Framtida energisystem i Jönköpings län

Transkript

1 Framtida energisystem i Jönköpings län Är koldioxidåtervinning något att satsa på i framtiden? e September 2016 Maria Taljegård Energi och Miljö, Chalmers maria.taljegard@chalmer.se

2 Globala läget idag?

3 Globala CO 2 utsläpp

4 Globala CO 2 utsläpp

5 Globala CO 2 utsläpp Per person

6 Kol, olja och gas 515 GtC Past emissions 209 GtC Carbon budget for a 2 C target (>25% probability) 760 GtC Fossil reserves Fossil reserves + 30% of resource base 4600 GtC 1 Meinshausen M., Greenhouse gas emission targets for limiting global warming to 2 C. Letters to Nature Vol 458, April 30, 2009

7

8 Källa: Energy and Environment,

9 Vind och solenergi ökar mest i världen

10 Förnyelsebart konkurrerar ut fossila källor

11 Vind och solenergi ökar mest i världen

12 Vi får se vad som händer i höst

13 Energi- och klimatarbete måste göras på 1. Internationell nivå 2. Nationell nivå 3. Lokal/regional nivå flera nivåer Statliga och kommunala beslut kommer att spela en nyckelroll!

14 Energi- och klimatarbete måste 1. Internationell nivå 2. Nationell nivå 3. Lokal/regional nivå göras på flera nivåer Tredje nivån den lokala är av stor vikt - Många avgörande beslut tas på denna nivå - Nära det dagliga livet för allmänheten - Stark koppling till livsstil och användarsidan - Faktisk implementering av många åtgärder görs på lokal nivå - Viktigt med strukturerad metodik för att analysera möjligheter och utmaningar

15 Kommer vi hinna nå klimatmålen i Sverige?

16 Begränsa den globala temperaturökningen med 2ºC: 50 till 85% minskning av globala CO 2 utsläpp till år 2050 Minskad energianvändning - Befolkning - Teknik - Välstånd och livsstil - Effektivisering Byta bränsle/teknik - Förnybart - Kärnkraft - Kol till gas Fånga in och lagra/återvinna koldioxid - Från stora punktkällor (kraftverk, industrier, vätgasproduktion) - Kolfixering - markanvändning (Land Use Change and Forestation- LUCF)

17 Olika åtgärder olika svårighetsgrad och kostnad Exempel på sätt att minska utsläppen i VGR + Halland

18 Exempel några möjligheter

19 Använda mindre energi bostäder SUV till en mindre bränslesnål bil

20 Byta bränsle i transportsektorn och sol och vindkraft i elsektorn

21 Transportsektorns olika möjligheter Fossila (olja, gas, coal) Biomassa Kärnkraft Sol, vind,etc Raffinaderier CO 2 Power-to-gas H 2 O Elektrolys Flytande bränslen Gas-bränslen (biogas, synthetic methane, LNG) Vätgas Förbrännings motor Bränslecell Elmotor Elvägar Flyg sjöfart Bil, lätt lastbil Tung lastbil Elektricitet Tåg ENERGY SOURCES ENERGY CONVERSION ENERGY CARRIERS VEHICLE TECHNOLOGIES TRANSPORT MODES

22 Transportsektorns olika möjligheter Fossila (olja, gas, coal) Biomassa Kärnkraft Sol, vind,etc Raffinaderier CO 2 Power-to-gas H 2 O Elektrolys Flytande bränslen Gas-bränslen (biogas, synthetic methane, LNG) Vätgas Förbrännings motor Bränslecell Elmotor Elvägar Flyg sjöfart Bil, lätt lastbil Tung lastbil Elektricitet Tåg ENERGY SOURCES ENERGY CONVERSION ENERGY CARRIERS VEHICLE TECHNOLOGIES TRANSPORT MODES

23 Transportsektorns olika möjligheter Fossila (olja, gas, coal) Biomassa Kärnkraft Sol, vind,etc Raffinaderier CO 2 Power-to-gas H 2 O Elektrolys Flytande bränslen Gas-bränslen (biogas, synthetic methane, LNG) Vätgas Förbrännings motor Bränslecell Elmotor Elvägar Flyg sjöfart Bil, lätt lastbil Tung lastbil Elektricitet Tåg ENERGY SOURCES ENERGY CONVERSION ENERGY CARRIERS VEHICLE TECHNOLOGIES TRANSPORT MODES

24 Transportsektorns olika möjligheter Fossila (olja, gas, coal) Biomassa Kärnkraft Sol, vind,etc Raffinaderier CO 2 Power-to-gas H 2 O Elektrolys Flytande bränslen Gas-bränslen (biogas, synthetic methane, LNG) Vätgas Förbrännings motor Bränslecell Elmotor Elvägar Flyg sjöfart Bil, lätt lastbil Tung lastbil Elektricitet Tåg ENERGY SOURCES ENERGY CONVERSION ENERGY CARRIERS VEHICLE TECHNOLOGIES TRANSPORT MODES

