Gode råd: Planlæg din præsentation: • Indledning (sæt
scenen) • Indhold (handling) • Afslutning (løsning
eller perspektiv) Find inspiration til din præsentation på InSite under Værktøjer – Kommunikation Husk at udfylde dok. nr. til Public 360 samme sted som dato.
Tip:
Indsæt dato, dok. nr. og sidefod på alle slides • Vælg Indsæt i
topmenuen • Vælg Sidehoved og
Sidefod • Indsæt dato og dok. nr. i
feltet Fast • Indsæt evt. titel/
beskrivelse i Sidefod • Vælg Anvend på alle
eller Anvend hvis det kun skal være på et enkelt slide
Scenarios for the future energy system in Denmark
Ashtrans Europe 2015
2015-09-07
Anders Bavnhøj Hansen, Chief consultant MSc
Energinet.dk
E-mail: [email protected]
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Denmark situated in a windpower area
Electricity transmission
Gas transmission
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Energy strategy in Denmark
Political targets:
2020: 50% of traditional electricity consumption covered by windpower
(decision supported by 95% of parliament)
2035: All electricity and heat based on renewable energy
(Obs. the previous governmental position)
2050: The total* energy supply based on renewable energy
(target supported by 95% of parliament)
*Total energy system incl. transport, industry etc.
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
A need for a flexible energy system - to combine energy services with ressources
Wind
Photovoltaic
Wave..
Solar heat
Geothermal
Electric
(light, it,
process..)
Transport
Industry
proces energy
Heating
Cooling
Power
Liquid
fuels
District
heat
Biomass
Bio residues
Waste
Energy ressources (RE)
RE-gas
Energy system Energy services
1.Competitive and stable prices on energy services
2.Security of supply
1.Renewable ressources
2.Sustainable use
1. Handling fluctuating RE-power 2. Stabilizing variable ressource prices 3. Delivering RE fuels for transport 4. Integrating of new energy-technology
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Energy services – towards 2025, 2035 and 2050
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Heating Proces Light, it cooling etc
Light transport
Heavy transport
Railway Aviation Sea
Energ
y s
erv
ice (
PJ/
year)
• Boilers • District heating • Proces heat pumps • Surplus heat from fuel production
Proces heat temperatures
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
RE-electricity ressources DK (potential and socio-economic cost of energy 2030 excl. integration)
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Gode råd: Find inspiration til præsentationer på InSite under Værktøjer – Kommunikation Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
Ressources and cost for fuels (2030 if all biomass is allocated to fuels)
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
RE
gas p
rce (
DK
K/
GJ)
excl.
cle
an
ing
an
d u
pg
rad
e
Fuel production (PJ)
Waste mun.
Energy- crops
Wood
Slurry etc.
Marg. bio etc.
Electrolysis (power 2 gas)
2013 2035 2050
Consumption of fuels (gas+liquids)
Natural gas + CO2 (2035)
Gasoil + CO2 (2035)
Straw
Today primary used for heat and CHP
A significant demand for fuels – biomass is essential for producing high amount of fuels
Fuels demand today would require more than 30 GW extra windpower if power-to-gas should deliver
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Integration with heat is essential - building heating and proces heat
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
District heating demand (120 PJ)
Proces heating demand (60-65 PJ)
Sector Total
Low and medium
high temp proces
(PJ)
Very high temp
(PJ)
Cement 9116 5782 3329
Agriculture 7961 5840 183
Milk products 3330 2769 0
Paint and soap 3081 2778 0
Mining and quarrying 2850 2375 164
Sugar 2733 2455 0
Wood 2724 2041 93
Green houses etc. 2601 2172 0
Concrete, bricks etc. 2291 1512 472
Food/slaughterhouses 1848 1207 471
Paper 1784 1602 0
Mineral wool 1670 0 1666
Other food 1636 1235 201
Metal 1470 0 1448
Bitumen etc. 1331 1317 0
Tiles/bricks etc. 1310 375 935
Beverages 1309 1153 0
Bakery 1287 1212 0
Medicin 1258 1039 0
Glass and ceramics 1250 158 1066
Feed production 1160 1160 0
Furniture 1086 283 0
Fish industry etc. 1022 963 0
Metal products 955 402 330
Enzymes and fertilizers 671 505 59
Basic chemicals 527 442 0
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Simple projection of the thermal capacity
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
20
13
20
14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
20
31
20
32
20
33
20
34
20
35
20
36
20
37
20
38
20
39
20
40
20
41
20
42
20
43
20
44
20
45
20
46
20
47
20
48
20
49
20
50
MW
Forventes nyt
Biomassebaseret produktion
Konverteres til biomasse
Kulkraft
Gas
Decentrale kraftvarmeværker
Residualt
Forbrug
5 GW
Import eller
reservebehov
1,7 GW
New capacity
Biomass CHP units
Coal-units to Biomass
Coal CHP
Gas centralized CHP
Gas decentralized CHP
Import or new capacity
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Fuel consumption – power and heat
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
RE-gas as feedstock for fuels etc.
