1 / 35

Petter Hieronymus Heyerdahl, Institutt for matematiske realfag og teknologi, UMB

Har bioenergi en rolle i fremtidens energisystemer? Samspill mellom bioenergi, varme, elkraft og drivstoff utnytter ressursene godt og gir bedre klima. 2008-01-16. Petter Hieronymus Heyerdahl, Institutt for matematiske realfag og teknologi, UMB. Innhold. BIOENERGI, RESSURSER OG BRUK

ehren
Télécharger la présentation

Petter Hieronymus Heyerdahl, Institutt for matematiske realfag og teknologi, UMB

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Har bioenergi en rolle i fremtidens energisystemer?Samspill mellom bioenergi, varme, elkraft og drivstoff utnytter ressursene godt og gir bedre klima. 2008-01-16 Petter Hieronymus Heyerdahl, Institutt for matematiske realfag og teknologi, UMB

  2. Innhold • BIOENERGI, RESSURSER OG BRUK • VERDIEN AV BIOVARME • BIODRIVSTOFF OG TRANSPORT • ET SKRITT PÅ VEI MOT BÆREKRAFTIG TRANSPORT. O3+ • KONKLUSJONER Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  3. Tilstrekkelig enighet om at mennesket bidrar til å forandre klimaetNobels fredspris 2007 • Klimaet påvirker oss alle 100 % • Norge kan påvirke klimaet lite • Viktig oppgave: Vi må tilpasse oss endringene • Vi må skape kunnskap, prosesser, teknikker og produkter for å bedre klimaet som flest mulig andre kan ta i bruk • For å bli troverdige må vi feie for egen dør Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  4. DEL 1 - BIOENERGI, RESSURSER OG BRUK Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  5. O16 Forbrenning C12 + Fotosyntese O16 44 + = 12 32 O16 O16 C12 CO2 og litt kjemi Eller: 1 kg C + 2.7 kg O2= 3.7 kg CO2 Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  6. Hvor mye CO2 binder trær? • Tørrstoff i tre: Gran 380 kg/fm3, furu 440, bjørk 500 (kalles basisdensitet) • Sammensetning i tørrstoff: 50% C, 43% O, 6% H • Innhold av C blir derfor: Gran 190 kg/fm3, furu 220, bjørk 250 • For å binde 1 kg C trengs 3.7 kg CO2 • 1 fm3 gran binder190 kg • 3.7 kg CO2 = 700 kg CO21 fm3 furu binder 220 kg • 3.7 kg CO2 = 800 kg CO21 fm3 bjørkbinder 250 kg • 3.7 kg CO2 = 900 kg CO2 • Skogen i Norge med røtter binder netto ca. 24 millioner tonn CO2 • Norge slipper for tiden ut ca 50 millioner tonn CO2 • Et hus av tre binder 10 – 20 tonn CO2. Tilsvarer utslipp fra en bil i 5 – 10 år Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  7. Fast Ved, flis, pellets, halm, frø, avfall, slakteavfall, salat, kjøtt, fisk, trekull, gress… Gass Biogass, deponigass, kupromp, syngass fra gassifisering, hydrogen fra alger… Flytende Oljer, fett, alkoholer, estere, sirup, tjærestoffer... Biomasse kan være på tre former: Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer Kilde: Energiveven

  8. Energimarkeder i Norge hvor biomasse kan ta andeler Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  9. FINNES DET NOK BIOMASSE? Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  10. Biomasse til energi • Industri og privat til sammen i dag: 16 TWh • Mulig økt uttak og høsting uten å true artsmangfoldet : 30 TWh(Avfall fra storsamfunn, industri, bioproduksjon og foredling, tre, biogass, deponigass skogsbrensel, grot, halm, kornavrens....) • Vi kan tredoble bruk av bioenergi i Norge (NVE 7/2003 og NVE P06 037) • Men det er ikke nok: Andre kilder må inn:Sol, vann, varmepumpe, vind, bølge, tidevann, jordvarme, saltkraft • Øke fokus på energikvalitet: Rett energi på rett plass • Øke verdikjedeeffektiviteten • Viktigst: Bruk mindre. Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  11. Konklusjon biomasseressurser • Det er ikke nok biomasse til alle gode formål • Den vi har må brukes smart Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  12. DEL 2 - VERDIEN AV BIOVARME Kan jeg bidra? Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  13. Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer ca 35 øre/kWh Den røde kurven viser hva neste KWh koster å produsere i et kraftverk. For vannkraft er det bare noen øre fordi mesteparten av kostnadene er knyttet til investering. De dårligste og skitneste kullkraftverkene har høyest grensekostnad fordi de må bruke mye kull for å få ut en kWh og får store avgifter. Den blå etterspørselskurven forteller følgende: Hvis strømmen er gratis bruker vi i Norden 400 TWh. Hvis den koster 80 øre/kWh bruker vi 370 TWh. Konklusjon: Vi er så rike at strømprisen ikke betyr noe. Der hvor disse kurvene krysser hverandre dannes prisen.

