Varmepumpers rolle i den vedvarende energiforsyning

Transkript

1 Varmepumpedagen september 2016, Eigtveds Pakhus, København Varmepumpers rolle i den vedvarende energiforsyning Henrik Lund Professor in Energy Planning Aalborg University

2 Den langsigtede målsætning Statsministeren den 16. nov. 2006: Vi skal gøre Danmark helt fri af fossile brændsler som olie, kul og gas

3 Smart Energy Systems

4 Vind-scenario: 250 TJ Biomasse (Svarer til Dansk Potentiale) Bio+-scenario: 700 TJ Biomasse (Biomasse erstatter fossil i samme system som nu) Brint-scenario: 200 TJ Biomasse (Brint til syntetisk naturgas ) Biomasse-scenario: 450 TJ Biomasse (Indebærer import af netto biomasse)

5 Man skal skelne... Små varmepumper til opvarmning af private boliger og lignende Store varmepumper i kombination kraft/varmeenheder som en integreret del af fjernvarmeproduktionen. (samt industri og fjernkøling) El-varmepumper og ikke gas-varmepumper

6 IDA Energiplan 2030

7 Varmeplan DK I (2008) Hvordan skal vi opvarme boligerne i Danmark?? Hvad skal vi gøre på kort sigt hvor vi gerne vil reducere CO2-emissionen og energiforbruget. Og hvad skal vi gøre på langt sigt, hvor målet er at gå over til 100% Vedvarende energi.

8 Varmeforsynings alternativer Individuelle løsninger: Ref.: Olie, naturgas- og biomasse fyr. VP-jord: Varmepumper (jordvarme) VP-luft: Varmepumper (luft) EP: Elvarme Micro-KV: Mikro-kraft/varmeanlæg på naturgas f.eks. Brændselsceller H2-KV: Mikro kraft/varme baseret på brint med Brint forsynes gennem kollektivt gas-net fra brint-elektrolyse. Fjernvarmeløsninger: Fjv-Ex: Spidslastkedler. Fjv-k/v: Udbygning af kraft/varme-enhederne på værkerne. Fjv-VP: Fjernvarme i kombination med tilføjelse af varmepumper. Fjv-EP: Fjernvarme i kombination med tilføjelse af el-patroner.

9 Konklusion i 2008 Der tegner sig et billede af at den fornuftige løsning vil være at kombinere: En gradvis udbygning med fjernvarme fra nu 46% til et sted mellem 53% og 70% Individuelle varmepumper i de øvrige boliger (el og ikke gas-varmepumper) Fokus på synergi ift. en gradvis forbedring af fjernvarmenettets effektivitet (afgørende)

10

11 Bygningers energimæssige ydeevne Bygningsdrift og brugeradfærd Nye energikilder - nye lagrings muligheder Byggeriet er afgørende Byggeriets varmeforbrug skal reduceres med 40%..? Kvantitativt: Hvis ikke, så øges presset på økonomi, biomasse og vind (+ 58 PJ og 2 mia.kr./året) Kvalitativt: Hvis ikke, skabes der barrierer for lavtemperatur-fjernvarme og varmepumper (samt integration med fjernkøling)

12 Smart Energy Systems

13 Pump Hydro Storage 175 /kwh (Source: Electricity Energy Storage Technology Options: A White Paper Primer on Applications, Costs, and Benefits. Electric Power Research Institute, 2010) Energilagre Thermal Storage 1-4 /kwh (Source: Danish Technology Catalogue, 2012) Oil Tank 0.02 /kwh (Source: Dahl KH, Oil tanking Copenhagen A/S, 2013: Oil Storage Tank. 2013) Natural Gas Underground Storage 0.05 /kwh (Source: Current State Of and Issues Concerning Underground Natural Gas Storage. Federal Energy Regulatory Commission, 2004)

14 0.16 m3 Thermal Storage /MWh (Private house: 160 liter for DKK) Price ( /MWh) Varmelagre Thermal storage: Price and Size 6200 m3 Thermal Storage 2500 /MWh (Skagen: 6200 m3 for 5.4 mio. DKK) liter 4 m m m3 4 m3 Thermal Storage 40,000 /MWh (Private outdoor: 4000 m3 for 50,000 DKK) 200,000 m3 Thermal Storage 500 /MWh (Vojens: 200,000 m3 for 30 mio. DKK)

15 Hvordan skal bygningerne opvarmes? Mere fjernvarme og flere varmepumper!

16 Sammenfatning Vi har brug for de Små el-varmepumper til opvarmning af private boliger for at undgå olie og naturgas-fyr og fordi de andre løsninger (mikro-k/v, brint, biokedler, el og gas-vp) på sigt passer dårligt ind i et 100% VE system Store el-varmepumper i kombination kraft/varmeenheder som en integreret del af fjernvarmeproduktionen fordi den løsning kan integrer vind uden at sætte brændselseffektiviteten overstyr.

17 Varmepumpedagen september 2016, Eigtveds Pakhus, København Varmepumpers rolle i den vedvarende energiforsyning Henrik Lund Professor in Energy Planning Aalborg University