Rol van WKK in een toekomstige Nederlandse energievoorziening: Betaalbaar & betrouwbaar? Robert Harmsen ECN Beleidsstudies COGEN Symposium Zeist 22 oktober 2004
Een blik naar de toekomst (1) “Four Futures for Europe” (CPB, 2003): 1. 2. 3. 4.
Global Economy (GE) Strong Europe (SE) Transatlantic Markets (TM) Regional Communities (RC)
Energievertaling Nederland door ECN BS
Een blik naar de toekomst (2) Klimaatbeleidsintensiteit hoog
SE
RC hoog
laag Economische groei
Scenario’s verschillen ook m.b.t.: • geopolitiek • mate van marktcompetitie • security of supply beleid
TM laag
GE
Deze presentatie: •
De toekomstige energievoorziening volgens SE en GE (en de rol van WKK): -
• •
Ontwikkeling energievraag Ontwikkeling energieprijzen Veranderde samenstelling productiepark
Betaalbaarheid opties Betrouwbaarheid opties
Ontwikkeling Elektriciteitsvraag Nederland [PJ] 1000 750
Groei t.o.v. 2000: +90% +47%
500 250 0 2000
PJ TWh: Delen door 3,6
2010 2020 2030 Strong Europe Global Economy
2040
Ontwikkeling Elektriciteitsvraag Nederland [PJ] 1000 750 500 250 0 2000 SE vraag
2010 GE vraag
2020 2030 2040 SE WKK productie GE WKK productie
Ontwikkeling warmte- en stoomvraag Nederland [PJ] 2500
Groei t.o.v. 2000: +38%
2000
+10%
1500 1000 500 0 2000
2010 2020 2030 Strong Europe Global Economy
2040
Ontwikkeling warmte- en stoomvraag Nederland versus WKK productie [PJ] 2500 2000 1500 1000 500 0 2000 SE vraag
2010 GE vraag
2020 2030 2040 SE WKK productie GE WKK productie
Ontwikkeling warmte- en stoomvraag industrie versus WKK productie [PJ] 750 500 250 0 2000
2010 SE vraag
GE vraag
2020 SE WKK productie
2030
2040 GE WKK productie
Wat leren we hieruit? (1) • • • •
Warmtevraag blijft dominant, hoewel W/K verhouding “BV Nederland” daalt (elektrificatie). Dekking warmte/stoomvraag door WKK groeit in SE en is stabiel in GE. Hoewel WKK potentieel in GE groter is…. …. Is absolute groei WKK in beide scenario’s vergelijkbaar
Wat leren we hieruit? (2) •
WKK is een middel…… Om: - kassen en woningen te verwarmen en processtoom te leveren - elektriciteit te produceren t.b.v. eigen verbruik of verkoop - kassen te bemesten, gebouwen te koelen - geld te verdienen - energie te besparen en emissies te reduceren
•
……maar geen doel op zich: -
Groter WKK potentieel (GE) kan per saldo meer WKK (productie) opleveren Meer WKK is niet per definitie goed of slecht
Hoe ontwikkelt de prijs van energie zich?
Aardgasprijs [ct/m3]
Onzekerheid door uitputting NL-se voorraden
20
15
10
5
0 2000
2010
2020
Global Economy
2030 Strong Europe
2040
Ontwikkeling Nederlandse aardgasreserves 2500
miljard m3
2000 1500 1000 500 0 2000
2010
2020 SE
2030 GE
2040
Baseloadprijs elektriciteit [Euro/MWh] 100
75
50
25
0 2000
2010
2020
Global Economy
2030 Strong Europe
2040
Strong Europe - CO2-prijs [Euro/ton] 100
75
50
25
In GE na 2020 geen markt voor CO2
0 2000
2010
2020
2030
2040
Verschil exploitatie saldo [Euro/MWh] t.o.v. 2004 voor GM-WKK o.b.v. commodity prijzen 40 30 20
Gasmotor WKK: e = 35% th = 50%
10 0 2000
2010
2020
2030
-10 -20 Global Economy
Strong Europe
2040
Verschil exploitatie saldo [Euro/MWh] t.o.v. 2004 voor GM-WKK o.b.v. commodity prijzen 40 30 20
Gasmotor WKK: e = 35% th = 50%
10 0 2000
2010
2020
2030
-10 -20 Global Economy
Strong Europe
2040
Tussenstand: • Hoge CO2-prijs (SE) positief voor WKK (stijging E-prijs compenseert stijging kosten door aankoop emissierechten). • Wanneer CO2-prijs laag blijft (GE) is de prijsstijging van aardgas dominant (en ongunstig). Belangrijke vraag: • Hoe verandert de concurrentiepositie van WKK t.o.v. andere opties voor E-productie?
