Transcript Gerrit Jan Schaeffer
Naar een schone energievoorziening (en de rol van EnergyVille) Gerrit Jan Schaeffer Directeur Energie groep VITO VITO, EnergyVille, Belgium [email protected]
01/05/2020 Titel 2
01/05/2020 3 Titel
01/05/2020 4 Titel
01/05/2020 5 Titel
Wat kan bijdrage hernieuwbaar zijn?
6/25/10 Titel 6 6
Hernieuwbaar en transport: elektrificatie, biomassa en synfuels • • • • • • Vandaag 100 EJ (van 500 EJ) voor transport, waarvan 60% voor personenvervoer.
In 2035 ongeveer 140 EJ (van 740 EJ) Biofuels: – Gaan niet alles kunnen dekken (duurzaamheidsdruk) – Gaat niet lukken zonder (grote aandeel lange afstandstransport, ter land ter zee en in de lucht) Kunnen duurzame brandstoffen gemaakt worden via elektriciteit? Combinatie H2 met biomassa of CO2?
Zo groot mogelijk aandeel elektrificatie van vervoer (oplaadbare hybrides en elektrische voertuigen) is op zich al een efficiëntie slag (elektromotor 2 tot 3 x efficiënter) Dit geeft ruimte om naar hernieuwbare elektriciteitsopties te kijken.
6/25/10 01/05/202 0 Titel 7 7
Hernieuwbare in warmte en koude: elektrificatie?
• • • • In veel landen bestaat een aardgas netwerk Dit kan efficienter worden gebruikt met gaswarmtepompen en micro-wkk Dan moeten we wel naar synthetisch duurzaam aardgas overgaan (weer biomassa!) Alternatief: – switchen naar elektriciteit (warmtepompen) – Gebruik warmte industrie, hernieuwbaar en elektriciteitsproductie: warmte netwerken 6/25/10 01/05/202 0 Titel 8 8
Eerste schets 100% hernieuwbaar systeem • • • • • Meer energie efficiency – Hoe dan ook zal er groei zijn van de vraag in non OESO landen!
Biomassa veelgevraagd in chemie, transport en gasnetwerken.
Warmte en koude zal een mix zijn van elektriciteit (groeiend aandeel) synthetisch aardgas en warmtenetwerken Kan productie synthetische brandstoffen gebaseerd worden op hernieuwbare elektriciteitsaanbod?
Dit alles leidt tot sterke groei aandeel elektriciteit 6/25/10 01/05/202 0 Titel 9 9
Kan electriciteitssector hernieuwbaar worden?
6/25/10 01/05/202 0 Titel 10 10
Wereld elektriciteitsproductie 20 PWh 6/25/10 01/05/202 0 Titel 11 11
6/25/10 01/05/202 0 Titel 12 12
Welke elektriciteitsbronnen hebben meeste potentieel?
• • • • • Waterkracht – Groot aandeel, maar verder potentieel is beperkt Wind – Aan land wordt langzaamaan competitief. Op zee moet nog veel goedkoper worden. Potentieel zeer groot, maar zal ver moeten worden uitgebouwd om alles te gaan dekken.
Biomassa – Momenteel grootste bijdrage in België en veel andere landen. Veel competitie van andere toepassingen. Duurzaamheid moet goed in de gaten worden gehouden.
Geothermie
– Mits juiste technologie wordt ontwikkeld, zeer groot potentieel. – Zal nog wel wat tijd kosten om technologie te ontwikkelen en dan substantieel niveau te bereiken. Vanaf 2015-2020 naar rendabiliteit!
Zon
– – – – Zeer klein vandaag (< 1 %) Groeit zeer snel!
Duur, maar kosten gaan razendsnel omlaag Zeer groot potentieel 6/25/10 01/05/202 0 Titel 13 13
Voorbeeld zon: zeer hoge groeivoet
Verdubbeling elke twee jaar Halvering kosten elke 6 jaar Titel 14
Solar PV’s “Moore’s Law” 2009 6/25/10 Binnen 5 jaar wordt het in vrijwel gans Europa goedkoper om zon-PV op je dak te zetten dan huidige tarieven te betalen!
