprisen er lav Relevant å betrakte isolert CO 2 -virkning av enkelttiltak

4 4 Miljøgevinster av større kapasitet (MW) Hvorfor miljøgevinst? Ny kapasitet (MW) kan gi redusert flom og bedre virkningsgrad: økt fornybar kraftproduksjon (MWh) Økt dag/natt utveksling mot termiske kraftsystemer (fokus i studie) Vi har ikke vurdert andre utslipp enn CO 2 eller vassdragsmiljø Kvotesystem for CO 2 er etablert Utslippene fra inkluderte sektorer er bestemt av antall kvoter En utslippsreduksjon reduserer kvoteprisen akkurat så mye at totale utslipp er uendret Men: Enklere å avtale større reduksjoner hvis kvoteprisen er lav Relevant å betrakte isolert CO 2 -virkning av enkelttiltak

5 5 Skisse av døgnvariasjon i et termisk kraftsystem Produksjon under bestpunkt for enhet 2 Bruk av dyr høylastenhet Startkostnader for enhet 3 MW Enhet 3 Forbruk Enhet 2 Enhet 1 Gevinst pga. jevnere driftsprofil ved økt tilgang på vannkraft 24 timer timer

6 6 Hvilken kapasitet begrenser utvekslingen mot andre land? 30 29,2 (98 % vannkraft) 20 17,6 GW 10 10,5 5,3 0 Kraftproduksjon ( ) Utveksling NorNed Januar Juli Kapasitet Forbruk 2005,2006

7 7 Hvilken kapasitet begrenser utvekslingen mot Europa? 30 29,2 (98 % vannkraft) GW Ikke alt er tilgjengelig (revisjoner, vanntilg., fallh.) Reserver til regulerkraft 5,3 17,6 Interne flaskehalser i Norge Overføringskapasiteten er sannsynligvis 10,5 en mest begrensende faktoren for utveksling likevel Kan være annerledes i et gitt framtidig system 0 Kraftproduksjon ( ) Utveksling NorNed Januar Juli Kapasitet Forbruk 2005,2006

8 8 Hvordan utnytte overføringskapasitet og fleksibilitet i vannkraft best mulig? Ulike markeder Spotmarked (Dag før driftstimen) Regulerkraftmarked (I drift) Regulerkraftopsjon (Uker/mnd. før driftstime) Økende institusjon. utfordringer Bruk av vannkraft som regulerkraft i Europa er et viktig alternativ! Overføringskapasitet må i så fall reserveres. I det følgende diskuterer vi bruk i spotmarked

9 9 Endret kraftproduksjon i Europa pga. økt utveksling mot Norge Sammensetningen av kraftproduksjonen i Europa / aktuelle europeiske land Hvilken type produksjon er marginal hhv. i høylast og lavlast?

10 Sammensetningen av kraftproduksjonen i EU 1000 Kull Gass Olje Atomkraft 2004 TWh Fornybart Gass 19 % Fornybart 13 % Atomkraft 34 % 400 Olje 6 % Kull 28 %

11 11 Kraftproduksjon i Norden Kull Olje Gass Atomkraft Fornybart Vannkraft 200 TWh

12 Kraftproduksjon i Nederland 60 Kull Olje Gass Atomkraft Fornybart 40 TWh

13 Kraftproduksjon i Tyskland 400 Kull Olje Gass Atomkraft Fornybart 300 TWh

14 14 Kraftproduksjon i Storbritannia Kull Olje Gass Atomkraft Fornybart 200 TWh

15 15 Endret kraftproduksjon i Europa pga. økt utveksling mot Norge Sammensetningen av kraftproduksjonen i Europa / aktuelle europeiske land Hvilken type produksjon er marginal hhv. i høylast og lavlast?

16 16 Gasskraft vs. kullkraft Kullkraft: Store investeringskostnader pr. MWh produsert, men relativt små driftskostnader pga. billig kull. Gasskraft: Relativt små investeringskostnader, men store driftskostnader pga. dyr gass. Hvilken teknologi er marginal høylast/lavlast? (forutsatt minst driftskostnader for kullkraft) 3 eksempler

17 Eksempel 1. Kull og gass marginal hhv. natt og dag. Lavlast Høylast NOK / MW Typisk situasjon iflg. noen studier. Gasskraft Turbiner (olje/gass) Miljøvirkning! Kullkraft Atomkraft MW 17

18 18 Eksempel 2. Kullkraft marginal. Lavlast Høylast NOK / MW Turbiner (olje/gass) Gasskraft Kullkraft Atomkraft MW

19 Eksempel 3. Gasskraft marginal. Lavlast Høylast NOK / MW Gasskraft Turbiner (olje/gass) Kullkraft Atomkraft MW 19

20 20 Noen usikre og kompliserende faktorer Priser på gass, kull og CO 2 -kvoter Gasskraft og kullkraft kan være plassert om hverandre på tilbudskurven (varierende virkningsgrad pga. ulik alder) En del gasskraft kjøres kanskje annerledes pga. langsiktige avtaler om gassleveranser Energi- og miljøpolitikk (krav om rensing, satsing på forurensningsfri teknologi) Store nasjonale forskjeller i teknologi og varierende forbruk Forstudien gir ikke grunnlag for å konkludere med at en får et skifte fra gasskraft til kullkraft ved økt utveksling mot Europa

21 21 Oppsummering Økt kapasitet i vannkraft gir reduserte CO 2 -utslipp pga. økt fornybar kraftproduksjon (redusert flom, økt virkningsgrad) Overføringskapasiteten er sannsynligvis den mest begrensende faktoren for utveksling i dagens system. Lokal effektutbygging kan påvirke utveksling pga. flaskehalser internt i Norge Det er usikkert om økt utveksling mot Europa gir reduserte utslipp Redusert bruk av termiske enheter med lav virkningsgrad Færre tilfeller av start/stopp og kjøring under bestpunkt Men en kan risikere et skifte fra gasskraft til kullkraft Det kan være aktuelt å forske videre på alle disse temaene

22 Takk for oppmerksomheten 22