  14. Kan jeg bidra da? • Jeg kjøper pelletskamin, flisanlegg eller vedovn og minsker strømforbruket i huset med 10.000 kWh • Da må det lages 10.000 kWh mindre kullkraft • 10.000 kWh kullkraft slipper ut 10 tonn CO2 (1 kg/kWh) • En vanlig bil slipper ut ca. 160 g CO2 per km • 10.000 kg/0.16 (kg/km) = 60.000 km! • Å bytte ut 10.000 kWh strøm med for eksempel bioenergi sparer utslipp tilsvarende 4 års bilkjøring • Svar: Ja, du kan bidra, dessuten er det enkelt Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  15. Bjørg og Eivind Strøm på Lesteberg gård i Vestby bidrar. 84 plassers barnehage gått fra strøm og olje til biovarme. Støttet av Innovasjon Norge Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer Varmer 7 hus 1500 m2 300.000 kWh Investering 700.000 kr Varmepris 30øre + MVA

  16. Bjørg og Eivinds bidrag • Råstoff: 130 fm3 = 400 lm3 tørrgran, rydde- og tynningsvirke • Erstatter 200.000 kWh elkraft. Sparer 200 tonn CO2 • Erstatter 100.000 kWh oljefyrt varme. 10 tonn olje brenner til ca. 30 tonn CO2 • Omleggingen sparer årlige utslipp på ca. 230 tonn CO2 • Tilsvarer 1 400 000 km bilkjøring • eller 100 biler á 14 000 km per år Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  17. Bioenergi erstatter elkraft - Bidrag fra en boligblokk • En boligblokk har 200 leiligheter á 60 m2 som varmes med strøm • 7000 kWh romvarme og 3000 kWh varmt vann = 10 000 kWh per leilighet = 2 000 000 kWh for hele bygget • Så settes det inn biovarmeanlegg • Anlegget er CO2-nøytralt og erstatter 2 000 000 kWh strøm • CO2-utslipp reduseres med 2000 tonn per år • Anta at en fyrsentral med pelletsbrenner koster 3 millioner kr • Det utgjør 15 000 kr per leilighet Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  18. Bioenergi erstatter elkraft i boligblokk – en leilighet • Energikostnad strøm........: 75 øre/kWh • 10 000 kWh = 7500 kr • Pelletsvarme ut av ovnen.: 45 øre/kWh • 10 000 kWh = 4500 kr10 år med røde tall, Barrierestudiet, Enova, 2007 • Besparelse per leilighet per år....................................= 3000 kr • Installasjon av vannbåren varme i leiligheten, ca. 20.000 krDin andel av pelletsanlegget……………………………..15.000 krTotal investering per leilighet…………………………….35.000 kr • Nedbetaling rundt 15 år. • Deretter meget konkurransedyktig pris på varmen • ENOVA kan støtte prosjektet med 5000 kr per leilighet (0.5kr/kWh) Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  19. Regjeringens mål er 14 TWh ny biovarme.Hva er det verdt? • Anta 4 TWh biovarme erstatter olje – sparer 1.2 mill tonn CO2 • Anta 10 TWh biovarme erstatter strøm – sparer 10 mill tonn CO2 • Dette tilsvarer mer enn hele den norske Kyotoforpliktelsen • Teknologien finnes Biomassen finnes Behovet er derMest effektive bruk av biomasse • Råd: Begynn på mandag Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  20. Konklusjon varme • Å erstatte strømoppvaring med biovarme gir størst reduksjon av CO2,men krever en del ombygginger • Å erstatte oljefyring med biovarme er logisk,har litt mindre virkning enn strøm,men er enklere Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  21. DEL 3 – BIODRIVSTOFF OG TRANSPORT Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  22. Biodrivstoff i Norge. Råstofftilgang setter grenser • Norsk veitransport i dag: 46 TWh innfyrt (varmeverdien i alt drivstoff) • Gjerrigere biler i 2020, men mer kjøring. Anta 50 TWh • 10 % biodrivstoff i 2020 har brennverdi 5 TWh • 5 TWh biodrivstoff krever 10 – 15 TWh biomasse • Vi har 30 TWh ledig biomasse.... • som maksimalt kan dekke 20 - 30 % av drivstoffbehovet • Realistisk: Halvparten varme og halvparten drivstoff. • Altså maks 15 – 20 % biodrivstoff fra norske ressurser • Vi må ha høyere ambisjoner: 100 % fornybar Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  23. Vi må flytte fokus fra drivstoff til bevegelse. Bruk av bil i Norge (antall turer): • 41% under 3km • 32% 3 – 10 km • 27% over 10 kmKilde: Den nasjonale reisevaneundersøkelsen. TØI-rapport 844/2006 Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer • Minst ¾ av turene er egnet for el-bil

