Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer Samspill mellom bioenergi, varme, elkraft og transport utnytter ressursene godt og gir bedre klima Fremtidens.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer Samspill mellom bioenergi, varme, elkraft og transport utnytter ressursene godt og gir bedre klima Fremtidens."— Utskrift av presentasjonen:

1 Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer Samspill mellom bioenergi, varme, elkraft og transport utnytter ressursene godt og gir bedre klima Fremtidens byer – stasjonær energi Nettverkssamling 21. november 2008, Lysaker Petter Hieronymus Heyerdahl, Institutt for matematiske realfag og teknologi, UMB Under noen av lysbildene er det utfyllende kommentarer eller beregninger

2 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 2 Dagens tekst  Energibærere i Norge  Hvilke fornybare energikilder har vi?  Noen tanker rundt bioenergi og drivstoff  Kan jeg bidra?  Varme og energi i dag og i morgen  Fornybar fremdrift  Finnes det konklusjoner?

3 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 3 Kilde: ssb Totalt sluttforbruk av energi i Norge etter energibærer i 2007

4 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 4 BIOENERGI, RESSURSER OG BRUK

5 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 5 CO 2 og litt kjemi Eller: 1 kg C kg O 2 = 3.7 kg CO 2 C O = 44 C 12 O 16 Forbrenning Fotosyntese

6 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 6 Hvor mye CO 2 binder trær?  Tørrstoff i tre: Gran 380 kg/fm 3, furu 440, bjørk 500 (kalles basisdensitet)  Sammensetning i tørrstoff: 50% C, 43% O, 6% H  Innhold av C blir derfor: Gran 190 kg/fm 3, furu 220, bjørk 250  For å binde 1 kg C trengs 3.7 kg CO 2  1 fm 3 gran binder 190 kg 3.7 kg CO 2 = 700 kg CO 2 1 fm 3 furu binder 220 kg 3.7 kg CO 2 = 800 kg CO 2 1 fm 3 bjørk binder 250 kg 3.7 kg CO 2 = 900 kg CO 2  Skogen i Norge med røtter binder årlig netto ca. 24 millioner tonn CO 2  Norge slipper for tiden ut ca 50 millioner tonn CO 2 per år  Et hus av tre binder 10 – 20 tonn CO 2. Tilsvarer utslipp fra en bil i 5 – 10 år

7 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 7 Energimarkeder i Norge hvor biomasse kan ta andeler Privat romoppvarming og varmt vann, el. 14 TWh Næringsbygg oppv., el. 13 TWh Industri damp/vann, el. 6 TWh Bensin og diesel4 900 mill liter 49 TWh Fyringsoljer og parafin1 000 mill liter 10 TWh Båt (fylt i norske havner) mill liter 18 TWh Fly 900 mill liter 9 TWh Reduksjonskarbon ind tonn 10 TWh Til sammen130 TWh 86 TWh ~ 8.5 milliarder liter

8 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 8 FINNES DET NOK BIOMASSE?

9 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 9 Biomasse til energi  Industri og privat til sammen i dag:16 TWh  Mulig økt uttak og høsting uten å true artsmangfoldet:30 TWh (Avfall fra storsamfunn, industri, bioproduksjon og foredling, tre, biogass, deponigass skogsbrensel, grot, halm, kornavrens....)  Vi kan tredoble bruk av bioenergi i Norge til 45 TWh (NVE 7/2003 og NVE P06 037)  Men det er ikke nok: Andre kilder må inn: Sol, vann, varmepumpe, vind, bølge, tidevann, jordvarme, saltkraft  Øke fokus på energikvalitet: Rett energi på rett plass  Øke verdikjedeeffektiviteten  Viktigst: Bruk mindre.

10 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 10 Konklusjon biomasseressurser  Det er ikke nok biomasse til alle gode formål  Den vi har må brukes smart

11 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 11 VERDIEN AV BIOVARME

12 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 12 Kan jeg bidra?  Jeg kjøper pelletskamin, flisanlegg eller vedovn og minsker strømforbruket i huset med kWh  Da kjøper jeg kWh mindre fra nettet  Kullkraft er dyrest å lage og sjaltes ut først.  Min kamin fører til at det lages kWh mindre kullkraft  kWh kullkraft slipper ut 10 tonn CO 2 (1 kg/kWh)  En vanlig bil slipper ut ca. 160 g CO 2 per km  kg/0.16 (kg/km) = km!  Å bytte ut kWh strøm med for eksempel bioenergi reduserer utslipp tilsvarende 4 års bilkjøring  Svar: Ja, du kan bidra, dessuten er det enkelt

