KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Klima-, Energi- og Forsyningsudvalget 2019-20
KEF Alm.del Bilag 230
Offentligt

Roadmap for elektrificering i Danmark - ho-

vedrapport

25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

2 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Udarbejdet af:

Ea Energianalyse

Gammeltorv 8, 6. tv.

1457 København K

T: 60 39 17 16

E-mail: [email protected]

Web: www.eaea.dk

3 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Indhold

Baggrund og forord..............................................................................5

Grundlag for ambitiøs elektrificering ....................................................8

2.1. Indledning ........................................................................................... 8

2.2. Scenarier: COMBO og Ambitiøs elektrificering .................................. 8

2.3. Hvor langt kan vi nå? ........................................................................ 10

Elektrificeringsscenarier i EU-lande .................................................... 12

Elektrificeringsscenarier for Danmark................................................. 16

4.1. Lagring og fleksibilitet

–

Flex scenarier............................................. 19

4.2. Fjernvarme........................................................................................ 20

4.3. Elprisens udvikling ............................................................................ 21

4.4. Afregningspriser ............................................................................... 22

Elektrificering og økonomi ................................................................. 25

Konklusioner og elementer til en roadmap ......................................... 27

6.1. Barrierer og udfordringer ................................................................. 28

6.2. Virkemiddelkataloger for øget elektrificering .................................. 30

Bilag

–

vigtigste beregningsforudsætninger ............................................... 38

4 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

1. Baggrund og forord

Energifonden er en almennyttig fond, der er et udspring af en politisk aftale

(ELFOR-aftalen) fra 2004. Energifondens formål er at fremme en bredspektret

oplysnings- og rådgivningsindsats for energibesparelser, vedvarende energi og

et fossilfrit energisystem. Energifonden har i perioden december 2018

–

fe-

bruar 2020 udvirket en analyse med følgende formål:

At undersøge muligheder og udfordringer samt klimaeffekter af en markant

øget elektrificering af det danske energiforbrug samt at konkretisere dette i en

praktisk Elektrificeringsroadmap, der kan inspirere beslutningstagere og aktø-

rer til aktiv handling.

Projektet har indeholdt fire delopgaver:

•

Litteraturstudie af muligheder for elektrificering

Case-studier af konkrete projekter med elektrificering

Modelanalyser af scenarier for elektrificering af det danske og euro-

pæiske energisystem

Workshops

Litteraturstudie, case-studier, scenarieanalyser samt workshopopsamling af-

rapporteres i særskilte baggrundsrapporter og bilag. Arbejdet er gennemført

af Ea Energianalyse a/s, og projektets fremdrift og indhold har været under-

støttet af en styregruppe bestående af:

Anne Grete Holmsgaard, Energifonden (Formand)

Troels Ranis, Dansk Industri

Anders Bavnhøj Hansen, Energinet

Jesper Koch, Grøn Energi

Kamilla Thingvad/Torsten Hasforth, Dansk Energi

Frederik Silbye, Klimarådets sekretariat

Jens Astrup Madsen/Simon Horsholt, Landbrug & Fødevarer

Torben Lund Kudsk, FDM

Hans-Henrik Lindboe, Ea Energianalyse (projektleder)

Amalie Tokkesdal, Ea Energianalyse (sekretær for styregruppen)

Energifonden valgte at igangsætte projektet i efteråret 2018 i lyset af den fo-

restående COP24 i Polen og som opfølgning på Energiaftalen af 29. juni 2018.

Formålet var at undersøge perspektivet i elektrificering som klimatiltag.

5 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Formålet var også at vurdere konkrete barrierer for elektrificering i Danmark,

og at drøfte muligheder og fordele ved, at Danmark går foran på dette om-

råde.

Med EU Kommissionens scenarieudspil til COP24 fra december 2018, med Eu-

ropean Green Deal fra december 2019, og med forslaget til en dansk Klimalov

fra januar 2020 med bred politisk opbakning, er det styregruppens opfattelse,

at behovet for en

Roadmap for elektrificering

er vokset under projektforløbet.

Det anføres ofte, at øget

sektorkobling

er vigtigt for den grønne omstilling.

Øget elektrificering er det helt afgørende element i sektorkobling.

I denne analyserapport er der gennemregnet to scenarier for EU-lande og

Danmark frem mod 2050. Scenarierne omfatter alle energiforbrugende sekto-

rer, dog ikke international skibsfart. International luftfart er også med, hvilket

ikke er omfattet af Danmarks nye klimalov. Til gengæld omfatter klimaloven

landbrug, andre klimagasser end CO

samt CO

-optag i jord og skov (LULUCF),

hvilket ikke indgår i denne rapports scenarieanalyser.

Styregruppen noterer sig bl.a. følgende konklusioner fra nærværende analy-

ser:

•

Det teknisk-økonomisk potentiale for direkte og indirekte elektrifice-

ring er mere end 80% af det samlede energiforbrug i EU-landene

–

in-

klusive Power-to-X (PtX)-potentialet.

•

Ambitiøs elektrificering forudsætter betydelige investeringer i trans-

portsektoren, i boliger og andre ejendomme, i virksomheders proces-

anlæg samt i el- og fjernvarmesektoren.

•

Produktion af VE-el i Danmark og danske farvande skal mere end for-

dobles frem mod 2030, og igen næsten fordobles mod 2050. En så-

dan voldsom udbygning med især vind og sol sker ikke kun i Danmark,

men i store dele af Europa. Det forudsætter et åbent elmarked med

handel på tværs af landegrænser for at kunne nyttiggøre VE-el effek-

tivt.

•

Offshore vindkraftressourcerne i danske farvande er i analysen den

største bidragsyder til dansk grøn omstilling og elektrificering, og kan

blive en meget betydelig dansk styrkeposition frem mod 2030 og

2050.

•

Øget fleksibilitet i energisektoren er afgørende for realismen i et am-

bitiøst elektrificeringsscenarie. Åbne transmissionsforbindelser til

vandkraftlagre i Norden og i alperne, sæsonvarmelagre i fjernvarmen,

6 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

fleksibel produktion af PtX samt intelligent elforbrugsstyring er alle

vigtige elementer.

•

Direkte elektrificering i form af især eldrevne køretøjer og varmepum-

per har som hovedregel markant bedre samfundsøkonomi end indi-

rekte elektrificering gennem elektrolyse og PtX. Begge dele skal i spil i

betydeligt omfang for at nå klimamålene.

•

Det er vigtigt, at det langsigtede mål om netto-nul i 2050 ikke tabes af

syne. Analyserne peger på, at 2050-målet kan nås til en samfunds-

økonomisk omkostning, der årligt er op imod 20 mia. kr. lavere i 2050

ved ambitiøs fokus på direkte elektrificering end i referencen med høj

fokus på PtX (baseret på EU´s COMBO-scenarie).

•

Forudsætningen for ambitiøs elektrificering er især, at aktørerne har

viljen til at foretage de nødvendige investeringer inden for få år, hvil-

ket kræver gode politiske rammer, der gør investeringerne attraktive.

Dette gælder både efterspørgselssiden (husholdninger, industri,

transport), udbudssiden (vind, sol og PtX) samt infrastruktur (eltrans-

mission, eldistribution, fjernvarme, energilagring).

•

Der er behov for en hurtig og fokuseret dansk FUD-indsats der under-

støtter elektrificering, især målrettet højtemperatur-varmepumper i

industrien, lagringsteknologier, PtX-teknologier og intelligent for-

brugsstyring.

Styregruppen vurderer, at det virkemiddelkatalog, der er udviklet og drøftet

ved projektets workshops, yder et nødvendigt og vigtigt bidrag til den betyde-

lige omstillingsindsats, som alle sektorer og brancher i Danmark skal yde for at

nå 70%-målet i 2030 og målet om netto-nul i 2050. Det skal samtidig under-

streges, at styregruppemedlemmernes virksomheder og organisationer ikke

kan tages til indtægt for konklusioner og anbefalinger i denne rapport.

Anne Grete Holmsgaard, formand for Energifonden og projektets styregruppe

25. februar 2020.

