General rights
Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.
Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research.
You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain
You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal
If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.
Downloaded from orbit.dtu.dk on: Mar 25, 2022
Hvordan gøres Danmark fri af fossile brændsler?
Morthorst, Poul Erik
Publication date:
2010
Link back to DTU Orbit
Citation (APA):
Morthorst, P. E. (Inviteret forfatter). (2010). Hvordan gøres Danmark fri af fossile brændsler?. Lyd og/eller billed produktion (digital)
Hvordan gøres Danmark fri af fossile g brændsler?
Poul Erik Morthorst
S t l fd li
Systemanalyseafdelingen Risø DTU
Debatmøde i Klimabevægelsen 15.April 2010
Hvilke udfordringer står vi over for?
• På langt sigt (2050?) skal vi have udfaset de fossile brændsler i Danmark – krav til Klimakommissionen
– Vedvarende energi skal dække hele vores energiforbrug – Vindkraft og biomasse bliver de dominerende energikilder – Der bliver rift om den norske vandkraft!!
• I 2020 udgør vindkraft 50% af elforsyningen
EU ål t i å 30% VE i D k – EU målsætning på 30% VE i Danmark
– I dag leverer vindkraft 20% af vores elforbrug
• Transporten er næsten 100% afhængig af fossile brændsler
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
2 Risø DTU, Technical University of Denmark
EU Politik
Bi d d ål i i EU
•Bindende målsætninger i EU:
–20-20-20 i 2020
– Drivhusgasser skal reduceres med 20% sammenlignet med 1990 990
– Vedvarende energi skal dække 20% af energiforbruget i 2020
• Det eksisterende mål var 12% i 2010 – omkring 7% forventes
• Det eksisterende mål var 12% i 2010 – omkring 7% forventes opnået i 2010
– Der skal opnås 20% energibesparelser i 2020 – Der skal opnås 20% energibesparelser i 2020
– Vedvarende energi skal udgøre 10% af forbruget af flydende
i l ål f d d i Nationale mål for vedvarende energi
Estonia Finland SwedenLatvia Lithuania Denmark
Poland Portugal RomaniaSlovak Slovenia Spain United Kingdom
Hungary IrelandItaly Luxembourg Malta Netherlands Poland
B l i BulgariaCyprus Czech Republic France Germany Greece g y
0% 10% 20% 30% 40% 50%
Austria Belgium
Share 2005 Target 2020
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
4 Risø DTU, Technical University of Denmark
Hvilke vedvarende
energiteknologier har vi til energiteknologier har vi til rådighed?
•Vindkraft
– Land og Offshore
•Solceller
•Solceller
•Biomasse
– Brændselsceller – Forbrænding – Bioethanol Bioethanol
•Andet
To væsentlige krav på længere sigt
•Vedvarende teknologier skal være økonomisk konkurrencedygtige med konventionelle anlæg yg g g
•Vi skal sikre at de integreres i energisystemet på g g y p en hensigtsmæssig måde
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
6 Risø DTU, Technical University of Denmark
Global udvikling af vindkraft
35000 40000 140 000
160.000
25000 30000 35000
100.000 120.000 140.000
ear
tive
15000 20000 60.000
80.000
MW per ye
W cumulat
Cumulative Annual
5000 10000 20.000
40.000
M
MW
0 0
Den årlige %-vise forøgelse af Den årlige %-vise forøgelse af kapaciteten
35 40 45
25 30 35
ncrease
15 20
% annual i
5 10
%
0
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
8 Risø DTU, Technical University of Denmark
Mølle størrelse
k f i dk f Lærekurve for vindkraft
12
Inland site
8 10
h
Coastal area
4 c 6
€/k W h
2 4
0
1985 1987 1990 1993 1996 1999 2001 2004 2006 2009 2010 2015
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
10 Risø DTU, Technical University of Denmark
k f i dk f Lærekurve for vindkraft
12
Inland site
Estimeret i år:
• Lærerate på mellem 6,7% og 10%
8 10
h
Coastal area
10%
• 10% på MWh
• 6 7% på MW
4 c 6
€/k W
h
• 6,7% på MW
2 4
0
1985 1987 1990 1993 1996 1999 2001 2004 2006 2009 2010 2015
7 nye danske landprojekter
12 14
8 10 12
KK/MW Vognkær
Fåre
2 4 6
Mio.DK
Nees Lem Kær Lyngdrup 0
2 Lyngdrup
Nees‐Skalstrup Vester Barde
Kilde: Vindmøllers Økonomi, UEDP-
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
12 Risø DTU, Technical University of Denmark
projekt
Vil opskaleringen af vindmøllerne fortsætte?
fortsætte?