13 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 13 Bjørg og Eivind Strøm på Lesteberg gård i Vestby bidrar. 84 plassers barnehage gått fra strøm og olje til biovarme. Støttet av Innovasjon Norge Varmer 7 hus 1500 m kWh Investering kr Varmepris 30øre + MVA

14 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 14 Bjørg og Eivinds bidrag  Råstoff: 130 fm 3 = 400 lm 3 tørrgran, rydde- og tynningsvirke  Erstatter kWh elkraft. Sparer 200 tonn CO 2  Erstatter kWh oljefyrt varme. 10 tonn olje brenner til ca. 30 tonn CO 2  Omleggingen reduserer årlige utslipp på ca. 230 tonn CO 2  Tilsvarer km bilkjøring  eller 100 biler á km per år

15 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 15 Bioenergi erstatter elkraft - Bidrag fra en boligblokk  En boligblokk har 100 leiligheter á 60 m 2 som varmes med strøm  7000 kWh romvarme og 3000 kWh varmt vann = kWh per leilighet = kWh for hele bygget  Så settes det inn biovarmeanlegg  Anlegget er CO 2 -nøytralt og erstatter kWh strøm  CO 2 -utslipp reduseres med 1000 tonn per år  Anta at en fyrsentral med pelletsbrenner koster 2.5 millioner kr  Det utgjør kr per leilighet

16 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 16 Bioenergi erstatter elkraft i boligblokk – en leilighet  Energikostnad strøm : 80 øre/kWh kWh = 8000 kr  Pelletsvarme ut av ovnen.: 45 øre/kWh kWh = 4500 kr 10 år med røde tall, Barrierestudiet, Enova, 2007  Besparelse per leilighet per år = 3500 kr  Installasjon av vannbåren varme i leiligheten, ca kr + Din andel av pelletsanlegget……..………………… kr Total investering per leilighet…………………………… kr  Med årlig innsparing kr 3500, 7 % rente og 20 års nedbetaling kan lånet være på kr  Må ha støtte på kr som er 33 %.

17 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 17 Regjeringens mål er inntil 14 TWh ny biovarme. Hva er det verdt?  Eksempel på mulig fordeling av energien:  4 TWh biovarme erstatter olje – reduserer 1.2 mill tonn CO 2  10 TWh biovarme erstatter strøm – reduserer 10 mill tonn CO 2  Dette tilsvarer mer enn hele den norske Kyotoforpliktelsen  Teknologien finnes Biomassen finnes Behovet er der Mest effektive bruk av biomasse  Råd: Begynn på mandag

18 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 18 Konklusjon varme – i dag  Å erstatte strømoppvaring med biovarme gir størst reduksjon av utslipp (1 kg CO 2 /kWh), men krever en del ombygginger  Å erstatte oljefyring med biovarme er logisk, er enklere, men har litt mindre virkning enn strøm ( 0.3 kg CO 2 /kWh)  Bioenergi godt egnet - for større anlegg drevet profesjonelt (skoler, større bygg, boligblokker) - der brenslet har meget lav pris - egen ved i god ovn  Varmepumper godt egnet for mindre anvendelser - eneboliger  El-oppvarming med smart styring i lavenergiboliger  El-oppvarming må ut av sløsehus  ENØK er best. Ref: EURELCTRIC 2007: The Role of Electricity

19 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 19 Varme og energi i morgen – noen eksempler  Fjernvarme i tette strøk og etablerte områder med sløsete bygg  Hvis fjernvarme blir lønnsomt i nye bygg så bygger vi feil  Biovarme i større bygg der fjernvarmen ikke når frem  Kraft varme med biobrensel kommer Stirlingmotor Organic Rankine Cyclus (ORC) ”Dampmaskin med kjølevæske” Termoelektrisk Generator (TEG) ”Solcelle drevet av varme”  Dyp jordvarme med CHP kommer – venter på boreteknikk

20 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 20 Biodrivstoff i Norge. Råstofftilgang setter grenser  Vi har 30 TWh ledig biomasse  OED strategi for bioenergi: 14 TWh ny biovarme innen 2020  Dette krever ca. 18 TWh biomasse  Da har vi igjen 12 TWh ledig biomasse  Dette kan gi 6 TWh biodrivstoff = 600 millioner liter  Bil, fly og båt i dag = 7500 millioner liter fossilt drivstoff  Altså under 10 % biodrivstoff fra norske ressurser  Vi må ha høyere ambisjoner: 100 % fornybar transport