7 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

2. Grundlag for ambitiøs elektrificering

2.1. Indledning

EU´s klimamål og Paris-aftalen sætter de internationale målsætninger for re-

duktion af CO

for at holde temperaturstigningen under

”well elow”

2°C i

forhold til det førindustrielle niveau og bestræbe sig på at begrænse tempera-

turstigningen til 1,5°C. I Danmark er der i 2018 indgået en bred energiaftale,

der skal reducere CO

-udledningen fra energisektoren som et skridt på vejen

mod mindst 55% VE i 2030, og netto nul CO

-emission i 2050. Endvidere har et

bredt flertal i Folketinget indgået aftale om en bindende klimalov, der skal

sikre, at Danmark reducerer drivhusgasemissionerne med 70% i 2030 ift. 1990

og på langt sigt bliver klimaneutral i senest 2050. Forslag til lovtekst blev sendt

i høring den 10. januar 2020.

Det fremgår af lovforslaget, at Danmark skal reducere udledningen af drivhus-

gasser på dansk grund med 70% af udledningen i 1990. Reduktionen måles

som gennemsnit af årene 2029-2031. Drivhusgasudledninger opgøres i over-

e sste

else ed FN’s opgørelses etoder

og omfatter også kulstofoptag/-

emissioner fra jord og skov (LULUCF) samt CO

-lagring.

De seneste år har udviklingen af VE i elsektoren globalt taget fart, bl.a. drevet

af store prisreduktioner på elproduktion fra sol og vind. I 2018 oversteg den

globale kapacitet af vind og sol 1.000 GW, og bl.a. Bloomberg forudsiger, at

vind og sol vil tiltrække mere end 70% af globale investeringer i elproduktion

frem mod 2040.

Selvom biomasse ved afbrænding er klimaneutralt

i he hold til FN’s opgørel-

sesmetoder, er der stigende fokus på udfordringerne ved at øge biomassean-

vendelsen til el-, varme-, transport- og industriformål. Udfordringerne er dels

knaphed på bæredygtige ressourcer, dels usikkerhed om tidsperspektiv for

-gevinsten ved overgang fra fossile brændsler til biomasse.

Forventningerne om en relativt hurtig, grøn omstilling i elsektoren i EU og glo-

balt, i kombination med udfordringerne ved at finde bæredygtige grønne

brændsler gør, at elektrificering i stigende grad ses som en afgørende forud-

sætning for at nå de danske, europæiske og de globale klimaambitioner.

2.2. Scenarier: COMBO og Ambitiøs elektrificering

Litteraturstudiet har givet et overordnet overblik over mulighederne for elek-

trificering i sektorerne individuel rumvarme, fjernvarme, industri og transport.

8 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Data fra litteraturstudiet har dannet en væsentlig del af grundlaget for udar-

bejdelse af sammenhængende elektrificeringsscenarier, der omfatter største-

delen af EU-landene. Særligt har rapporten

”Kortlægning

af energiforbrug i

virksomheder”

, med en samkøring med databaser over sektoropdelt energi-

forbrug i EU-landene, været afgørende ved udarbejdelse af analysegrundlaget

for industrisektoren. En væsentlig kilde til selve scenarieanalyserne er EU

issio e s ”I

-depth analysis in support of the Commission’s communi-

atio COM

”

fra november 2018. Rapportens kombinationsscenarie

(COMBO) er udgangspunkt for denne rapports referenceudvikling frem mod

2050.

Ved brug af el- og varmemarkedsmodellen Balmorel og andre modelværktøjer

er COMBO-scenariet konkretiseret for et modelområde, der indeholder EU28-

landene, dog ikke Balkan, enkelte østeuropæiske lande og den iberiske halvø.

Formålet med en samlet modellering er at analysere sammenhængen mellem

regional udbygning af fluktuerende elproduktionsteknologier som vind og sol,

øget efterspørgsel efter elektricitet og elinfrastruktur, samt endelig de økono-

miske konsekvenser.

COMBO-scenariet viser, at ambitiøse klimamål for EU-landene i 2050 giver be-

hov for at udfase størstedelen af de fossile brændsler gennem energieffektivi-

sering og brændselsskift. På grund af begrænsninger i de samlede biomasse-

ressourcer spiller forskellige typer

elektrofuels

(PtX), ud over direkte elektrifi-

cering, en væsentlig rolle i COMBO-scenariet. Produktion af elektrofuels be-

tegnes i denne rapport, ligesom anvendelse af el til fjernvarmeproduktion,

som indirekte elektrificering

I denne rapport er der ud over COMBO-scenariet gennemregnet et ambitiøst

elektrificeringsscenarie. Endvidere er konsekvenserne af øget fleksibilitet i el-

forbruget beregnet for såvel COMBO-scenariet som for det ambitiøse scena-

rie.

Udarbejdet af Viegand & Maagøe for Energistyrelsen i 2015.

Det betegnes som direkte elektrificering når energibæreren helt ud til slutbrugeren er el.

9 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

14.000

12.000

10.000

90%

80%

Electricity

District heating

Other RES

E-FUELS

Biogas

70%

60%

8.000

TWh

50%

Biofuels

40%

30%

Biomass

Solid fossil fuels

Oil and petroleum

products

Natural gas

Electrification, direct

(%, right axis)

Electrification, w/

indirect (%, right axis)

6.000

4.000

20%

2.000

2015

2030

COMBO

2050

Ambitiøs

10%

Figur 1: Samlet endeligt energiforbrug i EU28-landene i analysens to hovedscenarier (venstre

akse) samt direkte og indirekte elektrificeringsgrad (højre akse).

Den direkte elektrificeringsgrad i en sektor defineres som elforbrug divideret

med totalt slutforbrug i sektoren

. Det ses, at elektrificeringsgraden samlet set

vokser fra ca. 25% i 2015 til godt 50% i 2050 (COMBO). Hertil kommer den in-

direkte elektrificering især gennem PtX, således at el samt elbaserede brænd-

stoffer udgør 66% af det endelige energiforbrug i 2050. I scenariet Ambitiøs

elektrificering er den direkte elektrificering knap 70%, mens samlet elektrifice-

ring er hele 82%. Dette uddybes i næste afsnit.

Det har været et ønske fra projektets styregruppe, at scenarierne rammer

samme klimaambition i 2050. Det har endvidere været et ønske, at det ambiti-

øse elektrificeringsscenarie relateres til målsætningen om 70% reduktion af

klimagasser i Danmark i 2030.

2.3. Hvor langt kan vi nå?

Med udgangspunkt i litteraturstudiet, gennemgang af konkrete elektrifice-

ringscases samt input på workshops er der udviklet et ambitiøst scenarie med

markant fokus på direkte elektrificering i alle sektorer. Hovedantagelsen er, at

varmepumper frem mod 2030 og 2050 kan finde betydelig udbredelse til rum-

varme, til termiske industriprocesser samt til vejtransport.

Ved beregning af elektrificeringsgraden inkluderes omgivelsesvarme, der nyttiggøres af varmepumper,

ikke.

10 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Forudsætninger om den opnåelige elektrificeringsgrad i Ambitiøs elektrifice-

ring i 2050 opdelt på hovedsektorer ses i Tabel 1, sammenlignet med 2015 og

sammenlignet med udvalgte scenarier fra EU.

Baseline Combo

40%

51%

11%

21%

65%

74%

42%

52%

Ambitiøs

70%

43%

88%

70%

Total

Transport

Bygninger

Industri

2015

22%

34%

33%

Tabel 1: Overblik over direkte elektrificering i EU i 2015, EU-baseline, EU Combo samt det ambi-

tiøse elektrificeringsscenarie for Modelområdet i 2050.

Transport:

Det antages i Ambitiøs elektrificering, at person- og varebiler er

næsten fuldt elektrificeret i 2050. Hertil kommer en væsentlig del af den

tunge vejtransport. Øvrig tung vejtransport samt skibs- og flytrafik antages

dækket med biobrændstoffer og electrofuels.

Bygninger:

COMBO-scenariet indeholder fortsat en del bygninger, der opvar-

mes ved biomasse og PtX. I det Ambitiøse elektrificeringsscenarie antages til-

lige en væsentlig del af disse bygninger opvarmet med varmepumper.

