Kurs i analys av « gröna » energiprojekt Utvecklingsläge för “gröna” energiteknologier Kurs i analys av « gröna » energiprojekt Vindfarm Passiv soluppvärmning Foto: Nordex Gmbh Foto: McFadden, Pam DOE/NREL © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Mål Öka medvetenheten om teknologier för förnybar energi och effektiv energianvändning Marknader Typiska tillämpningar Elgenerering med träavfall Solcellsel och solvärme för varmvatten Foto: Warren Gretz, NREL PIX Foto: Vadim Belotserkovsky © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Definitioner Effektiv energianvändning “Gröna” Energi teknologier Använda mindre primärenergi för att uppnå samma nytta Förnybar energi Använda outtömliga naturresurser för att klara energibehov Primärenergi Konventionell Effektiv Effektiv och förnybar Superisolerad bostad med passiv solvärme Foto: Jerry Shaw © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Skäl för “gröna” energiteknologier Miljömässiga Klimatförändring Lokal förorening Ekonomiska Livs-cykelkostnad Fossila bränslen tar slut Sociala Arbetstillfällen skapas Minskat importbehov Ökande energibehov (x3 by 2050) Wind Energy: Electricity Generation Costs Vindenergi –Elproduktionskostnad 40 30 Elkostnad UScent/kWh 20 10 1980 1990 2000 Years År Källa: National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Gemensamma egenskaper hos “gröna” energiteknologier Jämförda med konventionella teknologier: Typiskt större investeringsbehov I allmänhet lägre driftkostnader Mer miljövänliga Ofta kostnadseffektiva med avseende på livscykelkostnader © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Totalkostnad för ett energisystem  inköpspris = inköpspris + årlig kostnad för bränsle, drift och underhåll + kostnad för större reparationer + avvecklingskostnader + finanseringskostnader + etc. © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Teknologier för förnybar elgenerering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Vindenergi Teknologi & Tillämpningar Kräver bra vindförhållanden (>4 m/s på 10 m höjd) Kustområden, runda kullar, öppna slätter Tillämpningar: Rotorblad Vind Hus med växellåda och generator Nav- höjd Vind Torn Nätanslutet Isolerat nät Enskild Warren Gretz, NREL PIX Phil Owens, Nunavut Power Southwest Windpower, NREL PIX © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Vindenergimarknad Årliga installationer av vindturbiner över hela världen Annual Wind Turbine Installations Worldwide 8 000 8 000 Installerad kapacitet (2003): 39 000 MW 7 000 7 000 (~20,6 millioner bostäder som använder 5 000 kWh/år med 30% kapacitetsfaktor ) 6 000 6 000 Tyskland: 14 600 MW 5 000 5 000 Spanien: 6 400 MW MW Förenta staterna: 6 400 MW 4 000 4 000 Danmark: 3 100 MW 3 000 3 000 83 000 MW år 2007 (prognos) 2 000 2 000 1 000 1 000 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Källa: Danska vindjkraftverksleverantörers förening, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Småskalig vattenkraft Teknologi & Tillämpningar Typer av anläggningar: Med damm Strömkraftverk Tillämpningar: Nätanslutet Isolerat nät Enskild DELAR I ETT VATTENKRAFTVERK Damm Förbiledning Reservoir Francisturbin Inloppstub Kraftverks- byggnad Kraft- ledning Generator Nerströms- område Turbin Avloppstub © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Marknad för småskalig vattenkraft 19% av all el i världen genereras med vattenkraft Globalt: 20 000 MW utbyggd kapacitet (effekter < 10 MW) Prognos: 50 000 - 75 000 MW till 2020 Kina: 43 000 anläggningar (effekter < 25 MW) 19 000 MW utbyggt ytterligare 100 000 MW utbyggnadsvärt Europa: 10 000 MW utbyggt ytterligare 4 500 MW utbyggnadsvärt Canada: 2 000 MW utbyggt ytterligare 1 600 MW utbyggnadsvärt Källor: ABB, Renewable Energy World, and International Small Hydro Atlas Litet vattenkraftverk © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Solceller (PV) Teknologi & Tillämpningar Solpanel Hushållsanläggning Solcellscentral Lokal central på byggnad Styr- enhet Mätare Distributions system Mätare Foto: Tsuo, Simon DOE/NREL Ackumulator Belysning Solcellsdriven vattenpump Nätansluten solcellsanläggning Foto: Strong, Steven DOE/NREL © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Årlig installation av solceller över hela världen Marknad för solceller Årlig