100% FÖRNYBART MED FJÄRRVÄRME OCH KRAFTVÄRME

Transkript

1 100% FÖRNYBART MED FJÄRRVÄRME OCH KRAFTVÄRME FRANK KRÖNERT 1

2 Utmaningar med 100% förnybart? Vilka utmaningar? Utmaningar i framtida kraftsystemet med en stor andel förnybart Tröghet Frekvensstabilitet Utmaningar Spänningsstabilitet Nätbegränsning Prognosfel Variabilitet ms Systemtjänster Kapacitetsmekanismer Svängmassa FCR FRR RR sekund minut Strategiska reserver, kapacitetsmarknader timmar dygn veckor år Variation inom timmen Variation mellan timmarna Dygnsvariationer Säsongsvariationer Årsvariationer 2

3 Fjärrvärme är en viktig storskalig flexibilitetslösning för kraftsystemet Nät Tröghet HVDC förbindelser som bidrar med svängmassa Nätutbyggnad Produktion Energilager Systemtjänster Kapacitetsmekanismer ms Svängmassa Frekvensstabilitet [Vindkraft (synt. svängmassa)] Svänghjul sekund Spänningsstabilitet Gasturbiner Tryckluft Vattenkraft Nätbegränsning (magasin) Vattenkraft (pumpkraftverk) Termisk energilager Power-to-gas Prognosfel (H 2 ) Batterier Efterfrågeflexibilitet industri Efterfrågeflexibilitet hushåll och servicesektor Ofrivillig bortkoppling FCR FRR RR minut timmar Vattenkraft Kärnkraft Kraftvärme Strategiska reserver, kapacitetsmarknader Fjärrvärme ersätter elvärme dygn Variabilitet veckor Energieffektivisering år Variation inom timmen Variation mellan timmarna Dygnsvariationer Säsongsvariationer Årsvariationer 3

4 Fjärrvärme är en viktig storskalig flexibilitetslösning för kraftsystemet Nät Produktion Energilager Systemtjänster Kapacitetsmekanismer ms Tröghet Svängmassa HVDC förbindelser som bidrar med svängmassa Frekvensstabilitet [Vindkraft (synt. svängmassa)] Svänghjul sekund Spänningsstabilitet Gasturbiner Tryckluft Nätutbyggnad Vattenkraft Nätbegränsning (magasin) Vattenkraft (pumpkraftverk) Termisk energilager Power-to-gas Prognosfel (H 2 ) Batterier Efterfrågeflexibilitet industri Efterfrågeflexibilitet hushåll och servicesektor Ofrivillig bortkoppling FCR FRR RR minut Vattenkraft Kraftvärme Kärnkraft Fjärrvärme ersätter elvärme Variabilitet Strategiska reserver, kapacitetsmarknader timmar dygn veckor Energieffektivisering år Variation inom timmen Variation mellan timmarna Dygnsvariationer Säsongsvariationer Årsvariationer 4

5 Produktionsslag Nät Energilager HUR KAN ETT FRAMTIDA 100% FÖRNYBART ELSYSTEM SE UT? Produktionsslag Nät Energilager Utgångspunkt i vår analys: den framtida elproduktionen och uppvärmningen 5

6 Produktionsslag Nät Energilager 100% FÖRNYBART ELSYSTEM 2040 TRE OLIKA SCENARIER Referens 180 TWh som inkluderar ökad elbehov inom framförallt industri och transport fortsatt hög andel el för uppvärmning och en kraftigare utbyggnad av variabel förnybar kraft, framförallt i norra Sverige Fjärrvärme kraftigt ökad andel fjärrvärme för uppvärmning i småhus (75%), flerbostadshus (95%) och lokaler (90%), som ersätter elvärme Underliggande elanvändning samma som i Referens, sjunker dock kraftigt med konvertering från el- till fjärrvärme Kraftvärmen bibehålls som idag Kraftvärme Samma lägre elanvändning som i Fjärrvärme Uppvärmning som i Fjärrvärme, dock används det ökade värmeunderlaget för att bygga ut kraftvärmen Mindre vindkraftutbyggnad 6

7 Produktionsslag Nät Energilager 100% FÖRNYBART ELSYSTEM 2040 SAMMA ÖVERSKOTT PÅ 15 TWH I ALLA SCENARIER Energi [TWh] Referens 2040 Fjärrvärme 2040 Kraftvärme 61 0 Produktion 2018 Vattenkraft Vindkraft Kärnkraft Kraftvärme Sol Kondenskraft & Gas turbiner 7

8 UTBYGGNAD AV FJÄRRVÄRME KAN MINSKA ELBEHOVET MED UPP TILL 14 TWH/ÅR OCH 4000 MW TOPPLAST VINTERTID. 8

9 100% förnybart -Referens 100% förnybart -Fjärrvärme 100% förnybart -Kraftvärme SE1 SE2 SE3 Effekt [MWh/h] Effekt [MWh/h] Effekt [MWh/h] Fjärrvärme och kraftvärme som ersätter elvärme förbättrar effektbalansen avsevärd, framförallt i SE3 och SE SE4 Effekt [MWh/h]

10 ÄVEN LOKALT I STÄDERNA FÖRBÄTTRAS EFFEKTBALANSEN AVSEVÄRD. 10

11 UTBYGGD KRAFTVÄRME ÖKAR ÄVEN SVÄNGMASSAN I SYSTEMET OCH BIDRAR DÄRMED TILL ATT MINSKA FREKVENSAVVIKELSERNA. 11

12 MINDRE BEHOV FÖR STAMNÄTSUTBYGGNAD I NORD-SYDLIG RIKTNING I KRAFTVÄRME SCENARIOT 12

13 13