Fremtidens smarte energisystemer Præsentation på GreenLab Skive 27. august 2013 Kim Behnke, Sektionschef, F&U, Energinet.dk [email protected] Energinet.dk’s vigtigste opgave kl. 20.50 år 20 50 27 august 2013 GreenLab Skive 2 Energinet.dk’s vigtigste opgave kl. 20.50 år 20 50 27 august 2013 GreenLab Skive 3 Energinet.dk’s vigtigste opgave kl. 20.50 år 20 50 Balance 50 gange i sekundet 27 august 2013 GreenLab Skive 4 Målrettet dansk klima- og energipolitik 2012 2020 2030 2035 2050 30 % vind 42 % VE 50 % vind 70 % VE 0 % kul og oliefyr 100 % VE el varme 100 % VE energi Det kan kun lade sig gøre, hvis vi lagre store mængder el 27 august 2013 GreenLab Skive 5 Elektricitetsproduktion i vindkraft scenariet 90 Electricity prod. (TWh/år) 80 70 60 50 40 Fluktuerende elproduktion 30 20 10 Fluktuerende elproduktion 0 2012 Windpower Gas renewables Natural gas 27 august 2013 2020 År Photovoltaic Biomass CHP Oil CHP GreenLab Skive 2035 2050 Wavepower Waste CHP Coal 6 Energinet.dk prioriteter mod 2020 Produktion Virkemidler og løsninger + 50% ? 50% vindkraft 27 august 2013 + GreenLab Skive Robust transmissions net, stærke udlandsforbindelser og fuld markedsintegration Fleksibilitet i forbrug og produktion, lagring, samarbejde med varme- og transportsektorerne Smart Grid til effektiv kontrol og markedsbaseret regulering af elsystemet samt integration af lokale energiressourcer – mange baseret på gas 7 Det første ben - udlandsforbindelser 27 august 2013 GreenLab Skive 8 27 august 2013 GreenLab Skive 9 Udlandsforbindelser – mange fordele for Danmark 2000 MW ekstra kapacitet i de kommende år • Forøgelse af forsyningssikkerheden for el – med VE udbygning • Adgang til at handle el på flere forskellige markeder – bedre priser • Internationalisering af elmarkederne – harmonisering af produkter • Højere samfundsnytte af VE • Adgang til reserver i udlandet • Mere stabil prisudvikling • Elsystemet får fortsat adgang til de vigtige systembærende egenskaber over HVAC forbindelserne til Tyskland og Sverige Skærper også konkurrencen for danske kraftværker! 27 august 2013 GreenLab Skive 10 Det andet ben – nyt fleksibelt forbrug og lagring 27 august 2013 GreenLab Skive 11 2020 Nyt og stort elforbrug – til CO2 fortrængning Vind til varme - konvertering • 300.000 private oliefyr bør konverteres til varmepumper med Smart Grid applikationer eller til fjernvarme – 200.000 inden 2030 • 60 % af alle danske bygninger anvender fjernvarme fra varmekraft • Store varmepumper (større end 100 MW) bør integreres i de større fjernvarmeområders transmissionssystemer • Elkedler (elpatroner) kan gør nytte i fjernvarmesystemer – der er allerede installeret 300 MW Vind til vejen - transportsektoren • Plug in Hybrid biler og elbiler • Infrastrukturen er på plads; elforsyning, IT-systemer og Smart Grid applikationer bliver udrullet landsdækkende de næste 2-3 år Lagring af elektricitet – helst med små tab • El til gas - Power to Gas (P2G) konvertering har primær fokus for storskala lagring af energi med igangværende FUD projekter. • Store batterier, CAES (trykluftlager) og andre lagerteknologier er relevante for FUD projekter 27 august 2013 GreenLab Skive 12 Elproduktion – med 50 % vindkraft i 2020 • 50 % vindkraft (p.a.) og elproduktion fra kraftvarmeværker i klassisk januar måned med varmebehov • Elproduktionen vil overstige forbruget med 62 % • Eloverløb (ikke dansk anvendt el) bliver 40 % af vindenergien MW • Der skal eksporteres 7.000 MW i visse timer 27 august 2013 GreenLab Skive 13 Lagring af el – vejen til 100 % vedvarende energi • Elektricitet skal bruges når det produceres! • Nedlukning af vindkraft og solenergi må ikke være normal drift • El kan lagres til senere brug – men det indebærer tab • Sammentænkte løsninger mellem el-gas-varme kan minimere tabet • Den mest effektive form for ellagring er – virtuel lagring • Flytte fleksibelt forbruget i tid – indenlandsk eller i udlandet • Den billigste form for ellagring er – vandkraft i udlandet • Kræver gode udlandsforbindelser mod nord • Den miljømæssige løsning er – at fortrænge fossile brændsler • Lagre el i anden energiform fx til transport og varme • Den optimale løsning er – at gemme el som gas • Gas kan omsættes til el og varme, når VE-produktionen ikke genererer el 27 august 2013 GreenLab Skive 14 Det tredje ben – intelligente elsystemer 27 august 2013 GreenLab Skive 15 Smart Grid – Stamtræet i Danmark 