Norge som Europas billigste batteri? Professor Ånund Killingtveit NTNU/CEDREN



Like dokumenter
Norge som Europas billigste batteri?

Behov for (elektrisk) energilagring

Norges ressurser/muligheter, magasiner, effekt, pumpekraft

Norge er et vannkraftland!

Norge som leverandør av balansekraft

Velkommen til CEDRENs avslutningsseminar. #miljødesign

Grønt batteri. Utfordringer i forhold til miljø og samfunn. Atle Harby, SINTEF Energi, Centre for environmental design of renewable energy - CEDREN

Norge er et vannkraftland!

Energi og Teknologi Hva står til rådighet - Fordeler og ulemper VANNKRAFT

Vannkraft Ren energi som verdens batteri

Stortingsmelding om energipolitikken Oppstartmøte

Centre for environmental design of renewable energy CEDREN

Kostnader for ny kraftproduksjon ved ulike teknologier Energiforum EF Bergen

MELLOMLANDSFORBINDELSER OG NETTFORSTERKNINGER- BEHOV OG LØSNINGER

The benefits and effects of cross-border transmissions

Framtidens energisystem i Norge og Europa og FoU-utfordringer det byr på

Norge som grønt batteri - muligheter og begrensninger

Rollen til norsk fornybar kraftproduksjon i 2050 Scenarioer for Norge som leverandør av balansekraft eller stor leverandør av fornybar energi

Energy. Edgar Hertwich, NTNU. 21 May 2014, Oslo. Working Group III contribution to the IPCC Fifth Assessment Report. Ocean/Corbis

Konsekvenser for vannkraftsystemet

Energy Roadmap Hva er Norges handlingsrom og konsekvensene for industri og kraftforsyning? Energirikekonferansen 7. 8.

Energi og vassdrag i et klimaperspektiv

Norge som svingnasjon Konsekvenser av betydelig økt uregulerbar kraftproduksjon i Norden og Europa, markedsmessige muligheter og utfordringer

Centre for environmental design of renewable energy CEDREN

Horingsinnspill på EU-kommisjonens forslag til direktiv for å fremme bruk av fornybarenergikilder av den 23-januar 2008

Norsk kabelstrategi konsekvenser og muligheter for norske produsenter. Edvard Lauen, Agder Energi

Når batteriet må lades

Konkurransekraft og forskning

Alternativer for en miljøvennlig utvikling av energisystemet i Norden

Regulering av kapasitetsmarkeder Rolf Golombek Energimarkedet i EØS området 6. mai 2015

Rollen til norsk vannkraft i 2050 scenarioer for Norge som leverandør av balansekraft

Norske fornybarressurser og norsk vannkraftfleksibilitet i Europas fremtidige energisystem

Kraftbalanse, kvotehandel og prisforventning EBL Temadag 29. jan Bent Johan Kjær - Statkraft Energi AS

Økt forskningsinnsats innen Vannkraft og fornybar energi. Sentersatsing FME og nye KMB. Nye muligheter for energibransjen og vassdragsmiljøet?

Norge som batteri i et klimaperspektiv

Vi får lavere kraftpriser enn Europa Selv om vi bygger mange kabler

Balansekraft, kabler og effektkjøring

KRAFTUTVEKSLING MED EU AGDERS MULIGHETER OG UTFORDRINGER. Grimstad 26. september 2012 Adm. direktør - Gaute Tjørhom

The new electricity age

FREMTIDENS ENERGISYSTEM

Fra fossil til fornybar Opprinnelsesmerking av kraft.

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

1 Atle Harby, CEDREN

Vannkraft i et klimaperspektiv

Verdiskapning og Miljø hånd i hånd

Ny epoke for verdensledende norsk industri

Målsetninger, virkemidler og kostnader for å nå vårt miljømål. Hvem får regningen?