Industri:

Hovedantagelsen er, at varmepumper frem mod 2030 og 2050 kan

finde betydelig udbredelse til lavtemperatur (< 100°C) og mellemtemperatur

(<300°C) procesformål. Denne antagelse er bl.a. baseret på arbejde om

højtemperaturvarmepumper beskrevet af DTU, Teknologisk Institut og Sintef.

11 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

3. Elektrificeringsscenarier i EU-lande

I begge hovedscenarier sker der en markant udvikling i elforbruget i modelom-

rådet. Det ses i Figur 2, at elforbruget ca. fordobles fra 2015 til 2050 i begge

scenarier. I det ambitiøse scenarie går en større del af elforbruget til direkte el

frem for indirekte el (PtX), samtidig med at der fortrænges yderligere fossile

brændsler i alle sektorer. Derfor er elforbruget samlet set større i det ambiti-

øse scenarie, på trods af at elektriciteten udnyttes mere effektivt, især gen-

nem større udbredelse af varmepumper.

6.000

5.000

4.000

P2X

Industry -

heat and

transport

Individual

Heating

District

Heating

Electric

Vehicles

Classic

Demand

TWh

3.000

2.000

1.000

2020

2030

2040

2050

2020

2030

2040

2050

Figur 2: Udvikling i elforbruget i Europa (landene i modelområdet) i referencen (COMBO, ven-

stre) samt i Ambitiøs elektrificering (højre).

Med den store forøgelse i elforbrug og en gradvis udfasning af de eksiste-

rende elproduktionsanlæg kræves i begge scenarier en hurtig og markant ud-

bygning af CO

-neutral elproduktion.

12 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Investeringer i både elproduktions- og transmissionskapacitet samt udfasning

af eksisterende værker analyseres i el- og varme-markedsmodellen Balmorel.

Modellen skal tilfredsstille det beregnede

behov for el- og fjernvarme til enhver tid.

Baseret på brændselspriser, CO

-priser

samt et katalog af tilgængelige teknolo-

gier

, udbygger modellen herefter hele

energiforsyningen successivt, inklusive

investeringer i det overordnede eltrans-

missionsnet.

I modellen er brændsels- og CO

-priser

en væsentlig drivkraft for den grønne

omstilling i energisektoren. I praksis er

det sandsynligt, at de enkelte lande sup-

plerer med nationale tiltag, hvilket naturligvis vil påvirke både CO

pris og pro-

duktionssammensætning og dermed elpriserne. Fx indgår biomasse med en

omkostningsbaseret prisfremskrivning, der ikke indeholder priskonsekvenser

af eventuelle særlige bæredygtighedskrav.

De enkelte landes VE handlingsplaner samt el-systemansvarenes netplaner

(Ten-Year Net Development Plan) indgår som grundlag frem mod 2030, hvor-

efter videre udbygning udelukkende sker på basis af den samlede modelopti-

mering.

Output fra modellen er elproduktionens sammensætning i hvert enkelt pris-

område, driftsdata for grupper af teknologier i hvert prisområde (herunder

fluktuationer i vind og sol), CO

-emissioner, elpriser mm.

Hele elsektoren ændrer markant struktur i scenarierne frem mod 2050. Som

eksempel viser Figur 3 udviklingen i det ambitiøse elektrificeringsscenarie. An-

delen af vind og sol udgør i 2050 mere end 80% af elproduktionen, hvilket stil-

ler meget store krav til transmission, ellagring og fleksibilitet. I den sammen-

hæng er det vigtigt at forstå, at der allerede i udgangspunktet er meget bety-

delige indirekte ellagringsmuligheder i den eksisterende vandkraft i Norden og

i Alpe-egnene. Endvidere forudsætter udviklingen af landvind og sol, at accep-

table arealer hertil kan findes. Tilgængeligt areal er baseret på nationale stati-

stikker over landbrugsareal i kombination med vindressourcedata.

Brændsels- og CO

-priser er baseret på IEA World Energy Outlook samt EU kommossionens scenarierap-

port. Teknologikatoget er primært baseret på seneste teknologikatalog udgivet af Energistyrelsen og Energi-

net inkl. opdateringer (2018).

13 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

6.000

Wind Onshore

5.000

4.000

Wind Offshore

Waste

Solar

TWh

3.000

2.000

1.000

2020

2030

2040

2050

Other

Oil

Nuclear

Natural gas

Hydro

Coal and lignite

Figur 3: Elproduktion i Europa (landene i modelområdet) i det ambitiøse scenarie.

På grund af store variationer mellem landene med hensyn til vind- og solres-

sourcer, på grund af forskelle i lagringsmuligheder, og fordi der kan være be-

tydelige, regionale tidsforskydninger i vindens energiindhold, bliver der i sti-

gende grad økonomi i at kunne transportere strøm, på trods af omkostnin-

gerne til ny eltransmission. Figur 4 viser forholdet mellem transmitteret el

over landegrænser og elforbrug i de scenarier, der er regnet på. Det ses, at an-

delen af el, der flyttes, tredobles i perioden (hele modelområdet). Da elforbru-

get samtidig fordobles, er der reelt tale om en seksdobling af transmitteret el.

14 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Transmitted electricity (% of demand, Denmark)

350%

300%

250%

200%

150%

100%

50%

2020

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

2030

2040

2050

Ambitious Denmark

COMBO Denmark

COMBOFlex Denmark

COMBO Europe

COMBOFlex Europe

AmbitiousFlex Denmark

Ambitious Europe

AmbitiousFlex Europe

Figur 4: Forholdet mellem transmitteret el og elforbrug. For Danmark er angivet forholdet mel-

lem internationalt transmissionsflow (ind/ud af Danmark) og nationalt elforbrug.

Da Danmark er et relativt lille land, der samtidig fungerer som transitland til

de store vandkraftlagre i Norge og Sverige, har Danmark som udgangspunkt

en høj transmissionsandel. Alligevel fordobles denne andel mod 2050. Da el-

forbruget i Danmark tredobles i perioden, er der tale om en seksdobling af

transmitteret el, herunder el i transit.

Økonomien i scenarierne, herunder af fleksibilitet og ny transmission, uddy-

bes i det følgende med fokus på Danmark.

15 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

Transmitted electricity (% of demand, Europe)

400%

100%

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

4. Elektrificeringsscenarier for Danmark

Som en del af det samlede modelområde er der også for Danmark analyseret

to hovedscenarier og to varianter, i alt fire scenarier:

1. COMBO

2. Ambitiøs elektrificering

3. COMBO-flex

4. Ambitiøs-flex

I de to flex-varianter øges forbrugsfleksibiliteten i alle sektorer, og konsekven-

serne for hele energisektoren og for økonomien analyseres.

Det har været et særligt mål, at projektets scenarieanalyser har relevans til de

eksisterende energipolitiske målsætninger for Danmark,

herunder især:

Udfasning af kul på kraftværkerne før 2030.

Dette er håndteret ved

et forbud mod videre drift på eksisterende kulfyrede værker i 2030.

Forbuddet gælder alle scenarier, da det indgår i Energiaftalen fra

2018.

II.

Reduktion af CO

-e med 70% i 2030 sammenlignet med 1990.

70%-

målet opfyldes kun i Ambitiøs elektrificering og Ambitiøs-Flex scenari-

erne. Det antages her, at den ambitiøse elektrificering i alle sektorer i

kombination med betydelig udbygning af elektrofuels er nødvendige

og tilstrækkelige virkemidler inden for de sektorer, der regnes på

. Re-

ferencescenariet (COMBO) er tolket sådan, at det med hensyn til elbi-

ler og varmepumper er mere ambitiøst end Energistyrelsens Basis-

fremskrivning 2019 (BF19) frem til 2030. For at undgå, at modellen

opfylder 70%-målet gennem udstrakt brug af elimport, er der indlagt

et krav om, at Danmark skal være selvforsynende med el på årsbasis.

III.

Netto-nul emission i 2050.

Der anvendes ikke fossile brændsler i no-

get scenarie i 2050

–

samme klimamål. Den største forskel mellem

COMBO og Ambitiøs elektrificering i Danmark er forholdet mellem di-

rekte elektrificering og indirekte elektrificering.

