Hvad skal der til, for at Power-to-X bliver en del af det danske energisystem?
Webinar
4. Juni 2020
Hvis du har brug for at læse dette document I et keyboard eller skærmlæservenligt format, så klik venligst på denne knap.
Velkommen
2
Program
3
Kl 10:30-11:15
Oplæg om de væsentligste konklusioner og anbefalinger fra rapporten med efterfølgende spørgsmål
/Martin Hartvig, senioringeniør, Energinet Gas TSO /Morten Stryg, chefkonsulent, Dansk Energi
Kl 11:15-12:00
Samtale mellem Lars Aagaard, adm. direktør, Dansk Energi, og Thomas Egebo, adm. direktør, Energinet, med efterfølgende spørgsmål
Rapporten er tilgængelig via Dansk Energi og Energinet
Hvad er Power-to-X?
4
El Vand
H2 .
CO2
Biomasse
Begrænset ressource
Begrænset ressource Ubegrænset ressource
Direkte anvendelse
Syntese uden kulstof
Syntese med kulstof
Vedvarende energi (VE)
Elektrolyse
Hydrogen
Ammoniak (NH3)
Varme
Varme
Fx:
‐ (Tung) transport (FC)
‐ Raffinaderier, stål, …
‐ Spidslast el og varme
Fx:
‐ Brændstof til shipping
‐ Til gødning
Fx:
‐ Metanol, metan
‐ Jetfuel
‐ Benzin og diesel
‐ Ethylen, plastprodukter
‐ Lang række andre kemikalier N2(luft)
C’er H’er C+H’er
H’er
H’er N’er
Kulbrinter
(gas eller flydende)
Ilt
Power-to-X er en vigtig del af fremtidens energiforsyning
5
3%
33%
2019 Øvrige tiltag PtX 2030 34%
70%
Drivhusgasreduktion ift. 1990**
Slutforbrug fordelt på energityper*
**) Regeringens Klimapartnerskaber - Energi- og forsyningssektoren
*) middelværdi for 1,5 C scenarier i 2050 fra EU-kommissionens
Analyse af udbud, infrastruktur og
efterspørgsel viser udfaldsrum for PtX
Udbud (VE‐ressourcer)
Vind og sol
Bio/affald
Direct‐Air‐Capture CO2‐punktkilder
Efterspørgsel
Tung transport
Industri
Spidslast el
Landbrug
Gamechangere for PtX og PtX-infrastruktur i Danmark
7
METAN SOM ENERGIBÆRER 7. GAS‐TO‐LIQUID
8. METANFORBRUG 9. BIOMETAN
KULSTOF‐TILGÆNGELIGHED 10.PUNKTKILDER
11.DIRECT‐AIR‐CAPTURE 12.CO2‐LAGRING
BRINTTEKNOLOGIER OG ‐PRISER 4. BRINTPRIS
5. OFFSHORE BRINT 6. BRÆNDSELSCELLER KONKURRENCE OG EFTERSPØRGSEL
1. IMPORT 2. KLIMAMÅL 3. BRINTNETVÆRK
PtX kan øge grønt elforbrug markant og kræve massiv udbygning af VE-produktion
0 5 10 15 20
Ny industri/eksport Luftfart (inden og udenrigs fra DK) Skibsfart (indenrigs og
bunkering) Industri Last‐ og varebiler (>2t) Spidslast til elsystemet Kunstgødning (N) Person‐ og små varebiler
(<2t) Bustransport Banetransport
E‐brint E‐ammoniak
E‐metan
E‐fuels
E‐metanol E‐diesel E‐kerosen
TWh el
Elbehov v. brug af biomasse Elbehov v. brug af ren CO2‐kilde
2. Klimamål
6. Brændselsceller
Op til 60 TWh PtX‐elforbrug
1 GW elektrolyse Ca. 5‐8 TWh
Udvalgte projektvisioner for 2030
1,3 GW elektrolyse Ca. 7‐10 TWh
Op til 1700 TWh PtX‐elforbrug i Europa i 2050 Potentiel PtX‐efterspørgsel
PtX kan øge grønt elforbrug markant og kræve massiv udbygning af VE-produktion
0 5 10 15 20
Ny industri/eksport Luftfart (inden og udenrigs fra DK) Skibsfart (indenrigs og
bunkering) Industri Last‐ og varebiler (>2t) Spidslast til elsystemet Kunstgødning (N) Person‐ og små varebiler
(<2t) Bustransport Banetransport
TWh el
Elbehov v. brug af biomasse Elbehov v. brug af ren CO2‐kilde
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
2020 2030 2040/50 VE i 2030
(i AF19)
VE‐potentiale
TWh
PtX
Klassisk elforbrug
≈30GW havvind (<50m dybde) PtX/brint/el til eksport
≈7
≈15
≈+15GW havvind (>50m dyb) +havvind langt
fra kysten
≈ x2
≈ x4
Elektrificering til klimamål (illustrativt) 220
240
≈7
≈22
≈60‐80 TWh sol og landvind
Havvind
Sol Biomasse Landvind Øget elforbrug ifølge AF19
Elforbrug 2. Klimamål
6. Brændselsceller
Op til 60 TWh PtX‐elforbrug Potentiel PtX‐efterspørgsel
Placering og fleksibilitet af PtX-produktion er vigtigt for fremtidens elnet
10
Indfødningszone (illustration) Offshore el‐infrastruktur
Havvind
Kollektivt elnet
ElektrolysePtX Kollektivt
elnet
Elektrolyse Onsite Onsite VE
Onsite PtX H2
Distribueret PtX
El
3. Brintnetværk
PtX ved Indfødningszone Distribueret PtX
Energiø i Østersøen?