EU Energi, SET-plan. Beate Kristiansen, Spesialrådgiver/EU NCP Energi

Nytt strømforbruk. Fra strøm til hydrogen, en ny lagringsmetode

FREMTIDENS ETTERSPØRSEL ETTER BIOMASSE

CEDREN - Centre for environmental design of renewable energy. Atle Harby, senterleder SINTEF Energi

Kjell Bendiksen. Det norske energisystemet mot 2030

En vei mot et karbonnøytralt Skandinavia i 2050

Produksjon og lagring av solkraft

Internasjonale perspektiver på offshore vind. 3. november, 2009 Berit Tennbakk, Econ Pöyry

FORNYBAR ENERGI OG GRØNNE SERTIFIKATER

Fornybar energi - kommer den fort nok? Sverre Gotaas, Statkraft

Vindparktilkopling til offshore installasjonar

PUMPEKRAFT ERFARINGER OG UTSIKTER. Adm. direktør - Gaute Tjørhom 3. september 2013

Energipolitikk i et europaperspektiv Energirikekonferansen 9. august 2011

Kjell Bendiksen Det norske energisystemet mot 2030

Grønt batteri - Et hovedsatsingsområde til PSG

Energiutfordringer fortid og fremtid. Alf Bjørseth NTVA, april 2016

Energi, klima og miljø

BALANSEKRAFT. Seminar: Balansetjenester og fornybar kraft - trusler og muligheter for verdiskaping på Agder 3. September 2013 Tonstad i Sirdal Kommune

Centre for environmental design of renewable energy CEDREN. SINTEF Energy Research

Klimapolitikk, kraftbalanse og utenlandshandel. Hvor går vi? Jan Bråten, sjeføkonom Statnett 27. januar 2009

Fornybar energi fornybar natur? NINA-dagan 2009

Rammebetingelser og forventet utvikling av energiproduksjonen i Norge

Energi og klima politikkens store utfordring

DIALOGMØTE OM ENERGIFORSKNING, OSLO. Jon Brandsar, konserndirektør Statkraft

TEMA-dag "Hydrogen. "Hydrogens rolle i framtidens energisystem" for utslippsfri transport" STFK, Statens Hus Trondheim 9.

Offshore Strategikonferansen 2008

FoU for turbiner til vannkraft

Mot et grønnere europeisk energimarked: Hovedeffekter i energimarkedene av Paris-avtalen CICEP CREE modellseminar 28 april 2016 Rolf Golombek

Kan det norske energisystemet i større grad benyttes til å levere fleksibilitet til Europa? Et mulig og fremtidsrettet satsingsområde?

Elsertifikatmarkedets effekt på kraftmarkedet

Verdiskaping knyttet til nye teknologier. Energiutvalget - Workshop Gardermoen 9. november 2011

Olje og gass i fremtidens energimix. Helge Lund

Hvordan kan Europas energirevolusjon påvirke nordisk og norsk skogsektor?

En nasjonal strategi for forskning, utvikling, demonstrasjon og kommersialisering av ny energiteknologi

Kabler til utlandet muligheter og utfordringer Hva er mulig å etablere innen 2030, og hva må på plass av interne nettforsterkninger

Miljøkostnader av Vindkraft. Ståle Navrud og Lene Axelsen Institutt for Økonomi og Ressursforvaltning Universitetet for Miljø og Biovitenskap

Europeiske energiscenarier - Hvordan det jobbes med energisystemmodellering

Norsk vannkraft i det europeiske kraftmarkedet. Magnus Korpås Professor, elkraft NTNU

Norges rolle som tilbyder av fleksibilitet til Europa i fremtiden

R I N G V I R K N I N G E R A V K S B E D R I F T E N E R G I O G F I R E T R E N D E R S O M K A N P Å V I R K E U T V I K L I N G E N P Å M E L L O

Kjell Bendiksen Det norske energisystemet mot 2030

Tor Haakon Bakken. SINTEF Energi og NTNU

Centre for environmental design of renewable energy - CEDREN.