Det skal i denne sammenhæng pointeres, at de sektorer, der er omfattet af Danmarks nye klimalov, men

som ikke indgår i scenarieanalyserne, er landbrug, andre klimagasser end CO

samt LULUCF. Derimod er in-

ternational luftfart omfattet, hvilket ikke indgår i klimaloven. Endvidere vurderes det, at carbon capture and

storage (CCS) er nødvendigt for at nå 70%-målet. CCS indgår implicit i analyserne gennem betaling for køb

af CO

fra CCS-anlæg til PtX produktion.

16 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Scenarieresultaterne gennemgås nedenfor. En mere detaljeret gennemgang af

forudsætninger og resultater for de fire scenarier findes i en særskilt bag-

grundsrapport om scenarieanalyserne.

I scenariet Ambitiøs elektrificering øges elforbruget i Danmark med ca. 55%

frem mod 2030, og der sker yderligere en fordobling af elforbruget mod 2050.

Det øgede elforbrug er nogenlunde ligeligt fordelt mellem direkte og indirekte

elektrificering (se Figur 5). I referencen nås et lidt højere samlet elforbrug i

2050, men med en væsentlig større andel PtX, hvilket er mere i tråd med EU-

kommissionens scenarier.

120

100

TWh

2020

0,55

1,37

0,63

2030

15,33

4,61

5,21

1,35

2040

26,40

7,73

6,29

2,11

2050

32,62

10,77

7,34

2,23

P2X

Industry - heat and offroad

Individual Heating

District Heating

Electric Vehicles

Classic Demand

0,08

32,50

4,49

33,57

12,31

38,89

14,06

42,02

Figur 5: Elforbrugsudvikling for Danmark fra 2020 til 2050 i scenariet Ambitiøs elektrificering.

Elektrificeringsgraden i Danmark bliver lavere end for EU som helhed. Da Dan-

mark har en stor andel fjernvarme, bliver det endelige energiforbrug til byg-

ninger, der ikke bliver opvarmet direkte med el, relativt større end i resten af

EU.

17 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

700

600

100%

90%

80%

Solenergi

Omgivelsesvarme

PtX

Energiforbrug (PJ/år)

400

300

200

100

60%

50%

40%

30%

20%

10%

Elektrificering (%)

500

70%

Fjernvarme

Biomasse

Biogas

Fossil gas

Olie og andre fossile

Kul

Elektrificering

direkte*

Elektrificering inkl.

indirekte*

2020

2030

2050

2030

2050

Combo

Ambitiøs

Figur 6: Samlet endeligt energiforbrug i Danmark i analysens to hovedscenarier samt direkte og

indirekte elektrificeringsgrad (*Aflæses på højre akse).

Ligesom i Europa som helhed ændrer også elproduktionen i Danmark markant

karakter. Fra en vindkraftandel på knap 50% i 2020 viser modellen, at op imod

90% af elproduktionen i Danmark i 2050 kan være vind, heraf især offshore-

vind

. Den samlede produktion af vind- og sol-el femdobles fra perioden 2020

til 2050. Sol får relativt en markant mindre rolle i Danmark end i andre euro-

pæiske lande, fordi danske producenter af solstrøm i stigende grad udkonkur-

reres af anlæg med flere solskinstimer i den sydlige del af Europa. Der udvikler

sig således en international arbejdsdeling, efterhånden som infrastrukturen

udbygges, hvor vindkraft bl.a. koncentreres omkring Danmark, imens sol er

mere konkurrencedygtigt længere sydpå.

Offshore vind har bl.a. en stor andel på grund af indlagt modelbegrænsning i tilgængelighed af arealer til

onshore vind i Danmark og andre lande.

18 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

120

100

Wind Onshore

Wind Offshore

Waste

Solar

Natural gas

2020

2030

2040

2050

TWh

Coal and lignite

Biomass

Biogas

Figur 7: Elproduktion i Danmark i det ambitiøse scenarie.

Som tidligere nævnt viser analyserne, at elsystemet samlet set får stigende

behov for fleksibilitet i forbruget og behov for lagringsmuligheder.

4.1. Lagring og fleksibilitet

–

Flex scenarier

For at undersøge værdien af fleksibelt elforbrug er der i scenarierne COMBO-

flex og Ambitiøs-Flex indlagt øgede fleksibilitetsmuligheder:

•

For individuel opvarmning antages det i grundscenarierne, at der kan

være to timers forskydning mellem varmebehov og varmeforsyning

(termisk lager i bygninger). Dette er øget til 6 timer i Flex-scenarierne.

I industri er der ingen fleksibilitet i grundscenarierne. I Flex-scenari-

erne er der op til fire timers forskydning (varmelager).

I transportsektoren kan 20% af elbilerne udskyde opladning i op til to

timer. I Flex-scenarierne stiger fleksibiliteten til 90% af elbil-flåden i

2050, og opladning kan forskydes op til 6 timer.

I alle scenarier er der fleksibilitet ved PtX-produktion, idet modellen

kan vælge at investere i øget elektrolysekapacitet og brintlagre for at

udnytte perioder med lave elpriser.

•

I nedenstående figur ses udbygningen med ellagerkapacitet i Danmark i ho-

vedscenarierne og i flex-varianterne. Der er her tale om korttidslagre, dvs.

batteriteknologier. I COMBO-scenariet udbygges med knap 1,5 GWh lagerka-

pacitet, og kapaciteten fastholdes på dette niveau frem mod 2050. I det ambi-

tiøse scenarie sker der en væsentlig forøgelse af kapaciteten fra 2030 til 2050,

så denne øges til over 2,5 GWh. I de to scenarier med øget forbrugsfleksibili-

tet reduceres behovet for ellagre væsentligt, hvilket sænker de samlede elom-

kostninger.

19 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

3,0

2,5

2,0

GWh

COMBO

1,5

1,0

0,5

0,0

2030

2040

Short-term Electricity

2050

Ambitious

COMBOFlex

AmbitiousFlex

Figur 8: Akkumuleret udbygning af el-lagerkapacitet i Danmark.

4.2. Fjernvarme

Produktion af fjernvarme ændrer markant karakter i alle scenarier. Fra dagens

varmeproduktionsanlæg baseret især på biomasse, affald og fossile brænds-

ler, baseres fremtidens fjernvarmeproduktion primært på varmepumper og

overskudsvarme fra PtX-produktion. Overskudsvarme fra PtX vinder dog først

indpas frem mod 2040 og 2050.

Den samlede fjernvarmeproduktion reduceres over tid på grund af stigende

effektivitet i bygningsmassen. Fjernvarmens andel af den samlede bygnings-

opvarmning er holdt uændret i analysen.

P2X Surplus Heat

Waste

Solar

Natural gas

Electricity

Coal and lignite

Biomass

Biogas

2020

2030

2040

2050

TWh

Figur 9: Varmeproduktion i fjernvarmen i Danmark i det ambitiøse scenarie.

20 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

For at spille effektivt sammen med produktionsvariationerne i elsektoren

(over 90% af dansk elproduktion er vind og sol i 2050) investeres der markant

i varmelagerkapacitet i fjernvarmesektoren. Nedenstående figur viser udbyg-

ningen med korttids- og sæsonvarmelagre (damvarmelagre). Der sker en me-

get markant udbygning med sæsonvarmelagre frem mod 2050 i alle scenarier,

særligt i de ambitiøse scenarier hvor elpriserne har større sæsonudsving.

COMBO

2020

2030

2040

2050

2020

2030

2040

2050

Seasonal Heat

Short-term Heat

Ambitious

COMBOFlex

AmbitiousFlex

Figur 10: Installeret varmelagerkapacitet i Danmark.

4.3. Elprisens udvikling

Elpriserne afspejler til enhver tid de marginale omkostninger ved elproduktion

og indeholder også omkostninger til udbygningen af transmissionsinfrastruk-

tur og til lagringsteknologier. Elprisen stiger fra 2020 til 2030 som følge af det

forøgede elforbrug og den markante stigning i CO

-prisen

. Elpriserne i Dan-

mark og det øvrige Norden vil dog vedvarende være lavere end den gennem-

snitlige europæiske pris, hvilket især hænger sammen med en høj andel vand-

kraft og gode vindressourcer. Der er en tydelig tendens til, at øget forbrugs-

fleksibilitet giver lavere gennemsnitlige elpriser.

Det er i modellen forudsat, at høje CO

-priser driver investeringer i grøn teknologi. I praksis er det sand-

synligvis en kombination af mange forskellige tiltag.

