Dnv gl Heat meets power

ENERGY

Heat meets Power: ENERGY

Trends en gedeelde uitdagingen Joost de Wolff, Wim van der Veen

Ungraded

1

DNV DNVGL GL©©2016 2016

donderdag 9 juni 2016

SAFER, SMARTER, GREENER

Warmtenetten Trends:  Warmtevisie Minister Kamp: “Stimuleer vermindering gasverbruik door inzet van duurzame warmte en restwarmte”  ook uitdaging voor slimmere & groenere warmtenetten

 Naast wens tot verduurzaming ook roep om flexibilisering – Integratie warmtenetten en elektriciteitsnetten – Beide netten worden slimmer met elementen als decentrale opwekking, opslag, third party access, demand response – Echt slimmer bij verregaande integratie energie-infra

 Technische uitdagingen en Organisatorische uitdagingen Ungraded

2

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Warmtenetten Technische Uitdagingen:  Veel mogelijkheden om warmtenet in te richten: – Keuze temperaturen in het net: hoog, of laag met decentraal WP’s – Opvang piekvraag, ontwerp toekomst-vast tracé, vollopen aansluitingen – Op welke locatie warmtebuffers in het net, met welke capaciteit en vermogen?

– Power-to-Heat als warmtebron, of toch opslag elektriciteit?

– P2H, P2P of P2G? Echte integratie energie-infra!

 Complexe Afweging met Systeem integratie model en optimalisatie Ungraded

3

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Uitstapje Energieopslag: toepassing omhoog en prijzen omlaag

Ungraded

4

DNV GL Š 2016

donderdag 9 juni 2016

Toename geĂŻnstalleerd vermogen opslag is mondiale ontwikkeling

Ungraded

5

DNV GL Š 2016

donderdag 9 juni 2016

6

Methode voor techniek introductie en risico reductie: GRIDSTOR

DNV GL issued a Recommended Practice (DNVGL-RP-0043) on gridconnected energy storage 

Guidelines and methods to evaluate, assess and test safety, operation and performance of grid-connected ES



Referencing ISO, IEC and IEEE standards if possible, enhancing where needed



Industry supported: created by consortium of 7 parties, 36 parties involved in review process



Comprehensive



Free to use

Defining building blocks for an open competitive market place

GRIDSTOR update Continuous updates announced: following technology

adding technologies, development and applications and end-user applications topics

Ungraded

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016 see www.dnvgl.com/services/gridstor-recommended-practice-for-grid-connected-energyFor more information, storage-52177 and rules.dnvgl.com/docs/pdf/DNVGL/RP/2015-12/DNVGL-RP-0043.pdf

Systematische modelafweging: Capturing the value of storage Transmission

Generation

Distribution

Commercial, industrial & residential

Aggregated utility Scale 2-50 MW

Bulk Storage>50 MW

KERMIT grid simulation

PLEXOS production cost

Bulk storage applications 



Fossil generation support





Contingency reserve, resource adequacy

Ungraded

7

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

PLATOS distribution valuation

Utility scale applications

Large renewable support – shifting, smoothing or firming



Utility scale 100kW-2MW

Distributed scale 25kW-100kW

SOPRA optimizer end use

Micro-grid applications

Customer scale applications

Distribution circuit upgrade deferral



PV smoothing



Customer bill management Outage mitigation

DNV GL proprietary tools



Remote eff-grid



Islands



Autarky

Systematische modelafweging: Uitbreiding met warmte opslag Transmission

Generation

Distribution

Commercial, industrial & residential

Aggregated utility Scale 2-50 MW

Bulk Storage>50 MW

KERMIT grid simulation

P2P

Bulk storage applications 

District heating – transmission circuit support



Centralized bulk (renewable) heat storage Contingency reserve

Ungraded

8

PLATOS distribution valuation

Stre@m revenue optimizer

P2H



Stre@m revenue optimizer

Utility scale 100kW-2MW

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Utility scale applications

Distributed scale 25kW-100kW

SOPRA optimizer end use

DNV GL proprietary tools

TREIN heat model

Customer scale applications

Micro-grid applications



District heating distribution circuit support



District heating – distribution grid optimization



Support small district heating systems (islands)



Process heat storage



Customer bill management



Autarky

Warmtenetten Technische Uitdagingen:  Technische uitdaging zeker niet onderschatten, maar wel oplosbaar: – Veel technische kennis beschikbaar om oplossingen te vinden  Bijvoorbeeld uitkomst P2H, P2P of P2G niet altijd hard de een of de ander.

