Framtidens el- och värmeteknik Programområdesansvarig El- och Värmeproduktion Lars Wrangensten 1
Nytt Elforsk-projekt: "Inventering av Framtidens produktionstekniker för eloch värmeproduktion" Bakgrund Mål och syfte Tänkbara scenarier Olika produktionstekniker Förväntat resultat 2
Bakgrund Elforsks programråd 2005: "Övergripande systemstudie behöver göras inom produktionsområdet" Förstudie av Chalmers EnergiCentrum CEC. (Elforsk rapport 06:25), som behandlar produktionsrelaterade systemfrågor Produktionsrelaterade systemstudier Förstudie Flexibla el- och värmesystem Chalmers EnergiCentrum (CEC) Elforsk rapport 06:25 Olika områden har belysts som kan komma att påverka eller påverkas av utvecklingen av det svenska framtida systemet för el- och värmeförsörjning. Erik Ahlgren, Thore Berntsson, Ola Carlson, Per Fahlén Mars, 2006 3
Inventering av Framtidens produktionstekniker för eloch värmeproduktion" Mål: Identifiera möjliga teknikkliv för produktionstekniker år 2020/2030. Kraftvärme- och fjärrvärmeproduktion, huvudsakligen biobränslen och avfall, dock även kol, naturgas: - Förbränningsanläggningar - ÅF Process - Förgasningsanläggningar (IGCC) - TPS AB - Kombinatanläggningar i samarbete med processindustrin - CTH Vindkraft - DTU/RISØ Kärnkraft - VRD Småskalig distribuerad produktion (exempelvis Organisk Rankine-Cykel ORC, bränsleceller, vågkraft samt solceller) - Grontmij AB Skall redovisas för varje produktionsområde: möjligt teknikutvecklingsscenario vilken påverkan och vilka möjligheter en eventuell implementering förväntas ge samt när denna kan inträffa 4
Finansiering av projektet: EON Fortum Värme Jämtkraft AB Lunds Energi AB Mälarenergi AB Skellefteå Kraft AB Umeå Energi AB Vattenfall AB Öresundskraft AB Energimyndigheten 50 % 50 % 5
Framtidsscenarier och ramar för studien: EU:s bördefördelning av förnyelsebara bränslen "Role of electricity" "Extremt" miljöalternativ El från nya anläggningar 2007 6
Role of electricity: energiproduktion med låga CO 2 - utsläpp kombinerat med; energieffektiva tekniker (värmepumpar, plug.in/hybridfordon) 7
Role of electricity - CO2- minskning 2030 8
Greenpeace - energy [r]evolution scenario "By 2050, 70% of the electricity produced worldwide will come from renewable energy sources. New renewables mainly wind, solar thermal energy and PV will contribute 42% of electricity generation." 9
Förbränningsanläggningar - exempel tänkbar utveckling: Chemical Looping (CLC) Chalmers 10 kw chemical-looping combustor 2003 CTH har i dagsläget mer än 1000 timmars drifterfarenhet i 3 olika chemical-looping combustors i försöksskala. 11 olika metalloxider har testats med 4 olika bränslen. Försök pågår också internationellt inom området, bl a i Sydkorea. N 2 CO 2 H 2 O kylning av rökgaser reaktorsystem Luftreaktor MeO Bränslereaktor filter MeO Me Me N 2 O 2 CH 4 10
Förgasning: Gasturbiner i kombicykler Dagsläge Tillgängliga turbiner Möjliga gaser Förväntad utveckling Kostnad Miljö Möjlighet till CO2-avskiljning Motorer Dagsläge Tillgängliga motorer Möjliga gaser Förväntad utveckling Kostnad Miljö Avfallsförgasning Dagsläge Sameldning i ångpannor Gaseldning i ångpannor 11
Kombinat - processer som kommer att studeras Samproduktion med etanol Svartlutförgasning kombinerad med DME produktion Integration av förgasning i existerande infrastuktur Syntetisk naturgas produktion i kombination med el och värme Genomgång av alternativa produktströmmar, t.ex. olika kemikalier 12
Kärnkraft - utfasning/infasning O1, 450 MW O2, 800 MW R2, 850 MW R1, 850 MW F1, 1000 MW F2, 1000 MW R3, 1100 MW R4, 1100 MW F3, 1350 MW Ledtid första block: 12-15 år Ledtid följande block: 10-11 år Ledtid följande block: Ca 10 år Ledtid följande block: Ca 10 år 1-till-1 ersättning O3, 1400 MW 2010 2020 2030 2040 2050 Ungefärliga reaktoreffekter 2010 2020 2030 2040 2050 Det svenska ersättningsbehovet 13
Vindkraft Teknisk utveckling typ, storlek, kapacitetsfaktor etc. Marknadsutveckling ökande storlek, onshore/offshore, nätanslutning Kostnader Investeringskostnader Underhållskostnader, livslängd mm. Policy planering, acceptans, stöd mm Nätanslutning Miljöaspekter 14
Småskaliga tekniker Bränsleceller ORC, Organic Rankine Cycle Solceller Vågkraft 15
Tidplan April 2008: Presentation och diskussion av resultat på work-shop Maj 2008: Leverans av delstudierapporter. Sommaren 2008: Sammanställning av slutrapport, ev. kompletterande studier. Resultat: Koncensus kring viktiga FoU-områden? Elforsk, Värmeforsk, Energimyndigheten FoU 16