21 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

450

400

350

300

250

200

150

100

COMBO

Ambitious

COMBOFlex

AmbitiousFlex

DKK/MWh

2020

2030

2040

2050

Figur 11: Gennemsnitlige elpriser i Danmark på tværs af scenarier.

Analyserne viser også, at der er en stigende tendens til sæsonvariation i elpris-

mønsteret især efter 2030 med lavere priser om sommeren og højere priser

om vinteren. Dette skyldes øget elforbrug til varme samt øget betydning af

solstrøm.

4.4. Afregningspriser

Sol og vind

Figuren nedenfor viser afregningspriser for sol og vind i Danmark. Der ses no-

genlunde samme tendens i det øvrige Europa. I de ambitiøse elektrificerings-

scenarier øges vindafregningspriserne hurtigt mod 2030. COMBO og COMBO-

Flex sker denne stigning først mellem 2030 og 2040.

450

400

350

300

250

200

150

100

DKK/MWh

2020

2050

2020

2030

2040

2050

2020

2030

2040

2050

2030

2040

2020

COMBO

Solar

Ambitious

Wind Offshore

COMBOFlex

Wind Onshore

AmbitiousFlex

Electricity Price

Figur 12: Gennemsnitlige afregningspriser for vind- og solbaseret elproduktion i Danmark.

22 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

2030

2040

2050

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Omvendt ses det, at afregningsprisen for solstrøm falder efter 2030, på grund

af den stigende konkurrence fra solceller, der installeres syd for Danmark i

kombination med udbygningen af transmissionsforbindelserne.

Afregningspriser for forbrugskategorier

I nedenstående figur ses de gennemsnitlige afregningspriser for forskellige

forbrugskategorier. Det ses, at alle de nye forbrugskategorier generelt afreg-

nes til lavere elpriser end de gennemsnitlige elforbrug frem til efter 2030. PtX

afregnes til væsentligt lavere priser, da modellen vælger at investere i øget

elektrolysekapacitet for at kunne udnytte de lave elpriser.

500

450

400

350

DKK/MWh

300

250

200

150

100

2020

2050

2020

2030

2040

2050

2020

2030

2040

2050

2030

2040

2020

COMBO

Ambitious

COMBOFlex

AmbitiousFlex

E-price (District heating)

E-price (Individual heating)

E-price (P2X)

E-price (Electric vehicles)

E-price (Industrial heat)

Avg. Electricity price

Figur 13: Gennemsnitlige afregningspriser i Danmark for elektricitet opdelt på forbrugstyper.

Udledning af CO

og andre drivhusgasser

70%-målsætningen betyder, at den samlede drivhusemission i Danmark skal

reduceres til 21,1 mio. ton CO

-ækvivalenter, når LULUCF ikke regnes med.

Der antages her et reduktionsbidrag fra andre sektorer (landbrug og øvrige

)

på ca. 3 mio. ton, så disse sektorer får en samlet udledning på 12 mio. ton i

2030. Dermed kan de energirelaterede emissioner maksimalt udgøre 9,1 mio.

ton, såfremt målsætningen skal nås.

Inkluderer udover kategorien

øvirge

i basisfremskrivningen også andre bidrag relateret til grænsehandel

samt flygtige- og indirekte emissioner.

23 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

2030

2040

2050

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Udledning i 2030 (mio. ton CO

-e)

Udledning ifølge 70%

Udledning andre sektorer (landbrug, øvrige)

Udledning energirelateret

21,1

12,0

9,1

Tabel 2: Sammensætning af CO

2-e

emission i 2030, såfremt 70%-målsætningen skal opfyldes.

Opnåelse af 70%-målsætningen kræver, udover de direkte energirelaterede

tiltag, også et bidrag fra eksempelvis CCS. Dette niveau forudsættes fastholdt i

det ambitiøse scenarie efter 2030. I 2050 vil fossilt energiforbrug være fuldt

udfaset, og CCS kan således bidrage til at neutralisere emissioner i andre sek-

torer, der vanskeligt kan udfases, herunder i landbruget.

Mod 2050 forudsættes klimaneutralitet i både COMBO og det ambitiøse sce-

narie, og til forskel fra 2030-målsætningen antages dette mål også at omfatte

energiforbrug til international luftfart. Som nævnt ovenfor, fastholdes CCS-bi-

draget efter 2030 i det ambitiøse scenarie. I COMBO-scenariet indfases CCS

efter 2030, således at de to scenarier opnår samme CO

-emission i 2050.

-emission (Mton/år)

-5

-10

2020

2030

Combo

2040

Ambitiøs

2050

Figur 14: Samlet energirelateret CO

-emission mod 2050 i de to scenarier. I denne opgørelse er

emissioner fra udenrigsluftfart også inkluderet for at kunne sammenligne den samlede emission

frem mod 2050. Uden emissionen fra udenrigsluftfart er emissionen i 2030 i det ambitiøse sce-

narie 9,1 mio. tons.

24 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

5. Elektrificering og økonomi

Mod 2030 viser det ambitiøse scenarie en samfundsøkonomisk meromkost-

ning ift. COMBO-scenariet stigende til knap 13 mia. kr./år, hvoraf hoveddelen

kan tilskrives det højere niveau af produktion og forbrug af elektrofuels for at

nå 70%-målsætningen (Figur 15). Allerede få år efter 2030 er meromkostnin-

gen vendt til en besparelse sammenlignet med COMBO-scenariet. Omkring

2040 er besparelsen ca. 10 mia. kr./år, stigende til ca. 23 mia. kr. årligt i 2050.

De massive besparelser på langt sigt skyldes især lavere forbrug af elektrofu-

els, en mere omkostningseffektiv transportsektor på grund af den højere elek-

trificering, samt en mere omkostningseffektiv industrisektor igen på grund af

øget elektrificering.

15.000

10.000

5.000

12.900

mio. kr/år

-5.000

-10.000

-9.800

-15.000

-20.000

-23.400

-25.000

2020

Bygninger

El+Fjernvarme

2030

Industri

Transport

2040

Biogas

PtX

2050

CCS

Total

Figur 15: Samfundsøkonomisk méromkostning for Danmark (positiv = meromkostning, negativ =

besparelse) i det ambitiøse scenarie ift. COMBO-scenariet.

Omkostninger til udbygning af elinfrastruktur (ekskl. transmission og energi-

lagring) i scenarierne ses i Figur 16. Det skal dog understreges, at distributi-

onsinfrastrukturomkostninger er baseret på generaliserede antagelser om

omkostninger ved øget elforbrug inden for forskellige forbrugskategorier. Der

er ikke her taget hensyn til evt. ledig transportkapacitet i det eksisterende el-

net, der kan mindske behovet for netforstærkninger.

Infrastrukturomkostningerne indgår implicit i de enkelte forbrugskategorier i

ovenstående Figur 15.

25 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

12.000

10.000

Distribution - PtX

Distribution - Transport

Distribution - Industri

Distribution - El+Fjernvarme

Distribution - Bygninger

Ladeinfrastruktur - Transport

Ladeinfrastruktur - Industri

2030 2040 2050 2030 2040 2050

Combo

Ambitiøs

mio. DKK/år

8.000

6.000

4.000

2.000

Figur 16: Årlige omkostninger til elnet og ladeinfrastruktur i mio. kr./år. Ladeinfrastruktur gæl-

der transportrelateret energiforbrug, dvs. opladning til køretøjer til vejtransport (transportsek-

tor) og opladning til køretøjer til intern transport i landbrug, bygge- anlæg og industrien (indu-

strisektor).

De beregnede meromkostninger for el-infrastruktur på ca. 3,5 mia. kr i 2030 i

det ambitiøse scenarie (ekskl. ladere til elbiler) svarer til 12 øre pr. kWh mer-

forbrug af elektricitet. Mod 2050 falder den marginale el-infrastruktur om-

kostning til ca. 10 øre/kWh. Det betyder, at de gennemsnitlige infrastruktur-

omkostninger (nettariffer) målt pr. forbrugt kWh elektricitet i alle sektorer,

bliver væsentligt lavere mod 2050 end i dag.

