Biobränslebaserad kraftproduktion.

Transkript

1 Biobränslebaserad kraftproduktion. Mars 2015 Mars

2 Biobränslebaserad kraftproduktion I Sverige användes under 2014: 41,2 TWh rena biobränslen av totalt 73 TWh bränslen i värme och kraftvärmeverk Resterande bränslen var 14,5 TWh avfall och 18,3 TWh andra bränslen, som gas, kol, olja och torv. Det producerades totalt ungefär 14 TWh el med biobränsle, varav ungefär 8,5 TWh i värmeverk. Resten i industrin. Dessutom producerades ungefär 50 TWh fjärrvärme Bränslebaserad kraft är fullt kontrollerbar, och dessutom lätt reglerbar då många små verk och små turbiner med korta ställtider. Lönsamheten går givetvis ner om varaktigheten sjunker. De begränsande faktorerna är egentligen: Investeringsviljan (lönsamheten) Behovet av ny kraft Ordningsföljden i dispatch order Biobränsletillgången Mars

3 Biobränsle för fjärrvärme Mars

4 Biobränsle i framtiden Energimyndigheten har publicerat ett antal scenarier för Sveriges framtida energiförsörjning, inför Energikommissionens arbete (ER 2014:19) Ett scenario är referensscenariet. I detta händer i princip ingenting fram till 2030 Totala energiförbrukningen är ungefär densamma som idag Elförbrukningen är densamma, c:a 140 TWh Fjärrvärmeleveranserna ligger kvar på ungefär samma nivå De tre äldsta reaktorerna tas ur drift mellan 2020 och 2030, med effekthöjningar blir därefter produktionen ungefär 57 TWh Vindkraften fortsätter expandera p.g.a. certifikatsystemet till mellan 17 och 20 TWh Biobränslebaserad kraftvärme ökar till 2020 med c:a 3 TWh och avtar sedan Mars

5 Förutsättningar för biobränslebaserad kraftproduktion i kraftvärmeverk 2013 fanns enligt Energimarknadsinspektionen 23 orter/anläggningar (av 507 redovisade) med en värmeleverans större än 650 GWh, motsvarande totalt 37,5 TWh, (dessa kan inrymma en 100 MWe TopSpool anläggning eller en konventionell anläggning på c:a 30 MWe), och ytterligare 11 med mer än 350 GWh, motsvarande 4,4 TWh. Dessa anläggningar producerade alltså ungefär 42 TWh värme, av totalt 63 TWh. Resterande 21 TWh värme producerades således av ungefär 463 mindre anläggningar, vilka har svårt att härbärgera en kraftvärmeanläggning En konventionell mindre anläggning levererar värme under c:a 3500 ekvivalenta fullast timmar. De största anläggningarna är således på c:a 100 MW termisk max effekt. De kan ha en baslastpanna på MW och således en turbin på 10 MW ungefär. Kostnaden för en sådan liten anläggning är ungefär 50 % högre än en med en 50 MW turbin. Mars

6 Prisutveckling biobränslen Mars

7 Biobränsle i kraftsystemet Produktionsslagen kör i prioriterad ordning bestämd av rörliga kostnaden Den rörliga kostnaden består av bränslekostnad och variabel underhållskostnad, plus eventuella pålagor, som t.ex NOx avgift. För kraftvärme tillkommer ett problem att fördela kostnaderna på värme och el. Oftast fördelas bränslekostnaden enligt effektfördelningen. Underhåll enligt mera verklig fördelning. När man räknar totalkostnad för KVV el, så brukar vi räkna alla kostnader (kapital, drift & underhåll, samt bränsle) på eldelen, som sedan krediteras hela inkomsten från värmeförsäljningen. Typiska variabla kostnader för olika kraftslag kan vara: Kraftslag Bränslekostnad öre/kwh Underhållskostnad öre/kwh Rörlig kostnad öre/kwh Vattenkraft Kärnkraft Vindkraft onshore Biobränsle KVV Biobränsle KV Mars

