Klarar sig ett framtida energisystem utan återvinning? Sven Werner Högskolan i Halmstad. Dagens ämnen

Transkript

1 Klarar sig ett framtida energisystem utan återvinning? Sven Werner Högskolan i Halmstad Dagens ämnen Återvinningssystem Värmemarknaden i Sverige Energieffektivisering Nytta med fjärrvärme Råvaruförsörjning idag och i framtiden Fjärde generationens fjärrvärme 1

2 Materialflöde: Papper Materialflöde: Stål 2

3 Energiflöde: Världen 28 i EJ Värmemarknaden i Sverige 3

4 Totalt 7 milj m 2 att värma upp Sveriges byggnadsytor 27 Industrier 13% Fritidshus 5% Småhus 37% Lokaler 22% Flerbostadshus 23% TWh/år Sveriges värmemarknad (för bostäder och lokaler, ej industri eller fritidshus) Övrigt Elvärme, inkl el till värmepumpar Olja Fjärrvärme Småhus Flerbostadshus Lokaler 4

5 Marknadsandel 9% Sveriges värmemarknad för småhus, flerbostadshus och lokaler 8% Fjärrvärme 7% 6% 5% 4% 3% Elvärme, inkl el till värmepumpar Övrigt 2% 1% Olja % kr/mwh (exkl moms) Reala energipriser i Sverige för prisnivå 29 El, medel för alla elkunder exkl industri Fjärrvärme, medel för alla kunder Värme från olja, från officiella oljepriser

6 Fjärrvärmesystemets fyra huvuddelar: 1. Kundbehoven och kundernas värmesystem 2. Fjärrvärmecentralen som överför fjärrvärmen till byggnaden 3. Fjärrvärmenätet med sina fram- och returledningsrör 4. Värmefabriken som antingen tillverkar värme själv eller återvinner värme från en annan process. Initiativ från kommunala elverk TWh/år Miljonprogrammet Oljereduktion på 8-talet Leveranser av fjärrvärme Koldioxidreduktion på 9-talet 5 4 Verkligt Normalår

7 Energitillförsel till svenska fjärrvärmesystem för värmeproduktion TWh/år Övrigt Olja Kol Elpannor Värmepumpar Gaser och gasol Biobränsle och torv Spillvärme Avfall kr/mwh 6 Reala medelintäkter eller priser för svensk fjärrvärme i 29 års penningvärde (exkl moms) SCB, volymviktad medelintäkt Svensk Fjärrvärme, volymviktad medelintäkt Avgiftsgruppen (Nils Holgersson), antalsmedelvärde för företag STEM prisblad, men metodbyte 1 juli

8 Energieffektivisering vs värmetillförsel Fördelning av specifika värmebehov kwh/m 2 Fördelning av specifika värmebehov Flerbostadshus Lokaler % 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 1% Andel av byggnadsyta Figur 6. Fördelning av specifika värmebehov för flerbostadshus och lokaler under 26. Urval: Alla flerbostadshus och lokaler som finns i databaserna, 5132 respektive 6121 objekt. Om yta eller tillförd värme har saknats har SCB antagit medelvärdet i respektive strata. SCB:s uppräkningsfaktorer för varje strata har använts för viktning, varför ovanstående fördelningar är skattningar för alla värmeanvändningar i Sveriges flerbostadshus och lokaler. 8

9 kwh/m Specifika normalårskorrigerade värmebehov i svenska flerbostadshus och lokaler med fjärrvärme Flerbostadshus Lokaler Total real nationell medelintäkt inkl moms, kr/mwh Priselasticitet för fjärrvärme till svenska flerbostadshus i 21 års penningvärde Översväng efter den andra oljekrisen 1979/8 5 Ideal priselasticitet -,5 4 Efter 1991, då moms infördes Före Efter Grön kurva har priselasticiteten Röd kurva har priselasticiteten -.33 Sven Werner, HH Specifik normalårskorrigerad fjärrvärmeleverans, kwh/m 2 9

10 Nytta med fjärrvärme Fem strategiska tillgångar idag: Kraftvärme (samtidig produktion av el och värme) Avfallsförbränning Industriell restvärme Geotermisk värme Besvärliga bränslen som skogsflis mm Secondary Energy Supply: Heat recycled from combined heat and power, waste incineration, fuel refineries, and industrial excess heat Primary Energy Supply: Renewables such as geothermal heat, biomass, and solar heat Primary Energy Supply: Fossil fuels for peak and back-up demands The fundamental idea of district heating District Heating System Heat losses Heat delivered for low temperature heat demands 1