26 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

6. Konklusioner og elementer til en roadmap

Fokus i dette arbejde har været elektrificering. Andre bidrag til at nå ambiti-

øse klimamål som CO

-lagring, tiltag i andre sektorer samt ændrede forbrugs-

mønstre etc. er ikke analyseret. Det er en forudsætning for systemanalyserne

mod 2030 og 2050, at der foretages betydelige energibesparelser. Elektrifice-

ringen bidrager i sig selv, gennem høje virkningsgrader, til energieffektivise-

ring.

Analyserne viser samlet set, at varmepumper, elkøretøjer og elkedler som ho-

vedregel kan levere samfundsøkonomisk konkurrencedygtige energitjenester -

og ofte markant billigere elektrificering end elektrofuels. Det skyldes primært,

at produktion af elektrofuels medfører et energitab på op til 50% sammenlig-

net med fx en varmepumpe med en energieffektivitet på 300%

. En del af

energitabet ved produktion af elektrofuels kan dog nyttiggøres som fjern-

varme ved en sammenhængende fysisk planlægning.

Fordelen ved elektrofuels, især direkte brint med billig lagring, er, at produkti-

onen kan være fleksibel og koncentreres i de timer, hvor der er stor elproduk-

tion fra vind og sol. Denne fordel er dog afhængig af, om investeringsomkost-

ninger til elektrolyseanlæg reduceres betydeligt over de kommende årtier.

Analyserne viser, at den grønne omstilling i elsektoren med et vind- og soldo-

mineret elsystem og udfasning af termiske kraftværker i kombination med

stærkt øget elforbrug fra den gennemgribende elektrificering af samfundet,

medfører tre betydelige udfordringer omkring elinfrastrukturen, der skal lø-

ses:

•

Der opstår et markant stigende behov for eltransmission til ilandføring

af havmøllestrøm og til udveksling af elektricitet mellem landene. Be-

hovet opstår for at sikre forsyningen i alle områder i de perioder, hvor

solen ikke skinner og vinden ikke blæser, for at nyttiggøre elprodukti-

onen, når der er lokalt VE-overskud, og endelig for effektivt at udnytte

de lagringsmuligheder, der findes i de store vandkraftområder i Nor-

den og i andre bjergrige områder. Mængden af elektricitet, der flyttes

mellem landene, flerdobles sammenlignet med i dag.

Der opstår herudover behov for øget fleksibilitet i elsystemet både i

det overordnede net og lokalt. Dette behov kan dækkes både i form af

forbrugsfleksibilitet og nye ellagringsmuligheder. På grund af det

•

Det betyder i nogle tilfælde, at bruttoenergiforbruget til levering af termiske energitjenester kan reduce-

res med en faktor seks ved omlægning til varmepumpeteknologi fremfor til elektrofuels.

27 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

øgede elforbrug til rumvarme om vinteren og den stigende afhængig-

hed af elproduktion fra sol, vil der være tydelig og stigende sæsonvari-

ation i elpriserne, især i Nordeuropa. Dette hænger også sammen

med, at bl.a. fjernvarmen går fra at være nettoproducent af el (kraft-

varme) til at blive nettoforbruger af el (varmepumper og elkedler).

•

Endelig opstår der behov for udbygning af den lokale el-infrastruktur,

herunder etablering og forsyning af ladeinfrastruktur til mere end to

millioner elbiler i Danmark mod 2050, og over hundrede millioner el-

biler i Europa som helhed.

6.1. Barrierer og udfordringer

En proces for gennemgribende elektrificering (sektorkobling) vurderes helt

nødvendig for at nå klimamålene i Danmark i 2030, og i hele EU mod 2050. De

teknologier, der skal i spil, er langt hen ad vejen allerede kendte og markeds-

førte, men ventes fortsat billiggjort.

Der er betydeligt behov for demonstration, opskalering og billiggørelse af

elektrofuels i form af brint, ammoniak, metan og flydende kulbrinter, hvis

elektrofuels skal få den nødvendige og ventede udbredelse.

Hertil kommer, at elektrificering i industrisektoren delvist er afhængig af ud-

vikling og demonstration af store varmepumper, der kan levere varme ved

mere end 200°C med god effektivitet, især efter 2030.

Udfordringer for øget VE i elsystemet

En hurtig og betydelig udbygning med VE

–

især vind og sol

–

er en grundfor-

udsætning for, at elektrificering i Danmark og EU leverer den beregnede CO

reduktion. Sol og vind har leveret markante prisfald de senere år, i form af

learning rates for sol på ca. 20% og vind på 10%-15%, højest for havvind. Der

er dog stadig udfordringer, der skal løses, hvis udviklingen skal fortsætte med

den nødvendige hastighed:

•

Vind- og sol er langsigtede investeringer, der kræver god forudsigelig-

hed af markedsrammer og af afsætningspriser. I denne sammenhæng

har især tillid til infrastrukturudbygning, åbne grænser samt et stabilt

-kvotemarked betydning.

Forudsigelige udbuds- og godkendelsesprocesser.

Tro på udvikling af ellagring- og forbrugsfleksibilitet, der medvirker til

at give højere værdi af elproduktionen ved gode vindforhold.

•

28 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Udfordringer for elektrificering af forbrugssiden

Det er en helt generel erfaring fra litteraturstudiet og fra case-studierne, at

aktørerne kun vælger at elektrificere sit energiforbrug, hvis der er forventning

om, at elektrificering give en lavere energiregning end alternativerne. Hertil

kommer, men sekundært, at elektrificeringen kan løse lokale miljøproblemer

og styrke en grøn profil.

Teknologiudviklingen mht. elbiler og elbilbatterier giver håb om, at en stor del

af landtransporten om få år reelt kan tilbyde billigere transportarbejde end

traditionelle køretøjer. Det er dog under forudsætning af en beskatnings- og

afgiftspolitik, der afspejler de faktiske omkostninger, hvilket ikke er tilfældet i

dag, bl.a. i Danmark.

Endvidere er der udfordringer ved etablering af den nødvendige ladeinfra-

struktur i tilstrækkeligt højt tempo. Det gælder især forbrugere, der helt eller

delvist er afhængige af hurtigladning på offentligt tilgængelige pladser.

Varmepumper i såvel husstande, fjernvarmesektoren og i industrien kan i dag

ikke konkurrere med traditionelle, naturgasbaserede løsninger til varmepro-

duktion. Eksisterende energi- og CO

-afgifter på naturgas ændrer dog billedet,

så varmepumper efter udfasning af PSO-tariffen og sænkelse af elvarmeafgif-

ten i nogle tilfælde er privatøkonomisk attraktiv. I fjernvarmesektoren er det

dog fortsat en barriere, at investeringen skal godkendes i henhold til Projekt-

bekendtgørelsen, hvor afgifter ikke indregnes. Det giver betydelige udfordrin-

ger for elektrificeringen her.

I fjernvarmesektoren og i industri og erhverv er der endvidere bekymring for

elprisudviklingen. Der er nogen usikkerhed om den langsigtede elprisudvikling

og derfor også tilbageholdenhed med større investeringer, der gør værket/in-

dustrien 100% afhængig af el. Hertil kommer spørgsmålet om forsyningssik-

kerhed. Også tilslutning til elnettet beskrives som en udfordring i nogle pro-

jekter. Her nævnes såvel omkostningsniveau som projekttid.

En anden udfordring i industrisektoren

–

og delvis i den private sektor

–

er, at

der arbejdes med korte tilbagebetalingstider. Investeringer i varmepumper

kræver ofte tilbagebetalingstider på 10-20 år for at være rentable.

Endelig vurderes slutkundemarkedet at være omfattet af træghed. Erfaringer

viser, at der sandsynligvis skal meget betydelige incitamenter til, for at

29 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

forbrugere vælger at skifte fra traditionelle biler til elbiler, eller fra olie- og

gasopvarmning til varmepumper eller fjernvarme over en kortere årrække.

For elektrofuels er den afgørende udfordring omkostningsniveauet. Beregnin-

ger viser, at diesellignende elektrofuels kan produceres og bulk-afsættes til

10-14 kr./liter dieselækvivalent. Omkostningen er lavere, når der er tale om

metan, metanol eller brint. Dette kan for mange forbrugere (industri, skibs-

fart, luftfart) sammenlignes direkte med en naturgaspris på ca. 1 kr./liter die-

selækvivalent (februar 2020) eller diesel og flybrændstof til ca. 3

–

4 kr./liter.