21 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 21 Vi må flytte fokus fra biodrivstoff til fornybar fremdrift Reisevaneunderøkelsen TØI, 2005 Over 80 % av turene er egnet for el-bil % Hvor lang tur kjører du? Akkumulert:

22 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 22 Rett energi på rett plass. Elbil 0.18 kWh/km Biovarme frigjør strøm til drift av elektrisk bil 0.18 kWh/km Pelletfabrikk 80 % effektivitet 90% 0.25 kWh/km Biomassen utnyttes 5 ganger bedre Biodrivstoffabrikk 40 % effektivitet 1.25 kWh/km 0.5 l diesel /mil = 0.5 kWh/km

23 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 23 Frigjort strøm driver elbiler Brennverdier: Ved: 1.6 fm 3 /favn, 2200 kWh/fm3, η = 0.65 Flis: 300kg/lm3, 3.5 kWh/kg, η = 0.75 Pellets: 4.700kWh/kg, η = elbiler ( km) kWh 4 favner ved 13 lm 3 flis 2.6 tonn pellets Vannmagasinene er strømlageret

24 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 24 Varmepumpe frigjør strøm som driver elbiler I en bolig settes det inn en varmepumpe som erstatter kWh med elvarme. Varmepumpen bruker 5000 kWh strøm, men frigjør netto kWh strøm kWh strøm kan drive en elbil km per år. Elektrisk energi har alt for høy kvalitet til å brukes til noe så enkelt som å gi varme kWh Elbiler ( km) Varmepumpe Peugeot 106 Electric

25 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 25 Bilen kjører et år på 15 m 2 solpaneler 2000 kWh 1 Elbil ( km) Strømproduksjon: 150 kWh/m2 per år. Her er det ikke snakk om frigjøring av strøm, men ny produksjon Nettet er det store batteriet

26 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 26 Lokaltrafikk og arbeidsreiser kan tas med elbil  Null CO 2 -utslipp dersom strømmen kommer fra vind, vann, sol, bølge, biokraft eller er frigjort fra oppvarming  Null utslipp lokalt  50% el-bil-km i Norge halverer utslipp og vil kreve kun 6 TWh el.  Dette er fint, men:  Problem 1: Kort kjørelengde, må ha to biler  Problem 2: Dyre batterier, tør ikke kjøpe Think Peugeot Partner Mercedes 12 seter Jiayuan JY-6356 Kewet Buddy

27 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 27 Løsning: To biler i en. Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV. Strøm til daglig fra store batterier – bensin på langtur Kilde: Ciborowski, Peter, et al: Air Emissions Impacts of PHEV in Minnesota’s Passenger Fleet. Plug-in Hybrid Task Force, Minnesota Pollution Control Agency, March GM, Toyota, Ford, Volvo/Saab kommer med PHEV om år 90% fossil 10% bio Vanlig bil10 % fornybar 90% fossil10% Hybrid bil10 30% fossil60% av km på strøm10% PHEV30km70 90% av km på strøm PHEV100km 10% 90 10% bio 90% av km på strøm PHEV100km100

28 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 28 BYD F6, kinesisk PHEV100km kommer i Strøm på turer under 100 km – bensin på langtur  100 km på jernbaserte batterier – 430 km på bensin  70 % lading på 10 minutter – full lading fra kontakt over natten  På dashbordet er det to knapper:  Trykker du på den ene kjører du for 10 kr/mil med eksos  Trykker du på den andre kjører du for 1.50 kr/mil, utslippsfritt.  Om to år: Masseproduksjon ren elektrisk BYD e6 300km Plug-in Hybrid Electric Vehicle: Hybrid med store batterier Lades fra nettet til vanlig Strøm fra bensindrevet generator slår inn på langtur PHEV100km bruker % bensin gjennom året Bensinmotoren går optimalt siden den med konstant belastning driver en generator

29 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 29 Generator Motor i alle hjul Batterier Volvo C30 PHEV110km Li polymer batteri El-motorer i hjulene Flexifuel motor Kommer innen 5 år Samarbeid med SAAB

30 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 30 Ford Escape PHEV50km 50 km på strøm gir 0.2 liter/mil i snitt. 70 – 80 % redusert forbruk drivstoff 20 stk leveres Southern California Edison for test i trafikk fra 2007 Batteri: 10 kWh lithium ion

