Fleksibelt samspill mellom kraft og termisk energi i fremtidens smarte energisystem Torjus Folsland Bolkesjø Institutt for naturforvaltning Universitetet for Miljø- og Biovitenskap Fjernvarmedagene, 29.10.2013

FORNYBAR ENERGI VED INSTITUTT FOR NATURFORVALTNING, UMB Per i dag 8 fast vitenskapelig ansatte Hel- eller deltidsstillinger God kontakt med energibransjen Økende forskningsaktivitet og prosjektportefølje innen fornybar energi Seks (snart sju) PhD-studenter knyttet til framtidens energisystem/energimarked Veileder årlig 15-20 masterstudenter innen fornybar energi Monica Havskjold, Energiteknologi (20%) Energisystemanalyse, energietterspørsel Arne Reidar Gravdahl, Vindkraft (20%) Vindkraft, Vindsimulering Ole Jørgen Hansen, Livsløpsanalyser (20%) Livsløpsanalyser, energi og avfallsressurser 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,

FORNYBAR ENERGI VED INSTITUTT FOR NATURFORVALTNING – PhD studenter Åsa Grytli Tveten, stipendiat Energisystemanalyse, modellering- og virkemiddelanalyse Aleksandra Roos, stipendiat/nærings Phd Balansering av kraftsystemet med forbrukerfleksibilitet og småkala produksjon 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

HOVEDTEMAER I «FORNYBARFORSKNINGEN» VED INA Energiforbruk og –etterspørsel PROSJEKTER: «Analyse av energietterspørsel på regionalt nivå», Phd-prosjekt «IMPROSUME - The Impact of Prosumers in a SmartGrid Energy Market» ERA-NET Smart Grid prosjekt (m/NCE Smart Energy, Halden) METODER: Statistisk og økonometri Tekno-økonomisk energibruksmodell Energimarkeder og virkemidler “Economic analysis of power market participants in the future energy system” Nærings PhD m/ Brady Energy «Power system regulation by demand response and distributed generation» Nærings PhD m/ Enfo Energy Økonometri LP-modeller for enkeltaktører (2) Energisystemmodell Bioenergi og bioenergiens rolle «Modellering av bioenergiens rolle i det fremtidige energisystemet» PhD stipend under oppstart Div mindre prosjekter - Avinor, Statkraft, NVE Søknad til Bionær 2013 Bio-økonomisk modeller Skogsektormodeller Energisystemanalyse og –modellering «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 - Detaljert energisystemmodell for Nord-Europa, inkl soft-link med andre «delmodeller» - Statistisk analyse av ressursdata (temp, vind, vann)

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

Fleksibelt samspill mellom kraft og termisk energi i fremtidens smarte energisystem

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 Behov for mer kunnskap om hensiktsmessige varmeløsninger i fremtidens energisystem

HOVEDMÅL Å analysere hvordan et fleksibelt samspill mellom kraftsystemet og termisk energi kan: Gi økt lønnsomhet i utnyttelsen av nasjonale energiressurser Bedret forsyningssikkerhet for samfunnet Prosjektet omfatter hele det nordiske energisystemet, men har størst vekt på Norge

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 vind- og småkraftressursene i kraftoverskuddsperioder og c) Hvordan og hvor mye verdiskapningen i kraftproduksjon og termisk energiproduksjon samlet kan økes gjennom optimalt samspill WP3: Rammevilkår: Hvilke endringer i regulatoriske bestemmelser og incentiver er hensiktsmessige for å få en effektiv sammensetning av fornybar energiproduksjon i framtidens smarte energisystem?  

STATUS OG NOEN FORELØPIGE RESULTATER

WP1:Teknologivalg og –utvikling State-of-the-art teknologibeskrivelse og vurdering sannsynlig teknologisk utvikling Tekno-økonomisk modellering av type-anlegg Fjernvarmeanlegg (Case: Statkraft sitt anlegg i Harstad) Mindre anlegg (Nærvarme) Modellsimuleringer 1) Tekno-økonomiske analyser av referanse-case versus alternativer: Lagring CHP Elkjeler Ulike måter å drifte på 2) Sammenligning av samme teknologier og strategier i ulike land

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

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

LANGSIKTIG PRISANALYSE – KRAFTPRIS MINUS SRMC KULL SOM FUNKSJON AV ÅRLIG KRAFTBALANSE I NORDEN 2020-2030 (€/MWh & TWh) Eksportbalanse (TWh) Clean dark spread (€/MWh)

LANGSIKTIG PRISANALYSE FOR NORDISK KRAFT – VÅTÅR VERSUS TØRRÅR

EKSEMPEL: SIMULERTE KRAFTPRISER OVER DØGNET, SOMMER 2025

EKSEMPEL: SIMULERTE KRAFTPRISER OVER DØGNET, VINTER 2025

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

TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN. Kontakt: torjus. bolkesjo@umb. no Snart: www TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN! Kontakt: torjus.bolkesjo@umb.no Snart: www.flexelterm.no