11 Nytta kg/mwh 5 Sverige: Specifika koldioxidutsläpp från all fjärrvärmeoch kombinerad elproduktion fördelat på alla fjärrvärmeleveranser Värme från olja Värme från naturgas Fjärrvärme: Verkliga lokala utsläpp Fjärrvärme: Nettoutsläpp med gaskombikondens på elmarginalen Fjärrvärme: Nettoutsläpp med kolkondens på elmarginalen Råvaruförsörjning idag och i framtiden Fem strategiska tillgångar idag: Kraftvärme (samtidig produktion av el och värme) Avfallsförbränning Industriell restvärme Geotermisk värme Besvärliga bränslen som skogsflis mm Framtida tillgångar? Solenergi Balanskraft till elmarknaden Mer lågtempererad spillvärme (kräver lägre temperaturnivåer) Spillvärme från nya drivmedelsprocesser 11

12 USD/barrel Crude oil, import price to Europe until September real 29 USD jan-6 jan-65 jan-7 jan-75 jan-8 jan-85 jan-9 jan-95 jan- jan-5 jan-1 jan-15 kr/mwh Realt pris för biobränsle till värmeverk, enligt STEM Prisblad m fl. Prisnivå augusti 211 Förädlat Skogsflis Biprodukter Returträ jan-84 jan-86 jan-88 jan-9 jan-92 jan-94 jan-96 jan-98 jan- jan-2 jan-4 jan-6 jan-8 jan-1 jan-12 12

13 kg per capita European Union - 27 Avfallshantering i Europa Cyprus Luxembourg Denmark Ireland Netherlands Austria Malta Germany Spain France Italy United Kingdom Portugal Finland Belgium Sweden Unknown (generated minus treated) Landfilled Incinerated without energy recovery Energy recovery Composted etc Material recycling Figure 7-5. Distribution of municipal solid waste treatment in EU27 Member States during 21 according to the waste hierarchy order categories. Source: [Eurostat 212]. Greece Slovenia Hungary Bulgaria Lithuania Romania Slovakia Czech Republic Poland Estonia Latvia Fjärrvärmen har förflyttats sig från fossilekonomin till klimatekonomin sedan 198 Fossilekonomin Klimatekonomin Stål Plast Cement Europeisk marginalel Skogsindustrin med sågverk och papper & massa Drivmedel Fjärrvärmen 198 Fjärrvärmen 28 13

14 Vad händer med klimatekonomins resursbas när fler verksamheter vill överge fossilekonomin? Fossilekonomin Klimatekonomin Stål Plast Cement Europeisk marginalel Skogsindustrin med sågverk och papper & massa Drivmedel Fjärrvärmen 198 Fjärrvärmen 28 Fjärde generationens fjärrvärmesystem 14

15 Framtida konkurrens till fjärrvärme Värmemäklare: Energitjänst-, mät- och reglerföretag Byggföretag som kan bygga energisnåla hus Företag som kan nyttiggöra fjärrvärmens strategiska resurser (Biobränslen, Avfall och Spillvärme) på ett annat sätt med högre betalningsförmåga. Fjärrvärmens framtida roll High-exergy primary energy supply Transportation Smart electricity grids Transformation to electricity, refined fuels, and industrial materials and products Local heat pumps Heat storages Heat recycling and distribution Lowexergy heat sector Rural and suburban lowexergy heating and cooling demands Low-exergy primary energy supply Urban low-exergy heating and cooling demands Decentralised heat sector Centralised heat sector in dense urban areas Figure Simplified structure of a future ideal energy system without any use of fossil fuels or fossil feedstock and with an emphasis of the heat sector. Red arrows denote heat flows, blue arrows show cold flows, grew arrows represent electricity flows, while the yellow arrow constitutes refined fuels requested by the transportation sector. 15

16 Fjärde generationens fjärrvärme Dagens tredje generation av fjärrvärmesystem måste på sikt ersättas av en mer kostandseffektiv teknik Den fjärde generationens fjärrvärmeteknik bör präglas av lägre temperaturnivåer och enklare teknik för att möta lägre värmebehov i byggnader och ökad konkurrens om fjärrvärmens råvaror. Fjärde generationens fjärrvärme Danska DSF har ställt upp som huvudfinansiär till ett strategiskt forskningscenter (SRC) för 4DH i Ålborg under perioden Övriga finansiärer är fjärrvärmeföretag och tillverkande företag i Danmark. Även deltagande från tre andra länder: Sverige, Kroatien och Kina. Total omsättning beräknas till 7 MDKK. Projektledare är Henrik Lund, professor i energiplanering vid Ålborgs Universitet. Steam systems = 1st generation as in Paris and New York High temperature water systems = 2nd generation Medium temperature water systems = 3rd and current generation recognised by lean and prefabricated components. 16