FJERNVARME I FREMTIDENS BYGNINGER

OG ENERGISYSTEM

JAKOB ZINCK THELLUFSEN

PHD AALBORG UNIVERSITET

Oversigt

1. Fjernvarme i fremtidens energisystem

2. Fjernvarme og boliger

• Energibesparelser set i systemperspektiv

• Forholdet mellem besparelser og produktion

Energisystemanalyser

Modellering af energisystemer

Vores mål:

At undersøge og sammenligne forskellige alternativer

Fjernvarme kan dække 66 % af varmeforbruget!

FJERNVARME I FREMTIDENS ENERGISYSTEM

FJERDE GENERATIONS FJERNVARME

1G: DAMP 2G: IN SITU 3G: PRÆFABRIKERET 4G: 4. GENERATION

Temperatur-

niveau

Dampsystemer,

Rør i beton kanaler

< 200 oC

Tryksat hedtvandssystemer,

Massivt og tungt udstyr

Store stationer opbygget på stedet

Præ-isolerede rør

Industrialliserede kompakte stationer

Energimåling og fjernmonitorering

Lavt energibehov

Smart energi (optimal interaktion

mellem energikilder, distribution

og forbrug)

2-vejs fjernvarme

> 100 oC

< 100 oC

<50-60oC (70oC)

Energi-

effektivitet

Storskala

solpaneler

Stort sæsonlager

Storskala

solpaneler

Fremtidige

energikilder

Biomasse-

konvertering

Biomasse

KV - Biomasse

Geotermi

2-vejs

fjernvarme

Industriel

overskudsvarme

Solceller, Bølgeenergi,

Vind overskudsenergi

KV

Biomasse

Koldt-

Varme-

lager

Varme-

lager

Varme-

lager

Fjern-

køleanlæg

vandslager

Damp-

lager

Kul

Affald

KV - Kul

KV - Olie

Kul

Affald

KV - affald

KV - kul

KV - Olie

Gas, Affald

Olie, Kul

Industriel

overskudsvarme

KV - Affald

Store

varmepumper

Forsyning af

lavenergi

bygninger

Lokal fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme

Udvikling (Fjernvarmegeneration) /

Periode for bedst tilgængelig teknologi

1G / 1880-1930 2G / 1930-1980 3G / 1980-2020 4G / 2020-2050

Energ

ieffekt

ivitet / te

mpera

turn

iveau

Fjern

varm

enet

Fjern

køle

net

Smart Energy Systems

https://www.youtube.com/watch?

v=f9xivjmkD4k

FJERNVARME OG BOLIGER

Forholdet mellem energiproduktion og energiforbrug

Besparelser i energiforbruget skal ses i et system perspektiv

Vores helt store udfordring er det eksisterende byggeri

Et systemperspektiv på besparelser

Systemet der undersøges indeholder fjernvarme og kraftvarme

Der udføres besparelser i varmesektoren og elsektoren

Kraft-varmeværk

VarmebehovElbehov

Systemperspektivet er nødvendigt

Kraft-varmeværk

VarmebehovElbehov

0

10

20

30

40

50

60

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%

Reduktion i b

rændsels

behov [

]TW

h]

Reduktion i el- og varmebehov

Scenario1 Scenario2 Synergy effect

Samspil mellem fremtidens bygninger og fjernvarme

Vedvarende energisystem for 2050

66 % fjernvarme

”Hvor meget bør energibehovet reduceres?”

Hvor mange bygninger skal renonveres?

Hvilken standard for nybyggeri?

Samspil mellem fremtidens bygninger og fjernvarme

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

2030405060708090100110120

EU

R/k

Wh

kWh/m2

DH share 66% New buildings (current prices MV) Existing buldings (marginal costs) Existing buildings (total costs)

Reducere eksisterende byggeri til ca. 80 kWh/m2

Varmebehov i nybyggeri ca. 55 kWh/m2

Usikkerhed i målsætningerne?

Systemet fungerer uafhængigt af besparelsesniveauet

Færre besparelser kræver dog mere forsyningskapacitet

Dermed har det indvirkning på omkostninger og brændstofforbrug

Fjernvarme og besparelser i eksisterende byggeri

22600

22700

22800

22900

23000

23100

No savings 50 % lesssavings

Savings inIDA's Energy

Vision

50 % moresavings

Tota

l A

nnual C

osts

[M

illio

n E

UR

]

Total Annual Costs

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

No savings 50 % lesssavings

Savings inIDA's Energy

Vision

50 % moresavings

Prim

ary

Energ

y S

upply

[T

Wh]

Primary Energy Consumption

Fluctuating renewables Biomass

Fjernvarme og besparelser i nybyggeri

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

IDA's Energy Vision2050

Heat performance43.82 kWh/m2

Heat performance35.73 kWh/m2

Prim

ary

Energ

y S

upply

[T

Wh]

Primary Energy Consumption

Fluctuating renewables Natural gas

22500

22600

22700

22800

22900

23000

23100

23200

IDA's Energy Vision2050

Heat performance43.82 kWh/m2

Heat performance35.73 kWh/m2

Tota

l A

nnual C

osts

[M

illio

n E

UR

]

Total Annual Cost

Har fjernvarmen stadig en rolle i fremtidens boliger og

bygninger – nye og eksisterende?

Fjernvarme kan, og bør, spille en nøglerolle i fremtidens energisystem

Dette gør, at vi kan finde mere optimale besparelsesløsninger i bygninger

Helt essentielt, at vi begynder at optimere vores eksisterende byggeri

Nybyggeriet skal også optimeres

Kontakt og baggrundslitteratur

Kontakt:

Email: jakobzt@plan.aau.dk

Telefon: +45 9940 8289

Litteratur:

IDAs Energivision 2050 (rapport)

Heat Saving Strategies in Sustainable Smart Energy Systems (rapport)

Energy saving synergies in national energy systems (artikel)