Transcript Flexelterm, prosjekt om samspill mellom el og

UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Fleksibelt samspill mellom kraft og termisk energi i
fremtidens smarte energisystem
Torjus Folsland Bolkesjø
Institutt for naturforvaltning
Universitetet for Miljø- og Biovitenskap
1
Fjernvarmedagene, 29.10.2013
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
FORNYBAR ENERGI VED INSTITUTT FOR NATURFORVALTNING,
UMB
•
Per i dag 8 fast vitenskapelig ansatte
•
•
Hel- eller deltidsstillinger
God kontakt med energibransjen
Monica Havskjold, Energiteknologi (20%)
Energisystemanalyse, energietterspørsel
•
Økende forskningsaktivitet og
prosjektportefølje innen fornybar energi
Arne Reidar Gravdahl, Vindkraft (20%)
Vindkraft, Vindsimulering
•
Seks (snart sju) PhD-studenter knyttet til
framtidens energisystem/energimarked
Ole Jørgen Hansen, Livsløpsanalyser (20%)
Livsløpsanalyser, energi og avfallsressurser
•
Veileder årlig 15-20 masterstudenter innen
fornybar energi
Thomas Martinsen, Energisystem (40%)
Energisystemanalyse, teknologisk utvikling,
Muyiwa Samuel Adaramola, Fornybar energi
Vindkraft, energiteknologi
Erik Trømborg, Fornybar energi
Bioenergi, varemarkedet, energietterspørsel
Bjørn Sønju-Moltzau, Vannkraft (20%)
Hydrologi, vannkraft
Torjus Folsland Bolkesjø, Fornybar energi
Kraftmarkedet, modellering, virkemidler,
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
FORNYBAR ENERGI VED INSTITUTT FOR
NATURFORVALTNING – PhD studenter
Aleksandra Roos, stipendiat/nærings Phd
Balansering av kraftsystemet med
forbrukerfleksibilitet og småkala produksjon
Åsa Grytli Tveten, stipendiat
Energisystemanalyse, modellering- og
virkemiddelanalyse
Iliana Shandurkova, stipendiat/nærings Phd
Smarte nett og nye omstningsformer: Effekter for
energiselskaper
Jon Gustav Kirkerud, stipendiat
Integrasjon av fornybar energi i energisystemet,
Eli Sandberg, stipendiat
Samspill mellom kraftsystemet og termisk energi
Anna Kipping, stipendiat
Energiforbruk og energietterspørsel
Ny PhD studen (fom høsten 13)
Bioenergiens rolle i det framtidige energisystemet
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
HOVEDTEMAER I «FORNYBARFORSKNINGEN» VED INA
Bioenergi og
bioenergiens rolle
Energimarkeder og
virkemidler
Energiforbruk og –
etterspørsel
PROSJEKTER:
PROSJEKTER:
PROSJEKTER:
«Modellering av
bioenergiens rolle i det
fremtidige energisystemet»
“Economic analysis of power
market participants in the
future energy system”
«Analyse av
energietterspørsel på
regionalt nivå», Phd-prosjekt
PhD stipend under oppstart
Nærings PhD m/ Brady Energy
Div mindre prosjekter
- Avinor, Statkraft, NVE
«Power system regulation by
demand response and
distributed generation»
«IMPROSUME - The Impact
of Prosumers in a SmartGrid
Energy Market»
Nærings PhD m/ Enfo Energy
ERA-NET Smart Grid prosjekt
(m/NCE Smart Energy, Halden)
METODER:
METODER:
METODER:
Bio-økonomisk modeller
Økonometri
Skogsektormodeller
LP-modeller for enkeltaktører (2)
Energisystemmodell
Statistisk og økonometri
Tekno-økonomisk
energibruksmodell
Søknad til Bionær 2013
Energisystemanalyse og –modellering
PROSJEKTER:
«Fremtidsutsikter for ny fornybar energi i Norge», PhD-prosjekt
«Integration of variable renewable energy in the Nordic energy system», PhD-Prosjekt
«FLEXELTERM – Fleksibelt samspill mellom termisk energi og kraftsystemet», EnergiNorge+ NFR
METODER:
- Detaljert energisystemmodell for Nord-Europa, inkl soft-link med andre «delmodeller»
www.umb.no
- Statistisk analyse av ressursdata (temp, vind, vann)
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
FLEXELTERM: Fleksibelt samspill mellom kraft og termisk
energi i fremtidens smarte energisystem
 3-årig innovasjonsprosjekt som er delfinansiert av NFR, startet
i 2013
 Energi Norge er prosjekteier
 FoU-partnere:
– UMB er hovedpartner
– Samarbeid med Universitetene i Aalborg Universitet, Linkøpings
Universitet og DTU Risø
 Omfatter i tillegg mange og sentrale aktører i energisektoren
som bidrar med egeninnsats og finansiell støtte til prosjektet
5
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Fleksibelt samspill mellom kraft og termisk energi i
fremtidens smarte energisystem
6
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
BAKGRUNN FOR PROSJEKTET
 Kraftsystemet i endring
– Rask utbygging av ny fornybar kraft Nord Europa og flere utenlandsforbindelser
→ Flere timer med lave elpriser – Utfordrer lønnsomheten i fjernvarmen, men også
potensielt billig input for varmeproduksjon
→ Økt behov for balansering av elsystemet – Samspill med termiske system et
(sannsynligvis godt) alternativ
 Endringer i energi- og effektbehov på regional basis
– Sentralisering, ny industristrukturer og nye bygningskrav
 Endringer i det termiske systemet
– Utfasing av oljekjeler og innfasing av klimavennlige løsninger
– Mulige endringer i fjernvarmeteknologiene (lavere temperatur, lagring, CHP)
 Energipolitikken gir sterke føringer for termisk teknologivalg
7
Behov for mer kunnskap om hensiktsmessige varmeløsninger i
fremtidens
energisystem
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
HOVEDMÅL
 Å analysere hvordan et fleksibelt samspill mellom
kraftsystemet og termisk energi kan:
1) Gi økt lønnsomhet i utnyttelsen av nasjonale
energiressurser
2) Bedret forsyningssikkerhet for samfunnet
Prosjektet omfatter hele det nordiske energisystemet, men
har størst vekt på Norge
8
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
DELPROSJEKTER OG DELMÅL
 WP1: Teknologiutvikling:
– Hvordan teknologi for produksjon og lagring av varme og for kombinert produksjon
av kraft og varme sannsynligvis vil utvikle seg.
