IDA: Smart energisystem bringer os effektivt i mål i 2050

IDA lancerer nu en ny energivision, som ved hjælp af integration af varme-, gas-, el- og transportsektoren opnår et robust og fleksibelt energisystem, der reducerer det kritiske forbrug af biomasse. Rapporten præsenteres tirsdag eftermiddag.

’Smart Energy Systems’ er kodeordet i en ny IDA Energivision 2050, som offentliggøres på en konference tirsdag.

Her har energiforskere fra Aalborg Universitet for IDA regnet på, hvordan vi mest effektivt og samfundsøkonomisk billigst muligt kan nå målet om en energiforsyning af Danmark helt uden fossile brændsler i 2050 – sådan som politikerne har besluttet det.

Læs også: Eksperter til regeringen: Tænk fjernvarme, gas og biler ind i smart grid

At dette er teknisk muligt har både tidligere IDA-rapporter og scenarierapporter fra Energistyrelsen demonstreret, men i de nye scenarier er der sat turbo på integration af de forskellige energikilder og -sektorer, hvilket giver et system, der udnytter de fluktuerende vedvarende energikilder maksimalt og dermed sparer så meget som muligt på den kritiske biomasse.

Læs også: Her er vejene til Danmark uden olie og kul

IDA har fået udført tilsvarende beregninger for 6-7 år siden, men siden er der sket så meget, at man har fundet det på tide at få opdateret scenarierne:

Læs også: IDA: Vores klimaplan skaffer danskerne bedre helbred

»Vores energisystem befinder sig i en overgangsfase. Vi har masser af teknologi, der kan producere grøn energi; nu handler det om at anvende energien smartest muligt. I vores 2050-vision er en omfattende integration af el-, varme- og gas- og transportsektoren det centrale element, som kan gøre energisystemet både meget robust og samfundsøkonomisk fordelagtigt,« siger IDAs formand, Frida Frost.

Diagrammet - som er for nørder, sorry - fortæller, hvordan energikilderne sol, vind og biomasse konverteres, udveksles eller lagres og endelige forbruges. (Kilde: IDAs Energivision 2050)

Hun understreger, at IDAs Energivision 2050 kigger på hele energisystemet uden hensyn til sektorinteresser og derfor giver et mere differentieret billede, end man kan forvente af brancheforeningerne og lignende.

Ny lagringsteknologi ændrer billedet

Professor Brian Vad Mathiesen, som er én af hovedkræfterne bag de nye beregninger, peger også på, at der kommet meget ny viden til, som har gjort det relevant at gentænke energisystemet helt:

»Det drejer sig for eksempel om lagringsteknologier, hvor brint fra elektrolyse sammen med kulstof fra biomasse eller CO2 fra forbrænding af biomasse kan omdannes til forskellige flydende brændsler til transportsektoren. Det handler om nye måder at integrere fjernkøling og lavtemperatur-fjernvarme på og om, hvordan man inddrager gasnettet som forbindelse mellem el-, varme- og transportsektoren,« forklarer han.

Læs også: 1 mio. ton brint er limen i et 100 pct. grønt energisystem

I IDAs Energivision lægger man også stor vægt på, at systemet skal kunne klare sig godt på de nordeuropæiske elmarkeder, hvor der råder stor usikkerhed.

Ved selv at kunne lagre strømmen på forskellig vis skal vi kun købe og sælge strøm, når det er økonomisk fordelagtigt for Danmark, påpeger Brian Vad Mathiesen:

Læs også: Varmepumper kunne have øget værdien af vindstrøm med 1,75 mia. på fem måneder

»Et robust energisystem skal hænge sammen økonomisk for både borgere og virksomheder, der skal betale for det, og være konsistent med afhængigheden af biomasse og i samspillet med vores naboer,« siger han.

Udnytter biomassen bedst

Resultaterne fra IDAs Energivision 2050 sammenlignes i rapporten med Energistyrelsens scenarier.

Her viser det sig, at IDAs 2050-scenarier – takket være den kraftige integration – kan reducere udnyttelse af biomasse til 234 PJ årligt fra 306 PJ, som er biomasseniveauet i Energistyrelsens Vindscenarium (middel prisniveau).

234 PJ passer nogenlunde til den anslåede mængde biomasse, som Danmark selv kan producere i 2050.

Læs også: Forsker: Sådan dyrker vi selv erstatning for forhadte træpiller

Samtidig bliver scenariet marginalt billigere end både Energistyrelsens Vind- og Fossil-scenarier for 2050.

