Power to gas i Sverige? Karin Byman, ÅF

Transkript

1 Power to gas i Sverige? Karin Byman, ÅF

2 Power to gas i Sverige Power to gas är ett nytt koncept men intresset ökar. Swedegas har initierat studien. Belysa förutsättningarna för Power to gas i Sverige. Deltagit har: E.ON, Energigas Sverige, Vätgas Sverige, SGC, Svensk Energi, Cementa, Energinet.dk. O2, Svensk Energi, GE Energy Managment, Öresundskraft, samt Ångpanneföreningens Forskningsstiftelse. ÅF utförde studien under 2013.

3 Mål och syfte med studien Ett första försök att kvantifiera potentialen för PtG i Sverige. Sprida kunskap om konceptet till en bredare målgrupp, t.ex. politiker. Ge en översikt av aktiviteter i andra länder. Lönsamhetsberäkningar under olika antaganden. Diskussion om en möjlig potential i Sverige. Studien är på en mycket generell nivå, men det är viktigt att få igång debatten.

4 Sveriges energi- och klimatmål För att de ska kunna nås behövs nya systemlösningar. 50% förnybar energi 20% effektivare 40% minskade utsläpp 2050 inga växthusgasutsläpp Stort behov att hitta metoder att lagra el så att utbudet kan möta efterfrågan. Stor utmaning att ersätta fossila drivmedel. Planeringsmål för 30 TWh vind. Fossiloberoende fordonsflotta 2030.

5 Vad är Power to gas? El omvandlas till energigas vätgas eller metan.

6 Avgränsningar för simulering Antaganden för en demonstrationsanläggning Steg 1: Elektrolys Steg 2: Metanisering

7 Grundantaganden i analysen Kalkylränta (real) 3% Driftstid 3000 h/år Kapacitet (metan) 100 Nm 3 /h Livslängd 15 år À-pris Totalt Not. Intäkter 1) Metan 11,60 SEK/Nm SEK/år Syrgas 0,90 SEK/Nm SEK/år Värme (120 C) 0,40 SEK/kWh SEK/år Summa intäkter SEK/år Kostnader 2) El Variabel Variabel Nätavgift 0,25 SEK/kWh SEK/år Drift & Underhåll 3% av investering SEK/år Distribution av metan 1,80 SEK/Nm SEK/år Summa kostnader Variabel Investering SEK 3)

8 Antaganden för grundfallet Alla produkter metan samt biprodukterna, värme och syre säljs till marknadspris. Metanpriset motsvarar bensinpriset. Anläggningen är ansluten till elnätet. Metanet komprimeras och distribueras via lastbil. Grundfallet - referens *)

9 Resultat Idag är det inte lönsamt. Ett överskott på billig el är avgörande. En efterfrågan på metan, och en betalningsvilja som överstiger bensinpriset. Driftstiden är en kritisk faktor h räcker ej. Viktigt att få avsättning för värmen. Avsättning för syre mindre viktigt. Mer lönsamt att distribuera via gasnät än via lastbil. Driftstiden har störst betydelse *)

10 Distribution via gasnät jmf lastbil. Direktanslutning till vindkraftpark. Inga intäkter från värme. Inga intäkter från syre.

11 Drivkrafter för Power to gas Utmaningar på den svenska energimarknaden. Trygga elförsörjningen Ersättning av dagens kärnkraftsreaktorer börjar 2025; Hur möjliggöra en storskalig utbyggnad av vindkraften? och solkraft, vågkraft m.m. Minskad klimatpåverkan Minska CO2-utsläppen inom transportsektorn. Elpriset är redan idag mycket volatilt.

12 Prognoser 2025 Sverige är indelat i 4 prisområden. Vattenkraften är i norr Sverige. Alla kärnkraftverk är i elområde SE3. Elanvändningen är störst i elområde SE3 and SE4. Vindkraften är störst södra Sverige, SE4. SE 1 SE 2 SE3 Prognos 2025 SE4 Källa: Svenska kraftnät Perspektivplan 2025.

13 Gasnätet i Sverige Det svenska gasnätet är i södra Sverige, i samma region som vindkraften. Det svenska gasnätet är en del av det danska. Förutsättningarna i södra Sverige har många likheter med Danmark. Källa: Swedegas.

14 Danmark 2035 ska elproduktionen vara 100% förnybar ska energiförsörjningen vara förnybar. Befintligt gasnät och vindkraft är de främsta medlen att uppnå målen. En demonstrationsanläggning för Power to gas finns i Biogas Centre i Aarhus universitet. Demonstration av teknik för bio-katalytisk metanisering.

15 Tyskland Ett stort antal projekt för att utvärdera Power to gas har tagits i drift. Die Energiwende driver intresset för Power to Gas. Kärnkraften ska avvecklas till Andelen förnybar el uppgår till 20%. Har störst installerad effekt i vind- och solkraft i Europa ska 35% av energin vara förnybar ska 80% vara förnybar. Ett stort antal projekt har tagits i drift för utvärdering av Power to gas.

16 Vindkraftens roll i det svenska elsystemet. Idag finns inga svårigheter att reglera vindkraften. Politiskt planeringsmål: 30 TWh vind, Produktionstoppar kommer påverka elmarknaden. I botten finns alltid en basproduktion av vattenkraft som ej kan regleras bort, 2000 MW. Sannolikheten för mycket låga elpriser ökar.

17 Vindkraftens fulla potential begränsas. Begränsad tillgång till reglerkraft. Flaskhalsar i överföring. Svårt att storskaligt lagra el. 17

18 Potentialen för Power to gas Potentialen baseras på att elpriserna pressas kraftigt under perioder med stor tillgång på vindkraft. Under 2000 h överskrider vindkraftsproduktionen 5 GW => 3 TWh el => 1,8 TWh metan. Under 3000 h överskrider vindkraftsproduktionen 4 GW => 5 TWh electricity => 2,9 TWh metan. Priset på bensin har tredubblats de senaste 20 åren. Högre priser på drivmedel ökar lönsamheten i Power to gas. Ca 2-3 TWh metan

19 Slutsatser Power to gas Power to gas Möjliggör storskalig lagring av el. Storskalig utbyggnad av vindkraft utan att dess potential begränsas. Ses som lösningen i Danmark och Tyskland. Lönsamhet styrs av driftstid, avsättning av värme samt att priset på fordonsgas är högre än dagens bensinpris. Potentialen kan uppskattas till 2-3 TWh metan, vid en utbyggnad av vindkraften till 30 TWh.

20 Tack för uppmärksamheten! Karin Byman Lic.Eng., Energy System Analysis ÅF Infrastructure Det råder ingen brist på förnybar energi. Utmaningen består i att göra den förnybara energin tillgänglig där den behövs, när den behövs och till konkurrenskraftiga priser. De riktigt stora utmaningarna är därför lagring och transport av energi.