Kursus i analyse af projekter med ren energi Status over teknologier for ren energi Kursus i analyse af projekter med ren energi vindmølle-park Hus opvarmet med passiv solenergi Foto: Nordex Gmbh Foto: McFadden, Pam DOE/NREL © Minister for naturlige ressourcers Canada 2001 – 2005.

Formål Øge opmærksomheden om vedvarende energiteknologier (RETs) og energibesparende forholdsregler Markeder Typiske anvendelsesmuligheder Elproduktion med træaffald Solenergi og solvandvarmer Foto: Warren Gretz, NREL PIX Foto: Vadim Belotserkovsky © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Teknologier for ren energi Definitioner Teknologier for ren energi Energibesparende Anvendelse af færre energiressourcer til at tilfredsstille samme energibehov Vedvarende energy Anvendelse af uudømmelige naturlige ressourcer til at tilfredsstille energibehovet Energibehov Konventionel Enegibesparende Energibesparende og vedvarende Superisoleret hus opvarmet med passiv solenergi Foto: Jerry Shaw © Minister for naturlige ressourcers Canada 2001 – 2005.

Grunde til at anvende teknologier med ren energi Miljømæssige Klimaændringer Lokal forurening Økonomiske Levetidsomkostninger Knaphed på fossilt brændsel Sociale Generering af arbejdspladser Mindre forbrug af lokal valuta Stigning i energibehov (x3 i 2050) Vindenergi: Omkostninger ved elproduktion 40 30 Elomkostninger 20 10 1980 1990 2000 År Kilde: National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997) © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Fælles kendetegn ved teknologier om ren energi I forhold til konventionelle teknologier: Typisk højere anskaffelsesomkostninger Generelt lavere driftsomkostninger Miljømæssigt renere Ofte omkostningsbesparende set over samlet levetid © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Totalomkostninger ved et energiproducerende eller –forbrugende system  anskaffelsesomkostninger = anskaffelsesomkostninger + årlig brændsels-, drift- og vedligeholdsomkostninger + omkostninger ved større eftersyn + omkostninger ved nedlukning + finansieringsomkostninger + osv. © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Teknologier der producerer el ved vedvarende energi © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Vindenergi Teknologi og anvendelsesmuligheder Kræver god vind (>4 m/s @ 10 m) Kystområder, afrundede højdedrag, åbne sletter Anvendelsesmuligheder: Vinge Vind Motorgondol ned gearkasse og generator Navhøjde Vind Tårn Centralt forsyningsnet Isoleret forsyningsnet Ikke tilsluttet elnet Warren Gretz, NREL PIX Phil Owens, Nunavut Power Southwest Windpower, NREL PIX © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Vindenergimarked Årlig opstilling af vindmøller på verdensplan 8.000 8.000 Opstillet kapacitet på verdensplan (2003): 39.000 MW 7.000 (~20,6 millioner hjem @ 5.000 kWh/hjem/år og 30% kapacitetsfaktor) 7.000 Tyskland: 14.600 MW 6.000 6.000 Spanien: 6.400 MW 5.000 5.000 USA: 6.400 MW MW Danmark: 3.100 MW 4.000 4.000 83.000 MW i 2007 (anslået) 3.000 3.000 2.000 2.000 1.000 1.000 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Kilde: Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Mindre vandkraftanlæg Teknologi og anvendelsesmuligheder Projekttyper: Vandreservoir Flodløb Anvendelsesmuligheder: Centralt forsyningsnet Isoleret forsynnigsnet Ikke tilsluttet elnet Elementer i et vandkraftanlæg Dæmning Overfaldsåbning Hoveddam Turbinerør Francis-turbine Kraftværk Kraftledning Generator Turbine Afløb Trækrør © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Markedet for mindre vandkraftanlæg 19% af verdens elektricitet produceres af store og mindre vandkraftanlæg På verdensplan: 20.000 MW udnyttet (anlægsstørrelse < 10 MW) Prognose: 50.000 til 75.000 MW i 2020 Kina: 43.000 eksisterende anlæg (anlægsstørrelse < 25 MW) 19.000 MW udnyttet yderligere 100.000 MW økonomisk gennemførligt Europa: 10.000 MW udnyttet yderligere 4.500 MW økonomisk gennemførligt Canada: 2.000 MW udnyttet Yderligere 1.600 MW økonomsik gennemførligt Kilde: ABB, Renewable Energy World, and International Small Hydro Atlas Lille vandkraftanlæg © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Solenergi (PV) Teknologi og anvendelsesmuligheder Solenergisystem i husholdning Solenergiskærm Centralt solenergianlæg Krafttrans-formator Måler Fordelt produktion Måler Foto: Tsuo, Simon DOE/NREL Elforsy-ningsnet Batteri Lys Vandpumpe med solenergi Bygning med elforsyningsnet med integreret solenergi Foto: Strong, Steven DOE/NREL © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Markedet for solenergi Årlig opstilling af solenergianlæg på verdensplan 800 800 Opstillet kapacitet verden over (2003): 2.950 MW 700 p 700 (~1,2 millioner hjem @ 5.000 kWh/hjem/år) 600 600 32% stigning i leverancer 2003 500 500 p MW 400 400 300 300 200 200 100 100 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Kilde: PV News © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Udstødningsgas 