Langsiktig markedsanalyse

Kommunikasjon og omdømme

Forskningsrådets støtte til energiforskning og innovasjon. Einar Wilhelmsen

Myter og fakta om «alternative» energikilder

LM-10. Endringsforslag, politiske uttalelser parallellsesjon 3: Uttalelse 20: Norge som Europas grønne batteri

Grønne forretningsmuligheter. Steinar Bysveen, adm. direktør Energi Norge

EUs energi- og klimapolitikk: Mulige konsekvenser for lønnsomheten av norsk vindkraft i 2030

Klimasatsing som skaper verdier

Vindkraft i den norske og globale elkraftforsyningen

Eierseminar Grønn Varme

Transkript:

Norge som Europas billigste batteri? Professor Ånund Killingtveit NTNU/CEDREN

Eller: Hva skjer når vinden stilner i Europa? Hva er behovet for energifleksibilitet i det Nord-Europeiske kraftmarkedet? Kan Norsk vannkraft fungere som balansekraft?

3 Centre for environmental design of renewable energy CEDREN

Klimaendringene er bakgrunnen for omlegging av energisystemet Både i Norge, Europa og resten av Verden

Hvor kommer drivhus-gass (GHG) utslippene fra?

Globalt sett utgjør fossile brensel 85% av alt energiforbruk Ca 70% av verdens elektrisitetsproduksjon kommer fra fossile brensel Fornybare utgjør knapt 20%, det aller meste fra vannkraft (15-16%)

Klimautfordringene fører til noen store spørsmål - Vil oppvarmingen fortsette? - Hvor mye varmere blir det? - Hva blir konsekvensene? - Kan vi motvirke utviklingen? - Kan vi tilpasse oss utviklingen?

Global temperaturutvikling styres av drivhusgass utslipp (RCP): RCP 2.6 gir 450 ppm og +2 0 C RCP 4.5 gir 550 ppm og +3 0 C RCP 8.5 gir 900 ppm og +5.5 0 C

Og utviklingen kan fortsette lenge etter 2100

TILTAK TILTAK FOR FOR Å MOTVIRKE MOTVIRKE KLIMAENDRINGER KLIMAENDRINGER

Hvis utslippene av CO 2 øker vil global klimaendring trolig fortsette CO 2 konsentrasjon i atmosfæren må stabiliseres og på sikt reduseres Dette krever at CO 2 utslippene må reduseres kraftig En målsetning nå er å stoppe oppvarmingen på +2 o C Dette krever at CO 2 konsentrasjonen stabiliseres på 450 ppm Vi kan se tre hovedtyper av løsninger: 1) Redusere energiforbruk gjennom energi-effektivisering 2) CO 2 fangst og lagring i berggrunnen 3) Overgang fra fossile til fornybare energikilder

CO 2 INNHOLDET MÅ STABILISERES SNAREST MODELLER FOR BEREGNING VI MÅ REDUSERE GHG UTSLIPPENE KRAFTIG GLOBALE KLIMAENDRINGER MEN - GREIER VI Å ENDRE ENERGI-SYSTEMENE? ER FORNYBAR ENERGI LØSNINGEN?

EU har akseptert denne utfordringen (og Norge blir med) The energy challenge is one of the greatest tests faced by Europe today Key decisions have to be taken to reduce drastically our emissions and fight climate change G. Oettinger (EU commisionar for energiy) Energy 2020

Three Important deadlines in EU Energy/Climate policy 2020 The RES Directive Share of RES 20% Policy in effect 2030 2030 Framework Share of RES > 27% Finally decided Oct 2014 2050 Energy roadmap 2014 Near 100% Renewable?

RES Directive (20/20/20 Goals) 1. Main targets 20% reduction in GHG emissions 20% better energy efficiency 20% of energy from RES For electricity 34% in 2020 Source: Energy 2020 A strategy for competetive, sustainable and secure energy

Mot 2020 Implementering av RES-direktivet RES generation from 632 TWh in 2010 to 1152 TWh in 2020 Largest increase in Wind - ca 120 GW and 305 TWh Also rapid increase in Solar PV - ca 65 GW og 100 TWh è Increase of non-dispatchable power generation (wind, solar PV)

Utbygging av vindkraft i Europa fram mot 2030 Wind increasing from 84 GW in 2010 to > 300 GW in 2030?

