Net voor de toekomst

6‐11‐2015

Net voor de toekomst Frans Rooijers – directeur CE Delft [email protected]

CE Delft – Onafhankelijk onderzoek en advies sinds 1978 – Energie, Transport en Grondstoffen – Economische, technische en beleidsmatige expertise – 45 medewerkers Opdrachtgevers:

Overheden (EU, nationaal, provincies, gemeenten) bedrijven, brancheorganisaties en NGO’s

Enkele publicaties: - Net voor de Toekomst – Netbeheer NL - Energiescenario’s 2030 – Netbeheer NL - Denktank Energiemarkt – diverse marktpartijen - MKBA Slimme Netten – ministerie EZ - Klimaatneutrale gebouwde omgeving - GasTerra

Frans Rooijers - Net voor de Toekomst

2

1

6‐11‐2015

Belangrijkste ontwikkelingen nu-2030 EU: Forse reductie CO2-emissie

35-50% t.o.v. 2005 non-ETS klimaatneutraal in 2050

Verhogen aandeel hernieuwbare energie

Vooral elektriciteit via SDE+ maar ook groengas en warmte

Beperking winning Nederlands aardgas

Onzekerheid Voldoende aardgas N, Rusland, etc lagere inkomsten Staat

Techniek + kosten

ICT, LED, zonPV snel goedkoper

Actieve burger

eigen opwekking

Met grote effecten voor alle spelers, eerst elektriciteit, straks ook gas


3


4

Toelichting op de effecten Lijn van mijn verhaal: 1. Lage temperatuur warmtevraag (uitgebreid) 2. Hoge temperatuur warmtevraag 3. Transport 4. Elektriciteit (uitgebreid) 5. Netten voor de toekomst 6. Conclusies

2

6‐11‐2015

Energievraag

Exclusief lucht/zeevaart LT-warmte = lage temperatuur warmte HT-warmte = hoge temperatuur warmte


5

1a. LT-Warmte: op weg naar klimaatneutraal – Klimaatneutraal wordt leidend • Kan technisch op vele verschillende manieren • Kostprijs, locatiekenmerken en persoonlijke voorkeuren bepalen mix – Essentieel is CO2-sturing, generiek (met vergelijkbaar effect) • Energiebelasting >> CO2 gerelateerde belasting, of • CO2-plafond, gestaag aflopend naar nul, of • Verplicht aandeel hernieuwbare bronnen, tot 100%, of – Verduurzaming kan hard gaan als beleid de techniek ondersteunt – Energie wordt duurder >> energietoeslag voor laagste inkomens?


6

3

6‐11‐2015

1b. LT-Warmte: Niet alleen volume, ook capaciteit Warmtevraag circa 80-120 GW in winterpiek – Substitutie door elektrische warmtepomp levert forse extra E-vraag – En elektriciteitspiek (nu 18 GW) 12000000 10000000 8000000 6000000 4000000 2000000 0 2-feb-12

4-feb-12

6-feb-12 24 uur

12 uur

8-feb-12

10-feb-12

1 uur

7


1c. LT– Lage Temperatuur Warmtemarkt V erderling functionele LT-warmtevraag (2030)

Vier technieken om in vraag te voorzien:

nu 10%

• Energiebesparing (isolatie, ventilatie) • (aard)gas CV

30% Industrie

> 90%

• Elektriciteit: warmtepomp • Warmtelevering (groot- en kleinschalig)

Huishoudens Landbouw

1-2%

10%

Utiliteit 50%

5-8%

Reductie verbruik van 3.500 m3 (1970) naar 1.600 m3 (2014) door isolatie en zuinigere CV’s (vooral HR-ketel) Uitdaging: hoe verwarmen we gebouwde omgeving zonder aardgas?


8

4

6‐11‐2015

1d. LT-warmte: eindbeeld zonder CO2 Besparingen schil gebouwen is 1e stap: Warmtevraag 25% lager


9

1e. LT-Warmte: Energiebesparing Ervaringen: Meer met minder

-

Blok voor blok

-

Energiebelasting

++

Nul op de meter

Niet overal mogelijk

Verplicht label B

Bij mutaties

(beide combinatie van besparing en schone energie) Besparing door gedragsverandering, isolatie en ventilatiemaatregelen


10

5

6‐11‐2015

1f. Warmtelevering optimaal in helft van gebieden – Hoe kunnen warmtenetten gerealiseerd worden? • Verantwoordelijkheid gemeenten • Hoge energiebelasting op CO2? • Verplichting tot warmteaansluiting? • Verbod elektrisch/olie/gasverwarming? – LD-gasnet zal daar niet nodig zijn, gas blijft rol spelen op MD-niveau • Piekcapaciteit van het gas ook voor warmtelevering – Grote risico’s zolang de warmtenetten moeten concurreren met het goedkope aardgas


11

1g. LT-Warmte: Elektrische warmtepomp Technisch-economisch: - Nog (te) duur - Netverzwaring nodig Hoe kan markt beter werken: - Energiebelasting gelijk aan die op gas