• 5 MW møllen er der
• Rotordiameter på110 120 m
• Rotordiameter på110-120 m
• Eksperter i aerodynamik mener ikke der er væsentlige barrierer før de 20 MW
barrierer før de 20 MW
• Opskaleringen vil fortsætte de næste 15-20 år
10 MW i 2010? rotordiameter på 160 m
• 10 MW i 2010? - rotordiameter på 160 m
• 20 MW i 2020 - rotordiameter på 220 m
• Måske vil vi se 30 40 MW møller
• Måske vil vi se 30-40 MW møller
• Fortsat teknologisk udvikling
• Infrastruktur kan blive begrænsende
• Men udviklingen går klart mere langsomt end tidligere
• Pålidelighed er i fokus!!!
S t k t k t l fl
Smart kant kontrol - flaps
20-40% reduktion i vinge- og tårn-belastninger
”Smart” material variable trailing
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
14 Risø DTU, Technical University of Denmark
g edge flap
Source: Thomas Bull, Risø DTU
Gummi flaps – styret med trykluft
Måling af vinden
Høvsøre 116 m Meteorology mast
ZephIR LIDAR
Source: Thomas Bull
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
16 Risø DTU, Technical University of Denmark
Source: Thomas Bull, Risø DTU
Risø DTU’s WINDSCANNER baseret på 3-dimensionel
Risø DTU s WINDSCANNER baseret på 3 dimensionel
scanning:
WINDSCANNER:
d b l f d b
Pro-active wind turbine control from upwind measurements by lidars integrated in the nacelle… :
Source: Thomas Bull
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
18 Risø DTU, Technical University of Denmark
Source: Thomas Bull, Risø DTU
I danske farvande
23 t d f 200
• 23 steder af 200 MW er identificeret
• 4600 MW
• Svarer til 8 % of den samlede
energiefterspørgsel energiefterspørgsel eller 50% af el-
efterspørgslen
Kilde: Energistyrelsen
I danske farvande
• 23 steder af 200 MW er identificeret
• 4600 MW
• 4600 MW
• Svarer til 8 % of den samlede
• Udbudsmodellen er god
energiefterspørgsel eller 50% af el-
efterspørgslen
• Men vi skal sikre ordentlig konkurrence i udbuddene
•Infrastruktur på plads
Mi d j kt
pø g
•Mindre projekter
• Befolkningen skal deltage
Kilde: Energistyrelsen
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
20 Risø DTU, Technical University of Denmark
Solceller: Stærk tilvækst i installeret kapacitet
Årlig vækst i solcelle-kapacitet
65 00 75,00 6000,00
45,00 55,00 65,00
4000,00 5000,00
ækst
rligt
Å
15,00 25,00 35,00
2000,00 3000,00
% væ
MW år
Årlig kapacitetstilvækst
%-vækst
-5,00 5,00 0,00
1000,00
1993 1996 1999 2002 2005 2008
Stærk tilvækst i installeret kapacitet
Årlig vækst i solcelle-kapacitet
65 00 75,00 6000,00
8000 9000
New power capacity EU 2008
(www.ewea.org)
45,00 55,00 65,00
4000,00 5000,00
ækst
rligt
Å
5000 6000 7000 8000
y / MW
15,00 25,00 35,00
2000,00 3000,00
% væ
MW år
Årlig kapacitetstilvækst
%-vækst
2000 3000 4000
Capacity
-5,00 5,00 0,00
1000,00
1993 1996 1999 2002 2005 2008
0 1000
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
22 Risø DTU, Technical University of Denmark
Solceller – PVs
•Fordele
•Fordele
– Modularitet
– Ingen emissioner – Lave drifts-
omkostninger – Høj pålidelighed
Area kWh/m2/Year
Denmark 1000
Høj pålidelighed
– Lang levetid South Europe 1500-1800
Japan 1500 U.S.A. 1500-2200
•Ulemper
– Høje omkostninger Lav effektivitet
U.S.A. 1500 2200 South America 1500-2200
Afrika 1800-2200 S di A bi 2500
– Lav effektivitet Saudi-Arabia 2500
d ikli i i
Udvikling i PV-priser
Source:IEA
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
24 Risø DTU, Technical University of Denmark
Kilde: Peter Sommer-Larsen & Poul Erik Morthorst, Risø DTU
d ikli i i
Udvikling i PV-priser
Source:IEA
Bruttoenergiforbrug - Transport Bruttoenergiforbrug - Transport
900PJ
600 Decrease
between 4 and 8%
300
18% 26%
0
1980 '85 '90 '95 '00 '05 '08
Energisektoren Ikke energiformål
18%
Transport Produktionserhverv
Handels- og serviceerhverv Husholdninger
Source: The Danish Energy
Transport
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
26 Risø DTU, Technical University of Denmark
Source: The Danish Energy Authorities
Transport
Elbiler
Transport
Bio- ethanol
Bioethanol
• Production of bio ethanol for the
• Production of bio ethanol for the transport sector
• 2nd generation technology utilising surplus biomass and waste
surplus biomass and waste material
Tre væsentlige spørgsmål er afgørende Tre væsentlige spørgsmål er afgørende for bioethanolens fremtid:
