Effektiv fjernvarme i fremtidens energisystem

I Danmark er ca. 1,5 mio. husstande eller 60 pct. af alle boliger forsynet med fjernvarme. Halvdelen af fjemvarmen produceres på centrale kraftvarmeværker, den anden halvdel leveres fra decentrale kraftvarme- og fjernvarmeanlæg, affaldsforbrænding og industrien (overskudsvarme). Fjernvarmen var et vigtigt element i 'naturgasprojektet' og har givet mulighed for effektiv og miljøvenlig anvendelse af vanskelige brændsler som træ, halm og affald til energiformål. I EU er det målsætningen at formindske afhrængigheden af fossile brændsler samt at anvende energien mere effektivt. Af kraftvarmedirektivet fra 2004 fremgår det, at effektiv kraftvarme er et vigtigt middel til at nå disse mål, og at alle medlemsstater hvert fjerde år (første gang i 2007) skal analysere kraftvarmepotentialet samt redegøre for, hvor meget kraftvarmeproduktionen er øget. I Danmark er fernvarmen siden energikriserne i I970'erne blevet prioriteret i energiforsyningen gennem varmeplanlægningen, afgiftsstrukturen, tilskud samt mulighederne for kommunernes anvendelse af tilslutningspligt. De sidste ca.20 år har Danmark haft et nogenlunde uændret bruttoenergiforbrug, samtidig med at den økonomiske vækst har været ca. 50 pct.. Den stigende kraftvarmemængde, som fjernvarmen har givet mulighed for, har sammen med energibesparelser været en afgørende forudsætning. Øget fokus på varmebesparelser, ædrede vilkår i el- og gasmarkederne samt den teknologiske udvikling med muligheder for individuelle løsninger (mikrokraftvarme, varmepumper, pilleovne) kan sætte økonomien i fjernvarmen udner pres og kræve nye løsninger. Hertil kommer, at den energipolitiske prioritering af fjernvarmen synes at være under forandring, hvilket bl.a. sås med myndighedernes idedkatalog til effektivisering af fjernvarmesektoren fra 2004 og vedtagelsen af L81 om elpatroner mv. i 2006.I regi af Dansk Fjernvarme etablerede en række fjernvarmeselskaber i foråret 2006 en arbejdsgruppe (visionsudvalget) med det formål at være fødselshjælper for nødvendige initiativer og forskningsprojekter, der kan hjælpe med at afklare fjernvarmens fremtidige muligheder i et stadig mere dynamisk energisystem. Dette projekt er direkte udsprunget af visionsudvalgets forarbejde og skal belyse, hvordan fjernvarmens rolle i energiforsyningen kan udvikles på langt sigt gennem effektiv drift, anvendelse af ny teknologi samt dynamisk samspil med elmarkedet. Endvidere vil der i projektet blive peget på, hvilke konkrete udviklingsbehov og demonstrationsprojekter der kan understøtte udviklingen. Projektet indeholder seks arbejdspakker: A1: Indsamling af fjernvarmedata og opstilling af grundscenarie for 2025 og 2050. På basis af eksisterende energipolitiske målsætninger og langsigtede perspektiver konkretiseres et grundscenarie for Danmarks energiforsyning i 2025. Scenariet opstilles som et milscenarie for CO2-emission, olieforbrug samt varme- og kølebehov i forskellige bygningskategorier i Danmark. Hertil kommer relevante rammebetingelser som brændselspriser, afgifter etc. Scenarietager udgangspunkt i det såkaldte 'kombinationsscenarie' fra Teknologirådets projekt om 'Det fremtidige danske energisystem'. Samtidig udvrælges et antal konkrete fjernvarmeområder som 'cases', og der indsamles nøgledata, der bl.a. kan anvendes ved optimering af fremtidig områdeafgænsning. A2: Videreudvikling af modelværktøj der drækker hele det Nordiske El- og kraftvarmesystem. Modelvæktøjet Balmorel videreudvikles, så investeringsmodulet