109 Smart Grid projekter 2011 Smart Grid i Danmark 2010 Projekt rapport 2011 Smart Grid F&U Roadmap 2013 Danmark # 1 med 22% af projekter 2012 Status 35 Smart Grid anbefalinger 2012 35 anbefalinger Smart Grid Netværk 2011 Smart Grid populært 2011 27 august 2013 Smart Grid teknik prioritering 2011 62 Smart Grid virksomheder 2012 GreenLab Skive Smart Grid Strategi 2013 DanGrid Koncept og Roadmap 2012 16 Distribuerede ressourcer i elmarkederne • Spotmarkedet (Day Ahead) • Stor volumen, alle kan være med • Regulerkraft markedet (balancemarkedet) • Mindre volumen, krav om 10 MW bud og responstid m.v. • Hurtige reguleringer (primær) • Lille volumen, markedet er overfyldt (300 MW elpatroner til 29 MW behov) • Fleksibilitetsmarkedet (DanGrid) – under opbygning • Produkter til rådighed fra DONG Energy, NEAS og SE • 5 minutters markedet (EcoGrid EU) – under F&U • Funktion af regulerkraftmarkedet + dynamiske nettariffer • Vigtig markedsudvikling - vedtaget • Fjernaflæste elmålere og DataHub (2013) • Engrosmodellen og model for timeafregning og variable tariffer (2014) • Fortsat udviklingsprojekter 27 august 2013 GreenLab Skive 17 Muligheder i de eksisterende elmarkeder NOIS Day Ahead Flere markedspladser i brug Day ahead spot marked Elbas Intraday marked Balance Ansvarlige og Aggregator 27 august 2013 Regulerkraft marked (op/ned) Reserve marked (op/ned) GreenLab Skive 18 Den danske Smart Grid model - DanGrid • Optimal anvendelse af alle distribuerede ressourcer (DER) • Både TSO og DSO kan aktivere de distribuerede ressourcer • Aggregatorer og balanceansvarlige er nøgleaktørerne • Først marked og så mulig teknisk aktivering for balancering af elsystemet • Der bliver en ny markedsplatform for fleksible ressourcer – styret af DSO’rne 27 august 2013 GreenLab Skive 19 Energinet.dk vision for fremtiden: 2020 2030 Produktion Virkemidler og løsninger + Stærke udlandsforbindelser og markedskobling mod Europa Sammenhængende energisystemer mellem gas, el, varme og transport 100 % VE + + Gas lager 27 august 2013 GreenLab Skive Intelligente energisystemer gennem Smart Grid og gasfyret kraftvarme med optimal fleksibilitet Konvertering af el til gas (P2G) for massiv lagring og senere anvendelse i kraftvarme til ny el 20 Gassystemet som energilager – mod 2050 • Gassystemet er muligheden for at skabe lagring af de meget store mængder overskydende elproduktion fra vinkraften og balancering af 100 % energisystem 27 august 2013 GreenLab Skive 21 Den berømte model – med bred opbakning 27 august 2013 GreenLab Skive 22 Vejen til at nå et VE-gas system • Biogas, termisk forgasning og elektrolyse = VE-gasser • Fortsat behov for FUD aktiviteter for at nå de store mål • Skridtet fra F&U til storskala demonstration koster meget • Fra 5 til 250 mio. kr. i støttebehov – derfor samfinansieringsmodel 27 august 2013 GreenLab Skive 23 VE-gas er vejen til polygeneration 27 august 2013 GreenLab Skive 24 Fra kraftvarme til Polygeneration Solvarme Akkumulator Køb af el Elkedel Bio Salg af el Termisk forgasning Fjv Metan CH4 Biofuel Metan VE-gas Biogas Metan Køb af el Elektrolyse 27 august 2013 Transport Bio commodity Opgradering Bio Fjv VE-gas Lager Færger og tung transport Fjv GreenLab Skive 25 Energinet.dk – 3 demoprojekter inden 2015 Energinet.dk vil være katalysator for demonstrationsprojekter Samarbejde og samle nøgleaktører for etablering af pre-kommercielle anlæg til demonstration af tre vigtige gas-initiativer for sammenhængende energisystemer med støtte fra danske og EU kilder. Etablering af; 1. anlæg for el til gas (elektrolyse – brint) på 2-5 MWe 2. produktion af VE-gas til tung transport/skibstrafik 3. produktion af VE-gas for levering af metanisering til gasnettet Samarbejde med fire lande om VE-gas; 27 august 2013 • Fluxys (Belgien) • Gasunie (Holland) • GRTgaz (Frankrig) • Swedegas (Sverige) GreenLab Skive 26 Energinet.dk vil aktivt støtte udviklingsprojekter • Energinet.dk kan støtte udviklingsprojekter på forskellige niveauer Råd og vejledning Følgegruppe Advisory bord Levering af timer med fuld egenbetaling Levering af timer mod betaling ForskEL projekt bevilling Gaslager A/S deltagelse som partner Medejerskab af delprocesser • Energinet.dk vil bidrage til realiseringen af GreenLab Skive, hvor det giver størst mulig nytte 27 august 2013 GreenLab Skive 27 Tak for jeres opmærksomhed 27 august 2013 GreenLab Skive Horns Reef 28
© Copyright 2024