Afhankelijk lokale omstandigheden, markt, plaats en tijd!

 Met heldere ambitie voor warmtenet (al dan niet gesteund door Warmteplan), en zicht op technische invulling volgt grootste uitdaging naar realisatie:  Organisatie samenwerking stakeholders

Van initiatiefnemer (Gemeente of lokale overheid), projectontwikkelaar, energieproducent, netbeheerder, ESCo tot eindgebruiker, prosumer etc., etc.

Iedere partij een incentive nodig om in project te stappen en te blijven!

Ungraded

9

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Rollen stakeholders veranderen over de fasen van project

Construction

Ungraded

10

DNV GL Š 2016

donderdag 9 juni 2016

Warmtenetten Organisatorische Uitdagingen:  Voor alle partners zicht op positieve business case over looptijd,  Vraagt wederzijds gunnen en inzicht in motivatie en belangen  Inclusief voldoende zekerheden in traject met mogelijke ontwikkelingen  Warmtenet zal lange-termijn investering blijven  Om risico’s in te kunnen schatten, visie op toekomstige condities essentieel

Vraagt om werken met scenario’s, groeipaden en marktmodellen

Ungraded

11

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Zijn warmtenetten nodig in de verduurzaming van energie?

Sustainability

Reliability

Even een stapje terug, zijn er goede alternatieven

Affordability

Wat is het uiteindelijke doel waarnaar we streven voor de energievoorziening?  Driehoek Duurzaam, Betaalbaar en Betrouwbaar.  Insteek lijkt duurzaam: verduurzaming van de energievoorziening  >50% is warmtevraag dus warmte is erg belangrijk Bron: Raad voor de leefomgeving en infrastructuur , 2015

Ungraded

12

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Verduurzaming van warmtevoorziening betekent niet 1-op-1 de uitrol van warmtenetten  Duurzame warmte kan direct via biomassa, geothermie  warmtenetten of  Indirect via duurzame elektriciteit of gas  elektriciteits- en gasnetten Voor de keuze zijn er vele invloeden en kwesties:  Technologisch – Verwachte ontwikkeling

Technologie

– Beschikbaarheid

 Markt / economie – Huidige en toekomstige kosten en opbrengsten – Concurrentie nu en in de toekomst – Risico’s

 Maatschappij / beleid – Duurzaamheid, CO2 beleid, energiebesparing, regulering, …

– Warmteplannen en marktmodellen Ungraded

13

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Markt

Maatschappij

Welke keuze is de juiste?

De gebruikte methode is vaak belangrijker dan de uitvoering  Keuze voor infrastructuur is er één voor de lange termijn  Goede keuze maken – no regret, risico analyse  Methode bepaald 80% van de uitkomst, uitvoering maar 20%  Moskou – Nederland vergelijking warmtevoorziening – 15 miljoen inwoners – Dubbele verliezen in SV, 14% slechter rendement in HWK, dubbele bijstookfactor in WKK – .. en toch 25% lager energieverbruik voor warmte – door keuze van de juiste methode: warmtenet met WKK We staan ook voor dergelijke keuzes voor de toekomstige energievoorziening en verduurzaming van de warmtevoorziening Ungraded

14

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Keuze van methode is dus belangrijk – hoe maak je die keuze?  Op basis van wereldbeelden / scenario’s, en welke?  Bijvoorbeeld die van Enexis  Keuze tussen wereldbeelden lastig vooraf te maken  Meningen niet altijd onderbouwd (Eigen Huis magazine)  Alle vier kwadranten lijken mogelijk in de toekomst en ook tegelijkertijd – keuze rond scenario’s is niet op voorhand helder maar is misschien ook niet het belangrijkst Ungraded

15

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Belangrijker lijkt de vraag: Hoe kom je nu van wereldbeelden naar investeringsstrategie?  Vertalen van scenario’s naar optimale infrastructuur - kwantificeren  Op basis van de optimale infrastructuur per scenario, robuuste keuzes maken  Wat is dan een goede aanvliegroute?  Elektriciteits- en gasmarkt (inter)nationaal – warmtemarkt lokaal of regionaal  Koppeling via de elektriciteitsmarkt – Residuele E-vraag gelijktijdig hoog met W-vraag – Behoefte aan flex lijkt in E-markt groter dan in W-markt – Opslag E veel lastiger dan W-opslag – Vraag hierbij lijkt te zijn: Hoe kan Warmte Elektriciteit helpen?