2015-09-07 Scenarios for the future energy
system
Methan
Syntesis gas
Methanol
DME
Electrolysis
Alkal./SOEC
Synt. Gasoline/
diesel
Hydrogen
Methan
PE plast etc.
Fertilizer
RE-gas
H20
Legend:
CH4
H2
CO
Transport Industry
etc.
Power/heat Industry Transport
etc.
Biogas
Anaerob
Thermal
gasification
400-600 °C
200-300 °C
200-300 °C
>200 °C
>800 °C
>500 °C
Fertilizer (N,P,K, carbon etc.)
Fertilizer (P, K, carbon etc.)
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Integration of local and national gas-system
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
New types of RE gasses to be integrated – essential to handle sub-nets with other gas-specification
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
A scenario example towards RE-based energy supply
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
P2G
HP Industry-
HP
EV/PHEV
HP
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
2014
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Heat systems (DH and block heat)
Wind
Wave
Natural gas
Fossil Oil
Coal
Power-system
Thermal gasification
Anaerob digestion
Export power
El-proces Light, it
Proces-heat
Building heating
Road-transport
Railway- transport
Sea-transport
Aviation
Gas storage
HeatP.
Boiler
EV/PHEV
CE/FC
Import power
Gassystems (methan/synthesisgas/H2)
Electrolysis Heat pump and electric
boiler
Gas CHP
Ethanol
Solar
HT-HP.
Bio, waste etc.
Coal and bio CHP and boiler
Gas- cathalysis
etc.
Transit
Transit
Liquid fuels fossil/RE (Gasoline, Diesel, Ethanol etc.)
10 TWh=36 PJ
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
2035 - Reference with fossil free power and heat system
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Wind
Natural gas
Fossil oil
Power-system
Anaerob digestion
Export power
El-proces Light,it,cool
Proces-heat
Building heating.
Road-transport
Railway-transport
Sea-transport
Aviation
Gas storage
HeatP.
Boiler
EV/PHEV
CE/FC
Import power
Gassystems (methan/synthesisgas/H2) incl. local systems
Electrolysis Central
Heat pumps Gas
CHP/boiler
Ethanol
Solar
HT-HP.
Bio, waste etc.
Bio CHP and
boiler
Gas- cathalysis
etc.
Transit
Bio-plast etc.
Heat systems (DH and block heat)
Thermal gasification
High temp
Transit
Liquid fuels fossil/RE (Gasoline, Diesel, Ethanol, Methanol, DME etc.)
10 TWh=36 PJ 14 mio ton CO2
Gode råd: Find inspiration til præsentationer på InSite under Værktøjer – Kommunikation Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
Feasibility study 2035+ – reduced fossil oil demand
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Heat systems (DH and block)
Wind
Natural gas
Power system
Liquid fuels fossil/RE (Gasoline, Diesel, Ethanol, Methanol, DME etc.)
Anaerob digestion
Export power
El-proces Light, it,cool.
Proces-heat
Building heating.
Road-transport
Railway-transport
Sea-transport
Aviation
Gas storage
Varmep.
Kedel
EV/PHEV
FM/FC
Import power
Gas-systems (methan/synthesisgas/H2) incl. local systems
Electrolysis Central heat
pumps
Gas CHP and
boiler
Ethanol
Solar
HT-VP.
Gas- cathalysis etc.
Transit
Bio-plast etc.
High temp
Transit
Bio, waste etc.
