Chalmers University of Technology Transforming the energy system in Västra Götaland and Halland linking short term actions to long term visions Institutionen för Energi och miljö, Energiteknik 412 96, Göteborg Göteborg, 13/5, 2015 THE EUROPEAN UNION The European Regional Development Fund
Fossil Fuel and Cement Emissions Global fossil fuel and cement emissions: 9.7 ± 0.5 GtC in 2012, 58% over 1990 Projection for 2013 : 9.9 ± 0.5 GtC, 61% over 1990 Uncertainty is ±5% for one standard deviation (IPCC likely range) With leap year adjustment: 2012 growth rate is 1.9% and 2013 is 2.4% Source: Le Quéré et al 2013; CDIAC Data; Global Carbon Project 2013
Fossil Fuel and Cement Emissions Global fossil fuel and cement emissions: 36.1 ± 1.8 GtCO 2 in 2013, 61% over 1990 Projection for 2014 : 37.0 ± 1.9 GtCO 2, 65% over 1990 Uncertainty is ±5% for one standard deviation (IPCC likely range) Estimates for 2011, 2012, and 2013 are preliminary Source: CDIAC; Le Quéré et al 2014; Global Carbon Budget 2014
Begränsa den globala temperaturökningen med 2ºC: 50 till 85% minskning av globala CO2 utsläpp till år 2050 Minskad energianvändning - Befolkning - Teknik - Välstånd och livsstil - Effektivisering Byta bränsle/teknik - Förnybart - Kärnkraft - Kol till gas Fånga in och lagra koldioxid - Från stora punktkällor (kraftverk, industrier, vätgasproduktion) - Kolfixering - markanvändning (Land Use Change and Forestation- LUCF)
Begränsa den globala temperaturökningen med 2ºC: 50 till 85% minskning av globala CO2 utsläpp till år 2050 Minskad energianvändning - Befolkning - Teknik - Välstånd och livsstil - Effektivisering Byta bränsle/teknik - Förnybart - Kärnkraft - Kol till gas Fånga in och lagra koldioxid - Från stora punktkällor (kraftverk, industrier, vätgasproduktion) - Kolfixering - markanvändning (Land Use Change and Forestation- LUCF)
Chalmers University of Technology Vilket av följande påstående ligger närmast din uppfattning om hur du tror att vi i Sverige kommer att hantera problemet med växthuseffekten? 2005 2010 Von Borgstede, Andersson, Johnsson, Energy Policy 57 (2013) 182 192
SUV till bränslesnål bil
Chalmers University of Technology Biomassa: Biogasproduktion från förgasning Forskning och utveckling långa ledtider Chalmers 2-4 MW pilotanläggning GoBiGas fas 1 Hisingen 20 MW SNG demonstrationsanläggning Göteborg Energi och E.ON GoBiGas fas 2 Hisingen 80 MW SNG Kommersiell anläggning Gbg Energi och E.ON Chalmers labreaktor 2008 2012 2016
Avskiljning, transport och lagring av CO 2 CO 2 Capture, Transport & Storage (CCS)
Projektets mål och fokus Mål - mot ett oberoende av fossila bränslen i regionen Chalmers University of Technology Ta fram utvecklingsvägar för energisystemet i regionen som visar hur regionen kan uppfylla EUs 20-20-20 mål (+ lokala mål) samt hur utvecklingen kan fortsätta efter 2020 mot ett hållbart energisystem Ge underlag för hur kortsiktiga mål kan knytas till långsiktiga visioner Stärka det goda nätverk för forskning som redan etablerats inom regionen genom tidigare Interregprojekt (CCS i Skagerrak/Kattegatregionen) Fördjupningsområden: Effektivisering hos ett antal nyckelindustrier Storskalig integration av vindkraft/annan förnybar kraftproduktion Effektivisering av befintlig byggnadsstock + Transporter
Chalmers University of Technology Stort regionalt intresse för hållbar utveckling Borgmästaravtalet Covenant of mayors 6325 municipalities have signed, May 12, 2015 6173 municipalities have signed, December 10, 2014 5717 municipalities have signed, May 27, 2014 (5378 municipalities had signed, Nov 26, 2013) www.covenantofmayors.eu
Chalmers University of Technology Detaljerad beskrivning av det befintliga systemet Reference Energy System (RES) - Stöd för att definiera och strukturera energisystemet Primary energy Energy conversion and fuel modification Distribution networks Final consumers Electricity 1289 Natural gas Coal 1634 738 738 1000 Heat boilers 1500 34 686 2064 34 80 Dwellings 2864 Biomass Oil products 7 550 600 200 Combined heat & power plant 116 629 719 65 7 270 Industry 1061..etc...etc...etc. Energy balance in 4238 2538 2245 out 3925 ( Loss 313 )
Chalmers University of Technology Analys av utvecklingsvägar mot ett hållbart energisystem Beskrivning av dagens system Mål, tekniker och aktörer Formulering av utvecklingsväg mål och visioner kan uppfyllas t.ex 2020 (EU 20-20-20 target), 2030 och 2050 mål År 2020 är nära i tid när det gäller omställningen av energisystemet SUSTAINABILITY Present system Short Term ~2020 Medium Term ~2030 Long Term ~2050 TIME År 2050 ses ofta som ett slutmål dvs på lång sikt men samtidigt överblickbart. Dock inte långt bort avseende omställningen av energiinfrastruktur (byggnadsstock, industri, vägar, kraftverk) endast ett fåtal investeringscykler Korsiktiga mål Strategisk plan Vision Att knyta kortsiktiga mål till långsiktiga visioner
Olika åtgärder - olika svårighetsgrad och kostnad Ex: Minskning av CO2 utsläpp in de Nordiska länderna 250 Mton CO2 200 150 100 50 Modest challenges Significant Måttliga challenges utmaningar VeryStora significant utmaningar challenges CO2 Mycket emissions stora utmaningar CO2 emissioner Källa: NEPP:s Energisystemscenarier 0 2005 2009 2016 2023 2030 2037 2044 2051
Olika åtgärder - olika svårighetsgrad och kostnad Minskning av CO2 utsläpp in VGR+Halland
Extras
Chalmers University of Technology CO2 emission reductions an attempt to illustrate the challenges Possible emission reduction pathways Challenge category Public Electricity/Heat Prod Heating (DH+on-site) Transport incl working machines Industry Energy, refineries Other Industry Energy fuel switch (bio), technology shift (wind, solar) fuel switch (bio), demand reduction buildings fuel switch (bio+electricity), efficiency increase, reduced demand, modal shift Efficiency increase, fuel switch (bio), CCS, BECCS Efficiency increase, fuel switch to bio, CCS, BECCS Moderate Moderate to Significant Moderate to Very significant Significant to Very significant Moderate to Significant Industry Process CCS, BECCS Very significant Solvent use phased out Moderate
Coal, oil and gas 155 GtC Carbon budget 2014-2050 for a 2 C target 1 760 GtC Fossil reserves Fossil reserves + 30% of resource base 4600 GtC 328 GtC Remaining carbon budget for a 2 C target 390 GtC Past emissions (since 1870) 1 Restricting to 25% probability for warming >2 C Estimate based on Meinshausen M. (2009), Letters to Nature Vol 458, April 30, 2009 and Friedlingstein et al. (2014), Nature Geoscience, DOI:10.1038/NGEO2248
Look further down the value chain - example cement industry C1: a new state-of-the-art kiln system C2: kiln system equipped for postcombustion capture of CO 2 using chemical absorption with MEA C3: kiln system adapted for full oxycombustion and CO 2 capture Rootzén, J., Johnsson, F. (2015) Work in-progress