2020 er bare første skritt Målet skal nås i 2050 - CO2 utslipp redusert med 80-95% fra 1990 nivå - >80% av strøm kommer fra fornybare kilder - Atomkraft (i Tyskland) stenges ned i 2022 - Hovedsakelig vind og sol - Gir store utfordringer knyttet til - Kostnader - Leveringssikkerhet - Integrasjon av store mengder ikke-regulerbar kraft - Sterk økt behov for Transmisjon og Lagring (Storage)

Wind power and Hydropower Integration in the North Sea Region (From TradeWind) Case studied: 94 000 MW Wind power Scenario 2030?

Wind energy is highly variable (Hourly simulated wind power for one year data from TradeWind) 90000,00 80000,00 70000,00 60000,00 50000,00 40000,00 30000,00 20000,00 10000,00 0,00 1 184 367 550 733 916 1099 1282 1465 1648 1831 2014 2197 2380 2563 2746 2929 3112 3295 3478 3661 3844 4027 4210 4393 4576 4759 4942 5125 5308 5491 5674 5857 6040 6223 6406 6589 6772 6955 7138 7321 7504 7687 7870 8053 8236 8419 8602 Simulated Wind energy production in a Maximum: 84 448 MW North-Sea system with 94000 MW Minimum: 2 774 MW installed capacity (Stadium 2030) Typical: 40 000 MW

Vindkraftproduksjon i Nordsjøregionen (DE, DK, GB, IR) i 2012 Observed Wind energy production in a Maximum: 31062 MW system with 45600 MW Minimum: 419 MW installed capacity (Stadium 2012) Typical: ca 10000 MW Capacity Factor: 0.18

Wind Power in West Europe (ES, FR, DE, DK, GB, IR) in 2012 Observed Wind energy production Maximum: 44995 MW In a system with 76013 MW Minimum: 1272 MW installed capacity (Stadium 2012) Typical: 15400 MW Capacity Factor: 0.20

Simulert vindkraftproduksjon i Nordsjøregionen - Juli Sep 2001 90000 80000 7 x 24 h 7 x 24 h 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 7 x 24 h 7 x 24 h 7 x 24 h 7 x 24 h 7 x 24 h 0 1 35 69 103 137 171 205 239 273 307 341 375 409 443 477 511 545 579 613 647 681 715 749 783 817 851 885 919 953 987 1021 1055 1089 1123 1157 1191 1225 1259 1293 1327 1361 1395 1429 1463 1497 1531 1565 1599 1633 1667 1701 1735 1769 1803 1837 1871 1905 1939 1973 2007 2041 2075 2109 2143 2177

Simulert vindkraftproduksjon i Nordsjøregionen Jan Mars 2001 90000 80000 7 x 24 h 70000 60000 50000 + 30 000 MW 40000 30000 20000 10000-30 000 MW 7 x 24 h I løpet av en uke behøver vi: Ca 30 000 MW in 168h 7 è x 24 h 5000 GWh energilagring Samme som 1000 typiske PSP 0 Kan vannkraftmagasin i Norge levere slik agringskapasitet? 1 35 69 103 137 171 205 239 273 307 341 375 409 443 477 511 545 579 613 647 681 715 749 783 817 851 885 919 953 987 1021 1055 1089 1123 1157 1191 1225 1259 1293 1327 1361 1395 1429 1463 1497 1531 1565 1599 1633 1667 1701 1735 1769 1803 1837 1871 1905 1939 1973 2007 2041 2075 2109 2143 2177

Solenergi (MW) produsert i Tyskland 5 Mai 2013 Systemkapasitet 30 000 MW

Solenergi (MW) produsert i Tyskland 3 forskjellige dager Systemkapasitet 30 000 MW

Det som virkelig gjelder Produksjon+Integrasjon Systemkostnad fornybar vind-kraft (LCOE)

Det som virkelig gjelder Produksjon+Integrasjon Systemkostnad fornybar sol-kraft (LCOE)

