Systemanalyse af Compressed Air Energy Storage - Balmorel

More documents

Recommendations

Info

15. Bæredygtig fremtid Danmark har i flere år været et forgangsland inden for brug af vindkraft. I september 2008 var den samlede kapacitet af vindkraft i Danmark 3150 MW [4] og flere havmølleparker er under planlægning. Elproduktionen på de mange danske vindmøller var i 2007 på 7,1 TWh [4]. Til sammenligning var det danske elforbrug i 2007 lig 36,1 TWh [4]. Der er i Danmark efterhånden større og større opbakning til en overgang fra fossile brændsler til vedvarende energi. Her kommer vindkraft formentlig ind som en af de store elproducenter. På landjorden kan det blive svært at få lov til at sætte møller op, da de let kan være til gene for naboer. Danmark har til gengæld fordelen af at have et stort kystområde i forhold til landets areal og da det også blæser mere ude på havet, kan det med fordel være derude, der skal sættes møller op. Ulempen ved vindkraft er, at man ikke selv, vælger hvornår produktionen finder sted. Hvis det danske elforbrug skal dækkes af vedvarende energi, er der umiddelbart to holdbare løsninger. Enten kan Danmark blive CO2-neutrale ved, at det danske forbrug på årlig basis svarer til produktionen af ren energi i Danmark. Det betyder dog ikke, at elforbruget i Danmark direkte dækkes af vedvarende energi. For at dette kan lade sig gøre, kræver det, at nabolandene er klar til at forsyne Danmark med el i de perioder, hvor der ikke bliver produceret vindkraft og omvendt er klar til at aftage elektricitet fra Danmark når produktionen af vindkraft er større end forbruget. Den anden løsning er at få en mulighed for at oplagre elektriciteten. På den måde kan man i Danmark blive CO2-neutrale samtidig med, at landet bliver elektrisk isoleret. Ulempen ved lagring af elektricitet fra vindkraft fremfor handlen med samme er, at der går en del elektricitet tabt i lagringen. Der skal dermed en større elproduktion til for at forsyne landet. Ved omlægning af produktionen af elektricitet fra de nuværende kraftvarmeværker til vindmøllerne, opstår der problemer vedrørende varmeproduktionen. En stor del af Danmark er tilknyttet fjernvarmenettet og får derfor deres varme fra kraftvarmeværkerne. Det resterende varmebehov i Danmark dækkes hovedsageligt af fyringsolie, naturgas eller varme fra affaldsforbrændinger. Disse er alle CO2-udledere og varmeproduktionen skal dermed gennem en fuldstændig omlægning. Løsningen på dette kan være en form for elvarme, og her er det varmepumper, der er mest effektive. At bruge varmepumper til at dække hele landets varmeforbrug øger den nødvendige installerede effekt fra vindmøller endnu mere. En af mulighederne for ellagring er CAES. Udover lagring af elektricitet vil der ved oplagringen, blive produceret varme. Der vil dog også blive brugt varme i et CAESanlæg, men i overgangsfasen mellem det nuværende energimarked og fremtidens CO2-frie marked, vil det med fordel kunne udnyttes. Der er tidligere beskrevet forskellige former for CAES-anlæg. Scenarie 2 og 3 er begge CO2-neutrale og er derfor begge brugbare i fremtidens energimarked. 64
16. Konklusion Ved implementering af de tre CAES-scenarier i Balmorel konkluderes det, at alle typer anlæg, afhængigt af den geografiske placering, vil være konkurrencedygtige. Scenarie 1-anlægget er det mest eftertragtede anlæg, og kan med fordel bruges som kombination af kraftvarmeværk og ellager. Den mest brugte anlægstype vil have en årlig produktion på 73 % af højest mulige. Anlægget har en brændertemperatur på 1100 °C, og udnytter overskudsvarmen i røggassen. En stor del af produktionen fra anlægget vil være uden brug af trykluftslageret, og vil derfor gøre, at anlægget fungerer som et kraftvarmeværk. Lageret bruges til 26 % af anlæggets samlede produktion. Ved elhandel har anlægget et årligt overskud på 105 mio. kr. Her bruges årligt 93 mio. kr. på tilbagebetaling af investeringen. Anlægget kommer dermed ud med et overskud på 12 mio. kr. årligt. Hvis ikke anlægget også fungerede som traditionelt kraftvarmeværk, ville den årlige produktion være meget lavere, hvilket dermed ville reducere den driftsøkonomiske indtægt. De resterende scenarie 1-anlægstyper vil alle genere underskud efter tilbagebetalingen af