Overblikk - fornybar energi. Det store spørsmålet: Hvordan skal vi forvalte våre fossile og biologiske karbonressurser? Petter Hieronymus Heyerdahl Presentasjon på workshop: Energiutredning Føyka / Elvely og Asker sentrum Asker kulturhus, 18. mars 2014 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning? 1
Bruk av energi kan grovt deles i fire hovedområder 1. Mat 2. Stasjonære formål: Lys, matlaging, komfort, maskiner, prosess etc. 3. IT: Radio, telefon, TV, PC, GPS, musikk etc. 4. Transport og annet løst utstyr som trenger bevegelse 2 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
98 % av transport i verden gjøres ved å brenne flytende drivstoff... og det er fossilt karbon i flytende form 3 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Bruk av flytende drivstoff har økt jevnt og trutt.. 661.5 Transport står for 62% Kilde: IEA, Key World Energy Statistics 2012 http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/kwes.pdf, side 33 4 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Flytende drivstoff er vanskelig å bytte ut og vil være dominerende innen transport lenge: = fossil gass Vi sitter i den fossile drivstoffella! 5 U.S. Energy Information Administration, independent Statistics and Analysis. Outlook 2010 - Highlights Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
.som er med på å tegne dette bildet av forventede utslipp U.S. Energy Information Administration, independent Statistics and Analysis. Outlook 2010 - Highlights 6 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Et eksempel på vår karbonavhengighet: La oss følge maten fra jord til bord til fjord Hva som gjøres Står stille* Bevegelse Pløye, harve, så Olje Gjødsle, sprøyte Kull, gass, Olje Høste, transportere Olje Bearbeide, transportere, varme, kjøle Kull, gass Olje Grossist: Fordele, kjøle Kull, gass Olje Butikk: Transport, kjøle, varme, lys Kull, gass Olje Hjem til deg Olje Bearbeide, SPISE, kaste, lagre Kull, gass Olje Toalett: Drift av vann og avløp Kull, gass Renseanlegg, pumping, slamtransport Kull, gass Olje * I Norge brukes mye strøm, men resten av verden bruker fossilt brensel 7 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
IEAs likning for drivstoff i verden i 2030: Drivstofftype Innfyrt brennverdi EJ % av total Tilsv. milliarder Liter diesel per år Tilsv. millioner Liter diesel per dag Fossil flytende 87.0 85 2 300 6 200 Fossil gass 1.5 1 39 106 Bio 11.0 11 286 780 El 3.8 4 Hydrogen 0.1 0 Total 103.4 100 Hvis et flytende drivstoff skal fremstå som karbonnøytralt må det lages av biomasse. 1 EJ = (exajoule) = 10 18 J = 2800 TWh. Tilsvarer brennverdien til 26 milliarder liter diesel. Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig 8 Kilde: http://www.iea.org/etp/explore/ Energy Technology Perspective 2012 Data Visualisation løsning?
Hvor mye biomasse til energiformål antas å finnes i verden i 2030? IEA: All energi-biomasse i verden kan dekke rundt halvparten av drivstoffbehov i 2030 (2 C Scenario (2DS)). Men det er mange andre om biomassebenet: Varme, strøm, materialer, biokjemi, polymerer, Terra Preta, farmasi etc. Derfor fremdeles rundt 11 % biodrivstoff i 2030 Kilde: IEA, Energy Technology Perspectives 2012. http://www.iea.org/etp/explore/ Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig 9 løsning?
