UNIVERSITETET FOR MILJ OG BIOVITENSKAP Fleksibelt samspill mellom
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) Ph. D-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 – Ph. D 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 Ph. D 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: «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 Ph. D stipend under oppstart Nærings Ph. D m/ Brady Energy Div mindre prosjekter - Avinor, Statkraft, NVE Søknad til Bionær 2013 «Power system regulation by demand response and distributed generation» Nærings Ph. D m/ Enfo Energy «IMPROSUME - The Impact of Prosumers in a Smart. Grid Energy Market» ERA-NET Smart Grid prosjekt (m/NCE Smart Energy, Halden) Energisystemanalyse og –modellering PROSJEKTER: «Fremtidsutsikter for ny fornybar energi i Norge» , Ph. D-prosjekt METODER: «Integration of variable renewable energy in the Nordic energy system» , METODER: Ph. D-Prosjekt METODER: Bio-økonomisk modeller Statistisk og økonometri «FLEXELTERM – Fleksibelt samspill mellom termisk energi og kraftsystemet» , Energi. Norge+ NFR Økonometri Skogsektormodeller Tekno-økonomisk METODER: LP-modeller for enkeltaktører (2) energibruksmodell - Detaljert energisystemmodell for Nord-Europa, inkl soft-link med andre «delmodeller» Energisystemmodell 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 = Fo. U-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 = WP 1: 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 = WP 2: 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 = WP 3: 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 WP 1: 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 WP 2: 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 WP 3: 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: torjus. bolkesjo@umb. no Snart: www. flexelterm. no 19 www. umb. no
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 20 www. umb. no
- Slides: 20