6.2. Virkemiddelkataloger for øget elektrificering

Økonomiberegninger viser, at omkostningerne for Danmark ved at nå målsæt-

ningen om 70% reduktion af klimagasser i 2030 samlet set er betydelig, og

sandsynligvis stigende til mere end 10 mia. kr. om året i 2030

–

sammenlignet

med referencescenariet, der i store træk følger samme udvikling som Basis-

fremskrivningen BF19

. Til gengæld giver målopfyldelsen i 2030 et godt afsæt

til målet om netto-nul emission i 2050. Resultaterne fra denne analyse viser,

at såvel direkte som indirekte elektrificering skal i spil for at nå målet, samt at

stort fokus på energieffektiv direkte elektrificering giver en årlig samfundsøko-

nomisk besparelse på godt 20 mia. kr/år omkring 2050 sammenlignet med

EU–scenarierne, hvor PtX spiller en større rolle.

Som nævnt er der dog en række udfordringer ved at gennemføre den ønskede

elektrificering, og det er nødvendigt at bringe en bred vifte af virkemidler i spil

for at fremme elektrificeringen. I projektet er der derfor opstillet nedenstå-

ende virkemiddelkataloger til inspiration for beslutningstagere. Virkemidlerne

tilsammen vil ikke nødvendigvis resultere i, at Danmark opnår 70% målsætnin-

gen, men de ses som vigtige og nødvendige skridt i den rigtige retning.

Individuel rumvarme

Det har stor betydning, at en væsentlig del af de resterende ca. 500.000 dan-

ske boliger, der er olie- og gasfyrede, omstilles til fjernvarme eller til eldrevne-

eller hybridvarmepumper. Størstedelen af disse boliger er parcelhuse eller an-

dre fritliggende boliger. Erfaringer viser, at der er stor træghed hos den en-

kelte for at omstille, så en kombination af flere forskellige virkemidler er sand-

synligvis nødvendig.

Ekskl. omkostninger til reduktion af landbrugets emissioner, til visse industrigasser og til LULUCF.

30 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Virkemiddelkatalog

–

individuel rumvarme

Virkemidlerne kan inddeles i:

Økonomiske virkemidler:

Høje CO

-afgifter, tilskud, lånegarantier, skrotnings-

præmie for gasfyr.

Nudging:

Ændre forbrugernes handlemønstre ved målrettet kontakt, oplys-

ning og vejledning

Forbud/påbud:

Forbud mod nye gasfyr, udløbsdato for eksisterende gasfyr,

tilslutningspligt til anden forsyning.

Herunder vurderes følgende særligt relevante:

Økonomiske virkemidler

Helt eller delvist bortfald af gasselskabernes afkoblingsbidrag på ca. 8.000

kr./forbruger, fx som afkoblingstilskud.

Yderligere sænkning af elvarmeafgiften.

Øge afgift på fossile brændsler betydeligt, svarende til den marginale omkost-

ning ved at nå 70% målsætningen (Dette vurderes højere end 2.000 kr./ton

Målrette Bolig-Job-ordningen mod konverteringer til varmepumper og fjern-

varme.

Finansieringsordning for varmepumper.

Omkostningsægte eltariffer, der honorerer fleksibilitet.

Storindkøb af varmepumper kan reducere investeringsomkostningen og der-

ved gøre varmepumperne billigere.

Nudging

Krav om at varmepumpe eller fjernvarme skal overvejes ved udskifning af olie-

eller gasfyr.

Udlægge krav til installatører om altid at levere varmepumpetilbud som pri-

mært tilbud ved nyinvesteringer, og sikre at installatører har de nødvendige

varmepumpekompetencer.

Forbud/påbud

Tilslutningspligt, forblivelsespligt og aftagepligt (blokvarmecentraler) til natur-

gas udfases.

Forbud mod installation af nye gasfyr hvis varmepumper/fjernvarme kan tilby-

des på rimelige vilkår.

31 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Fjernvarme

Analyserne i denne rapport viser, at fjernvarmen kan få en vigtig rolle fremad-

rettet som opsamler af overskudsvarme fra PtX-anlæg, og som bidragyder ved

fleksibelt elforbrug bl.a. gennem etablering af store varmelagre og overgang

til varmepumpeløsninger.

Investeringer i fjernvarme er bl.a. underlagt Projektbekendtgørelsen, der kræ-

ver såvel positiv samfundsøkonomi som positiv selskabs- og brugerøkonomi.

Samfundsøkonomi beregnes på basis af centralt udmeldte prisforudsætnin-

ger, der ikke er i harmoni med målet om 70% reduktion af klimagasser i 2030.

Det betyder, at fjernvarmeprojekter, der har god brugerøkonomi på grund af

energiafgifter, og som er i harmoni med det ambitiøse elektrificeringsscenarie,

kan have dårlig samfundsøkonomi og derved ikke realiseres.

Virkemiddelkatalog - fjernvarme

Projektbekendtgørelsen kan ophæves eller ændres, så samfundsøkonomien

reelt afspejler 70%-målet. Herunder ved at indregne et scenarie med samfun-

dets marginale CO

-omkostning og en lavere samfundsøkonomisk rente.

Fortsætte en tilskudsordning for etablering af store varmepumper, når eksi-

sterende ordninger udfases, herunder Energispareordningen.

Igangsætte et egentligt demonstrations-, udbygnings- og opfølgningsprogram

for store varmepumper med et mål om fx 1.000 MW i 2025.

Vejtransport generelt

Arbejdet med det ambitiøse elektrificeringsscenarie viser, at mere end 1 mio.

traditionelle biler samt dele af varebilparken, lastvogne og offroad-køretøjer

skal være udskiftet med el- og pluginhybridbiler for at levere et passende og

balanceret bidrag til Danmarks 70% målsætning i 2030. Dette udtrykker en så

radikal ændring af borgernes og virksomhedernes købs- og brugsvaner for kø-

retøjer, at det ikke sker uden betydelige incitamenter. Dels er det nødvendigt,

at elkøretøjer er betydeligt mere økonomisk attraktive end traditionelle køre-

tøjer, dels kræver det stor tillid til, at den nødvendige ladeinfrastruktur kom-

mer på plads.

32 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Virkemiddelkatalog - vejtransport

Flere elbilmodeller medfører naturligt større interesse. Derfor er det om nogle

år ikke nødvendigvis afgørende, at de er markant billigere

–

bare de er billi-

gere.

Omlægge personbilbeskatning til et afgiftssystem, der i høj grad baseres på

udledninger per kørt kilometer. Herunder lav afgift for el til elbiler.

Fremlægge en udfasningsplan for traditionelle køretøjer i forskellige sektorer,

og sikre at planen er lovmedholdelig i EU.

Udarbejde en national plan for infrastrukturudbygning, der svarer til målet om

ca. 1 mio. elbiler i 2030 og mere end 2 mio. elbiler i 2050.

Krav til stat og kommuner om overgang til lav-emissionskøretøjer. Dette kan

evt. finansieres i en særlig aftale mellem stat og kommuner.

Krav til offentlige ladestandere om højere tilgængelighed. Fx ved økonomisk

incitament der reducerer antal biler, der urimeligt optager plads uden at lade.

Sikre standardiseret (fri) roaming på alle ladestandere.

33 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Tung transport

Væsentlige dele af den tunge transport kan med fordel elektrificeres, mens

andre dele bør baseres på grønne brændstoffer/elektrofuels. Der er stor kon-

kurrence og omkostningsbevidsthed i den kommercielle transportsektor, og

det er helt afgørende, at flådeejerne ser et tydeligt og stabilt incitament for

overgang til elkøretøjer eller til andre CO

-fri brændsler.

Virkemiddelkatalog

–

tung transport

Arbejde for EU-krav om CO

-reduktion for tung transport, herunder elektrifi-

cering.

Krav til kommuner om plan for elektrificering af busdrift med målepunkter i

2025 og 2030.

Tilladelse til at alle byer kan iværksætte miljøzoner, hvor kun nul-emissionsbi-

ler over 3,5 ton har adgang.

Demonstrationsprogram for brintlastbiler/brintbusser.