2015

€ct/m3

Aardgas €/GJ

19,11

6,72

€/ton CO2 119

€ct/kWh 11,96

Elektriciteit €/GJ 33,22

€/ton CO2 254

- Kennisontwikkeling installateurs


12

6

6‐11‐2015

1h. LT-Warmte: Aardgas en groengas Technisch-economisch: - Groengas kan aardgas zonder technische problemen vervangen - Kosten groengas circa 3 keer zo hoog als van aardgas (commodity) - Hybride warmtepomp is volgende slag in efficiencyverbetering Hoe kan markt beter werken: - Incentive voor vervangen aardgas door groengas, door • Hogere SDE+, of • Energiebelasting op CO2-inhoud, of • Verplicht aandeel groengas


13

1i. LT-Warmte: nieuwe marktmodellen nodig Grootschalige warmtelevering: - Stadsverwarming op basis van restwarmte, AVI’s en geothermie - Monopolie met klantbescherming - Goedkoper dan gas Kleinschalige warmtelevering - In concurrentie met groengas/schone elektriciteit - O.a. Concept Mijn Warmte Kosten en tarieven gasnetten Kosten en tarieven elektriciteitsnetten


14

7

6‐11‐2015

2a. Hoge Temperatuur (HT) Warmtevraag –

Ongeveer 20% energievraag wordt gebruikt voor HT-warmte in de industrie

–

Energiebesparing gaat langzaam, maar grote veranderingen mogelijk

Opbouw functionele HT-warmtevraag (2030) 450 400 350 >1.000 °C

300

750-1.000 °C

PJ

250

500-750 °C 200

250-500 °C

150

100-250 °C

100 50 -


15

2b. HT-warmtemarkt: op weg naar duurzame economie Ontwikkelingen –

Forse CO2-reductie mogelijk door: •

Procesvernieuwing

•

Aardgas in combinatie met CCS

•

Gebruik van biomassa

•

Hergebruik grondstoffen

–

Warmtekracht verdwijnt geleidelijk

–

Substitutie door elektriciteit

–

Vraaguitval

–

CO2- en stoomnetten nodig in industriële gebieden

–

Circulaire & Biobased Economy wordt drijfveer


16

8

6‐11‐2015

3. Transport - Zuinige auto’s op korte termijn - Niet altijd de auto, ook fiets en OV (meer mensen wonen in de stad) - Meer vliegen - Personenvervoer: elektrisch en waterstof - Vrachtvervoer: waterstof, (bio)LNG - Grootste uitdaging voor netbeheerders is elektrisch vervoer, vooral lokaal en snelladen regionaal


17

4. Kracht & Licht - Elektriciteitsmarkt • Toenemend aandeel zon en windenergie, maar nu nog vooral kolen en aardgas (90%) • Elektriciteit vraag neemt toe >> netverzwaring + smart - Warmtepompen en elektrisch vervoer • Verschuiving van exploitatiekosten naar kapitaalkosten - Variabele kosten nemen af - Bedrijfstijden conventionele centrales neemt af - Nieuwe investeringen onzeker


18

9

6‐11‐2015

4a.Productiekosten elektriciteit – Kostenoverzicht van productie van MWh met steenkool, gas, biomassa, wind, zon – Directe kosten Nu 200

environmental

Euro/MWh

CO2

150

SDE+ voor onrendabele top

fuel

100

maintenance fixed

50

solar PV

solar CHP

Wind, on shore

Wind, off shore

Biomass

CCGT

Gas CHP

Nuclear

Coal 50% biomass CCS

Coal CCS

Coal 50% biomass

Coal standard

0


19

4a.Productiekosten elektriciteit – Directe kosten + indirecte kosten + CO2 € 50/ton, toekomst 2030 – 3.000 uur i.p.v. 7.500 voor conventionele centrales – Kostprijsverlaging zon PV en wind op zee

3.500 uur per jaar 1.000 uur per jaar

200 Euro/MWh 150 environmental

100 CO2

50

fuel

maintenance

solar PV

solar CHP

Wind, on shore

Wind, off shore

Biomass

CCGT

Gas CHP

Nuclear

Coal 50% biomass CCS

Coal CCS

Coal 50% biomass

Coal standard

0

fixed


20

10

6‐11‐2015

4b. Elektriciteit: Groei fluctuerend HE-vermogen – Duitsland, december 2012:

– SER-Akkoord: groei HE = Hernieuwbare Energie • Wind tot 11 GW in 2023 • Facilitering groei zon >> 5 GW – Ook in NL situaties te voorzien in 2020 met: • Veel HE-productie, weinig vraag • Weinig HE-productie, veel vraag • Behoefte aan flexibiliteit Frans Rooijers - Net voor de Toekomst

21


22

4c. Grote behoefte aan flex – Residuale vraagpatroon gaat sterk veranderen

11

6‐11‐2015

4d. Verschillende soorten Flex-behoeften 2023 1. • • •

Levering Absorptie zeer lage residuele vraag Ramp behoefte bij zeer lage residuele vraag Vraagreductie/extra productie bij lage HE-productie