8 Biomass utilization in different plants Each unit cannot be too big due to fuel supply Biomass is a scarce fuel, which cannot be stored long time in fresh chipped form Biomass is expensive, 20 /MWh at present for fresh, and 30 for storable pellets or briquettes (Coal about 7 /MWh) Different options - assume fuel cost 22 /MWh and 100 MW size State of the art steam plant with fluidized bed Efficiency ~ 36 % With full CHP some 25 % Running cost above 75 /MWh e Co-combustion 10 % in a large supercritical boiler Efficiency almost as base plant 44% CHP efficiency as base plant Running cost above 60 /MW e Top Spool plant Efficiency 57% With CHP small decrease of efficiency 56% Running cost at 47 /MWh e incl. O&M Mars

9 Total produktionskostnad Kostnads antaganden vid 7500/3500 drifttimmar/år Anläggningsstorlek 100 MWel, med bränslekostnaden för flis på 20 /MWh Avskrivning 25 år, kalkylränta 10 % Pris Värme vid anläggningsväggen 42 /MWh som krediteras fullt ut Totala elproduktionskostnader biobränsle anläggning i /MWh 200,0 150,0 100, tim 3500 tim 3500 tim (värmekreditering) Heat credit Fuel cost 50,0 0,0-50,0 CFB power only CFB CHP O&M cost Capital cost -100,0 Mars

10 Rent tekniska förutsättningar för biobränslebaserad kraftproduktion i kraftvärmeverk Dagens teknik i ett kraftvärmeverk ger ungefär 25 % el och 75% värme av den termiska effekten, med rökgaskondensering. Total utnyttjandegrad av bränsleeffekten upp till 105% Med denna teknik kan ytterligare 3-5 TWh el produceras i befintliga KVV med viss ombyggnad och bibehållen bränslekonsumtion. (9 +3 =12 TWh) Om 100 TWh biobränsle kan användas, kan vi producera ungefär 21 TWh el i de större anläggningarna Om vi utnyttjade alla de 35 TWh värme som produceras i alla de stora verken kan vi producera ungefär 27 TWh i dessa Ny teknik kan ge 57 % el och 43 % värme av den termiska effekten. Bränsleutnyttjandegrad över 110 %. Med ny teknik kan sannolikt dagens producerade volymer ökas: 2 gånger med bibehållen bränsleanvändning (20 TWhe) 5 gånger om 100 TWh bränslen finns att tillgå i befintliga fjärrvärmesystem (~ 50 TWhe) 10 gånger om dubbelt så mycket biobränsle finns att tillgå. (> 100 TWhe) Detta dessutom i dagens fjärrvärmesystem. Mars

11 Slutsatser biobränslebaserad kraftproduktion Om inte kärnkraften avvecklas snabbare än beroende på åldersskäl: Elanvändningen ökar knappast, snarast konstant till 2035 Vindkraften ökar och tränger ut all annan ny produktion Biobränslekraften kan öka några TWh Värmekonsumtionen i fjärrvärmesystemen ökar inte, möjligen minskar något. Om kärnkraften avvecklas snabbare än i referensfallet kommer: Vindkraft öka ännu mer, men samtidigt tränga ut annan kraft Elpriserna kommer möjligen att stiga, men aldrig så att biobränsle kraftproduktion blir lönsam utan subventioner Fortfarande behövs reglerkraft, men knappast biomassabaserad då låga drifttider. Gas kommer att kunna konkurrera med biomassa om inte CO2 straffet ökas till nivån 50 /ton Ny teknik introduceras Om Sverige ska kunna exportera el till andra länder, måste våra priser/kostnader vara betydligt lägre än de andras En kapacitetsmarknad främjar knappast biomassa. Biomassa blir enbart konkurrenskraftig om CO2 priset/kostnaden ökas ordentligt, typ 50 /ton, samt om kärnkraften avvecklas. Eller om de gröna certifikaten avvecklas till förmån för ETS. Mars

12 Back up? Mars