FREMTIDENS ENERGISYSTEM

(1)

FREMTIDENS ENERGISYSTEM

Monica Havskjold, Dr.ing MBA

Energiseminar 2012,

25. mars 2012

(2)

3300

EMPLOYEES...

89%

283

POWER AND DISTRICT HEATING PLANTS

33%

OF NORWAY’S POWER

GENERATION RENEWABLE ENERGY

...IN MORE THAN

20

COUNTRIES WITHIN RENEWABLES IN EUROPE

No.

1

(3)

KLIMAENDRINGER - DEN GLOBALE UTFORDRINGEN

Kilde: Gapminder.com

EU202020

20% fornybar energi 20% redusert CO2 20% energieffektivisering

(4)

INNHOLD

1. Energieffektivisering

2. ”Missing money” problem

3. Norge som fornybart batteri

4 Statkraft presentation

(5)

INNLEDNING

(6)

EL-PRODUKSJON I NORDEN

6

Kilde: Statnett

(7)

EL-PRODUKSJON I EU

Totalt

(8)

ULIKE ENERGISYSTEM

(2010)

El-produksjon

(9)

NORGES POSISJON RELATIVT EU

Etterspørsel

Stor grad av elektrifisering

Energieffektiv bygningsmasse (relativt øvrige land)

Produksjon

Elektrisitet: Vannkraft (vind i vekst)

Oljefyring på vei ut (Reguleringer, Økonomiske incentiver) Vedforbruket øker (?)

System

Høy leveringssikkerhet i normalår, sårbart i tørre år Vannkraft m/magasin  Meget god reguleringsevne

CO₂

Industrisektor med relativt høye utslipp (petroleumssektoren) Transportsektor

20% fornybart 20% red CO₂ 20% effektivisering

(10)

ETTERSPØRSEL

10

Statkraft presentation

(11)

ENERGI OG ELEKTRISITET

Elektrisitet er en av flere energibærere Norge: Energi = elektrisitet (i dagligtale)

Mekanisk energi

Kjerne- energi

Sol- stråling Kjemisk

energi Elektrisk

energi

Varme-

energi 95%

Avhengig av temperatur

100 %

100 % 100 %

(12)

HVORFOR ER ETTERSPØRSEL VIKTIG?

Energibruk og el-, varme- og kuldeproduksjon står for store deler av klimagassutslippene

Forventninger om etterspørsel danner grunnlag for planlegging av ny produksjon

(13)

DRIVERE FOR ETTERSPØRSEL

2010-2050 Kommentar

Befolknings-vekst SSB: 5-7,5 Mill innbyggere i 2060, avhengig av scenario

Økt sentralisering Mindre bo-areal pr person

Økt velstandsnivå Direkte og indirekte forbruk

Lavere energipriser Tilsvarende gir høyere priser lavere etterspørsel.

Strengere reguleringer Får STOR effekt på lang sikt, ikke så mye på kort sikt

Økonomiske incentiver Enova-støtte og lignende

Teknologisk utvikling Mer energieffektiv belysning, utstyr, bedre isolasjon, elektrifisering osv.

Endret næringsstruktur Eks: Ny kraftintensiv industri, el i transport, el til plattformer

(14)

VANSKELIG Å SPÅ – SPESIELT OM FREMTIDEN…

- 20 40 60 80 100 120 140 160

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

TWh

Netto innenlandsk forbruk

NOU 1998:11

NOU 2012:9 Faktisk forbruk (SSB)

Kilde: Basert på NOU 1998:11, NOU 2012:09 + egen bearbeiding

Elektrisitet i Norge

(15)

HVA TRODDE VI FOR 20 ÅR SIDEN?

”I denne verdenen viser det seg at IT-revolusjonen - for eksempel neste generasjons Internett, den eksponentielle økning i regnekraft kombinert med fallende priser,

sammensmeltningen av medier, utbredt mobiltelefoni, og overgangen til elektronisk handel - ikke lager noe mer enn små krusninger på overflaten av de større makroøkonomiske trendene.”

”Energieffektiviteten blir gradvis bedre i alle sektorer, men langt fra så mye bedre at den hindrer vekst i det totale energiforbruket.”