Ungraded

16

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Hoe kan warmte elektriciteit helpen, waar is interactie?  We zien voor de toekomstige elektriciteitsvoorziening perioden met tekorten maar ook met overschot op verschillende tijdschalen  Vooral helpen met benutten / opnemen overschot – economisch aantrekkelijk  Helpen kan lokaal (congestie) en nationaal (operationele reserves)

 Voorbeeld EZ-WKK studie  Inzet van flexibiliteitsopties voor overschotten

Bron: CE – DNV GL Ungraded

17

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Hoe groot is de behoefte en wat levert dat op?  Overschot wanneer het aanbod zon en wind de vraag benadert  Prijzen laag als dit optreedt  Goedkope warmte  Maar ook WKK “probleem”

Bron: CE – DNV GL Ungraded

18

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Maar ook WKK “probleem”  Lage residuele vraag maakt must-run WKK duur  Flexibel maken bijvoorbeeld door P2H

Bron: CE – DNV GL

Ungraded

19

Geavanceerde modellen nodig voor interactie met elektriciteitsmarkt

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Modellen voor de elektriciteitsmarkt zijn voorhanden op verschillende tijdschalen om die invloeden te berekenen  Globale economische modellen  Simulatie modellen voor interactie E, W, G maar ook P  Modellen vanuit (NWE) E-markt uitbreiden met warmte-infrastructuur?

Bron: DNV GL Ungraded

20

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Hoe kan de ontwikkeling van warmtenetten worden gefaciliteerd en gestimuleerd?

Stel we zijn samen overeengekomen dat warmte de beste oplossing is, wat dan?:  Rolverdeling en verantwoordelijkheden stakeholders vastleggen  Bepalen van de business case voor de stakeholders onder verschillende omstandigheden (scenario’s, risico’s) inclusief de winst in duurzaamheid  We moeten niet alleen de klant maar ook de leverancier en de distributeur verleiden: – Het verdelen van de koek (of de chagrijn) moet zo eerlijk en transparant mogelijk gebeuren – Eventueel garantie of investering door de overheid?

– Stimulerend en adequaat marktmodel nodig

Ungraded

21

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Welk marktmodel is realistisch en stimulerend en levert transparante en eerlijke inkomsten?  Monopolie is realistisch maar niet stimulerend om duurzame warmte in te brengen, transparantie is een probleem  Open warmtenetten zijn stimulerend en transparant maar (meestal) niet realistisch, zeker niet om mee te starten, en geven geen duidelijke inkomsten.  Tussenvorm met Common Carriage of TPA  Eisen aan een functionele markt  Lessons learned uit E en G markt: Marktontwerp moet afgestemd zijn op de fase waarin het systeem zich bevindt  Organische groei lijkt aan te raden Ungraded

22

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Samenvatting – wrap up  Warmte is heel belangrijk in de verduurzaming van onze energievoorziening  Dit betekent niet per definitie warmtenetten  Er moeten no-regret keuzes gemaakt worden voor een “optimale voorziening”  Kwantificering kan hierbij enorm helpen om die keuzes inzichtelijk te maken  Hierbij moet de integrale energievoorziening worden bekeken (G, W, E, P)  Bestaande modellen voor G en E kunnen hiervoor worden uitgebreid met W en P  Daarna moet de juiste keuze gefaciliteerd en gestimuleerd worden  Als warmtenetten hierbij horen dan: – Vergt dit nauwe samenwerking van stakeholders – Moet er voor alle stakeholders een positieve business case zijn – Moet het juiste marktmodel worden gekozen  We staan voor spannende keuzes waar we niet met stoom en kokend water tegen aan moeten maar waar we wel het gas erop moeten houden voor resultaat Ungraded

23

DNV GL © 2016

donderdag 9 juni 2016

Dank voor uw aandacht

Ungraded

24

DNV GL Š 2016

donderdag 9 juni 2016