Program for indfasning af mindst 1 GW elektrolysekapacitet i Danmark i 2030.

Særligt program for billig og hurtig levering af ladeinfrastruktur til flådeejere.

34 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Fly og skib

Fly- og dele af skibstransporten kan kun vanskeligt elektrificeres direkte, og

sandsynligvis især efter 2030 på grund af teknologiudviklingen. Disse sektorer

må derfor især ventes at være afhængige af elektrofuels, der også i 2030 for-

ventes at være væsentligt dyrere end traditionelle brændstoffer uden afgifter.

Der er stigende fokus på flytransport, og klimaudfordringerne her kan kun, li-

gesom den tunge transport, løses i et internationalt samarbejde.

Virkemiddelkatalog

–

fly og skib

Tvungen iblanding af elektrofuels på dansk, nordisk og EU-niveau.

Beskatning af brændstoffer til fly og skib på linje med brændstoffer til vej-

transport. Kræver opgør med eksisterende tolkning af internationale konven-

tioner.

Dansk initiativ og støtte til, at EU går foran med internationale regler for CO

iblanding i flybrændstoffer.

Demonstrationsprogram for elektrofuels

–

gerne i internationalt samarbejde.

Følge udviklingen i Norge vedrørende elfly på indenrigsruter

Program for elektrificering af danske færger, hvor det er muligt. Særligt for

kommunalt ejede færgeruter.

Grønne udbud af statslig færgedrift, når kontrakter skal genforhandles.

35 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Industri

Litteraturstudiet viser, at en stor del af den danske industrisektor anvender

fossile brændsler til produktion af procesvarme væsentligt under 300 °C. En

række analyser viser, at dele af disse industrier med fordel kan omlægge og

effektivisere processerne med betydelig anvendelse af varmepumper. I nogle

tifælde kan investeringer med fordel foretages i samarbejde med det lokale

fjernvarmeselskab. Der er erfaringer fra bl.a. mejerier i Danmark og andre

lande. Sikker omlægning til eldrift vil i nogle tilfælde med fordel kunne gøres

med backupbrændsel for at sikre mulighed for fleksibilitet og forsyningssikker-

hed. For nogle industrier og processer vil det være særdeles vanskeligt at styre

processerne med hensyn til fleksibilitetsbehov i elsystemet. Det er en generel

udfordring, at energi ofte ikke har den primære fokus i industrien og ofte kun

kan gennemføres med tilbagebetalingstid på mindre end 5 år.

Virkemiddelkatalog - industri

Den eksisterende energispareordning har de senere år øget fokus på energiin-

vesteringer. En tilsvarende ordning bør sikres og accelereres fremadrettet,

gerne med øget økonomisk ramme.

Øge rentabilitet i varmepumper, der leverer overskudsvarme fra eldrevne pro-

cesser (fjerne/reducere overskudsvarmeafgift fra disse processer).

Fossile brændsler til industri har lavere afgifter end i husholdninger og i fjern-

varmen, og incitamentet til elektrificering er derfor lavere her. Højere CO

kvotepriser eller afgifter er et muligt virkemiddel. I denne sammenhæng giver

international konkurrence risiko for CO

-lækage, hvilket skal undgås.

Regeringen bør igangsætte en analyse af muligheden for at designe en dansk

-afgift, som er højere end kvoteprisen, uden lækage

Tilskud til varmepumper i industrien, gerne efter model af det tidligere VE til

proces-program. Dette er tillige et energisparetiltag.

Enkle procedurer for tilslutning til elnettet. Omkostningsægte tarifering, der

kan honorere fleksibilitet i forbrug

Sikre god erfaringsudveksling i de enkelte brancher gennem støtte af ERFA-

ordninger.

36 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

El-infrastrukturselskaber

Infrastrukturselskaber, herunder især elnetselskaberne, har en helt afgørende

rolle for en succesfuld elektrificering af det danske samfund. Der skal med høj

sikkerhed kunne regnes med, at elnettet effektivt kan transportere den efter-

spurgte elektricitet med en forudsigelig tarifstruktur. Ønske om tilslutning af

nyt og øget elforbrug skal kunne foregå hurtigt og enkelt og til rimelige priser.

Virkemiddelkatalog

–

el-infrastrukturselskaber

Sikkerhed om mål og rammer for udvikling af 5-årsplaner for infrastruktur,

som tager højde for fremtidige klimmål. Herunder udarbejdelse af planer, der

viser hvordan øget behov som følge af elektrificering dækkes. Sådnne planer

kan eventuelt tilpasses kadencen i den kommende klimalov.

Sikre omkostningsægte tariffering, der honorerer fleksibelt forbrug.

Regulering, der understøtter smart og fleksibelt forbrug og udbygning af nød-

vendig infrastruktur

37 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Figur 17: Vigtigste beregningsforudsætninger for centrale teknologier.

Bilag

–

vigtigste beregningsforudsætninger

38 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020

CapEx

(mDKK/MW,

DKK/kWh

)

2020

Vind (Offshore, 30 km)

Vind (Onshore)

Sol PV

Gasturbine

Biomasse (CHP, modtryk)

Transmissionsledning, landkabel (per 100 km)

Transmissionsledning, havkabel (per 100 km)

Transmissionsledning, transformerstationer

Ellager

Varmelager (sæson)

Varmelager (korttid)

Batteri EV

Varmepumpe (Individuel)

Varmepumpe (Fjernvarme)

Varmepumpe (Industri, <100C)

Varmepumpe (Industri, 100-300C)

Elkedel

Power-to-hydrogen

Power-to-methane

Power-to-liquid

PtX lager (Sæson)

PtX lager (Korttid)

16,78

10,12

4,83

6,17

28,89

0,94

1,15

2,56

3,35

4,19

24,76

1.004

4,67

5,07

6,74

0,50

2030

15,22

9,84

4,01

5,84

27,38

0,87

1,06

2,35

3,99

24,76

502

4,67

4,56

6,07

0,50

3,39

6,90

11,70

3,90

57,00

2040

14,23

9,17

3,59

5,84

27,38

0,82

1,01

2,23

1,51

3,99

24,76

452

4,67

4,33

5,76

0,50

2,37

4,94

9,61

3,90

57,00

2050

13,40

8,69

3,22

5,57

25,49

0,78

0,96

2,12

1,05

3,57

24,76

401

4,67

4,10

5,46

0,50

1,60

3,43

6,69

3,90

57,00

Virkningsgrad

(%)

2020

2030

2040

2050

Fyldningstid

(timer, op- /

afladning

)

2020

2030

2040

2050

2020

4.500

3.400

1.050

Fuldlasttimer

(timer)

2030

4.650

3.600

1.080

2040

4.700

3.700

1.100

2050

4.900

3.800

1.120

Teknologidata - produktion

109

Teknologidata infrastruktur og lager

300

336

309

206

300

353

326

217

300

366

339

226

92 2 /

0,33

2 /

0,33

2 /

0,33

2 /

0,33

168

300

379

351

234

2.970

3.500

8.000

240

2.840

3.500

8.000

3.320

3.200

8.000

Elforbrugsteknologier

PtX

KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 230: Henvendelse af 28/2-20 fra Energifonden om 'Roadmap for elektrificering i Danmark'

Økonomi for udbygning af elnet og ladeinfrastruktur i scenarierne

Beregninger for ladeinfrastruktur er baseret på antagelser om fordeling af op-

ladning på både offentlige hurtigladere og hjemmeladere. For omkostninger

til elnettet antages fire forskellige niveauer for elnetomkostningen, der dæk-

ker både udgifter til øget transmissions- og distributionskapacitet, jf. metoden

forklaret ovenfor.

DKK/MWh

El- og fjernvarme (varmepumper/elpatroner)

Bygninger

Industri

Transport hurtigladere

Transport hjemmeladere

PtX

95*

240

160

240

Tabel 3: Antagelser for elnetomkostninger afhængig af tilslutningsniveau/type. *Varmepumper i

el- og fjernvarmesystemet antages at betale en fast tarif pr. kW tilsluttet eleffekt. Betalingen

omregnet til DKK/MWh er derfor afhængig af driften og varierer imellem scenarier og bereg-

ningsår.

39 | Roadmap for elektrificering i Danmark - hovedrapport, 25-02-2020