Kosten voor elektriciteitsproductie (1) Naast ontwikkeling energieprijzen bepaald door: • Dalende investeringskosten (vooral wind op zee!) • Aankoop CO2-emissierechten (kolen, gas), of: • Extra investeringen t.b.v. CO2-afvang en -opslag • Efficiency verbeteringen (kolen, gas) • Toepassing nieuwe technologie: brandstofcel, microWKK • Toepassing nieuwe brandstoffen: biomassa, biogas, H2, SNG Wat kunnen we verwachten tot 2040?
Kosten voor elektriciteitsproductie (2) GE Poederkool STEG WKK-GS WKK-KS KV-STEG Kern Wind op zee
SE (CO2-prijs rond 60 euro/ton) Kern KV-STEG CO2-afvang STEG / WKK-GS WKK-KS Wind op zee KV-STEG Poederkool
Goedkoopst
Duurst
• Relatief kostenniveau 2030 • Exclusief subsidies • Rentabiliteit deel WKK mogelijk onder druk door korter stookseizoen a.g.v. klimaatverandering???
Kosten voor elektriciteitsproductie (3) • Poederkool tot CO2-prijs van 7-8 euro/ton (100% pass through) goedkoopste optie, daarna wordt STEG goedkoper • Vanaf 9 euro/ton is kernenergie het goedkoopst • SOFC-STEG goedkoper dan STEG boven de 80 euro/ton • KV-STEG met CO2-afvang komt vanaf 30 euro/ton in beeld, evenals wind op zee
Hoe ziet het elektriciteitspark van 2040 eruit?
Elektriciteitsproductievermogen Global Economy 2040
WKK-KS 5%
Poederkool 29%
WKK-GS 21%
Import 4% Stadsverwarming / warmtedistributie 7%
STEG 34%
GE 2004- 2040 in woorden: • Géén nieuwe kernenergie (kosten!) • Weinig prikkels voor verduurzaming na 2020. • Dus geen verdere uitbouw wind op zee, geen CO2-afvang en vooral meer van hetzelfde (poederkool + STEG), maar wel efficiënter.
Elektriciteitsproductievermogen Strong Europe 2040
WKK-KS 4% WKK-GS 25%
Import 3% Offshore wind 25%
STEG 19% STEG + CO2opslag 4% KV-STEG + CO2opslag 13% Stadsverwarming / warmtedistributie 7%
SE 2004- 2040 in woorden: • Géén nieuwe kernenergie (acceptatie!) • Afbouwen bestaand kolenvermogen a.g.v. stijgende CO2-prijzen. • Sterke groei wind op zee. • Flex-STEG voor regelvermogen. • Hoog-rendement STEG (mogelijk in combinatie met brandstofcel). • Kolenvergassing met CO2-afvang. • Biomassa vooral als bijstook in KVSTEG
Betrouwbaarheid van elektriciteitsproductie (1) • Wind vraagt om extra regelvermogen maar op termijn misschien ook om opslag (indirecte kosten) • Nieuwe WKK speelt in op de markt en wordt steeds flexibeler • Aardgas komt op termijn vooral uit Rusland (geopolitiek), mogelijk ook LNG van elders • Nieuwe technologie moet zich nog bewijzen in de praktijk (vergelijk Buggenum en Eemshaven) • GS versus KS: vooral een netwerk issue • Hoe groot is de kans op herhaling Californië a.g.v. liberalisering??
Betrouwbaarheid van elektriciteitsproductie (2) • In Strong Europe vooral bepaald door Wind op zee en nieuwe technologie • In Global Economy vooral door neveneffecten liberalisering (openhouden oude centrales met verhoogde kans op uitval)
Tot slot: de toekomst van WKK • In een SE-achtige toekomst erodeert het CO2-voordeel van “conventionele” WKK • Desalniettemin: kansen genoeg! • Nieuwe technologie, duurzame brandstoffen, CO2-afvang • In een GE-achtige toekomst kan WKK weer een manier worden om energiekosten te besparen • Verdere efficiency verbetering en daling van investeringskosten te verwachten t.o.v. poederkool • Maar wel dreiging van een stijgende aardgasprijs (t.o.v. stabiele kolenprijs).