Vannkraftmagasin En unik måte å lagre elektrisk energi på

Pumpekraft Et miljøvennlig og stort batteri Et godt sted for PSH To magasin Omtrent like store Stor høydeforskjell Liten avstand +++ (Figur fra Statkraft)

Hydropower Supporting other Renewables Solar Hydro Wind

Large hydropower regions in Europe NordPool Region Norway+Sweden 200 TWh Iberia 60 TWh Alps-Region Austria+Germany +France+Switzerland 155 TWh Turkey 80 TWh

Noen konklusjoner utvikling i Europa Stort bidrag fra variable fornybare (v-res) energikilder mot 2020 og videre Hovedsakelig Vindkraft i Nord-Europa, men også noe sol Må ha nesten 100% backup pga stille perioder (Capacity Credit typisk 5-8%) Behov for utjevning (balansering) på tidsskala fra minutter til uker Rett teknologi for balansering er svært avhengig av tidsskala Balansering over dager/uker kreves lagring av store energimengder (TWh) Typisk 5 TWh eller mer for balansering i Nordsjø-området økende senere Slike volumer er i dag bare mulig med pumpekraftverk og sesongmagasin Slike lagrings-systemer er (nesten) bare mulig i vannkraftmagasin Norge

Hvilke muligheter åpnes for bruk av Norsk vannkraft?

Large Hydropower plants (> 10 MW) and Reservoirs in Norway Det finnes > 100 mulige pumpekraft-prosjekter i Norge 20 av disse har både øvre og nedre magasin > 100 Mill.m 3 Mange prosjekter kan gi over 1000 MW hver Også mulig med økt effektinstallasjon (særlig ved utløp I havet) Moderat miljøpåvirkning forutsetter bare bruk av eksisterende magasiner og uendrede reguleringsgrenser Preliminære undersøkelser i CEDREN viser et potensiale på minst 20 000 MW 12 prosjekter er studert i noe større detalj Vannkraftverk og magasiner i Norge

Pumped starage and Peaking Hydropower Plants in Norway Study Sites HydroBalance Case studies Phase I

Case 1: Botsvatn - Vatnedalsvatn Average Head 200 m Max storage: 296 Mm3 Potential storage 150 GWh Upper reservoir: Vatnedalsvatn 700-840 m.a.s.l Volume: 1150 Mill m3 Distance: 13 km dh/dl = 15.4 m/km Lower reservoir: Botsvatn 495-551 m.a.s.l Volume: 296 Mill m3 Professor Ånund Killingtveit

Men hva med kostnadene Er ikke de fryktelig høye? Norsk vannkraft er konkurransedyktig sammenlignet med alle andre aktuelle alternativer inkludert gasskraft (CCGT og OCGT) og selv med kostnader til kabler inkludert Men det ligger litt fram i tid (2030)

Noen hovedkonklusjoner Norsk vannkraft gunstig for balansering av vind/sol Stort potensial for effekt og magasinering Stor fleksibilitet mange mulige leverandører Krever godt inngrep med Europeisk marked Stort potensial for å muliggjøre økt fornybarandel Kan reduserer behov for andre kostbare lagringsformer Kan redusere behov for andre kostbare reserver

Miljøkrav/Sikkerhet må være i fokus Vannstandsvariasjoner i magasin Hvor hurtig opp og ned? Erosjon i vannveier Påkjenning på maskiner og utstyr (inkl. sikkerhet) Pumping fra nabovassdrag Overføring av vann og arter/ organismer Fare for biodiversitet Overføringslinjer og koblingsanlegg?

Ja - Norge kan bli et billig og Grønt Batteri for Europa Norsk vannkraft i samspill med vindkraft i Nordsjø-området kan bli en god løsning Ikke for eksport av energi - men som foredling av sol- og vindkraft ved bruk av norske reguleringsmagasiner Vil også skape mange arbeidsplasser i Norge både under utbygging og drift Kombinasjonen av naturgass og vannkraft kan gi optimal balansering av vindkraft og solkraft i Europa

For more information visit CEDREN at or our web-site http://www.cedren.no/