Internationell utblick Hot spots i Europa för ny fjärrvärmeutbyggnad. Vilka innovationer behöver fjärrvärmen?

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Internationell utblick Hot spots i Europa för ny fjärrvärmeutbyggnad. Vilka innovationer behöver fjärrvärmen?"

Bengt Jakobsson
för 7 år sedan
Visningar:

1 Internationell utblick Hot spots i Europa för ny fjärrvärmeutbyggnad eller Vilka innovationer behöver fjärrvärmen? Sven Werner Högskolan i Halmstad Sweheat & FVU workshop om innovationer 1

2 Vem är Sven Werner? Professor i energiteknik vid Högskolan i Halmstad sedan Arbetat med fjärrvärmeforskning till och från sedan Disputerade 1984 med avhandlingen The heat loads in district heating systems. Driver och deltar i olika forskningsprojekt kring fjärrvärmens framtid i Europa. Delförfattare till läroböcker om fjärrvärme 1993 och 2014 (svenska versioner) samt 2013 (engelsk version) Sweheat & FVU workshop om innovationer 2

3 Innehåll Marknad: Framtidens utmaningar för fjärrvärme Marknad: Fjärrvärmens existens i Europa Teknik: Länkning mellan dåtid och framtid Efterfrågesidan Tillförselsidan Förflyttning - temperaturnivåer Slutsatser Sweheat & FVU workshop om innovationer 3

4 Framtidens utmaningar för Europas fjärrvärmesystem Efterfrågesidan: Lägre värmebehov beroende på mer energieffektiva byggnader, men fler byggnader i tätare städer. Tillförselsidan: Mer sol- och vindkraft ersätter fossilbaserad kraftvärme, så mindre restvärme till fjärrvärmesystem. Slutsats: Mindre värmebehov i varje stad samt behov av annan värmetillförsel i framtiden Sweheat & FVU workshop om innovationer 4

5 Framtidens utmaningar för Europas fjärrvärmesystem Två viktiga frågeställningar: Existens: Finns det utrymme för fjärrvärme i framtidens energieffektiva Europa? Teknik: Hur kommer de förväntade förändringar på både efterfrågesidan och tillförselsidan att påverka utformningen av den framtida fjärrvärmetekniken? Sweheat & FVU workshop om innovationer 5

6 Fjärrvärmens existens Heat Roadmap Europe Tillsammans med andra internationella forskningsutförare har vi analyserat och kommer vidare att studera fjärrvärmens framtida existens inom ramen för projektklustret Heat Roadmap Europe : HRE1 2012: Om inget händer inom EU27 till 2050 (BAU) HRE2 2013: Om mycket energieffektivt EU27 till 2050 HRE : UK, Italien, Tjeckien, Rumänien och Kroatien (Stratego-projektet) HRE : Planerat H2020-projekt avseende Tyskland, Frankrike, Polen, Spanien, Nederländerna, Sverige, Belgien, Österrike, Finland och Ungern Sweheat & FVU workshop om innovationer 6

7 Fjärrvärmens existens - Heat Roadmap Europe We sliced EU into about 1300 pieces (NUTS3 regions), and estimated what was possible in each region. Other energy modellers just cut EU into 27 pieces (the national energy balances) Figure 11: The NUTS3 regions of Europe, of which 1289 are located within the EU27 European territory and 14 are located overseas. (from the second pre-study) Sweheat & FVU workshop om innovationer 7

8 Fjärrvärmens existens HRE värmetätheter The high resolution heat density map from the second pre-study Sweheat & FVU workshop om innovationer 8

9 Fjärrvärmens existens HRE värmekällor All waste incineration plants within EU with respect to size and location as example of available large central heat sources Sweheat & FVU workshop om innovationer 9

10 Fjärrvärmens existens Hot Spots inom EU28: Stora mängder restvärme i befolkningstäta regioner Sweheat & FVU workshop om innovationer 10

11 Fjärrvärmens existens Inom Heat Roadmap Europe är slutsatsen att fjärrvärme är ett mycket bra och effektivt verktyg för att uppnå de framtida europeiska energi- och klimatmålen. En intressant paradox är att nyttan med fjärrvärme är sju gånger högre i ett energieffektivt Europa än i dagens ineffektiva energisystem. Slutsats: Säg JA till mer fjärrvärme i Europa Sweheat & FVU workshop om innovationer 11

12 Teknik: Länkning mellan dåtid och framtid Sweheat & FVU workshop om innovationer 12

13 Efterfrågesidan Lägre värmebehov i nya byggnader enligt NZEB-kraven i EU-direktivet om byggnaders energiprestanda Lägre värmebehov i befintliga byggnader för att minska fastighetsägarnas framtida risker Slutsats: Lägre värmebehov i framtidens byggnader kommer att medföra att deras temperaturkrav sjunker Sweheat & FVU workshop om innovationer 13

