På väg mot fossilfria el- och transportsystem Filip Johnsson, Lisa Göransson, Henrik Thunman Energy & Environment, Chalmers

Transkript

1 På väg mot fossilfria el- och transportsystem Filip Johnsson, Lisa Göransson, Henrik Thunman Energy & Environment, Chalmers

2 Begränsa den globala temperaturökningen med 2ºC: 50 till 85% minskning av globala CO 2 utsläpp till år 2050 Minskad energianvändning - Befolkning - Teknik - Välstånd och livsstil - Effektivisering Byta bränsle/teknik - Förnybart - Kärnkraft - Kol till gas Fånga in och lagra koldioxid - Från stora punktkällor (kraftverk, industrier, vätgasproduktion) - Kolfixering - markanvändning (Land Use Change and Forestation- LUCF)

3 Minskad energianvändning

4

5 Annual capacity installations [GW] Annual capacity installations (GW) Annual capacity installations (GW) Byta bränsle/teknik Exempel Europa : Nödvändiga investeringar i elproduktion Två olika scenarier som uppfyller klimatmål till år Wind & solar 40 Wind & solar Thermal 20 0 Thermal Thermal (fuel) power plants Hydro power plants Other Thermal (fuel) power plants Hydro power plants Other

6

7 Decentraliserade system Nya marknader Conventional Prosumer System System

8 Transformativ utveckling???? Thermal?

9 Fånga in och lagra koldioxid Avskiljning, transport och lagring av CO 2 (CCS)

10 Klimatarbetet - internationell, nationell och regional nivå Exempel VG regionen fyra arbetssätt Vara föregångare Klimatplanera Erbjuda testarenor innovationer Skapa attraktiva samhällen

11 Nordisk basindustri Åtgärder för at uppfylla långsiktiga utsläppsmål kostar 100 /ton CO 2

12 Nordisk basindustri Åtgärder för at uppfylla långsiktiga utsläppsmål kostar 100 /ton CO 2 EU-ETS < 10 /ton CO 2

13 Nordisk basindustri Åtgärder för at uppfylla långsiktiga utsläppsmål kostar 100 /ton CO 2 EU-ETS < 10 /ton CO 2 Rootzén and Johnsson, (2015) Se

14 Från kraftvärme till värmegas?

15 Kraftvärme till värmegasverk?

16 Utveckling Chalmers 2-4 MW pilotanläggning GoBiGas fas 1 Hisingen 20 MW SNG demonstrationsanläggning Göteborg Energi GoBiGas fas 2 Hisingen 80 MW SNG Kommersiell anläggning Gbg Energi Chalmers labreaktor

17 Akilleshäl för biomassaförgasning..thus tars can be considered the Achilles heel of biomass gasification. (In the gasification of coal, a more mature technology, the tars (benzene, toluene, xylene, coal tar) are useful fuels and chemicals. The oxygenated tars from biomass have only minor use. With current environmental and health concerns, we can no longer afford to relegate tars to the nearest dump or stream. Tom Reed (1998)

18 Genombrott Biomassans kalium som katalysator Katalysator (Askkomponent) Bäddmaterial Vattenånga Syngas Tjära CO+H2 Förgasare Panna

19 Förgasare CFB-Panna Kemifabrik (Metanisering)

20 Möjligheter Biomassa Biometan Biomassa Vätgas + Bränngas (Fjärrvärme) Biomassa Etanol via syngas fermentering + Bränngas (Fjärrvärme)

21 Förgasare CFB-Panna Bränngas Etanol Etanol fermentering

22 Förgasare CFB-Panna Bränngas Kemifabrik Vätgas Vätgas

23 Påhängsförgasare Chalmersförgasaren 2-4 MW bränsle Vid kommersielldrift ca 8MW bränsle Bauer Holzenergie GmbH Fluidised bed furnace & pyrolysis reactor Ca 14 MW bränsle

24 Fulgas 40% H2, 23% CO, 14% CH4, 3% C2H4, 20% CO2 Fulgas ledning Gruvön Vätgasen i Stenungsund + Fulgas från bruken Kemikluster Stenungssund Potential att producera tex ton grön metanol/år med en förhållande vis marginell investering Fulgasen skulle skapa bryggor mellan fjärrvärmesystem dvs. koppla ihop alla städer längs med gasledningen. Låga förluster låga investeringar Värö

25 Gasens roll i framtida elsystemet

26 Stark fortsatt användning av naturgas Europe by ELIN

27 [TWh] som helt fasas ut till Europe by ELIN [year] hydro nuclear hard_coal lignite gas bio_waste wind solar others oil peat

28 Vindkraftteknik 5hp

29 Förändrad roll för termisk produktion Production (GWh/h) Time (hours) Import Wind+Solar CHP+waste+bio Gas Lignite Coal Curtailment Export

30 Biogas som möjliggörare för vind- och solkraft Mer vind när biogas finns till rimlig kostnad Mindre vind vid låg tillgång på biogas Biogas based capacity

31 Tre frågor

32 Alla nya bilar som säljs kommer vara elbilar: År 2030 År 2040 Aldrig

33 Morgondagens kraftvärmeverk efter år 2040 Värme och el eller Värme + grön gas

34 TWh TWh Europas elsystem Mest troligt om världen följer COP21 (< 2 C)? 5000 Förnybart+kärnkraft+CCS 100% förnybart till Other Other renew 4000 Wind Biomass cofire CCS 3000 Biomass and waste Natural gas CCS Natural gas 2000 Oil Coal CCS 1000 Coal convent Nuclear Hydro 0 Total demand Other Other renew Wind Biomass cofire CCS Biomass and waste Natural gas CCS Natural gas Oil Coal CCS Coal convent Nuclear Hydro Total demand Year Year

35 Morgondagens affärsområde år 2030 Vi fokuserar på vår nuvarande kärnverksamhet eller Vi har sektorsöverskridande verksamhet