25 Koldioxidåtervinning (CCU) Fångar in koldioxid från en utsläppskälla Använder koldioxiden ex. inom industrin, power-to-gas 50 MtCO 2 /år

26 Mer förnyelsebar energi Minskar CO 2 -utsläppen Ökar elproduktions variationerna Mer oförutsägbart system Back-up eller lagrinstekniker

27 Electricity storage options Få olika möjligheter till lagring av el Power to gas Source: Systems Perspective on Renewable Power

28 Stor drivkraft för PtG i Tyskland och Island Carbon Recycling International (CRI)

29 Koldioxidåtervinning från en avfallsanläggning En lösning på flera problem?

30 Framtida klimatutmaningar för en avfallsanläggning RENOVA as a case study 2045? Vad kommer Renova att få betalt för sin el och värme i framtiden? Vilken konkurrens kommer det att råda kring HVO/biogas/biodiesel? Vad kommer att vara Renovas roll för att ställa om energisystemet? Vilka möjligheter finns det att minska CO 2 -utläppen? Kan Renova bli först med att återvinna CO 2 i Sverige?

31 Sävänas avfallsanläggning Case study 200 GWh/år Avfall El Fjärrvärme 530 kton CO 2 /år (40% fossil) Fossil fri fordonsflotta 2015 Rökgaser 220 tunga fordon 140 varv runt jorden/år HVO-bränsle Framtiden: eldrift, rutplanering Sävenäs idag: Utsläpp av rökgaser med 11% CO 2.

32 Vatten (H 2 O) Sävänas avfallsanläggning Case study t Electrolysis Vätgas (H 2 ) Synthesis reactor CO2 Metan Metanol DME Etanol CO2 separator Fjärrvärme 200 GWh/år El Fjärrvärme Avfall

33 Sävänas avfallsanläggning Case study Dimensionering av anläggningen Årstider Framtida elpriser MW CO2 El Bränsle Värme kton 3-4 TWh 2 TWh 240 M liter 1600 GWh kton 200 GWh 130 GWh 15 M liter 100 GWh 5 14 kton 75 GWh 40 GWh 5 M liter 30 GWh

34 Kostnad för PtG Biobränslen

35 Kostnad för e-metanol

36 Andra typer av power-to-gas EL

37 Power-to-gas har låg effektivitet Road transportation Heavy trucks Shipping Fuel demand 2014 (TWh) 80 18* 21 Electrofuel replacement (%) Outputs from the electrofuel production E-methanol (TWh) Inputs to electrofuel production Electricity (TWh) Carbon dioxide (Mton) Stora energiförluster 10 ggr mer el än med rena elbilar! Vilka möjligheter finns för tunga transport? Vilka möjligheter finns för lagring av el?

38 CCS - koldioxidlagring

39 HVO Koldioxidåtervinning vs. koldioxislagring? Återvinning olja Atmosfären Lagring Olja, HVO, batterier? C C Marken

40 Koldioxidåtervinning - Smart ide? Varför koldioxidåtervinning? Återvinna koldioxid minska råvaruanvändningen (olja) Dagens infrastruktur och förbränningsmotor Fluktuerande elpriser i framtiden? Få andra alternativ för tunga transporter Varför pilotanläggning på Renova? El, CO2 och fjärrvärme på samma ställe Göteborgs hamn Distribution av förnyelsebara bränslen i regionen Osäkerheter? CO2 lagring

41 Teknik tar tid att utveckla!!

42 Vi inser att samtliga tekniker och åtgärder behövs Alla måste kompromissa Sammanfattningsvis Omställningen drivs av en ökad kostnad att släppa ut koldioxid (och andra klimatgaser) Riktade styrmedel är nödvändigt men räcker inte De stora mängderna av fossila bränslen hanteras Lämna kolet i backen eller tillämpa CCS eller CCU Stora mängder intermittent kraft integreras Ger både möjligheter och utmaningar Lokal och regional nivå viktig i omställningsarbetet Om ovanstående uppfylls så uppstår många möjligheter och nya affärsområden!

43 Koldioxidåtervinning Sammanfattningsvis Spännande teknik som det pratas mycket om Alternativ för tunga transporter men med stora energiförluster Kan hantera variationer i elsystemet men till en kostnad Avfallsanläggningar har bra förutsättningar för power-to-gas Stor skalig CCS kan vara ett måste i framtiden

44 EXTRA

45 CCS or power-to-gas? Fossil CO 2 sources: Increase of emissions but double use of the carbon-atom with PtG Fossil Fossil

46 CCS or power-to-gas? Biogenic CO 2 sources: Zero emissions and double use of the carbon-atom with PtG Fossil Biomass

47 CCS or power-to-gas? CCS instead of PtG from biomass and if using oil for transport: zero emissions Fossil Biomass CCS

48 CCS or power-to-gas? CCS instead of PtG from biomass and using other alternatives for transport: negative emissions H2 EL Biomass CCS