• Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
99
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
5
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 1 Flevum bijeenkomst 11 maart 2014, TNO, Delft De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Ir. C.F.M. Bos (TNO) Contact: christian.bos@tno.nl TNO Delft, 11 maart 2014 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Slide 0 Vragen Welke oplossingen zijn er, theoretisch en praktisch, om de Nederlandse energiehuishouding significant te verduurzamen onder de randvoorwaarde van betaalbaarheid en leveringszekerheid? Welke rol speelt aardgas hierbij? Welke alternatieven zijn er voor aardgas? Is de politiek zich voldoende bewust van de effectiviteit en efficientie van hun maatregelen? TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 1 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 2. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 2 Energiebeleid TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 2 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Security: not only geopolitical, but also grid stability & behaviour of market players! The three objectives of energy policy Objectives are to a large extent conflicting TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 3 Security AffordabilitySustainability ☼ € ☼ € Current situation: • Security v. high • Affordability ± • Sustainability low Affordability: not only commodity, but also backup hardware & add’l costs to achieve grid stability & other system costs. Sustainability: not only during operations, but full life-cycle, incl. re-cycling. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 3. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 3 TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 4 Trends Globally, concerns on climate change + anthropogenic impact Globally, use of fossil fuels increases Oil becomes more expensive to find and develop Gas may become cheaper (not only in USA / shale gas) Solutions are being sought to reduce supply-dependence on politically unstable countries……… More areas in world introduce some kind of CO2 penalties Renewables are being stimulated by intervening in markets CO2-abatement technologies become cheaper In developed areas, Energy Intensity (PJ/GDP) goes down Energy markets are being liberalized, whilst governments increasingly introduce market distortions. Digitization enables smart grids and faster trading e-Grid balancing increasingly challenging due to RE-intermittency De bijdrage van aardgas aan de energietransitie The three objectives of energy policy Objectives are to a large extent conflicting TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 5 Security AffordabilitySustainability ☼ € ☼ € Current situation: • Security v. high • Affordability ± • Sustainability low Desired situation: • Security v. high • Affordability same • Sustainability v. high But what will really happen? • Affordability low? • Security low? If sustainability v. high? De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 4. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 4 Many new abatement technologies, e.g. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 6 Energy efficiency Insulation etc. Long distance transmission Better microchips End-use apparatus CHP Renewable Energy (RE) Wind (onshore/offshore) PV + CSP Biogas Biofuel (woodchips-PCPP) Ethanol / Gasohol Geothermal energy (HE+LE) Smart grids / smart meters Storage H2 P2G CAES / ACAES ATES Batteries Supercondensors, flywheels Chemical looping CCS Reforestation De bijdrage van aardgas aan de energietransitie And many government measures to stimulate new abatement technologies TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 7 Priority on grid for RE FIT EPS, e.g. mandated CHP CfD Other price guarantees Loan guarantees CO2 tax Capex subsidies Opex subsidies “Onrendabele top” Tax incentives / breaks Capacity payments Mandated energy audits Certificates, etc. Research programmes And ah…… YES, also ETS. Wasn’t ETS designed to allow the market to pick the winners, rather than govt? Question: should all such measures be active simultaneously? De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 5. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 5 Systems approach: the chaotic public debate Objectives, means, optimization and decision processes, boundary conditions, interactions etc. etc. are being confused. Dire need of a more structured debate. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 8 Ref.JorgGigler.TKI-gas De bijdrage van aardgas aan de energietransitie The challenge: how to avoid low affordability and low security? Poorly understood by politicians and scientists… TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 9 Affordability problem is attacked through Better markets Liberalisation: unbundling of value chains, more competition CO2 emission rights market: ETS (most efficient way of pricing CO2) Technology learning curve: gradually lower €/J But what is overlooked are the high add’l costs (externalities) due to: Required standby reserve power Required grid enhancements due to intermittency of RE Security problem is hardly attacked at all Security of grids: lurking instability problems Costs of maintaining high grid security are non-linear with market share of (intermittent) RE De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 6. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 6 Hernieuwbare bronnen en netbalancering TNO Delft, 11 maart 2014 11 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Variabele vraag naar elektriciteit Acceleration ca. 8 16 GW 06:00-08:00 hrs. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 12 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 7. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 7 Challenge: net balancing when wind is poorly predictable Poor predictability of wind Spatial correlations PV also intermittent Modelling of flexibility Contracts Flex instruments, storage National grid ultimate source TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 13 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Flexibility instruments to cope with variable demand and RE-intermittency ‘Soft’ issues: Demand-side mgt Smart local grids Interruptible contracts Regulation Business models for reserve / standby power Hardware Grid enhancements Storage facilities TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 14 UGS De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 8. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 8 NL Energieakkoord 14% duurzaam in 2020 6000 MW wind op land 4500 MW wind op zee Uitdaging: inpassing in net + kosten ervan, backup + business model Verborgen kosten (externaliteiten) zijn niet goed bekend. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 16 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Simulation of excess electricity, June 2020 Challenge: how to provide institutional framework and commercial incentives for investing in standby flex / conversion / storage? TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 17 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 9. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 9 Residual load curve in 2020 scenario Residual demand equals electricity demand reduced by intermittent production sources (must-run CHP, solar and wind). Excess electricity occurs when residual demand < 0. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 18 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Is P2G + UGS een oplossing? Bij gebrek aan stuwmeren zal grootschalige UGS, dus niet alleen gevuld met syngas, maar met aardgas, voorlopig nodig blijven. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 19 Exces wind Exces wind: P2G? Windloze week Wat gaat a/h einde v windloze week de snel accelererende vraag 6-8am beantwoorden? NB: als peakshaver UGSen leeg zijn! De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 10. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 10 Vragen Welke oplossingen zijn er, theoretisch en praktisch, om de Nederlandse energiehuishouding significant te verduurzamen onder de randvoorwaarde van betaalbaarheid en leveringszekerheid? Contintentale supergrids (te duur…), P2G (te duur), Vraagsturing (ontoereikend), Chemische e-Opslag (enkel laag vermogen), PSH (te weinig uitbreidingscapaciteit), CAES, CSP + warmteopslag, ……… Welke rol speelt aardgas hierbij? De flexbron bij uitstek: hoog opgeslagen vermogen, snelle ramp-up + langdurige teruglevertijd bij hoog vermogen. Kosten vs. alternatieven. NB: STEG centrale kan met CCS. Welke alternatieven zijn er voor aardgas? Biomassa flexcentrales? Flexibele kolencentrales + CCS. Is de politiek zich voldoende bewust van de effectiviteit en efficientie van hun maatregelen? Voorbeeld ETS + non-ETS maatregelen die elkaar ondermijnen…… TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 20 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie Conclusie Bij gebrek aan PSH in NL lijkt er geen reëel alternatief te bestaan voor fossiele flexcentrales, al dan niet uitgerust met CCS. Alternatieven te duur, of voldoen niet aan eisen van hoogvermogen opslag en snelle opslag/snelle teruglevering. Afhankelijkheid van buitenland voor flexdiensten is ongewenst. De fossielvrije elektriciteitsvoorziening in NL lijkt vooralsnog een utopie. Elektriciteitsleveranciers, die beweren 100% duurzaam te zijn en aan variabele vraag moeten voldoen, kunnen m.i. niet beweren dat ze geen gebruik maken van aardgas c.q. kolen. En zullen dat voorlopig ook niet kunnen. Aardgas zal moeten concurreren met andere flexinstrumenten. Nu vaak te duur. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 21 De bijdrage van aardgas aan de energietransitie
  • 11. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie TNO Delft, 11 maart 2014 Flevum bijeenkomst 11 Conclusie Bij gebrek aan PSH in NL lijkt er geen reëel alternatief te bestaan voor fossiele flexcentrales, al dan niet uitgerust met CCS. Alternatieven te duur, of voldoen niet aan eisen van hoogvermogen opslag en snelle opslag/snelle teruglevering. Afhankelijkheid van buitenland voor flexdiensten is ongewenst. De fossielvrije elektriciteitsvoorziening in NL lijkt vooralsnog een utopie. Elektriciteitsleveranciers, die beweren 100% duurzaam te zijn en aan variabele vraag moeten voldoen, kunnen m.i. niet beweren dat ze geen gebruik maken van aardgas c.q. kolen. En zullen dat voorlopig ook niet kunnen. Aardgas zal moeten concurreren met andere flexinstrumenten. Nu vaak te duur. TNO Delft, 11 maart 2014 Slide 22 Tenslotte: Aardgas kan beter gezien worden als “RE-enabler”. Zonder grootschalige balanceringsintrumenten, lijkt de energietransitie niet mogelijk / te duur of gaat gepaard met te lage leveringszekerheid. Alternatieven ter 100% vervanging van de aardgas flexfunctie lijken niet reëel. Bovendien kan aardgas gepaard gaan met CCS. De bijdrage van aardgas aan de energietransitie