også kan anvendes i forbindelse med beslutninger inden for fjernvarmeområdet. Modellen skal således i udvalgte år kunne foretage investeringer i nye fjernvarmeteknologier, herunder bl.a. køling vha. fjernvarme, samt kunne udvide eller indskrænke fjernvarmeområder baseret på investeringsnøgletal. Dette vil kræve, at også individuelt opvarmede bygninger i et vist omfang indgår i modellens varmeområder. A.3: Opstilling af teknologikatalog for 2015 og 2025 samt perspektivkatalog 2050. Teknologikataloget har fokus på fjernvarmeteknologier og konkurrerende individuelle teknologier. Kataloget skal ses som en videreudvikling og opdatering af 'Technology Data for Electricity and Heat Generating Plants' udarbejdet af Energistyrelsen og Systemansvaret i 2005. Kataloget skal bl.a. indeholde data om varmepumper, kraftvarmeanlæg, varmekedler, fjernvarmerør, fjernkølingsteknologier, solvarmeanlæg, varmelagre og individuelle opvarmningsteknologier. Kataloget indeholder også en vurdering af teknologiens udviklingsstade. Teknologikataloget opdateres i hele projektforløbet med relevante data, herunder bl.a. med erfaringer og driftsdata fra det nye absorptionsanlæg på Fjernvarmens Hus i Kolding. A4: Analyser af forskellige udviklingsforløb. På basis af rammebetingelserne i grundscenariet og varianter analyseres en række udviklingsforløb til 2025 samt perspektivforløb til 2050. Analyserne foretages bl.a. ved anvendelse af Balmorels investeringsmodul. Modulet foretager i udvalgte år, f.eks. hvert femte år, 'optimale' beslutninger om investeringer i el- og varmeproducerende teknologier samt net i de udvalgte fjernvarmeområder. Investeringeme foretages på baggrund af udgangssituationen samt rammebetingelser for bræendsler, afgifter, teknologier til rådighed mv., således at de samlede omkostninger i energisystemerne minimeres. Udviklingsforløbene tilrettelægges således, at mållsætningerne (CO2 mv.) nås. Ud over referencescenariet kan følgende udviklingsforløb frem til 2025 tænkes udmøntet i projektet: Stærkt faldende varmebehov. Nye boligområder udvikles som lavenergibyggeri og selv i eksisterende bygninger falder varmebehovet signifikant. Fjernvarmesektoren står over for drastiske ændringer i form af restruktureringer og nedlukninger af områder, alternativt at skabe nye markeder. Stabilt eller endog svagt stigende varmebehov. Enhedsforbruget af varme er faldende, men dette forhold bliver delvist opvejet af større boliger. Samtidigt er der et stigende behov for køling, evt. baseret på fjernvarme. A.5: Analyser af specifikke cases. Igennem scenarieanalyserne identificeres en række teknologiske muligheder i form af anvendelse af lavtemperaturfjernvarme, varmepumper, varmelagre o.lign. I denne arbejdspakke detail-analyseres disse muligheder på to udvalgte case-områder: Et mindre decentralt fjernvarmeområde og et større centralt område. Igennem disse analyser klargøres, hvilke muligheder der teknisk/økonomisk kan realiseres i den virkelige verden. Resultaterne heraf fødes tilbage til scenarieanalyserne. A6: Konklusioner, perspektiver og anbefalinger. De betingelser, der især er afgørende for, at målsætningerne kan nås, og som bestemmer konkurrenceforholdet mellem de forskellige forsyningsformer, diskuteres. Herunder betydningen af afgiftsincitamenter, brændselspriser, teknologiske udviklingsmuligheder, energitæthed og hvor effektivt og dynamisk varmetransmissionsnettet kan anvendes. Endvidere peges der på konkrete udviklingsbehov, og der fremlægges anbefalinger om demonstrationsprojekter