Hvor mye fossilt flytende drivstoff bruker vi i Norge? Anvendelse Millioner liter per år Veitransport 5 000 Skip tanket i Norge 2 000 Fly tanket i Norge 1 000 Total 8 000 Dimensjoner til ettertanke: 10 1 fastkubikkmeter trevirke kan omformes til ca. 100 liter drivstoff For å erstatte dagens fossile forbruk trengs rundt 80 millioner kubikk Avvirkningen i dag er ca. 8 millioner kubikkmeter Balansekvantum i norske skoger er rundt 17 millioner kubikk. Kilde: http://www.ssb.no/energi-og-industri/statistikker/petroleumsalg/aar; Trømborg m fl.: Bærekraftig biodrivstoff til sivil luftfart i Norge - biomassetilgang fra landbaserte ressurser. NMBU - INA Oktober 2012. Evig og utslippsfri varme for Asker sentum Teknologi_Sintef_publ%202013_04_24_tcm181-156303.PDF
Tre forhold som kan påvirke produksjon og bruk av biomasse i verden 11 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
1. Alt liv er avhengig av fosfor. Lett tilgjengelig fosfor kan ta slutt i dette århundret. Mindre fosfor gir reduserte avlinger. Vi kan trenge mer land for samme produksjon Mat må gå foran dyrking av biomasse til drivstoff Energi har mange alternative kilder. Fosfor har ingen. 12 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning? news.com.au; weeklytimes.com.au; Petter Deinboll Jenssen, UMB; arno.rosemarin@sei-international.org
2. Utvikling av verdens befolkning Alle trenger mat Mange vil reise Det vil høyst sannsynlig bli konkurranse om arealer Kilde: http://www.gerrymarten.com/human-ecology/chapter03.html og businessgrow.com 13 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
3. Verden der folk bor blir tørrere Alvorlig tørt herfra Normal Vern Extreme om dyrkbar jord! Extreme 14 KIlde: The National Science Foundation / Aiguo Dai, Drought under global warming: A review. July 3 rd 2012 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Tørke er på fremmarsj i verden der mange bor Afrika USA India Kina 15 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Nedbøren i verden flytter seg. Økt nedbør er ikke nødvendigvis alltid en fordel 16 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Så, hvis fremdriften skal være klimanøytral og det ikke er nok biomasse. Hvilke kjøreturer skal da ut? Eller kan vi skaffe biokarbon på andre måter? 17 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Over hele verden brennes biomasse for å lage strøm og varme i stor skala. Kan dette fortsette? Neppe. Biologisk karbon vil bli alt for verdifullt * Stasjonær energiproduksjon har mange alternative kilder. Vi må reservere mest mulig biomasse til drivstoff. Allikevel er det ikke nok til all transport. Resten må tas med Strøm og Hydrogen * Vedovn, pelletskamin og små og mellomstore anlegg er selvsagt OK IEA: Biomasse og avfall til strøm i 2020 er estimert til 7.6 EJ = 1000 millioner fm3/år 18 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Eksempel: Varmeanlegget på Haraldrud i Oslo. Riktig beslutning da den ble tatt. Anlegget leverer 150 200 GWh varmeenergi per år Det brenner årlig 40.000 tonn biomasse Krever over 1000 vogntog på veiene fra fabrikk Biomassen kunne laget 7 10 millioner liter biodiesel når teknologien er på plass om noen år Som kunne gjort 8 12.000 biler klimanøytrale og redusere CO2-utslippene fra trafikken med 25 30.000 tonn Men hvor skal varmen til fjernvarmen komme fra da? Åpnet 7.11.2013. Ref: https://www.hafslund.no/omhafslund/mer_fornybar_fjernvarme_i_oslo/8130 19 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Vi må finne andre energikilder til de stasjonære varmeanleggene som fyres med biomasse. En stabil og nær uendelig varmekilde er stor og rund 99% av jordens indre holder over 1000 grader C 20 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Varme fra jordens indre hentes på flere vis 21 Geovarme vil bli en viktig energikilde i fremtiden. Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Ett eksempel: Geotermisk energi i Australia 1 % av den geotermiske energien som befinner seg grunnere enn fem kilometer i Australia kan dekke landets totale energibehov i 26 000 år Source: Australian Government, Geoscience Australia, http://www.ga.gov.au/energy/geothermal-energy-resources.html 22 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Halvdyp geotermisk energi. (Shallow Geothermal Systems) Varmen kan hentes fra dybde 1000 1500 m. Slike hull kan bores i dag. Hullet bores rett ved brukeren fjernvarmerør ikke nødvendig. Temperatur på vannet opp av hullet 20 35. Kan brukes direkte til lavtemperatur formål slik som lavtemperatur systemer i bygg, idrettsplasser og fortau. Kan øke temperaturen med varmepumpe der det er påkrevet. Med lunkent vann opp av hullet får man god virkningsgrad på varmepumpen selv om den skal levere høyere temperatur ut. 23 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Noen temperaturgradienter i Norge Osloområdet er godt egnet for geovarme 24 Kilde: Kirsti Midttømme & Jan Kocbach, CMR Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Eksempel på anlegg med 100 kw brønn. Varighetskurve for varmebehov over et år Topping med strøm utgjør noen få prosent av totalenergien Kalde dager presses brønnen til å levere mer enn 100 kw. Utgjør kanskje 15% av all energi levert over året. Virkelig kalde dager kan det toppes med strøm. 100 kw Dette arealet over kurven representerer energien som ikke tas ut om sommeren. Brønnen hviler og lades opp. Vinter Høst og vår Sommer 1 år = 8760 timer Anlegget leverer ca. 800.000 kwh per år 25 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Halvdypt geotermisk anlegg, et hybridanlegg. 1500 m dyp brønn, 100kW varme, 25 graders vann. Teknisk levetid for varmepumper er ca 20 år. Hullet leverer varme 30 50 år. Hullets levetid kan økes ved å lade med solvarme fra tak eller varme flater på bakken. 26 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Grovt økonomisk overslag for et 800.000 kwh anlegg. Investering brønn... 3000 Investering nedihulls kollektor.. 360 Investering varmepumpe.. 650 Brønnhus etc 500 Total investering.. 4500 Å låne 4500 over 20 år til 5.5% koster per år 370 Driftskostnader per år. 2.5% av investering 100 100 000 kwh strøm a kr 0.80 til å drive varmepumpe 80 Kostnader per år for å levere 800.000 kwh varme. 560 Salg energi: 800 000 kwh a kr 0.70 560 Overskudd. 0 (Alle beløp i 1000 kr og alle tall er feil) 27 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Er halvdyp geovarme noe for Asker? Eksemplet foran viser et lite anlegg. For større anlegg blir prisen på energien lavere. Dette er nærvarmeanlegg som ikke krever store rørtraseer. Omleggingen kan skje etter hvert, man slipper å ta en stor investering i rørtrasseer i starten. Altså en organisk utvikling. Kundene kan selv velge temperaturnivå. Lavere temperatur opp fra brønnen gir lavere pris på energien. Dette stimulerer til å bygge lavtemperatur energianlegg i byggene. Tiden jobber for disse løsningene: - Prisen på hull vil synke de neste årene - Dybden vil øke med bedre boreteknologi og dermed vil temperatur, effekt og energi per hull øke - Økt temperatur reduserer behovet for varmepumpe 28 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?
Forslag: Geovarme i Asker Hva med å få utredet mulighetene for halvdyp og senere dyp geovarme i Asker til forsyning - i større bygg - i lokale nærvarmenett Vurdere mulig samarbeid med Oslo kommune (Miljø og samferdsel). De vurderer slike løsninger i disse dager. Slike oppdrag vil styrke begrunnelsen for økt FoU og fremme teknologiutvikling innen geotermisk energi i Norge. Det bør etableres et forskningssenter for miljøvennlig energi - FME - innen geovarme. Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning? 29
Uten drivstoff stopper verden. Konklusjon Det er ikke nok biomasse til å erstatte dagens forbruk av drivstoff med biodrivstoff verken i Norge eller i verden alle bidrag teller. Å brenne biomasse for å lage strøm og varme vil i fremtiden neppe være aktuelt. Biomassen må forbeholdes transportsektoren. Asker kommune, som en stor forbruker av varme, kan gi et vesentlig bidrag til å bringe oss mot karbonnøytralitet ved å ha et bevisst forhold til varme og hvor den skal komme fra. Takk for oppmerksomheten 30 Biomasse til stasjonære energiformål - langsiktig løsning?