1. Kan 2.generations bioethanol g produceres bæredygtigt?
2. Har vi de tilstrækkelige biomasse ressourcer til at sikre at det ”batter”?
3. Bliver prisen på biomasse trukket med op af olieprisen og konkurrencen inden
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
28 Risø DTU, Technical University of Denmark
op af olieprisen og konkurrencen inden
for fødevaresektoren?
Transport
Direkte Elbiler
Direkte Elbiler
Plug-in hybrid Transport
El + brint
Bio- ethanol
Transport
Direkte Elbiler
Direkte Elbiler
Elbils-teknologi Plug-in
hybrid Transport
El + brint
Bio- ethanol
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
30 Risø DTU, Technical University of Denmark
Transport
Direkte Elbiler
Direkte Elbiler
Plug-in hybrid Transport
El + brint
Bio-
ethanol Person-
biler Konventionelle
Lastbiler
Konventionelle forbrændings- motorer
Gennembrud i Batteri- teknologien
Transport
Direkte
g
Elbiler
Direkte Elbiler
Direkte elbiler Plug-in
hybrid Transport l
El + brint
Plug-in hybrid
b l Bio-
ethanol Person-
biler
Lastbiler
Lastbiler
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
32 Risø DTU, Technical University of Denmark
Ingen store
gennembrud i Batteri-
Transport
Direkte
g
teknologien
Elbiler
Direkte Elbiler
Plug-in hybrid Plug-in
hybrid
hybrid El + brint Transport
El + brint
El + methanol Bio-
ethanol Person-
biler
methanol
b l Lastbiler
Lastbiler
Smart Grid
P d kti F b
Produktion Forbrug
Varme- pumper
Industrielle processer Elbiler
p p
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
34 Risø DTU, Technical University of Denmark
Elbiler
Simpel Opladning af Elbiler
Elforbrug 2025 DKV
3000
2000 2500
W)
1000 1500 000
orbrug (MW
20% EV simpel ladning
0 500
Fo 1000
Standard forbrug
0
00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00
Time Anders Baunhøj Hansen,
Billigste Opladning af Elbiler
El-forbrug DKV 2025
2000 2500
W)
1000 1500
orbrug (MW
20% EV optimeret ladning Standard forbrug
0
Fo 500
00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 Time
Anders Baunhøj Hansen, Energinet dk
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
36 Risø DTU, Technical University of Denmark
Energinet.dk
Optimeret Opladning/afladning af Elbiler
Anders Baunhøj Hansen,
Betydning for kritisk el-overløb år 2025
Kritisk eloverløb
1200
1000
1200 Kritisk el-
overløb_DK1_MW Kritisk el-overløb EV model 1
Kritisk el-overløb EV
600 800
erløb (MW) Kritisk el overløb EV
model 2
Kritisk el-overløb EV model 3
200
Ove 400
0
1 44 87 130 173 216 259 302 345 388 431 474
Timer Anders Baunhøj Hansen,
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
38 Risø DTU, Technical University of Denmark
j Energinet.dk
å
Konstant energiforbrug på trods af kraftige stigninger i BNP
900 PJ
Gross Energy Consumption by Fuel
Climate Adjusted
300 600
0
1980 '85 '90 '95 '00 '05 '07
Oil Natural Gas Coal and Coke Renewable Energy etc.
Konklusion
• Vi har en række lovende VE-teknologier
– Offshore vindmøller vil komme til at spille en stor rolle – Har vi biomasse nok??
– Især energibesparelser kræver en stærk politisk indsats!!!
• Transporten skal orienteres mod el
– Elbilsteknologi kan blive bærende i person-transporten – Bioethanol kan være nødvendig i den tunge transportg g p
• Systemet bliver meget mere komplekst
– Samspil mellem el, varme og tranportSamspil mellem el, varme og tranport
• Intelligent sammenkobling af systemerne er nødvendigt
Prissignaler ud til energi forbrugerne – Prissignaler ud til energi-forbrugerne
– Ændrede afgifter/tariffer skal skabe nødvendigt incitament
– Standardisering, målere, organisatorisk set-up mv. skal på plads
15/4/2010 Poul Erik Morthorst
40 Risø DTU, Technical University of Denmark