Hentet fra Scenario ”Stø Kurs”, NOU 1998:11

600.000 varmepumper i Norge

(16)

ENERGI  ELEKTRISITET

TOTALT FORBRUK  ENERGIBRUK I BYGG

El

Bio Fjernvarme Gass

Drivstoff

Fyringsolje

Industri 29 %

Bygg 71 %

Energibruk (2009): 275 TWh El-bruk (2009): 113 TWh

Kilde: NOU 2012:9

(17)

PASSIVHUS OG PLUSSHUS

PASSIVHUS

Energibruk ca 25% av dagens standard

Oppvarming < 15 kWh/m²

Tar i bruk mest mulig passive tiltak

ekstra varmeisolasjon ekstra god tetthet

varmegjenvinning

Les mer på passiv.no

PLUSSHUS

Produserer mer energi enn det bruker

Sol, bio, vind, varmepumpe,…

EUs reviderte bygningsenergidirektiv legger opp til at alle nye bygninger skal være “nesten nullenergibygninger” fra 2020.

(18)

EL-FORBRUK: NORGE VS EUROPA

NORGE

Oppvarming ≈ elektrisitet Strengere byggeforskrifter  Lavere oppvarmingsbehov = Lavere el-behov

Konvertering fra panelovner til varmepumper = Lavere el-

behov

EUROPA

Oppvarming  elektrisitet Strengere byggeforskrifter  Lavere oppvarmingsbehov

Konvertering fra olje og gass til varmepumper = Høyere el-

behov

FELLES

• Elektrifisering av transport = Økt el-behov

(19)

TILBUD OG ETTERSPØRSEL

Oppvarming i bygg

reduseres (regulering) Tilbud av fornybar el øker på grunn av el- sertifikater (regulering) Markedet bestemmer i stor grad resten!

PRIS

VOLUM p₁

p₂

(20)

UTFORDRING NR 1

HVORDAN PLANLEGGE ET SYSTEM MED SÅ STORT UTFALLSROM?

• Overføringsnett

• Ny sentral produksjon

• Distribuert produksjon

• Passivhus

• Smart Grid

• El i transport

• ++

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Faktisk Lavt Høyt Lavt Høyt

2009 2030 2050

Elektrisitet (TWh)

Scenarioer for el-etterspørsel

Kilde: NOU 2012:9 Energiutredninger

Nytt Petroleum Transport Industri Tjenester Bolig

(21)

”MISSING MONEY”

PROBLEMET

(22)

ØKONOMISKE EGENSKAPER

Grunnlast (Base load)

Høye faste kostnader Lave marginalkostnader Høye start/stopp kostnader

Mellomlast (Load following)

Medium faste kostnader Medium marginalkostnader

Topplast (Peaking power)

Lave faste kostnader Høye marginalkostnader Lave start/stopp kostnader

22

Høye faste kostnader Lave variable kostnader Lave faste

kostnader Høye variable kostnader

(23)

KOSTNADSFORHOLD,

FORNYBARE VS IKKE-FORNYBARE

FORNYBARE

Kjernekraft Kullkraft Naturgass (CCGT)

Variable kostnader

Kjernekraft Kullkraft Naturgass (CCGT)

Investering

FORNYBARE

Mange fornybare løsninger har tydelige ”grunnlastegenskaper”, men ikke samme type tilgjengelighet som de tradisjonelle

løsningene.

(24)

EUROPA: STOR VEKST I VIND OG SOL

Stor netto tilvekst av de

fornybare – til sammen mer enn for gass (installert effekt)

NB! Mindre produsert pr kW for sol og vind enn for tilsvarende kapasitet i kull/gass/kjernekraft.

Kilde: http://www.ewea.org/fileadmin/ewea_documents/documents/publications/statistics/Stats_2011.pdf

Utfasing av mye grunnlast (kull og kjernekraft)

(25)

TRO PÅ VIND OG VANN OGSÅ I NORGE

I NOU 1998:11 var naturgass i fokus I NOU 2012:9 er

vannkraft og vindkraft

”vinnere”

Biokraft hadde litt tiltro i 1998, lite tro på dette nå

120 130 140 150 160 170 180 190

Ref.bane Oppturen Klimaveien Hjernekraft Ekspansivt Stramt

2020 2030

TWh (normalår)

Innenlandsk produksjon av el

(NB! merk at akse starter på 100 TWh)

Bio Gass Vind Vann, liten Vann, stor

(26)

HVA SKJER MED PRISENE?