Thermal gasification
Bio CHP and
boiler
10 TWh=36 PJ
6 mio ton CO2
Gode råd: Find inspiration til præsentationer på InSite under Værktøjer – Kommunikation Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
Storage capacity and system balancing – case 2035
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Gas storage (11 TWh methan-gas) Energy input to power-to-gas
Interconnectors yearly accumulated case 2035 (2,3 TWh)
El- og plugin hybrid case 2035
Indivi. heat pump
District heat+storage
2,3 TWh
Interconnectors (MW) Accumulated (GWh)
Gode råd: Find inspiration til præsentationer på InSite under Værktøjer – Kommunikation Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
Summing up
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
The vision is to make the total energy system independent of fossil fuels A high degree of electrification and much more wind- and solar will be essential. A high integration with heat- and gas-system is mandatory to get flexibility and energy efficiency. Biomass to be used for CHP and boiler is the short term solution. The long term solution is to use biomass for fuel production (thermal gasification, anearob gasification) The integration of residues (fertilizer, char etc.) from RE-fuel production is a key activity in a sustainable use of biomass
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Thank you for attention
Link: www.energinet.dk/energianalyser
Gode råd: Vælg en kort og enkel overskrift. En kombination af tekst og billeder/diagrammer eller faktabokse gør præsentationen mere dynamisk. Brug de foruddefinerede Energinet.dk farver i stedet for standardfarver. Undgå for mange effekter. Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
International Scenario Framework ENTSO-E
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
4
E-Highway 2050
ENTSO-E TYNDP
• Internationale scenarier for Europa indgår i energisystem analyse og robusthedstest
• Energinet.dk styrker indsats med scenarier for udviklingen i Europa
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
0 - 0,14
0,14 - 0,33
0,33 - 0,55
0,55 - 0,81
0,81 - 1
Andel af effekt
Vindkraft i NordEuropa i uge med ”Worst case i DK”
Fra 12/12 kl. 24.00 og 7 dage frem
12. kl. 00 13. kl. 08 14. kl. 16 16. kl. 00 17. kl. 08 18. kl. 16 20. kl. 000
1
2
3
4
5
6
7
8
Start: Onsdag d. 12. december 2007 kl. 12
GW
Sammenhængende periode på 1 uge med højeste residualforbrug
Forbrug
Landvind
Havvind
Kystnære
Sol
Elforbrug
Vind og sol
• Vigtigt med international udnyttelse af vindkraftens geografiske spredning
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Production and consumption of heat – example 2035+
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
0
20
40
60
80
100
120
140
160
District- and block heat
Dis
tric
t/b
lock h
eat
pro
du
cti
on
(P
J) Heat
pumps
Excess heat biofuel and electrolysis
Solar/ geo etc.
Boilers
CHP
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Building heating
Bu
ild
ing
heat
(P
J)
Boiler
Heat pump
- individual
District/bloc
k heat
0
10
20
30
40
50
60
70
Process heat
Pro
cess h
eat
(P
J)
Biomass boiler
Gas boiler
Heat pump -process
District/block
heat
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Table 3. Gross Energy Consumption Adjusted for Climate variations and
Fuels for Net Electricity Exports
Unit: PJ 1990 2000 2005 2010 2011 2012 2013 2014*
Total 819 839 851 813 805 782 763 761
Oil 355 376 352 312 304 289 278 280
Natural Gas 82 192 192 176 160 149 138 128
Coal 327 175 166 147 149 147 143 144
Waste, Non Renewable 8 14 17 16 18 17 17 17
Renewable Energy 48 81 123 162 174 180 186 192
Gode råd: Vælg en kort og enkel overskrift. En kombination af tekst og billeder/diagrammer eller faktabokse gør præsentationen mere dynamisk. Brug de foruddefinerede Energinet.dk farver i stedet for standardfarver. Undgå for mange effekter. Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
Analysis of 10 years wind/solar data for DK and North Europe
12. kl. 00 13. kl. 08 14. kl. 16 16. kl. 00 17. kl. 08 18. kl. 16 20. kl. 000
1
2
3
4
5
6
7
8
Start: Onsdag d. 12. december 2007 kl. 12
GW
Sammenhængende periode på 1 uge med højeste residualforbrug
Forbrug
Landvind
Havvind
Kystnære
Sol
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
𝑅𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛= 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 − 𝑤𝑖𝑛𝑑 − 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 − (𝑤𝑎𝑣𝑒)
Maksimum average residual consumption in periods
1 week with low wind/solar and high consumption
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
2035 - Reference with fossil free power and heat system
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Wind
Natural gas
Fossil oil
Power-system
Anaerob digestion
Export power
El-proces Light,it,cool
Proces-heat
Building heating.
Road-transport
Railway-transport
Sea-transport
Aviation
Gas storage
HeatP.
Boiler
EV/PHEV
CE/FC
Import power
Gassystems (methan/synthesisgas/H2) incl. local systems
Electrolysis Central
Heat pumps Gas
CHP/boiler
Ethanol
Solar
HT-HP.