installation av solceller över hela världen 800 800 Installerad kapacitet globalt (2003): 2 950 MW 700 p 700 (~1,2 miljoner bostäder som använder 5 000 kWh/år) 600 600 32% ökning av leveranser under 2003 500 500 p MW 400 400 300 300 200 200 100 100 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Källa: PV News © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Samproduktion av värme och el (kraftvärme) Samtidig produktion av två eller fler nyttiga energiformer från en primärenergikälla Rökgaser 15 enheter Värmeåtervinningsverkningsgrad (55/70)=78,6% Totalverkningsgrad (30+55/100)=85,0% Värme 55 enheter Värme- last Avgaspanna Värme i rökgaser 70 enheter El Bränsle enheter 30 100 enheter Värmekraftverk Generator Ellast © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Samproduktion av el och värme Tillämpningar, bränslen, utrustning Olika tillämpningar Olika bränslen Biomassa för kraftvärme Foto: Gretz, Warren DOE/NREL Foto: Gaz Metropolitan Olika typer av utrustning Förbränningsmotor för elproduktion Foto: Rolls-Royce plc © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Samproduktionsbeskrivning Tillämpningar Fjärrvärmeanläggningar Industriprocesser Bostadsområde Uppvärmning av industrilokal, köpcentrum eller enskild bostad El och värme, stadshuset i Kitchener Foto : Urban Ziegler, NRCan El och fjärrvärme från deponigas, Sverige Mikroturbin vid växthus Foto : Urban Ziegler, NRCan Foto : Urban Ziegler, NRCan © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Samproduktionsbeskrivning Energikällor Fossila bränslen Naturgas Diesel och eldningsoljor Kol, torv. Förnybara bränslen Hyggesrester Industriellt avfall Deponigas och rötgas Jordbruksavfall Kommunalt avfall Energigrödor etc. Geotermisk energi Vätgas etc. Biomassa för kraftvärme Foto : Warren Gretz, DOE/NREL Geotermisk geyser Foto : Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Samproduktion Utrustning och processer Utrustning för kylning Kompressor Absorptions kylare Värmepump, etc. Utrustning för värmeproduktion Panna (hetvatten, varmluft) Värmeväxlare för spillvärme Heat pump, etc. Elproduktionsprocesser Ångturbin Förbränningsmotor Gasturbin Gas turbine-combined cycle Bränslecell, etc. Gasturbin Foto: Rolls-Royce plc Kylanläggning Foto: Urban Ziegler, NRCan © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Samproduktion av el och värme. Marknad Region Eleffekt Kommentar Kanada 12 GW Mest papper&massa samt petrokemisk industri USA 67 GW Växer snabbt, policystöd för samproduktion Kina 32 GW Huvudsakligen koleldad samproduktion Ryssland 65 GW C:a 30% av el från samproduktion Tyskland 11 GW Växande marknad för kommunal kraftvärme UK 4,9 GW Starkt ekonomiskt stöd för förnybar energi Brasilien 2,8 GW I separata elnät Indien 4,1 GW Huvudsakligen bagassbaserad i sockerbruk SydAfrika 0,5 GW Ersätter huvudsakligen kolkondenskraft Världen 247 GW Förväntas öka med 10 GW per år Källa: World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Förnybar energi för Uppvärmning & Kylning © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Värme från biobränslen Teknologi & Tillämpningar Kontrollerad förbränning av ved, jordbruksavfall, kommunalt avfall etc för att generera värme Flisning av ved Enstaka byggnad eller fjärrvärme Photo Credit: Wiseloger, Art DOE/NREL Foto: Oujé-Bougoumou Cree Nation Värmepanna © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Marknad för värme från biobränslen Globalt: Biomassa bidrar med 11% av den totalt tillförda primärenergin (TTPE) Mer än 20 GWth installerad värmeeffekt Utvecklingsländer: Matlagning, uppvärmning Inte alltid uthålligt utnyttjande Afrika: 50% of TTPE Indien: 39% of TTPE Kina: 19% of TTPE Industrialised countries: Uppvärmning, el, processvärme Finland: 19% of TTPE Sweden: 16% of TTPE Österrike: 9% of TTPE Danmark: 8% of TTPE Canada: 4% of TTPE USA: 68% av förnybar energi Eldstad Photo: Ken Sheinkopf/ Solstice CREST 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 New Installations of Small Scale (<100 kW) Biomass Heating Systems in Austria Nyinstallation av små (<100 kW) uppvärmningssystem för biobränsle i Österrike Källa: Ingwald Obernberger citing the Chamber of Agriculture and Forestry, Lower Austria Källa: IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 02/2003 