– Hvordan teknologiutvikling og kostnader vil påvirke samspillet med kraftsystemet
 WP2: Fleksibilitet og samspill:
Analysere:
– a) Utviklingen av termiske systemer i Norge og hvordan løsninger som nærvarme,
fjernvarme, industriell bruk av varme og CHP kan bidra til økt forsyningssikkerhet i
framtidens norske og nordiske energisystem.
– b) Hvordan og hvor mye termiske vannbårne systemer kan bidra til økt verdi på vindog småkraftressursene i kraftoverskuddsperioder og
– c) Hvordan og hvor mye verdiskapningen i kraftproduksjon og termisk
energiproduksjon samlet kan økes gjennom optimalt samspill
9
 WP3: Rammevilkår:
– Hvilke endringer i regulatoriske bestemmelser og incentiver er hensiktsmessige for å
få en effektiv sammensetning av fornybar energiproduksjon i framtidens smarte
energisystem?
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
STATUS OG NOEN FORELØPIGE
RESULTATER
10
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
WP1:Teknologivalg og –utvikling
 State-of-the-art teknologibeskrivelse og vurdering
sannsynlig teknologisk utvikling
 Tekno-økonomisk modellering av type-anlegg
1) Fjernvarmeanlegg (Case: Statkraft sitt anlegg i Harstad)
2) Mindre anlegg (Nærvarme)
 Modellsimuleringer
1) Tekno-økonomiske analyser av referanse-case versus
alternativer:
• Lagring
• CHP
• Elkjeler
11
• Ulike måter å drifte på
2) Sammenligning av samme teknologier og strategier i ulike land
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
WP2: Fleksibilitet og Samspill
 Utvikler en detaljert modell
for den Nord Europeiske
kraft og varmesektoren
– Basert på modellstruktur
utviklet i Danmark
(Balmorel)
 Kraftmodulen på plass
 Varmemodulen under
utvikling
 Vil anvendes til scenario- og
policyanalyser
12
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Ventede endringer i elmarkedet på lang sikt
 Norge og Sverige
– Elsertifikater -> mer fornybar energi i NO og SE og eksportoverskudd
 FI, DK, DE, NE & GBR
– Mer fornybart, særlig vind og sol
– Utfasing av kjernekraft i Tyskland, utbygging i Finland, usikkert i Sverige
– Redusert kullkraftkapasitet i DK og (delvis FI)
– Men brensels- og kvoteprser er viktig for elprisnivået i overskuelig
framtid
www.umb.no
13
– KRAFTPRIS MINUS SRMC KULL SOM FUNKSJON AV ÅRLIG
KRAFTBALANSE I NORDEN 2020-2030 (€/MWh & TWh)
Eksportbalanse (TWh)
Clean dark spread (€/MWh)
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
LANGSIKTIG PRISANALYSE
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
LANGSIKTIG PRISANALYSE FOR NORDISK KRAFT –
VÅTÅR VERSUS TØRRÅR
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
EKSEMPEL: SIMULERTE KRAFTPRISER OVER DØGNET,
SOMMER 2025
16
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
EKSEMPEL: SIMULERTE KRAFTPRISER OVER DØGNET,
VINTER 2025
17
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
WP3: VIRKEMIDLER OG RAMMEVILKÅR
 Sammenlignende studie av relevante rammevilkår og
kostnader i de Nordiske landene (Eli Sandberg)
 På sikt:
– Analyser av effekter av endringer i ulike virkemidler og
rammevilkår
– Samfunnsøkonomisk vurdering av virkemiddelbruken
18
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN!
Kontakt: [email protected]
Snart: www.flexelterm.no
19
www.umb.no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
20
www.umb.no