15 enheder Varme + udstødning 70 enheder Kraftvarme Samtidig produktion af to eller flere typer brugbar energi fra en energikilde (også kaldet “samgenerering”) Udstødningsgas 15 enheder Varmegenvindingsgrad (55/70) = 78,6% Total nyttevirkning ((30+55)/100) = 85,9% Varme 55 enheder Varme-mængde Afgaskedel Varme + udstødning 70 enheder Brændsel 100 enheder Kraft 30 enheder Kraft-mængde Kraftsystem Generator © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Rørsystem til opsamling Kraftvarme Anvendelsesmuligheder, brændsel og udstyr Forskellige anvendelsesmuligheder Forskelligt brændsel Affaldsdepotgas Opsamlingscyklus Dampproduktion Proces Rørsystem til opsamling af affaldsdepotgas Kompressor Køler/tørrer Filter Elproduktion Biomasse til kraftvarme Flamme Foto: Gretz, Warren DOE/NREL Forskelligt udstyr Foto: Gaz Metropolitan Stempelmotor til produktion af kraft Foto: Rolls-Royce plc © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Kraftvarme Anvendelsesmuligheder Enkelte bygninger Kommercielle og industrielle Flere bygninger Energinet (f.eks. lokalsamfund) Industriprocesser Kraftvarme Kitchener Rådhusl Foto: Urban Ziegler, NRCan Affaldsdepotgas kraftvarme til fjernvarmesystem, Sverige Mkroturbine i drivhus Foto: Urban Ziegler, NRCan Foto: Urban Ziegler, NRCan © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Kraftvarme Brændselstyper Vedvarende brændsel Træaffald Affaldsdepotgas Biogas Biprodukter fra landbruget Bagasse Specialdyrkede afgrøder Osv. Fossilt brændsel Naturgas Diesel Geotermisk energi Hydrogen Biomasse til kraftvarme Foto: Gretz, Warren DOE/NREL Geotermisk gejser Foto: Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Kraftvarme Udstyr og teknologier Køleudstyr Kompressorer Absorptionskøleanlæg Fri køling Kraftproduktion Gasturbine Gasturbine-combined cycle Dampturbine Stempelmotor Brændselscelle Osv. Varmeudstyr Kedler Genindvinding af spildvarme Gasturbine Foto: Rolls-Royce plc Køleudstyr Foto: Urban Ziegler, NRCan © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Kraftvarme Marked Region Bemærkninger Verden 247 GW Kapacitet Bemærkninger Canada 12 GW Mest til papirmasse-, papir- og olieindustrien USA 67 GW Hurtigtvoksende, politisk støtte til kraftvarme Kina 32 GW Overvejende kulfyrede kraftvarmeværker Rusland 65 GW Ca. 30% el fra kraftvarme Tyskland 11 GW Voksende marked for kommunal kraftvarme Storbritannien 4,9 GW Stærk tilskyndelse til vedvarende energi Brasilien 2,8 GW Energinet forbundet med installationer, som ikke er tilsluttet nettet Indien 4,1 GW Mest kraftvarme baseret på bagasse til sukkermøller Sydafrika 0,5 GW Erstatter hovedsageligt kulfyret el Verden 247 GW Forventes at vokse med 10 GW pr. år Kilde: World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Vedvarende energi Varme- og køleteknologier © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Biomasseopvarmning Teknologi og anvendelsemuligheder Kontrolleret forbrænding af træ, landbrugsaffald, kommunalt affald osv. for at producere varme Flisning af træ Enkelte bygninger og/eller fjernvarme Foto: Wiseloger, Art DOE/NREL Foto: Oujé-Bougoumou Cree Nation Varmeværk © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Biomassevarmemarked På verdensplan: Biomasseforbrænding leverer 11% af verdens totale primære energiforsyning (TPES) Over 20 GWth fra biomassekedler Udviklingslande: Madlavning, opvarmning Ikke altid bæredygtig Afrika: 50% af TPES Indien: 39% af TPES Kina: 19% af TPES Industrikande: Varme, kraft, brændeovne Finland: 19% af TPES Sverige: 16% af TPES Østrig: 9% af TPES Danmark: 8% af TPES Canada: 4% af TPES USA: 68% af alle vedvarende Forbrændingskammer Foto: Ken Sheinkopf/ Solstice CREST 8.000 8.000 Nyinstallation af små (<100 kW) biomassevarmesystemer i Østrig 7.000 New Installations of Small 7.000 6.000 Scale (<100 kW) Biomass 6.000 5.000 Heating Systems in Austria 5.000 4.000 4.000 3.000 3.000 2.000 2.000 1.000 1.000 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 Kilde: Ingwald Obernberger citing the Chamber of Agriculture and Forestry, Lower Austria Kilde: IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 02/2003 © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Solvarme – luft Teknologi og anvendelsesmuligheder Uglaseret solfanger til luftopvarmning Kold luft opvarmes, når den strømmer gennem små huller i metalpladen (SolarwallTM) En ventilator cirkulerer den opvarmede luft gennem bygningen Spreder på væg Perforeret Solpanel Ventilator Frisk luft © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Marked for solvarme - luft Opvarmning af ventileret luft til bygninger med et stort behov for frisk luft Også til tørring af afgrøder Konkurrencedygtig omkostningsmæssigt til nye bygninger og større renoveringer Industribyggeri Foto: Conserval Engineering Tørring af afgrøder ved solvarme Foto: Conserval Engineering © Minister for naturlige ressourcers Canada 2001 – 2005.