Energiø i
Nordsøen? Onsite PtX
Kavernelager
Indfødningszone (illustration) Offshore el‐infrastruktur Potentiel brinttransmission Eksisterende gastransmission
Eksempel på brintnet
Brintudveksling med Tyskland
Energiø i Østersøen?
Storskala brintinfrastruktur kan give besparelser og fleksibilitet
H2
Ingen/lav fleksibilitet
på elektrolyse Fleksibel elektrolyse Energiø i
Nordsøen?
Indfødningszoner med brintnet
Kavernelager
Indfødningszone (illustration) Offshore el‐infrastruktur Potentiel brinttransmission Eksisterende gastransmission
Eksempel på brintnet
Brintudveksling med Tyskland
5. Offshore brint
Energiø i Østersøen?
Storskala brintinfrastruktur kan give besparelser og fleksibilitet
H2
Energiø i Nordsøen?
Indfødningszoner med brintnet
0 2 4 6 8 10 12
400kV kabel (ekskl.
stationer)
400kV luftledninger
(ekskl.
stationer)
Brintnet 4GW + 3 kaverner (skalerbart til
10 GW)
Brintnet 10GW +7 kaverner (optimeret)
mio. DKK/GW/km
Netomkostninger Lager
Dansk PtX-produktion er konkurrencedygtig
1. Import 4. Brintpris
H2
9 12 15 18 21
0 5 10 15 20 25 30 Elpris
Øre/kWh Brintpris
DKK/kg
Nordafrika
Danmark Elmarkedsintegration
af havvind
Transport af brint til Europa
Blå brint
2030 prognose
Dele af gastransmissionsnettet kan understøtte PtX
7. Gas-to-liquid 8. Metanforbrug 9. Biometan
Brintvejen
Metanvejen
Naturgas Biogas Metaniseret brint
Business‐as‐usual
Nyt forbrug
Kendt forbrug Gas‐to‐liquid
Ammoniak / efuels
CH4
iblanding E‐brint
Business‐as‐usual
Danske kulstofkilder kan forventelig dække behov fra CCU og CCS frem mod 2030
2-2½ ggDK skibs+luftfart
CCS Klimarådet
Klimapartnerskaber
Tung industri Spidslast+varme Transport
Biogas
Total
11. Direct-air-capture 12. CO2-lagring
Ørsted, SAS, KBH Lufthavn, Maersk, DFDS, DSV, KBH Kommune
Skal kulstof, el eller brint flyttes?
16
Biogas/
biomasse
Kraftværk Industri
PtX med tilført CO2 Transport af CO2
Transport af el
Transport af brint til CO2‐kilder
Transport af brint
Central elektrolyse +
brint‐
infrastruktur H2 Landvind
Sol
Havvind
Transport af CO2til brintkilder
Landvind
Sol
Havvind
CO2‐kilde
VE_kilder
CO2‐kilde gasrør eller
lastbil
Kollektivt elnet
CCS
PtX med tilført VE‐el
PtX med tilført brint +
+
11. Direct-air-capture 12. CO2-lagring
Transport af VE‐el til CO2‐kilder
Overskudsvarme fra PtX kan anvendes til fjernvarme og andre formål
17
PtX‐varme
Fjernvarme
Øvrig varmeforbrug
Eksisterende Ny produktion
10. Punktkilder
Store varmelagre Kraftværker
Biogas-anlæg Direct-air-capture
Industri og erhverv
Ellagre (‘de varme sten’) Elektrolyse Syntese
Højtemperatur varme
Tiltag der kan iværksættes i dag
18
Strategi og demonstration skal skabe vejen mod 2030
• Storskala produktion og anvendelse af PtX demonstreres
• En effektiv udnyttelse af kulstof til CCU og CCS sikres gennem dansk kulstofstrategi Eksisterende energiinfrastrukturer skal understøtte konkurrencedygtig PtX
• Elnettet skal give incitament til geografisk placering og fleksibel drift af PtX
• Brintkompetencer og regulering for brint opbygges
• Vigtigt med fælles regler og markedsvilkår i EU, bl.a. sporbarhed af grøn brint Fortsat analyse af dansk PtX og PtX-infrastruktur
• Potentialet for offshore PtX-produktion
• Muligheder for varmeintegration ift. PtX
• Fremtidens gassystem til PtX
• Dansk PtX’s konkurrencemuligheder vurderes løbende
Gamechanger afhængige tiltag
19
1. Større udbygning af havvind og offshore eltransmission Fx ved stor PtX-efterspørgsel eller eksport
2. Etablering af brintinfrastruktur, der også muliggør eksport af brint Fx ved stigende brintefterspørgsel, offshore brint og udenlandske brintnet 3. Den eksisterende gasinfrastruktur kan understøtte PtX
Fx ved betydeligt fald i metanforbrug
4. Opbygning af brinttankningsstationer og ny el- eller brintinfrastruktur Fx ved gennembrud af brændselsceller i transportsektoren
5. Øget infrastruktur til transport af flydende brændsler
Ved Direct Air Capture muliggør kulstof i ubegrænsede mængder
Hvis du vil vide mere…
20 Rapporten er tilgængelig via Dansk Energi og Energinet