Grundlaget for energiforsyningen 2050 er store mængder svingende vedvarende energikilder – omkring 60 pct. af primærforsyningen kommer fra elkilder som landvindkraft, offshore-vindkraft, solceller og bølgekraft. Hertil kommer 8 pct. sol- og jordvarme. Resten af energiforsyningen klares af biomasse.

Lastbiler og fly på electrofuels

Der introduceres markante elbesparelser for slutbrugerne i husholdninger, industri og virksomheder, ligesom der implementeres afgørende energibesparelser i den eksisternede bygningsmasse.

Hvad angår transporten, så dækkes en markant del af transportbehovet af batteridrevne køretøjer og opladelige hybridkøretøjer. Elektriske sporvogne og tog samt varevogne og busser kører på el. Tunge lastbiler, fly og skibe drives af såkaldte electrofuels, som er kombinationer af brint fra elektrolyse (drevet af vindmøllestrøm) og kulstof fra forgasning af biomasse eller CO2-emissioner fra forbrænding af biomasse.

Læs også: Concito: El-biler kan reducere transportsektorens CO2-udledning med 70 procent

De nye scenarier præsenteres på en konference tirsdag middag, hvor en række opponenter er inviteret til at give feedback på arbejdet, som senere skal munde ud i nogle anbefalinger til politikerne, forklarer Frida Frost:

»Med denne analyse viser vi, at det teknologisk kan lade sig gøre at forsyne Danmark 100 pct. med vedvarende energi. Hvordan vi gør, og om der er politisk vilje til at gennemføre det, der skal til, bliver en politisk drøftelse. Jeg ser frem til, at vi bidrager med den teknologiske stemme i denne samfundsdebat,« siger hun og tilføjer, at IDA som dybt faglig forening har en forpligtigelse til at spille ind med løsninger på store samfundsudfordringer.

IDAs Energivision 2050 skal også præsenteres på et af de såkaldte side-events på COP21-mødet i december.

Kommentarer (13)

kan man jo sagtens smække på papiret og få balancen udført uden for store røde bundlinjer.
Teknisk set kræves det, at der ikke opstår for store fasevridninger i elsystemet, da det vil medføre kortslutningsstrømme, der udkobler nettet og lægger DK i sort, i værste fald. Jeg mangler i stor grad betragtninger vedr. dette - så vidt jeg ser det - oversete spørgsmål. Tilfører man bare energi til "lokalnettet" vil energien kun kunne 'sælges' til det øvrige net i kraft af at fasen er forud (og højere spænding), og så er det kun netimpedansen der begrænser Energi-strømmen. Nettet ønskes udbygget = mindre impedans = større strømme men hvad kan effektafbryderne klare og hvad er relæmålesystemet indstillet til at reagere ved.

Nedlæggelsen af samtlige kraftværker kræver bare at der opstilles et antal synkronkompensatorer, der kan opfange fluktationer og sikre en "STIVHED" i nettet, som totalt mangler i dag - altså hvis man fjerner kraftværkernes synkrongeneratorer totalt lige her og nu.

Energitransporten på langs af Jylland kan ikke foregå ved HVDC, så .......

Der står vist en synkronkompensator dér, hvor Kriegers Flak vindenergien lander, så det er næppe helt ringe. ;-D Hvor har man stillet de andre - eller har planlagt de skal stå når Kraftværkerne er væk ?

  • 0
  • 1

Hvor har man stillet de andre

Bjæverskov (Krieger-kablet som nævnt), Odense og Høng : http://ing.dk/artikel/siemens-generatorer-...
Det har Energinet vist meget godt styr på. I milde nattestorme har det danske net vistnok kørt kun på møller, uden termiske værker, da der ikke var store start/stop-spidser i industrien.

Energitransporten på langs af Jylland kan ikke foregå ved HVDC

Jylland har 2x1.800 MW 400kV AC kapacitet mellem Tysklands-grænsen (Kassø) og Tjele, og det er foreløbigt nok til behovet. Cobra får fasestyring. http://www.energinet.dk/DA/ANLAEG-OG-PROJE...

Noget andet er at der er slidte elbilbatterier på vej i elsystemet som små udjævnere : http://ing.dk/andre-skriver/daimler-vil-ge...
Kan effekt-elektronikken også fungere som kapacitans/reaktans-stabilisatorer?

  • 2
  • 0

Cobra får fasestyring.


" VSC har "black start capability", det vil sige at konverteranlægget ikke behøver at have spænding på begge anlæg for at starte op. "
Dette er forudsætningen for at der kan etableres elforsyning efter et blackout, som vil komme på et eller andet tidspunkt. Så må man blot håbe at det ikke er Konverterstationen der er 'GÅET', da nettet så får meget svært ved at blive retableret. Man må blot håbe der findes tilstrækkeligt mange gasturbine'stationer' til at etablere en tilstrækkelig stiv "masse" vindenergien kan indkobles på.
Det kommer til at give sved på panden.