Solvarme - vand Teknologi og anvendelsesmuligheder Glaserede og uglaserede solfangere Opbevaring af vand (tank eller bassin) Kommercielle/institutionelle bygninger og bassiner Akvakultur – dambrug - laks © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Marked for solvarme - vand Over 30 millioner m2 solfangere på verdensplan Europa: 10 millioner m2 solfangere i drift Årlig vækstrate på 12% Tyskland, Grækenland og Østrig Mål for 2010: 100 millioner m2 Stærkt verdensmarked for solopvarmning af svømmebassiner Barbados har 35.000 systemer Beboelsesejendomme og svømmebassiner Beboelses-ejendomme Kilde: Renewable Energy World, Oak Ridge National Laboratory Foto: Chromagen © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Passiv solvarme Teknologi og anvendelsesmuligheder Sommer Yder 20 til 50% af den rumopvarmning, der kræves i fyringssæsonen Solindvinding er mulig gennem højydelsesvinduer, der vender mod ækvator Varmen lagres i bygningen Anvend afskærmning for at reducere indvinding om sommeren Vinter Passiv solvarme i lejligheder Foto: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website) © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Marked for passiv solvarme Brug af effektive vinduer er faktisk passiv solstandardpraksis i dag Til nybygninger – nej til lav omkostningsforøgelse Vinduer med højere effektivitet Bygnings beliggenhed Rigtig afskærmning Omkostingsmæssigt konkurrencedygtige til nye bygninger og tilbygninger Kommercielle bygninger DOE/NREL Foto: Gretz, Warren Beboelsesejendomme Foto: DOE/NREL © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Jordvarmepumper Teknologi og anvendelsesmuligheder Opvarmning og køling af rum/vand Elektriciteten fungerer ved hjælp af en dampkompressionscyklus Varme trækkes ud af jorden om vinteren og sendes til- bage om sommeren Vertikal jordsløjfe Horisontal jordsløjfe © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Marked for jordvarmepumper Verdensplan: 800.000 enheder installeret Total kapacitet 9.500 MWth Årlig vækstrate på 10% USA: 50.000 installationer årligt Sverige, Tyskland, Schweiz store europæiske markeder Jordvarmepumpe i hus Institutioner, kommercielle og industrielle bygninger Canada: 30.000+ beboelsesenheder 3.000+ industrielle og kommercielle enheder 435 MWth installeret Foto: Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Andre kommercielle teknologier for ren energi Brændsel: ethanol og biodiesel Effektive afkølingssystemer Variable omdrejningsregulerede motorer Dagslys og effektiv belysning Varmegenvinding ved ventilation Andre Brændstoforsyning fra landbrugsaffald Fotot: David and Associates DOE/NREL Effektiv afkøling af skøjtebane Dagslys og effektiv belysning Foto: Robb Williamson/ NREL Pix © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Nye teknologier for ren energi Soltermisk kraft Havtermisk kraft Kraft fra tidevand Kraft fra havstrømme Bølgekraft osv. Parabolisk-trug solenergianlæg Foto: Gretz, Warren DOE/NREL Central modtager solenergianlæg Foto : Sandia National Laboratories DOE/NREL © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Konklusioner Der findes rentable muligheder Mange succeshistorier Parks Canada solenergi-vindhybridsystem (Nordpolen ved 81°N) Der findes rentable muligheder Mange succeshistorier Voksende markeder Vedvarende energiressourcer og energibesparende muligheder findes Foto: Michael Ross Renewable Energy Research 600 kW vindmølle solenergitelefon Foto: Nordex Gmbh Foto: Price, Chuck © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.

Spørgsmål? © Minister for naturlige ressourcer Canada 2001 – 2005.