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Sol för luftburen värme Teknologi & Tillämpningar Kollektor för luft för-värmning (ej glasad) Kall luft värms när den passerar genom små hål i metallplåt (SolarwallTM) En fläkt cirkulerar den värmda luften genom byggnaden Diffusor i väggen Perforerad kollektor- plåt Fläkt Frisk luft © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Marknad för luftburen solvärme Förvärmning av ventilations-luft för byggnader med stort friskluftbehov Torkning av jordbruksprodukter Lönsamt vid nyanläggning eller stort renoveringsbehov Industribyggnader Foto: Conserval Engineering Torkning av jordbruksprodukter Foto: Conserval Engineering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Solvärmda vattensystem Teknologi & Tillämpningar Kollektorer med eller utan glastäckning Varmvattenlager (tank eller bassäng) Kommersiella byggnader, institutioner eller pooler Aquakultur – Laxkläckningsanläggning © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Marknad för solvärmda vattensystem Mer än 30 millioner m2 kollektoryta över hela världen Europe: 10 millioner m2 of kollektoryta i drift Årlig tillväxt 12% Tyskland,Grekland, Österrike Mål för 2010: 100 millioner m2 Stark världsmarknad för värmning av pooler i badanläggningar Barbados har 35 000 anläggningar Villor och pooler Flerbostadsvus Source: Renewable Energy World, Oak Ridge National Laboratory Foto: Chromagen © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Passiv solvärme Teknologi & Tillämpningar Sommar Kan bidra med 20 to 50% av uppvärmningsbehov under eldningssäsongen Ökat utnyttjande genom effektiva fönster vända mot söder Värmelagring i byggnadsstommen Utnyttja skuggning för att undvika värmeöverskott sommartid Vinter Passiv solvärme för flerbostadshus Foto: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Marknad för passiv solvärme Användning av effektiva fönster är standardutförande för passiv solvärme idag För nybyggnad – ingen eller låg extrakostnad Effektivare fönster Byggnadens orientering Lämplig skuggning Konkurrenskraftigt för nya byggnader och renoveringar Kommersiell byggnad DOE/NREL Foto: Gretz, Warren Bostadshus Foto: DOE/NREL © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Markvärmepumpar Teknologi & Tillämpningar Vattenburet värme- eller kylsystem Electricitet driver en ångkompressionsprocess Värme tas från marken vintertid och kyls bort till marken sommartid Vertikal markkrets Horisontell markkrets © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Marknad för markvärmepumpar Världen: 800 000 installationer Total capacitet 9 500 MWth Årlig tillväxt 10% USA: 50 000 installationer årligen Sverige, Tyskland, Schweiz stora marknader i Europa Markvärmepump för villa Kommersiella byggnader, institutions- och industribyggnader Canada: Mer än 30 000 bostäder Mer än 3 000 anläggningar i industri och kommersiella byggnader 435 MWth installerat Foto: Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Andra kommersiella ”Gröna” energiteknologier Bränslen: etanol och bio-diesel Effektiva kylsystem Elmotorer med variabelt varvtal Dagsljusanvändning och effektiv belysning Värmeåtervinning från ventilationsluft Annat Jordbruksavfall som bränsle Foto: David and Associates DOE/NREL Effektiv kylanläggning i ishall Dagsljusanvändning och effektiv belysning Foto: Robb Williamson/ NREL Pix © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Kommande ”Gröna” energiteknologier Soltermiska kraftverk Kraftverk som utnyttjar havets temperaturskillnader Tidvattenkraftverk Kraftverk drivna av havsströmmar Vågkraftverk etc. Solkraftverk med paraboliska kollektorer Photo Credit: Gretz, Warren DOE/NREL Solkraftverk med reflektorer och central kollektor i ett torn Foto: Sandia National Laboratories DOE/NREL © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Slutsatser Det finns kostnadseffektiva möjligheter Många lyckade tillämpningar Växande marknader Förnybara energikällor och effektiv energiteknik är tillgängliga Parks Canada PV-vind hybridanläggning (Arctic at 81°N) Foto: Michael Ross Renewable Energy Research Installation av 600 kW vindturbin PV driven telefon Foto: Nordex Gmbh Foto : Price, Chuck © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.

Frågor? © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005.