VSC har den store fordel, at den kan styre den reaktive effekt. Den kan levere reaktiv effekt til nettet eller forbruge reaktiv effekt." Ja og dermed kan man tvinge fasevinklen - Spørgsmålet er BARE hvor nøjagtigt man kan gøre dette med 12 pulsteknikken. Det er ikke nemt at måle fasen i den anden ende (af hvad og hvor) og så få elektronikke til at styre lokalt - vil man bruge lyslederteknik eller trådløs kommunikation (digital-radio-link). Hvor stort bliver 'rykket' når aftensmaden skal sættes over eller en fodboldkamp starter. Energinet har nok styr på hvor store pulserne er, men kan en VSC station styres så relæerne ikke udkobler når der ikke længere er kraftværker. Der er vist kun tre roterende stabilisatorer til Jylland (hvis jeg husker korrekt). Det holder ikke vand (lomme-regning). Er det ca. 160 Mio sådan én koster (sikkert 200 får den står og drifter).

Det helt springende problem er vist, at man mangler at få konstrueret HVDC-effektafbrydere, der kan supporte de politiske miljødrømme.

Dér fik jeg lige en tanke om indbygning af Magnet-BLÆSE-Felter, der tvinger lysbuen ind i kølekonstruktioner så buen slukker via afkølingen. Måske skal der også anvendes flydende kvælstof til slukkeprocessen.
Det går nok ikke at klippe lysbuen rent fysisk ved at skubbe en isolator ind mellem kontaktdelene.
Den vil nok forbrændes - teflon fordamper, så nixen.

Brugte bilbatterier tror jeg ikke meget på - håber jeg man holder sig fra. Batterier kan bruges til at tappe energi fra nettet, men at levere er vist en illusion af de større. Lidt i stil med at villa-solceller skal kunne levere energi til nettet i større stil. Det skal kunne (FJERN-) STYRES.

  • 1
  • 2

Med den her plan vender vi situationen om, hvor vi har mulighed for at købe den strøm fra udlandet som de ikke har brug for og presser priserne på deres el marked

Rolf.

Det sker allerede I dag I forhold til Tyskland.
Her er der masser af timer vi køber billigt - endda til negative priser - I Tyskland og sælger til Norge til en højere pris. (Som stadigt kan være negativ.)
Næsten uanset hvor meget fleksibelt forbrug vi får etableret, vil der stadigt være masser af timer, hvor vi kan tjene på at transportere el fra Tyskland til Norge.
Udvidelse af transmissionskapaciteten vil netop reducere mængden af meget billig el, hvorfor vi nok ikke skal lægge alle vore æg I den kurv, der satser på mange timer med ekstrem billig el.
Omvendt vil en udvidet kapacitet også kappe toppen af de ekstremt høje elpriser, som jo også ses en sjælden gang imellem.

  • 6
  • 1

Nedlæggelsen af samtlige kraftværker kræver bare at der opstilles et antal synkronkompensatorer, der kan opfange fluktationer og sikre en "STIVHED" i nettet, som totalt mangler i dag - altså hvis man fjerner kraftværkernes synkrongeneratorer totalt lige her og nu.

for de rigtige kraftværker passer rigtig godt ind i fremtiden!

De "rigtige" kraftværker har mulighed for meget høj elvirkningsgrad på biomasse i kondensdrift i de timer, hvor back-up er vigtig.

De kan modulere meget hurtigt - 10% pr minut.

De ligger som udgangspunkt normalt i 50% lastområde, da de netop skal kunne modulere op og ned.

De er "spinning reserve"

De er "ellager" på linie med vandkraft, idet det "kemiske lager" i form af biomasse ligger på pladsen klar til indsats.

De kan ligge i meget lav last og eventuel være rene varmeproducenter, hvis det er behovet.

De kan stoppes helt og ligge varmholdte med "overskudsel", når vinden virkelig topper - klar til øjeblikkelig indsats.

På den lidt længere bane - hvis visioner om flydende brændsler skal opfyldes - er de egnet til oxyfuel proces - altså benytte ilt fortyndet med recirkuleret røggas til forbrændingen.

Den resulterende CO2 fra skorstenen kan lagres/benyttes til syntesen med brinten fra elektrolysen og primært danne flydende brændsler til luftfart, skibsfart og eventuelt tung transport, hvis sidstnævnte ikke bliver 100% eldrevet.