Bio, waste etc.
Bio CHP and
boiler
Gas- cathalysis
etc.
Transit
Bio-plast etc.
Heat systems (DH and block heat)
Thermal gasification
High temp
Transit
Liquid fuels fossil/RE (Gasoline, Diesel, Ethanol, Methanol, DME etc.)
10 TWh=36 PJ
Gode råd: Find inspiration til præsentationer på InSite under Værktøjer – Kommunikation Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
Scenarios for the
future energy system
2035
Vindproduktion ud over klassisk elforbrug kan nyttiggøres via: 1. Udlandsforbindelser 2. Nyt (fleksibelt) elforbrug
Manglende vindproduktion til at dække det klassiske elforbrug kan tilvejebringes via: 1. Udlandsforbindelser 2. Indenlandsk (fleksibel) elproduktion
Vindproduktion og elforbrug i hele Danmark Tre uger i november
Nyt elforbrug (Typisk langt mere fleksibelt) Eksempelvis • Procesvarme (elektrificering af
industri) • Individuelle varmepumper • Store vamepumper (fjernvarme) • El til transport • Elektrolyse (Power2gas)
Indenlandsk (fleksibel) elproduktion
Eksempelvis • Centrale kraftvarmeværker
(gas og biomasse) • Decentrale kraftvarmeværker
(gasmotorer og CCGT)
2015-09-07
Vind
El- forbrug
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Affalds-forbrændings-anlæg – eksempel på udviklingsforløb
2015-09-07
Scenarios
for the
future
energy
system
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.00020
10
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
Esti
mer
et a
ffal
dsfo
rbræ
ndin
gska
pac
itet
[PJ
aff
ald
per
år]
over 30 år
20-30 år
10-20 år
5-10 år
Under 5 år
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Forskning – Demonstration - Implementering
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Gode råd: Modtageren vil høre din præsentation, ikke læse slides. Brug notefeltet som hjælp til at huske, hvad du vil sige. Har du behov for, at modtageren skal huske vigtig information, så lav faktaark og del ud.
Energy system performance evaluated by simulation
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Energy system Energy service Energy ressource
Minimised, low and stable costs
Sustainable ressources Integrated energy system Robust, flexible and efficient
Fjern- og blokvarme systemer
Vind
Sol-
Bølge
Bio, affald mv.
Naturg
Olie
Kul
El-system
Flydende brændstoffer (Benzin, Diesel, Metanol, DME etc.)
Termiskforgasnin
Anaerob
Export el
El-proceslys, it, køl
Proces-varme
Bygn opvarmn.
Vej-transport
Bane-transport
Sø-transport
Fly-transport
Gaslagre
Varmep
Kedel
EV
ICE/FC
Import
Import el
Gas-systemer (metan/syntesegas/H2)
Bio ElektrolyseDecentral varmep.
GasKraftvarme
Ethanol
Central varmep.
Gas-behandling
Electricity
Gasses
Liqued fuels
Heat
Total performance for system evaluated.
System property to ”damp” step on ressource prices (low -faktors) Price inkl. hedging = Price excl. hedging + Price hedging = Price exc. hedging + n x (Ressource price hedging– Ressource price excl. hedging)
• Building heating
• Proces-heat
• Cooling
• Light, IT etc.
• Transport
• Wind
• Solar
• Biomass
• Natural gas
• Fossil oil
• Coal
• Etc… 0,
20,
40,
60,
80,
100,
120,
140,
160,
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
$/b
arr
el
Historisk oliepris
Oil-price
Wind-variation
Electricity price
Heat price
Combination of heatpump+CHP+heat storage gives a low B-factor (from electricity to heat)
CHP HP
Stort udfaldsrum for gasproduktionen
2015-09-07 Scenarios for the future energy
system 34
Gode råd: Find inspiration til præsentationer på InSite under Værktøjer – Kommunikation Du kan finde billeder og grafiske elementer i Energinet.dk’s billeddatabase (Cumulus) på InSite under Værktøjer – Kommunikation
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Wind Sun Wave Heat(sun, geo. and
heat pump)
Biomass andwaste (incl.
slurry)
PJ
per
ye
ar
Used today (2008)
Potential
2050 (recommendation)
Domestic renewable resources to reach 100% renewable energy by 2050
Fluctuating
power production
Gross energy consumption in
Denmark2011
Gross energy consumption 2050
Energinet.dk analysed high wind scenario
Wind scenario
2015-09-07 Scenarios for the future energy system
Top Related