Natural gas (CCGT)

Hydro

Coal, Nuclear

Volume Price

p_p

p_b

(27)

STORT INNSLAG FORNYBART

Wind, solar, hydro Coal, Nuclear Natural gas (CCGT)

2

p_p

p_b

1

(28)

UTFASING AV KULL OG KJERNEKRAFT

Natural gas (CCGT)

Wind, solar, hydro Coal, Nucl.

p_b ³

4

p_p

Reduksjon av utslipp:

LCPD: Large Combustion Plant Directive IED: Industrial Emissions Directive

En del anlegg velger å stenge fremfor å installere kostbar rensing

• Økt CO₂-kostnad

• Økte brenselpriser

• Økte start- og stopp kostnader

(29)

PERIODER MED PRIS=0

- 10 20 30 40 50 60 70 80

00-01 00-01 00-01 00-01 00-01 00-01 00-01

Euro/MWh

Danmark Vest

Uke 37, 2009 Kilde: NordPool Spot

Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag

(30)

THE INTERMITTENCY CHALLENGE

21 GW/6hr

Source: Statkraft Scenario where Germany is looked at as isolated. Cross-border flows will reduce the ramping needs.

…… requires the ability of other flexible sources to respond to the ramping challenge.

(31)

FORNYBAR KRAFTPRODUKSJON

A. Kan lagre ressursen

Vannkraft med magasin

Biomassebasert el-produksjon Geotermisk energi

B. Kan ikke lagre ressursen Vindkraft

Vannkraft uten magasin Solbasert kraftproduksjon

Marin kraftproduksjon (tidevann, bølger,..)

Sammenlignbare med de fossile teknologiene

Legges inn som grunnlast, med forventet last-faktor

100 % 95 %

90 % 90 % 90 %

75 % 70 %

10 % 0 %

ped storage erconnector Coal Gas Biomass Nuclear Hydro Wind Solar

Capacity credit

(source: Bloomberg/DECC)

(32)

FORNYBAR KRAFTPRODUKSJON I SYSTEMET

- Bytter teknologier plass??

- Må kjøremønstre endres??

(33)

HVA NÅR DET IKKE BLÅSER?

Avhengig av

reservekapasitet

Må være tilgjengelig Tilstrekkelig kapasitet Tilstrekkelig volum

Vil slik kapasitet være tilgjengelig i fremtiden?

Kort driftstid Lave priser

 Dekker ikke faste

kostnader (investeringer)

MISSING MONEY

PROBLEM

(34)

UTFORDRING NR 2

Hva skal erstatte ikke- fornybar (kull,

kjernekraft og til dels gasskraft) som

grunnlast i Europa?

Hvordan skal markedet sikre investering i

tilstrekkelig

forsyningssikkerhet?

Bio Vannkraft Geotermisk Kraftutveksling

Demand response Lagrings- teknologier

(35)

NORGE SOM FORNYBART

BATTERI

(36)

HVOR VIL VI?

A. Selvforsynte.. og selvfornøyde?

B. Eksportør av fornybar energi

A. I fast form (kraftintensiv industri)

B. Via kabler

• Mer vann, vind

• Energieffektivisering og omlegging

• Kabler og forsterket overføringsnett

C. Eksportør av effekt

• Magasiner, kabler og forsterket overføringsnett

• Pumpekraftverk

• Effektstyring

(37)

PUMPEKRAFT

Vann utveksles mellom to magasiner med

høydeforskjell

Pumper fra lavt magasin til høyt magasin i

perioder med lav el-pris (mye vind)

Produserer el med å slippe vann gjennom

turbin fra høyt magasin til lavt magasin når det er høy el-pris (alternativet er fossilt)

(38)

MULIGHETER FREMOVER

Europa trenger

Effekt (for å balansere vind og vann)

Energi (for å dekke opp for manglende vind og vann)

Norge har

Overskudd (?) av fornybar elektrisitet

Pga el-sertifikater

800 magasiner som kan lagre vann (85 TWh)

(39)

ØKE VERDIEN AV NORSK VANNKRAFT

EUs klima- og fornybarmål medfører økt andel av vind og derav økt behov for fleksibilitet i Europa

Norsk vannkraft kan tilby betydelig fleksibilitet

Ved å endre driftsmønster i eksisterende verk Ved å tilføre effektverk; 7-8 GW

Ved pumpekraftverk; 15-20 GW

Forutsetninger og Statkrafts fokus:

1. Fungerende infrastruktur og tilstrekkelig kabelkapasitet

2. Tilfredsstillende markedsaspekter

3. Miljømessig, og politisk og lokal aksept

(40)

UTFORDRING NR 3

Hva kan/bør Norge bidra med for økt reduserte

klimagassutslipp og økt andel fornybar energi?

(41)

AVSLUTNING

(42)

LYKKE TIL MED SEMINARET

”Langsiktige investeringer bygger på vurderinger av framtiden, og de former framtiden”.

Energiutvalget 2012