  24. 0.5 l diesel /mil = 0.5 kWh/km Bidrivstoffabrikk 35 % effektivitet 1.5 kWh/km Elbil 0.18 kWh/km Pelletfabrikk 80 % effektivitet 0.25 kWh/km 0.18 kWh/km 90% Biovarme frigjør strøm til drift av elektrisk bil Energien i biomassen utnyttes 6 ganger bedre Er veien om biodrivstoff bærekraftig i Norge? Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  25. Jiayuan JY-6356 Think 2007 GM EV1 1997 Peugeot Partner 2005 Mercedes 12 seter, 80 km Lokaltrafikk og arbeidsreiser kan tas med elbil • Utnytter energien i biomassen 6 ganger bedre enn biodrivstoff • Null CO2-utslipp dersom biomassen erstatter strømoppvarming • Null utslipp lokalt • 50% el-bil-km i Norge halverer utslipp og vil kreve kun 6 TWh el. • Satsing nå kan: • Bringe Norge i front på andel fornybart drivstoff • Starte snuoperasjonen som må komme • Gi norsk elbilindustri et skikkelig løft Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  26. Biodrivstoff eller biovarme? • 10 % biodrivstoff i Norge reduserer CO2-utslipp med 1.3 millioner tonn • Samme biomassen brukt til varme kan frigjøre 8 - 12 TWh strøm… • som vil redusere CO2 utslipp med 6 - 10 millioner tonn... • som omtrent tilsvarer Kyotoforpliktelsen i 2012 • Vi har over 30 TWh el-varme å ta av • Da trenger vi ikke gasskraft • Og får tid til å vente på vindkraft fra havet Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  27. Vannmagasinene er strømlageret 6 elbiler(60.000 km) 4 favner ved 13 lm3 flis 2.6 tonn pellets Fjernvarme 10.000 kWh 10.000 10.000 Frigjort strøm driver elbiler Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer Ved: 1.6 fm3/favn, 2200 kWh/fm3, η = 0.65 Flis: 300kg/lm3, 3.5 kWh/kg, η = 0.75 Pellets: 4.700kWh/kg, η = 0.8

  28. 10.000 kWh 6 Elbiler(60.000 km) Varmepumpe 15.000 15.000 10.000 5000 Varmepumper frigjør strøm Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  29. Trenger vi ikke biodrivstoff da? Jo, biodrivstoff kan eller må brukes der alternativer ikke finnes: • Tungtransport og langtransport • Tog uten strøm • Ferger og båt • Fly • Biogass. Muligens krav om innblanding i naturgass tilsvarende biodrivstoff i flytende fossile drivstoff. • Disse markedene er større enn det er biomasse til i Norge Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  30. Konklusjon transport • Bruk strøm i lette kjøretøy og nærtrafikk • Bruk biodrivstoff der strøm ikke kan brukes • Strøm vil overta mer når kjørelengden øker Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  31. DEL 4ET SKRITT PÅ VEI MOT BÆREKRAFTIG TRANSPORT. Bred introduksjon av elbil og plug in hybrid bil: Trafikk og miljøEnergibrukNæringsutvikling PHEV = Plug in Hybrid Electric Vehicle = hybrid bil med store batterier for lengre kjøring på strøm Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  32. Fremtidens drivstoff er strøm • Strøm har mange fornybare kilder: Vann, vind, sol, bølge, bio, salt, jordvarme. Dette gir sikker transport med el som kilde. • Biler lades også fra solceller. De kommer.10 – 15 m2 kan drive en elbil ett år • El kan gi langt mer enn 10 % fornybar fremdrift i 2020: • All veitransport i Norge trenger kun 10 % av vannkraften • Begynn nå og avlast sjokket når drivstoffprisene tar av Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  33. Næringsutvikling ved satsing på elbil • Norge kan starte endringen som må komme: Elbil i stor skala • Sikkert marked vil fremskynde batteriteknologi • Produsenter og kapital tør satse • Norge har mye strøm som kan frigjøres – naturlig å starte i Norge • Skaper marked for nye teknologier for sparing, frigjøring og produksjon av strøm • Skaper sikkert marked for bioenergi – sikrer desentral basisforsyning • Motto: Energi fra bygdene driver ren trafikk i byene Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

  34. må sees i sammenheng Nøkkel Stasjonær produksjon av energi, Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer og transport stasjonær bruk av energi

  35. Konklusjon: Det er ikke nok biomasse til alle gode formål.Biomassen må brukes smart: • Bytt ut el-varme og oljefyring med biovarme- best bruk av ressursene og størst CO2-gevinst- frigjør store mengder strøm- avlaster nettene og reduserer behov for gasskraft • Fremtidens drivstoff er strøm. Start innføring av elbiler nå- best bruk av ressursene og størst CO2-gevinst- stille og null lokale utslipp - stort potensial for næringsutvikling- kan komme mye lenger enn 10 % fornybar fremdrift i 2020- konkurrerer ikke med mat • Bruk biodrivstoff riktig: Der alternativer ikke finnes Bioenergiens rolle i fremtidens energisystemer

More Related