2. Balanshandhaving • Sterke toename forecast errors

3. Netcongestie • LS belasting • MS/HS Piekbelasting Frans Rooijers - Net voor de Toekomst

23

4e. Verschillende soorten Flex Behoeften: - Bij lage residuale vraag > ramp - Oplossen Forecast errors > balanshandhaving - Bij/afschakelen bij regionale congestie

700 600

- Extra vraag bij overproductie zon en wind

overschot

500 Power to heat

Mogelijke oplossingen:

€/MW h

400

pompaccumulatie PSW

300

DSM (diverse opties) Waterstof

200

- Power to heat, products, gas … P2X

Power to gas

100 0

- Opslag (batterijen, vliegwiel, etc)

-100

- Vraagsturing (DSM)

GW

160

- Flexibele centrales

140

tekort

120

€/MW h

100

pompaccumulatie PSW DSM (diverse opties)

80

Kolencentrale repowering

60

Flexibele WKK

40 20 0

GW


24

12

6‐11‐2015

5a. Netten voor de toekomst Elektriciteit wordt belangrijker - LS-net wordt zwaarder (elektrisch vervoer en warmtepomp) - Markt voor flexibiliteit is nodig >> • Variabele leveringstarieven? • Nettarieven differentiëren naar tijd? Of oranje stoplicht? Gas verdwijnt uit groot deel gebouwde omgeving - Middendruk gasnetten blijven relevant (pieken) - Lage druknetten verdwijnen in helft gebieden • Blijven in sub-urbane gebieden en stedelijke kern • Kortere afschrijvingstermijnen? • Aardgas wordt groengas, daarnaast ook biogasnetten Warmtelevering wordt dominant in gebouwde omgeving - Warmteaansluiting in plaats van gasaansluiting (stedelijk) - Niet overal grote netten (WKO, urbaan) NIEUW: CO2- en stoomnetten in industriële gebieden Frans Rooijers - Net voor de Toekomst

25

5b. Lokale elektriciteitsnetten - Aansluiting 3x35A = 24 kWe, lage gelijktijdigheid - Wijkniveau 1,25 – 1,5 kWe per aansluiting - Invoeding zonPV - 10 panelen = 2 kWe, zeer hoge gelijktijdigheid - Extra afname elektrische warmtepomp - Piek wp 2 kWe, maar bijstook 5 kWe, hoge gelijktijdigheid - Extra afname elektrische auto - Piek 4 tot 11 kWe, lage gelijktijdigheid >> 1 kWe tussen 18-19u - Gemiddeld voorlopig geen probleem - Wel in specifieke gebieden: - Vinexwijken: veel zonPV, elektrische auto én warmtepomp - Kantoorlocaties met veel lease-auto’s + elektrische stimulans Frans Rooijers - Net voor de Toekomst

26

13

6‐11‐2015

5c. Netten voor de toekomst Nu

straks

Energiedragers Energiedragers

Bronnen

LT-warmte

> 95% gas

Gas ~ 25% Warmte ~ 50% Elektriciteit ~25%

Groengas-biomassa WKO, geothermie, zon

HT-warmte

70% gas

Gas Elektriciteit

Biomassa, aardgasCCS

Transport

Benzine/diesel Waterstofgas Biofuels Elektriciteit

Elektriciteit Biomassa

Kracht/Licht

Elektriciteit

Eigen productie Zon, wind, biomassa

Elektriciteit


27

5d. Energiemarkt van de toekomst - Elektriciteitsmarkt - Programma Verantwoordelijkheid is sterk mechanisme - Behoefte aan toegang flex-opties - Inclusief lokale kenmerken - Aanpassing nettarieven - Warmtemarkt - Aardgas gaat verdwijnen uit kleinverbruik - Warmtelevering wordt dominant, klein en groot - Open warmte hoofdinfrastructuur, moeilijk op consumentenniveau - Stoomnetten - Gasmarkt - Invoeding groengas en biogasnetten


28

14

6‐11‐2015

6. Conclusies - Energievraag groeit niet meer automatisch mee met economie - Energiedragers: Elektriciteit neemt sterk toe, gas neemt af - Substituties • Elektriciteit voor warmtevraag en voor vervoer • Warmtelevering voor lage temperatuur warmtevraag • Gas voor pieken, minder voor volumes - Energiebronnen: zon, wind, geothermie en biomassa - Energie wordt duurder, vooral vaste lasten door kapitaal - Dynamiek nu vooral elektriciteitsmarkt, gas/warmtemarkt komt - Distributie verandert: • Lage druk gasnetten verdwijnen in helft gebieden • Elektriciteitsnetten worden zwaarder, lokale congestie, tarieven, flex • Wie zorgt voor warmtenetten? En CO2?


29


30

Net voor de Toekomst

Frans Rooijers CE Delft Oude Delft 180 2611 HH Delft [email protected] Publicaties: www.ce.nl -

Energiescenario’s 2030 – Netbeheer NL

-

Denktank Energiemarkt – diverse marktpartijen

-

MKBA Slimme Netten – ministerie EZ

-

Klimaatneutrale gebouwde omgeving - GasTerra

15

Net voor de toekomst

Recommend Documents