31 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 31 6 seter Joule fra Optimal Energy, Sør-Afrika  200 km på en lithium ion batteripakke. Klargjort for 2 pakker  PM asynkronmotor forhjuldrift  eller en PM asynkronmotor i hvert hjul  Serieproduksjon 2010

32 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 32 6 tonns elektrisk lastebil ZeroTruck er bygget på et 2008 Isuzu N Serie chassis. Litium polymer batterier gir 160 km kjørelengde. Levering i Los Angeles august 2008

33 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 33 Smith i England har laget elbiler i 80 år  150 – 200 km på en lading  3.5 – 4.6 tonn lasteevne  Lithium-Ion Jern-Fosfat batteri – tåler klattlading  8 timers ladetid

34 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 34 Serie hybridbuss. Hjulene drives kun med elektromotor. Strøm fra generator med forbrenningsmotor. Senere brenselcelle. Daimler Benz, Citaro, 20 km på strøm Batterier på taket (19 kWh) Lader ved bremsing og utfor Stille og luktfri inn og ut fra holdeplass % redusert forbruk Etanol, biogass, brenselcelle, biodiesel 24 October 2008: Daimler wins 100- unit Citaro bus order for Abu Dhabi

35 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 35 Bedre batterier kommer Silisium nanostrenger i stedet for grafitt i anoden kan gi 1000 km på en lading. Mulig produksjon om 5 år Amanuensis Yi Cui og kolleger ved Stanford University Stanford Report, December 18, 2007 Elbiler gjenvinner mye av bremseenergien. Da betyr bilens vekt mindre. Luftmotstand og rullemotstand betyr mer. Tyngre biler er sikrere.

36 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 36 Ultrakondensator erstatter kjemisk batteri  Lagrer 8 ganger så mye energi som blybatterier for sammevekt  0.02 % tap per 30 dager (bly 1 %)  Zenn i Canada har kjøpt rettigheter til kondensatoren  Kjørelengde 350 – 700 km pr lading EEstor, Texas 52 kWh, 160 kg.

37 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 37 Fremtidens drivstoff er strøm  Strøm har mange fornybare kilder: Vann, vind, sol, bølge, bio, jordvarme, ENØK, varmepumpe Mange kilder gir sikker transport  Flytende drivstoff har bare to: Fossil C og biologisk C – følsomt  El kan gi langt mer enn 10 % fornybar fremdrift i 2020  All veitransport i Norge trenger kun 10 % av vannkraften  Begynn nå og avlast sjokket når drivstoffprisene tar av

38 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 38 Trenger vi ikke biodrivstoff da? Jo, biodrivstoff brukes der alternativer ikke finnes:  Fly  Tog uten strøm  Ferger og båt  Tungtransport og langtransport  Disse markedene er mye større enn det vi kan dekke med biomassen vi har i Norge  Hvorfor bruke biodrivstoff i bilmarkedet som er det eneste marked der strøm er på vei som alternativ?

39 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 39 stasjonær bruk av energi stasjonær bruk av energi Nøkkelen Stasjonær produksjon av energi, Stasjonær produksjon av energi, og transport må sees i sammenheng

40 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 40 Konklusjon: Det er ikke nok biomasse til alle gode formål. Biomassen må brukes smart:  Bytt ut el-varme og oljefyring med biovarme - best bruk av ressursene og størst CO 2 -gevinst - frigjør store mengder strøm - avlaster nettene og reduserer behov for gasskraft  Fremtidens drivstoff er strøm. Start innføring av elbiler nå - best bruk av ressursene og størst CO 2 -gevinst - stille og null lokale utslipp - har mange kilder – sikker forsyning - kan komme mye lenger enn 10 % fornybar fremdrift i konkurrerer ikke med mat  Bruk biodrivstoff der alternativer ikke finnes  Distribuert energi sikrer demokrati

41 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 41 Gode vedovner er her – bør få økt utbredelse  Gassifiseringsovn for ved med naturlig nedovertrekk  Virkningsgrad over 90 %  Varme: 70 % vann, 30 % luft wallnoefer.it

42 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer 42 Stirlingmotor Kombinert kraft varme, CHP 31kW el kW varme Oberlech, Østerike


Laste ned ppt "Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer Samspill mellom bioenergi, varme, elkraft og transport utnytter ressursene godt og gir bedre klima Fremtidens."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google