01/05/202 0 Titel 15 15
solar energy investment costs 22% learning factor
8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 2000 2005 2010 2015
year
2020 2025 2030 2035 year 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 GW_inst 512 1024 2048 4096 8192 16384 32768 2 4 8 16 32 64 128 256 TWh producible 2,6 5,2 10,4 20,8 41,6 83,2 166,4 332,8 665,6 1331,2 2662,4 5324,8 10649,6 21299,2 42598,4 TWh world demand %world demand 15805 16763 17779 18857 20000 21177 22423 23742 25139 26619 28185 29843 31599 33459 35427 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,2% 0,4% 0,7% 1,4% 2,6% 5,0% 9,4% 17,8% 33,7% 63,7% 120,2%
LCOE 1600 kWh/kWp
40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 2000 2005 2010 2015
year
2020 2025 2030 2035
LCOE 900 kWh/kWp
70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 2000 2005 2010 2015
year
2020 2025 2030 2035 LCOE based on 25 years and 6% discount factor
Maar….
• • • • Zonder geavanceerd vraag en aanbodmatching (en andere maatregelen) gaat het niet werken Al met 10% zon in elektriciteitssysteem, soms meer aanbod zonne elektriciteit dan totale vraag op bepaalde momenten.
Doelstellingen EU Strategic Energy Technology Plan zijn 12% zon en 20% wind!
Hoe gaan we dat oplossen?
6/25/10 17 17
Welke oplossingen zijn er?
• • • • Back up power – aanbod (traditionele oplossing, gasturbines) – vraag (grote variabele industriële processen) • Synthetische brandstoffen/ chemicaliën • Metallurgische processen? (bv. Zink) • Andere?
Elektriciteitsopslag – Grootschalig in het net – Gecombineerd met productie (“ dispatchable” hernieuwbare) – Gecombineerd met vraag (flexibele vraag).
Internationaal SuperGrid – Naar Europese netplanning, regulator en hoogspanningsnetwerkbeheerder Prosumer-side response (domein EnergyVille) – Consument wordt ook producent (prosumer) – Warmtepompen met warmtebuffer en elektrische auto’s belangrijke bronnen van flexibiliteit. Daarnaast ook slimme wasmachines, koelkasten, vriezers, etc.
– Smart Meters en Smart Grids nodig.
6/25/10 01/05/202 0 Titel 18 18
The Energy Web
6/25/10 Titel
19
19
Smart Cities
• • • • • Prosument leeft (steeds vaker) in een stedelijke omgeving Hernieuwbare opwekking gaat daar steeds meer plaatsvinden – Op of bij gebouwen – In openbare ruimte, gecombineerd met andere functies Stad is knooppunt (“node”) van energie-opwekking, -vraag en –infrastructuren Slimme stad gaat hier actief mee om en optimaliseert dit Smart Grids/Cities ook in non-OESO cruciaal 6/25/10 20
EnergyVille, voorbeelden van technologische ontwikkelingsprogramma’s • • CAMP (Car As Mobile Power plant) I-PAB (Intelligent Power from A Box) = smart solar • FACE (Flexibility Analysis and Commercial Exploitation) • FIT (Flexible and Intelligent Thermal systems) – Smart Boiler – Intelligent Heating and Cooling networks • 6/25/10 We hebben hier veel mensen voor nodig (momenteel bijvoorbeeld 20 VTE extra nodig binnen Energie Groep VITO…) 01/05/202 0 Titel 21 21
Conclusie
• • • • • • • Schone energievoorziening betekent grotere rol elektriciteit (transport, warmte/koude) Hernieuwbaar opgewekte elektriciteit is bezig aan onstuitbare opmars Balancering vraag en aanbod cruciaal om dit mogelijk te maken Integratie met andere energienetwerken noodzakelijk De stedelijke omgeving zal een cruciaal knooppunt worden om balancering en integratie netwerken te bereiken.
De stad zal ook zelf een belangrijke generatiefunctie krijgen, via gebouwen en openbare ruimte.
EnergyVille richt zich op technieken voor balancering, opslag, opwekking, flexibele vraag en integratie energienetwerken in stedelijke omgeving 6/25/10 01/05/202 0 Titel 22 22