investeringsomkostningerne. Hvis et energisystem tages i brug i Balmorel, betyder det, at det vil reducere de samfundsøkonomiske omkostninger. Denne reduktion kan bidrage til anlæggets samlede økonomi. Medregnes dette bidrag vil det dog stadig ikke gøre de fire sidste scenarie 1-anlægstyper rentable. Elprisens variation fra time til time er ikke lige så høj i Balmorel, som den er i virkeligheden. Det vil reducere driften af anlægget og vil dermed reducere indtægten. Da Balmorels resultater er en smule pessimistiske kan det ikke afvises, at de sidste fire scenarie 1-anlæg vil være rentable i det virkelige energimarked. Produktionen på scenarie 2-anlægget er 15 % af den mulige produktion. 64 % af denne produktion vil være med trykluft fra lageret. Anlægget bruger fjernvarme til opvarmning i stedet for naturgas. Den lavere lufttemperatur gennem turbinerne medfører en dårligere virkningsgrad. Yderligere stiger omkostningerne til opvarmningen markant ved brug af fjernvarme. Begge dele gør anlægget mindre eftertragtet og medfører, at anlægget bliver brugt mindre samt, at det, når det bliver brugt, får en ringere indtægt. Med en indtægt fra energihandel på 7 mio. kr. årligt og en tilbagebetaling af investeringsomkostningerne på 58 mio. kr. årligt konkluderes det at dette anlæg ikke er rentabelt. Grundet den lave virkningsgrad og de lave variationer i elprisen producerer scenarie 3-anlægget årligt kun 1,3 % af den mulige produktion. Ud fra disse resultater vil anlægget ikke på nogen måde blive rentabelt. Generelt for anlæggene er, at hvis elprisen falder, stiger produktionen på anlæggene. Reduceres elprisen, stiger den relative forskel, hvilket gør anlæggene mere eftertragtede. Det er dog ikke alle parametervariationer der er lige gode for produktionen. Reduceres CO2-afgiften vil det kun medføre en reduktion af produktionsomkostningerne for de dyre kraftvarmeværker. Denne reduktion vil gøre at omkostningerne nærmer sig omkostningerne for produktionen på de billigere 65
Page 1:
Systemanalyse af Compressed Air Ene
Page 5:
Resume I fremtiden skal en større
Page 9:
Nomenklatur A Annuitet c Specifik
Page 12 and 13:
9.2.9 Udskiftning af eksisterende K
Page 14 and 15:
2. Problemformulering Udgangspunkte
Page 16 and 17:
potentielle lokaliteter til CO2-lag
Page 18 and 19:
Ud af de timer, i 2007, hvor elpris
Page 20 and 21:
5.1 Huntorf Som nævnt i forrige af
Page 22 and 23:
I de følgende afsnit beskrives for
Page 24 and 25: Kompressorerne tryksætter luften,
Page 26 and 27: foretrække, idet der skal spilles
Page 28 and 29: for højt, da det kan ødelægge ka
Page 30 and 31: et trykforhold over turbinen på 50
Page 32 and 33: 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40
Page 34 and 35: 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0
Page 36 and 37: 7. Balmorel 7.1 Introduktion Balmor
Page 38 and 39: P [kW per kg/s] 700 600 500 400 300
Page 40 and 41: 7.3.2 Scenarie 2 Kompresionstrinnet
Page 42 and 43: Systemernes udetid er en integreret
Page 44 and 45: Bortfalder CO2-afgiften helt fra en
Page 46 and 47: Første og sidste dag i ugen er and
Page 48 and 49: 9.2.1 Varmeområde Varmeprisen i om
Page 50 and 51: 9.2.3 Implementering i område 3 og
Page 52 and 53: Den installerede effekt af anlægge
Page 54 and 55: Da en udnyttelse af det allerede in
Page 56 and 57: 10.1.1 Generel produktion Det ses a
Page 58 and 59: 10.2.3 Installeret effekt Anlægget
Page 60 and 61: som før. Købs- og salgspriserne p
Page 62 and 63: Årlig produktion [GWh/år] Uden pa
Page 64 and 65: 13. Matlabmodel af CAES-anlæggenes
Page 66 and 67: Den installerede effekt på kompres
Page 68 and 69: men i stedet som en kombination af
Page 70 and 71: andet lige, blive påvirket, hvis p
Page 72 and 73: Balmorel kunne få elpriser med lig
Page 76 and 77: producenter som vind- og vandkraft.
Page 78 and 79: 18. Kildehenvisninger [1] “Aftale
Page 80 and 81: 19. Bilag 70
Page 82 and 83: Bilag II - Nomenklatur for komponen
Page 84 and 85: mængde luft i lageret og minimumsm
Page 86 and 87: Bilag IV - Parameterkilder I tabell
Page 88 and 89: Bilag VI - Anlægsdata Scenarie 1-a
Page 90 and 91: Bilag VII - Økonomi Scenarie 1 (11
show all

Systemanalyse af Compressed Air Energy Storage - Balmorel

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?