Sådanne kraftværker giver præcist de stordriftsfordele, som der er behov for, hvis man vil gå hele vejen til flydende brændsler - og man vil ikke være afhængig af forgasningsprocesser, som stadig ikke er modne.

Til min overraskelse og lidt ærgrelse er det præcis, hvad tysk kraftværksindustri sigter imod. Vi kan stadig være med, hvis vi målretter indsatsen. Vi har de rigtige firmaer med know how på kraftværksområdet, elektrolyse og syntese - men vi kan også spilde det ved ikke at have fokus det rigtige sted.

  • 3
  • 2

Faldende gennemsnitspriser er jo en positiv udvikling.


@ Flemming

Rolf har fat i noget af det rigtige og bliver sågar supporteret af Det Økologiske Råd (DØR) som havde et indlæg på konferencen igår, som gjorde det klart, at alle landende omkring os bygger massivt op med vindkraft => der er ikke mange steder at eksportere til - og priserne falder på grund af overudbud. Det kan næppe være positivt, at vi støtter en udvikling, som går så vidt.

Vi skal ikke være i en osteklokke og vi skal meget gerne have mulighed for at benytte mere el i transport, fjernvarmepumper mv. - MEN vi er også nødt til at have en rimelig fornuftig backup kapacitet selv. Deraf mit ovenstående indlæg om hvor godt "de rigtige biomasse" baserede kraftværker passer ind i den fremtidige struktur, hvilket åbenbart kun indkasserer minusser. Jeg må have forklaret mig dårligt.

Der er i princippet kun en udvekslingsledning, som virkelig batter - også i fremtiden - og det er HVDC til UK. Her er et prisområde, som ikke er i fase med resten af Europa og generelt opstår vejrfænomerne først i UK og driver derefter til fastlandet, hvilket også er positivt

  • 4
  • 2

De negative danske priser skete vist næsten kun sålænge NordTyskland var endnu mere negativ. Når engang Tyskland får gennemført DC-linierne fra nord til midt, reduceres det problem, og udvider muligheden for mere møllestrøm.

Alle lande omkring Danmark har betydeligt større elmarked og kan på kort sigt sagtens opsuge dansk overskud hvis transmissionen er lavet til det - der er et stykke vej endnu. Danmark er lidt et smørhul for eltrafik mellem nabolandene, og kommer til at tjene lidt på det - en moderne og lødig udgave af Øresundstolden.
På længere sigt skal der flere redskaber i brug, som IDA lægger op til.

Holland og England (ikke UK) har vist aldrig negative elpriser, men jeg ser gerne beviser på det modsatte - især hvis det sker mere end et par gange om året.
Cobra på 700MW svarer cirka til Horns Rev 1+2+3, og er indtil videre den korteste vej for dansk strøm til Ruhr-distriktet, bizart nok. Pudsigt nok kan DK-UK-linket også være en kortere vej for norsk vandstrøm til London fordi Norge-UK-kablet lander godt nordpå og strømmen opsluges i MidtEngland uden at nå syden.

  • 5
  • 0

...ved hjælp af integration af varme-, gas-, el- og transportsektoren.....

Denne vision er en naturlig udvidelse af et 4 årigt arbejde i et ekspertudvalg, jvf indlæg af Susanne Wittrup den 8. november med titlen: Eksperter til regeringen: ........" Udvalget har kun behandlet el , så forsyning pga bindinger på opdraget fra ministeren. så udvalgsrapporten er efter min mening ikke noget værd, idet det grundlæggende problem - lagring af el - "skydes til hjørne" -.

Det er tydeligt, at udvalget har haft problemer med et el net der er mere volativt og mindre kontrollerbart i forhold til kraftværker, hvor man kan tænde og slukke for kedlerne, men at smide problemerne i hovedet af de øvrige forsyningsarter er ikke fikst.

  • 2
  • 1

I forlængelse af 2014 energistatistikken http://www.ens.dk/sites/ens.dk/files/info/... så er biomasseforbruget i energisektoren og navnlig fjernvarmesektoren fuldt og helt ude af kontrol.

I 2014 er el-forbrugt samlet 110 Pj ved forbrugsstedet, og møllerne og udlandet leverer 57 Pj eller over halvdelen af forbruget.

Samlet bruges der 96 Pj fjernvarme i boligerne.

Men samlet forbruges der 78 Pj biomasse, sammen med 160 Pj fossilenergi.

Enten virker det som et massivt overforbrug af biomasse eller af fossilenergi, set i forhold til det man får ud af disse ressourcer i form af brugbar energi.

  • 1
  • 3