14 Tillförselsidan Biomassa och avfall i ångkraftvärmeverk med rökgaskondensering, men troligen stark konkurrens om dessa råvaror från bio- och avfallsraffinaderier för drivmedel och råvaror till petrokemisk industri Värmeåtervinning från bio- och avfallsraffinaderier, energiintensiva industrier, intensiv elanvändning (datacentraler) mm Naturliga geotermiska värmekällor Solfångarfält Rest-el från starkt varierande sol- och vindkraft till stora elpannor och värmepumpar Värmelager för eliminering av både dygns- och säsongsvariationer Slutsats: Alla dessa tillförselsätt har en högre effektivitet om värmesänkan har en låg temperatur. Denna slutsats är den starkaste drivkraften för att använda låga nättemperaturer i 4GDH, ty då blir ovanstående tillförselsätt mer lönsamma. Idag stängs lågtempererad restvärme ute från våra fjärrvärmenät genom de höga temperaturnivåerna Sweheat & FVU workshop om innovationer 14

15 Tillförsel: Solfjärrvärme i Danmark Sweheat & FVU workshop om innovationer 15

16 Tillförsel: Solfjärrvärme i Danmark Två exempel med solfjärrvärme kombinerade med biobränslepannor och stora värmelager. Marstal i Danmark med värmelager på m 3 Vojens i Danmark med ett värmelager på m Sweheat & FVU workshop om innovationer 16

17 Förflyttning - temperaturnivåer C DH network temperatures in 142 Swedish systems: Annual supply and return tempertures, examples mainly between 2004 and 2010, sorted by return temperature Annual national averages: Supply 86.0 C Return 47.2 C Known substation technology Number of DH systems Sweheat & FVU workshop om innovationer 17

18 Förflyttning - temperaturnivåer Sweheat & FVU workshop om innovationer 18

19 Förflyttning - temperaturnivåer Om kunderna reducerar sina värmebehov med tre fjärdedelar, så måste värmeförlusterna också reduceras med tre fjärdedelar. Detta åstadkommas genom följande två förändringar: 1. Halvering av nätens temperaturnivåer mellan befintlig 3GDH och ny 4GDH. 2. Fördubbling av värmemotstånden i framtidens fjärrvärmeledningar, t ex konsekvent användning av tvillingrör i all lokal värmedistribution och användning av ny förbättrad isolering med lägre värmeledningsförmåga Sweheat & FVU workshop om innovationer 19

20 Förflyttning - temperaturnivåer Två huvudstrategier för att halvera temperaturnivåerna i framtidens fjärrvärmesystem: 1. Eliminering av alla temperaturfel som finns i nät, fjärrvärmecentraler och kunders värmesystem (ungefär halva det praktiska förändringsbehovet från befintlig 3GDH till ny 4GDH) 2. Lägre värmebehov i både nya och befintliga radiatorer (ungefär den andra hälften av förändringsbehovet), vilket betyder att lägre värmebehov blir en viktig förutsättning för att få mer effektiva fjärrvärmesystem i framtiden Sweheat & FVU workshop om innovationer 20

21 Slutsatser 1. Fjärrvärme kan leverera framtida samhällsnytta i Europa i form av lägre kostnader, lägre klimatpåverkan och högre försörjningssäkerhet. 2. Men en vassare fjärrvärmeteknik krävs för att öka lönsamheten för framtidens fjärrvärme. 3. Den lägre temperaturnivån är den mest karakteristiska parametern för fjärde generationens fjärrvärmesystem. 4. Vi behöver innovationer som sänker temperaturnivåerna i fjärrvärmesystemen. 5. Fjärde generationens fjärrvärmeteknik bör vara harmoniserad i Europa för en sund industriell bas för framtidens fjärrvärme. 6. Om svenska fjärrvärmeföretag ska klara framtidens villkor bör Fjärrsyns fjärrvärmeforskning ökas betydligt över dagens nivå på knappt en promille av omsättningen Sweheat & FVU workshop om innovationer 21

22 Tillkännagivande Detta föredrag bygger på forskning som bedrivs inom 4DH strategic research centre vid Ålborgs Universitet, vars största finansiär är Innovation Fund Denmark. Vår medverkan i detta stora forskningsprojekt medfinansieras av Fjärrsyn, det svenska forskningsprogrammet för fjärrvärme och fjärrkyla, som drivs av Energimyndigheten och Svensk Fjärrvärme via Energiforsk Sweheat & FVU workshop om innovationer 22

23 Slut Tack för er uppmärksamhet! Några frågor? Mer info om Heat Roadmap Europe här: Mer info om 4DH research centre här: 4GDH definition paper av Henrik Lund m fl här: Sweheat & FVU workshop om innovationer 23

Relevanta dokument

Med fjärrvärme kan EU lättare nå sina klimatmål (Heat Roadmap Europe)

Med fjärrvärme kan EU lättare nå sina klimatmål (Heat Roadmap Europe) Sven Werner Högskolan i Halmstad 1 Innehåll 1. Heat Roadmap Europe: logik, resultat, kartläggning, modellering och slutsats 2. Utmaning: