KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021

Klima-, Energi- og Forsyningsudvalget 2021-22
KEF Alm.del Bilag 40
Offentligt

VARMEPLAN DANMARK 2021

En Klimaneutral Varmeforsyning

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

VARMEPLAN DANMARK 2021

En Klimaneutral Varmeforsyning

Klausuleret til d. 8. oktober 2021

Brian Vad Mathiesen

Henrik Lund

Steffen Nielsen

Peter Sorknæs

Jakob Zinck Thellufsen

Udgivet af

Institut for Planlægning

Aalborg Universitet

Rendsburggade 14

9000 Aalborg

Denmark

ISBN: 978-87-93541-39-9

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Forord

I foråret 2020 udgav Ingeniørforeningen i Danmark (IDA) rapporten ”IDAs Klimasvar”, der kommer med et

konkret bud på hvordan Danmark kan opnå målet om 70% reduktion i drivhusgasudledningen i 2030. Året

efter, i foråret 2021, blev den efterfulgt af rapporten ”IDAs Klimasvar 2045” [1], som viser, at et klimaneutralt

energisystem bygget på 100% vedvarende energi er muligt i Danmark allerede i 2045. Begge rapporter er

udarbejdet af forskere ved forskningsgruppen i Energiplanlægning ved Institut for Planlægning på Aalborg

Universitet. Analyserne viser, at varmesektoren kommer til at spille en væsentlig rolle som en integreret del

af denne omstilling.

Varmesektoren har, ligesom elsektoren, kendte og kommercielle løsninger til rådighed. Spørgsmålet er i højere

grad, hvilken pris vi vil betale som samfund, og hvor effektive vi er mht. anvendelsen af vedvarende energi,

herunder biomasse? Udfordringerne er mange, både regulatorisk, samfundsøkonomisk og teknisk.

IPCC satte med sin seneste rapport fra august 2021 udfordringer og behovet for handling på dagsordenen [2].

For at nå længst muligt inden 2030 og for derefter at opnå klimaneutralitet i Danmark, er det afgørende, at

der er en samlet vision og plan for, hvordan det kan gøres. Dels med fokus på, at det gøres på en fleksibel

måde, som løbende kan tilpasses, dels på en omkostningseffektiv måde, som ikke stiller hindringer i vejen for

det endelige mål om klimaneutralitet. Med denne rapport ønsker vi at sætte fokus på, at varmesektoren kan

omstilles hurtigt og dermed give et afgørende bidrag til 2030 målsætningen samtidigt med at Danmarks

særlige position som eksportør af netop disse teknologier fastholdes og udbygges.

Med input fra Danfoss, Grundfos og Innargi har vi udarbejdet ”Varmeplan Danmark 2021”, som ser på hvordan

varmesektoren spiller sammen med resten af fremtidens energisystem med varmebesparelser, elektrificering,

energilagre, Power2X og elektrofuels, samt datacentre og geotermi og ikke mindst langt mere vedvarende

energi i elsystemet end i dag.

God læselyst

Brian Vad Mathiesen, Henrik Lund, Steffen Nielsen, Peter Sorknæs og Jakob Zinck Thellufsen

Oktober 2021

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Indledning

Danmark har en målsætning om at opnå en 70% reduktion i udledningen af drivhusgasser i 2030 og at blive

klimaneutrale i 2050. ”Varmeplan Danmark 2021” indeholder en samlet plan for, hvordan varmesektoren kan

bidrage til 70% målsætningen og et klimaneutralt Danmark allerede i 2045. I Klimafremskrivningen fra

Energistyrelsen [3] og i andre rapporter antages varmesektoren stort set ikke at udlede drivhusgasser i 2030.

For at opnå det, skal de fossile brændsler ud af varmesektoren. Imidlertid er der ressourcemæssigt og

økonomisk stor forskel på, hvordan man vælger at omlægge varmeforsyningen. Det drejer sig om at finde en

fornuftige balance mellem varmebesparelser og produktion samt mellem fjernvarme og individuelle løsninger.

Det handler i høj grad om at finde de energieffektive løsninger, der passer godt ind i den samlede grønne

omstilling. I sidste ende handler det om, hvor mange vindmøller, hvor meget biomasse og hvor mange penge

vi skal bruge for at nå i mål.

”Varmeplan Danmark 2021” er et konkret bud på, hvad der bør ske i varmesektoren for, at Danmark kan

gennemføre den grønne omstilling på en teknisk, økonomisk og miljømæssig hensigtsmæssig måde i 2030

(VPDK-30) såvel som i 2045 (VPDK-45). Med ”Varmeplan Danmark 2021” vises, at varmesektoren kan omstilles

hurtigt og med hyldevarer.

”Varmeplan Danmark 2021” har fire hovedpointer:

Energibesparelser i bygningsmassen er vigtige

. Vi skal finde den rette balance mellem

energibesparelser, energieffektiviseringer og vedvarende energi. Det betyder, at vi forsat skal satse på

energirenovering.

Fjernvarmen bør udbygges

i takt med, at vi nedlægger naturgas og oliefyr. Uden for

fjernvarmeområderne bør varmen komme fra

individuelle varmepumper

suppleret med solvarme.

Denne kombination giver den mest energieffektive og fleksible løsning, som samtidigt mindsker

behovet for biomasse og antallet af vindmøller.

3. I fjernvarmeforsyningen bør der

satses målrettet på overgangen til 4. generations fjernvarme

med

lavere temperaturer. Det giver de laveste omkostninger og den mest effektive udnyttelse af geotermi,

overskudsvarme og store varmepumper.

4. I fremtidens energisystem er der

store potentialer for geotermi og overskudsvarme

fra industri,

datacentre og Power2X. Disse muligheder bør udnyttes.

At kunne opnå disse punkter kræver planlægning – og derfor opfordres alle kommuner til at udarbejde en

strategisk varmeplan, hvor bl.a. mulighederne for fjernvarmeudvidelser og nye varmekilder undersøges. Det

kræver ligeledes, at der sikres politiske rammer ift. både at kunne udvikle fjernvarmeforsyningen til en

fremtidssikret forsyningsteknologi samt at sikre energibesparelser i bygningsmassen, da disse to elementer

går hånd og hånd i et energi- og omkostningseffektivt fremtidigt klimaneutralt energisystem. Gøres dette

rigtigt vil det også give mulighed for øget jobskabelse og eksportmuligheder. Som en hjælp til den kommunale

varmeplanlægning er en del af kortarbejdet gjort tilgængelige online

Tilgængeligt på hjemmesiden:

https://energymaps.plan.aau.dk

i menuen ”Maps of Denmark”

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Det fremtidige integrerede 100% vedvarende energisystem, bæredygtig

biomasse og international handel

Varmesektoren bør ikke ses isoleret fra resten af den grønne omstilling. Det gælder om at finde den løsning,

der bakker bedst og mest omkostningseffektivt op om at opnå de samlede politiske mål om reduktion i

klimagasserne. Derfor analyserer vi i denne rapport varmesystemet som en integreret del af en kompleks og

sektorintegreret fremtid baseret på vedvarende energi, med langt flere elbiler, Power2X, store og små

varmepumper, elektrificering af industrien mv. Varmeforsyningen og varmemarkedet skal ses i lyset af målet

om en omstilling til 100% vedvarende energi. Analyserne i ”Varmeplan Danmark 2021” tager afsæt i scenariet

for et klimaneutral Danmark 2045 fra ”IDAs Klimasvar 2045” [3]. I begge er der fokus på hvordan Danmark

holder sig inden for en bæredygtig anvendelse af biomasse, tager højde for brændselsforbrug til international

fly- og skibstransport og er en del af de internationale elmarkeder til indregulering og handel med grøn strøm.

I analyserne udveksler Danmark el med de omkringliggende lande, og er netto eksportør af biomasse i form af

grøn gas baseret på biogas, som er opgraderet til naturgaskvalitet.

De langsigtede analyser for 2045 bruges som udgangspunkt for at vise vejen for varmesektoren ift. at op 70%

målsætningen i 2030. ”Varmeplan Danmark 2021” viser en robust omkostnings- og ressourceeffektiv

omstilling af varmesektoren, både ift. de langsigtede målsætninger frem mod klimaneutralitet (VPDK-45) og

70% målsætningen i 2030 (VPDK-30).

250

Primær energiforbrug [TWh/år]

200

150

100

2020

-50

Kul

Olie

Gas

Biomasse

Vind og sol

VPDK-30

VPDK-45

Figur 1: Primær energiforbrug i det

sa m lede danske energisystem

(el, varme, køling, transport og industri)

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Over 1.000 time-for-time sektorintegrerede energisystemanalyser og 125

GIS analyser giver den hidtil dybeste forståelse for den danske varmesektor

”Varmeplan Danmark 2021” anvender og tilvejebringer den nyeste viden om energiforbrug, overskudsvarme

og teknologi som grundlag for at vurdere potentialerne for energibesparelser og overskudsvarme såvel som

balancen mellem individuel opvarmning og opvarmning med fjernvarme i et fremtidigt fossilfrit energisystem.

Denne viden kombineres med delanalyser på de enkelte teknologier.

7 detaljerende GIS-analyser (geografiske informationssystemer) giver mulighed for at kortlægge og analysere

varmemarkedet ned til den enkelte bygnings varmeforbrug og placering i sammenhæng med

overskudsvarmepotentiale fra 9.235 konkrete virksomheder og mulighederne for at bruge det geotermiske

potentiale. GIS-kortlægningen og analyserne anvendes også til at se på udvidelse af

fjernvarmetransmissionssystemet på tværs af Danmark, så potentialet for at udnytte varmekilder øges. De 7

analyser er baseret på omkring 125 modelkørsler.

Over 1.000 time-for-time energisystemanalyser undersøger balancen mellem forsyning og forbrug sammen

med potentialet for at bruge overskudsvarme og geotermi og afdækker de økonomiske og ressourcemæssige

fordele ved at udvide fjernvarmedækningen. Analyserne er lavet i et komplekst sektorintegreret energisystem

med elbalancering og forskellige fleksible forbrug og lagringssystemer. Samlet set giver analyserne den hidtil

dybeste forståelse for, hvilken udvikling der omkostnings- og ressourceeffektiv kan gøre Danmark

klimaneutralt mht. varmesektoren.

Varmebehov

- Kortlægning

- Eksisterende forsyning

Varmebesparelser

- Forskellige niveauer

- Omkostninger

Fjernvarme

- Udvidelser

- Sammenkobling

- 3. og 4. generations

fjernvarme

Nye varmekilder

- Industriel overskudsvarme

- Geotermi

- Power2X

- Datacentre

ID As Klimasvar 2045

Scenarier

- Omkostninger

- Biomasse

- Vindmøller

- Behov for

kraftværker

- Udveksling af

Nationale

energisystemsimuleringer

Teknologidata

Figur 2: Analysernes fokus og sammenhæng

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Energibesparelser i bygningsmassen på 36 procent giver bedre økonomi,

mindsker forbrug af vind og biomasse samt behov for kraftværker

”Varmeplan Danmark 2021” indeholder en række detaljerede analyser af værdien af varmebesparelser.

Varmebesparelsesmulighederne er baseret på Statens Byggeforskningsinstituts (SBi) rapport om

varmbesparelser i det eksisterende byggeri [5], hvor forskellige energieffektiviseringstiltag er undersøgt i

forhold til den danske bygningsmasse. Effektiviseringstiltagene inkluderer forbedringer af facader, tage, gulve

og vinduer og er opstillet i syv scenarier, som er rangeret i forhold til omkostninger. Det er de samme scenarier,

der er implementeret i varmeatlasset, som er en detaljeret GIS kortlægning af varmebehovet i de danske

bygninger udarbejdet af Aalborg Universitet.

Figur 3: Detaljeret kortlægning af varmeforbrug

Estimaterne for de årlige varmebehov i varmeatlasset, Figur 3, er baseret på en varmeforbrugsmodel, der

anvender gennemsnitsbehov baseret på bygningernes anvendelse, alder og størrelse og sammenkoblet med

data fra bygningsreglementet.

Den principille tilgang til at finde niveauet for varmebesparelser kan ses på Figur 4.

Figur 4: Principielt diagram, der viser at energirenoveringer kun bør investeres i til det punkt, hvor udgiften til varmeforsyning er

billigere end flere renoveringer

[6].

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Der er i analyserne undersøgt forskellige varmebesparelsesniveauer, alle værende i spændet 0-40%.

Besparelsesniveauerne kan i princippet repræsentere både tiltag i forbedring af bygningernes klimaskærm

eller mere optimeret drift af varmesystemerne gennem f.eks. intilligente målere og styring. Resultaterne af

analyserne kan kort sammenfattes således, at de samlede omkostninger til varmeforsyningen er lavest, når

der gennemføres varmebesparelser i bygningerne på mellem 32% og 36%. På tværs af analyserne af

udnyttelsen af overskudsvarme giver 36% varmebesparelser reducerede omkostninger i energisystemet på

1,1 til 1,3 mia. DKK. Besparelserne mindsker presset på biomasseressourcen med 8-10 TWh/år svarende til

cirka 15% af biomasseforbruget. 40% varmebesparelser forringer økonomien marginalt, mens 32%

varmebesparelser har samlet tilsvarende omkostninger, som 36% varmebesparelser. Derfor indregner

”Varmeplan Danmark 2021” varmebesparelser på 36% i sit forslag mod 2045 (VPDK-45). Det er midlertid

vigtigt at understrege, at hvis der opstår et ønske om at mindske presset på biomasse yderligere, så kan dette

gøres ved at øge besparelser til 40% med blot margialt øgede omkosninger i det samlede system. Analyserne

indikerer, at biomasseforbruget falder i omegnen 0,04-0,22 TWh-biomasse pr %-point reduktion i

varmeforbruget i bygningerne. Udsvinget er specielt påvirket af installation af varmeteknologi i fjernvarmen,

og især overskudsvarme fra industri, datacentre, Power2X eller geotermi. Figur 4 viser den principielle effekt

af varmebesparelser på omkostningerne i energisystemet og biomasseforbruget.

7 0

3 5

3 0

6 0

2 5

5 0

2 0

4 0

1 5

3 0

1 0

2 0

5 0

1 0

- 0

10%

20%

Niveau for varmebesparelser

30%

40%

Biomasseforbrug

Samlede omkostninger

Figur 5: Principiel effekt af varmebesparelser på omkostningerne i energisystemet og biomasseforbruget

I ”Varmeplan Danmark 2021” foreslår vi frem mod 2030 (VPDK-30) konkret en acceleration af

varmebesparelser i bygningsmassen svarende til ren reduktion af varmebehovet på 14 % i forhold til i dag.

Denne renovering skal ske lineært med ca. 1,44% om året. I forhold til Klimafremskrivningen 2021 [3] er dette

et udtryk for en øget ambition på besparelsesområdet, da der her kun antages 0,8% årlig reduktion i

energibehovet frem mod 2030. Dette kræver mere fokus på højere energibesparelser, når man i forvejen

renoverer bygningen, samt at man energirenoverer i en højere takt.

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Udvidelse af fjernvarmedækningen

”Varmeplan Danmark 2021” omfatter en række analyser af hvor meget fjernvarme hhv. individuel

varmeforsyning, som Danmark bør stile imod. Målet er at finde frem til et forslag for hele varmeforsyningen,

som bedst bakker op om at gennemføre den grønne omstilling for alle sektorer.

På baggrund af disse analyser anbefaler vi i ”Varmeplan Danmark 2021”, at der stiles mod at udvide

fjernvarmen fra de nuværede ca. 50% til et sted mellem 63-70% i 2045, primært på bekostning af individuel

opvarmning med naturgas, men også olie, biomasse og direkte elvarme. I ”Varmeplan Danmark 2021” er der

konkret regnet på udvidelsen til de 70%. Samlet set giver det de laveste omkostninger for samfundet samtidigt

med at presset på biomasse og vind mindskes i det samlede energisystem. Når ”Varmeplan Danmark 2021”

formulerer spændet mellem 63-70% skyldes det, at det i den sidste ende er en række lokale forhold i form af

tilgængelighed af geotermi og overskudsvarme, der afgør, hvad der konkret er bedst på det enkelte sted.

Konkret regner Varmeplan Danmark på følgende udvidelsesscenarier:

•

Nuværende: Nuværende bygninger registreret med fjernvarme (~50%)

Fortætning: Alle bygninger i områder udlagt til fjernvarme (~59%)

Minimum udvidelse: Udvidelser til byområder med varmedensitet over 15 kWh/m

(~63%)

Anbefalet udvidelse: Udvidelser til byområder med varmedensitet over 10 kWh/m

(~70%)

Maksimum udvidelse: Udvidelser til byområder med varmedensitet over 5 kWh/m

(~74%)

Figur 6: Kort over de analyserede udvidelsesscenarier for fjernvarmen

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Regnes der på de enkelte ressoucer hver for sig er fortætningsscenariet typisk det med de laveste

omkostninger. Regnes der på en samtidig udnyttelse af geotermi og alle overskudsvarme ressourcerne i et

omfang, som beskrevet overfor, er minimumsscenariet det med de lavest samlede omkostninger. Når det også

indregnes, at man med en udvidelse af fjernvarmedækningen vil kunne udnytte mere overskudsvarme, har

det anbefalede scenarie lige så lave omkostninger som minimumsscenariet. Men i den situation har det

anfalede scenarie den yderligere fordel, at det giver et mindsket pres på hvor meget biomasse der er brug for,

og hvor mange vindmøller vi skal bygge i det samlede system. Analyserne i ”Varmeplan Danmark 2021” viser,

at med det anbefalede scenarie opnår Danmark et endnu mindre pres på biomassen end i ”IDAs Klimasvar

2045”, hvor der ikke helt er forudsat den samme udbygning af fjernvarmen. Derfor er det valgt, at ”Varmeplan

Danmark 2021” i de konkrete regnstykker er baseret på det anbefalede scenarie.

Det skal understreges, at analyserne klart peger på vigtigheden af at udnytte geotermi og overskudsvarme.

Således, er der for alle fjernvarmeudvidelsesscenarier foretaget sammenlignende analyser af en situation, hvor

der ikke udnyttes overskudsvarme. I alle sammenligninger har scenarierne med udnyttelse af overskudsvarme

de laveste omkostninger samtidigt med, at behovet for biomasse og vind mindskes i det samlede system.

En anden pointe er, at i scenarierne med geotermi og overskudsvarme er det fordelagtigt at udvide

fjernvarmeforsyningen helt op til 70% (det anbefalede scenarie), mens det i scenarierne uden geotermi og

overskudsvarme ikke kan betale sig at udvide fjernvarmen mere end til fortætningsscenariet. Det skal dog

understreges, at fortætning representerer en udvidelse fra cirka 50% til cirka 59% og inkluderer de

naturgasområder der allerede er udlagt til fjernvarme. Det er således helt afgørende i diskussionen af hvor

meget fjernvarme der bør være i Danmark i fremtiden, hvordan udnyttelse af geotermi og overskudsvarme

indgår.

700.000

600.000

500.000

400.000

300.000

200.000

100.000

Nuværende

Fortætning

Minimum udvidelse Anbefalet udvidelse Maksimal udvidelse

Antal bygninger

Fjernvarmeudvidelsessecenarie

Naturgas

Olie

Biomasse

Elvarme

Varmepumpe

Andet

Figur 7: Antal bygninger der omlægges til fjernvarme fordelt på fjernvarmeudvidelsesscenarie og nuværende opvarmningsform

I ”Varmeplan Danmark 2021” foreslår vi således en varmeforsyning, som på to områder er væsentlig forskellig

fra Energistyrelsens Klimafremskrivning. Som det første forudsætter Klimafremskrivningen stort set ingen

fjernvarmeudvidelse, hvor ”Varmeplan Danmark 2021” anbefaler en væsentlig udvidelse af

fjernvarmeområderne. For det andet forudsætter Klimafremskrivningen en høj grad af anvendelse af biomasse

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

og biometan (grøn naturgas) til opvarmning af individuelle boliger, hvor ”Varmeplan Danmark 2021” anbefaler

en varmeforsyning uden biomasse og biometan i den enkelte bolig.

”Varmeplan Danmark 2021” anbefaler at op mod 260.000 bygninger med naturgasfyr frem mod 2045 erstattes

med fjernvarme og omkring 115.000 bygninger med naturgasfyr forsynes med individuelle varmepumper.

Samt at op mod 44.000 oliefyr konverteres til fjernvarme. Samtidig er der ”Varmeplan Danmark 2021” langt

flere individuelle varmepumper end i Klimafremskrivningen, men her er fokus på at få biomassen ud af den

individuelle forsyning. Ud af omkring 2 mio. opvarmede bygninger dækker fjernvarme op mod 1.32 mio.

bygninger og individuelle varmepumper i kombination med en mindre mængde biomasse og solvarme 0,67

mio. bygninger.

Som resultat af varmebesparelser i eksisterende bygninger, forbrug i nye bygninger og fjernvarmeudvidelser

øges nettoenergiforbruget til fjernvarme fra ca. 27 TWh/år til ca. 31 TWh/år, mens den individuelle forsyning

reduceres fra 26 TWh/år til 12 TWh/år. For at opnå denne udvidelse af fjernvarmesystemet i 2045 er det

vigtigt, at udvidelserne igangsættes tidligere frem for senere. Især er det vigtigt, at der frem mod 2030 sættes

fart på udvidelsen af fjernvarmen, for at kunne nå 70% målsætningen så omkostnings- og energieffektivt som

muligt. Her bliver kommunal varmeplanlægning vigtig for lokalt at kunne identificere de bedste områder til

igangsættelse af fjernvarmeudvidelserne.

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

4. Generations fjernvarme mod lavere temperaturer og større effektivitet

”Varmeplan Danmark 2021” indeholder en række analyser af betydningen af at overgå til fremtidens 4.

generations fjernvarme (4GDH) både i forhold til teknologier og systemer. I analyserne undersøges således

effekten af at reducere temperaturniveauet i fjernvarmenettet fra et niveau på omkring 80°C i fremløbet og

40°C i returløbet (3. generations fjernvarme (3GDH)) ned til 55-60°C i fremløbet og 25-30°C i returløbet

(4GDH). Analyserne viser, at reducerede temperaturniveauer i fremtidens fjernvarmesystem giver synergier

for slutbrugeren og i hele forsyningskæden. Overgangen til 4GDH reducerer nettabet i fjernvarmerørene, men

den helt afgørende fordel er imidlertid, at 4GDH sikrer en langt bedre udnyttelse af fremtidens

fjernvarmekilder, hvad enten der er tale om overskudsvarme og geotermi eller der er tale om solvarme og

varmepumper.

I ”Varmeplan Danmark 2021” er der udviklet en række scenarier for produktionen og udvidelsen af

fjernvarmenettet samt varmebesparelser i bygningerne, som sammenligner 4GDH teknologien med den

nuværende 3GDH teknologi. I alle tilfælde reducerer 4GDH omkostningerne og biomasseforbruget i det

samlede danske energisystem ift. hvis 3GDH bruges i fjernvarmesystemerne.

Det er derfor en klar anbefaling i ”Varmeplan Danmark 2021”, at der fremover er fokus på overgangen til 4GDH

i hele fjernvarmesektoren. En sådan overgang skal ske i samspil med tilpasning af bygningsmassen, og skal

derfor ses som en løbende udvikling fremadrettet.

Figur 8: Oversigt over udviklingen i fjernvarmegenerationer

[7]

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Anvend mere overskudsvarme fra industri, datacentre, Power2X og udbyg

med geotermi

Potentialet for overskudsvarme i Danmark er allerede langt større end det niveau, der pt. udnyttes. Her er

potentialerne dels vurderet via GIS-analyser for industri og geotermi, og dels via egne og andres estimater for

udviklingen af Power2X og datacentre. ”Varmeplan Danmark 2021” estimerer et samlet potentiale på mellem

11,9 og 41,7 TWh/år geotermi og overskudsvarme oveni den eksisterende mængde overskudsvarme. Det høje

potentiale kan teoretisk set dække hele det nuværende behov for fjernvarme. I et fremtidigt system afhænger

fjernvarmebehovet dels af fjernvarmedækningen og bygningsmassens energiforbrug. I VPDK-45 er

fjernvarmebehovet udvidet og bygningsmassen mere energieffektiv, hvilket betyder, at fjernvarmebehovet er

på samme niveau som i dag. I scenariet med maksimal udvidelse uden energibesparelser i bygningsmassen

stiger fjernvarmebehovet til 56,5 TWh/år, mens det i en situation med den nuværende fjernvarmedækning og

betydelige varmebesparelser falder til 29,5 TWh/år.

For at sætte fart på den grønne omstilling bør der allerede inden 2030 ske en betydelig udbygning af

fjernvarmeforsyningen. I 2045 foreslås overskudsvarme fra industri, datacentre og Power2X samt geotermi at

dække halvdelen af fjernvarmeproduktionen svarende til 19 TWh/år.

Figur 9: Fjernvarmebehov i 2020 og niveauer for fjernvarmebehov i 2045 (til venstre). Højt og lavt potentiale for overskudsvarme fra

industri, datacentre og power2X samt geotermi. Anvendt industriel overskudsvarme i 2020, andel af potentialet anvendt i

Klimafremskrivningen for 2030, samt i VPDK-30 og VPDK-45.

I de følgende afsnit præsenteres detaljerne for hver af de 4 varmekilder. Figur 10 viser det samlede overblik.

Industriel overskudsvarme i Varmeplan Danmark 2021

I 2045 er potentialet for overskudsvarmen fra industrien estimeret til 7,2 TWh/år i et højt scenarie og 3,2

TWh/år i et lavt scenarie, inklusiv den nuværende anvendte overskudsvarme på 1,2 TWh/år. Metoden til

estimering af overskudsvarmepotentialet undervurderer sandsynligvis potentialet for den enkelte industri, da

denne er baseret på generelle antagelser, der i praksis vil variere fra virksomhed til virksomhed. Derfor tages

der i ”Varmeplan Danmark 2021” delvist hånd om, at der er usikkerhed om, hvor meget og hvilken industri der

er frem til 2045, hvor industrien er placeret i fremtiden, samt hvad temperaturniveauerne er på

overskudsvarmen. I arbejdet er potentialet fra industrier blevet estimeret i tre forskellige temperaturniveauer

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

for 46 forskellige brancher, værende over 80°C, mellem 60-80°C og under 60°C. Denne opdeling bevirker f.eks.

at en større mængde overskudsvarme kan udnyttes uden brug af varmepumpe til temperaturboosting i 4GDH

frem for i 3GDH, samt at varmepumper til temperaturboosting kan udnyttes mere effektivt i 4GDH frem for i

3GDH. Med den nuværende fjernvarmedækning vil cirka 6,8 TWh/år eller 95 % teoretisk set kunne anvendes,

hvilket er mere end 5 gange niveauet i dag. I 2020 og i Energistyrelsens Klimafremskrivningen for 2030 [3]

anvendes kun en brøkdel af den overskudsvarme, der er til rådighed fra de nuværende industrier. ”Varmeplan

Danmark 2021” indregner 5,9 TWh/år svarende til, at der bruges 80% af potentialet oveni den allerede

anvendte overskudsvarme. I 2030 dækker industriel overskudsvarme 10% af fjernvarmeproduktionen og 15%

i 2045.

Overskudsvarme fra datacentre i Varmeplan Danmark 2021.

Der er fortsat væsentlig usikkerhed om, hvor mange datacentre der kommer til Danmark, hvilke typer

datacentre vi får, hvor de bliver placeret, og om de bliver bygget, så de er egnet til at koble sig på fjernvarme.

Allerede i dag kan man dog se, at varme fra datacentre kan blive udnyttet i stor skala via store varmepumper

i Odense, og at dette anlæg planlægges at bliver udvidet. Det teoretisk maximale potentiale er sat til 9,5

TWh/år svarende til den mængde strøm, der forventes tilført datacentrene i 2045. Dette er skønnet ud fra

Energistyrelsens opgørelser [8,9] og ”IDAs Klimasvar 2045”, hvor der er forudsat 5% energieffektivisering.

Tallet er i sagens natur forbundet med væsentlig usikkerhed. Det mindste potentiale er estimeret til 0,16

TWh/år baseret omfanget fra datacentret i Odense, efter det er udvidet. I ”Varmeplan Danmark 2021” er der

indregnet et bidrag i 2045 på 3,3 TWh/år, svarende til at omkring 35% af det teoretisk maximale potentiale og

8% af fjernvarmeproduktionen. I 2030 anvendes 2/3 at dette niveau i ”Varmeplan Danmark 2021” svarende

til 6% af fjernvarmeproduktionen. For den bedste udnyttelse af overskudsvarmen fra datacentre bør

datacentrenes køling i mest muligt omfang indrettes således, at overskudsvarmen kan udnyttes uden brug af

varmepumper til temperaturboosting.

Overskudsvarme fra Power2X i Varmeplan Danmark 2021.

Overskudsvarmen fra Power2X er forbundet med væsentlige usikkerheder. Dels fordi det samlede behov for

elektrofuels, syntetiske brændsler, brint, kunstgødning, plastik og produkter baseret på vindmøllestrøm

kombineret med kulstof og kvælstof ikke kendes. Dels fordi vi ikke ved præcist, hvor anlæggene bliver placeret.

Hertil kommer usikkerhed om teknologien for elektrolyse kan udvikle sig, så andelen af overskudsvarme bliver

mindre (fra alkaliske elektrolyseanlæg til højtemperatur fastoxid elektrolyseanlæg). I modsætning til

datacentre vurderes det, at Power2X sandsynligt placeres på gamle kraftværkspladser og lignende steder af

hensyn til behovet for gode el-forbindelser. I vurderingen af potentialet er der taget udgangspunkt i det

konkrete teknologiforslag, som er en del af ”IDAs Klimasvar 2045”. Der anvendes 3 TWh/år, svarende til det

danske behov for tung transport inklusive internationale fly- og skibstransport i 2045. Potentialet omfatter

overskudsvarme fra elektrolyse, samt forgasning, HTL og hydrogenering og giver en andel på 17% af

fjernvarmeproduktionen baseret på 4.800 MW elektrolysekapacitet. I 2030 tages udgangspunkt i

overskudsvarme fra produktionen af elektrofuels i ”IDAs Klimasvar” svarende til 0,7 TWh/år eller 2% af

fjernvarmeproduktionen baseret på 1.200 MW elektrolysekapacitet. Den største usikkerhed er ikke hvilken

elektrolyseteknologi, der anvendes (alkalisk eller højtemperatur elektrolyseanlæg), men placeringen af de

komponenter, der indgår i produktionen i forhold til fjernvarmenet, samt efterspørgslen efter slutproduktet.

Et konservativt estimat for varmeproduktionen er, at Power2X dækker den tunge transport i Danmark

svarende til 2,96-3,86 TWh/år afhængig af teknologi. Et højt estimat er, at Danmark producerer dobbelt så

meget som sit eget behov. Et lavt estimat er, at vi laver brændsler svarende til den danske transport, men at

halvdelen ikke udnyttes, grundet lavere efterspørgsel, placeringer væk fra fjernvarmeområder på land eller på

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

energiøer. I alle tre tilfælde kan en del af produktionen være til kunstgødning, plastikprodukter eller brint til

andre formål. I alt er potentialet opgjort til et sted mellem 1,5 og 5,9 TWh/år.

Geotermi i Varmeplan Danmark 2021

I princippet er potentialet for geotermi langt større end fjernvarmebehovet. I praksis begrænses potentialet

af forekomsternes tilgængelighed teknisk og økonomisk, samt hvor store energibesparelser der foretages

fremadrettet. I et scenarie, hvor vi udnytter ressourcerne via enkeltstående boringer på 10 MW i de bedst

egnede områder på Sjælland og Østjylland, samt i Aalborg og Sønderborg kan potentialet opgøres til over 20

TWh/år. I praksis vurderes de anvendelige potentialer i ”Varmeplan Danmark 2021” ud fra klynger med mindst

7 boringer af 10 MW hver. Det antages at dække 25% af varmespidsforbruget i et givet potentielt

fjernvarmeområde indenfor 7,5 km. Et lavt potentiale er derfor estimeret via 70 MW i en situation med det

eksisterende fjernvarmebehov og varmebesparelser til 8,2 TWh/år. Teoretisk har vi kortlagt det tekniske

potentiale til at kunne dække halvdelen af det nuværende danske fjernvarmebehov. I praksis vil man anvende

andre overskudsvarmekilder først, da disse har lavere omkostninger. I VKDK-45 er det anvendelige potentiale

estimeret til 6,8 TWh/år svarende til 17% i af fjernvarmeproduktionen. I VPDK-30 anvendes 3,8 TWh/år af

geotermi potentialet eller 10% af fjernvarmeproduktionen.

TWh/år

Potentiale - højt

Industri anvendt

Eksisterende 2020

Geotermi

Industri > 80C

Potentiale - lavt

Datacentre

Anvendt i VPDK-30

Power2X

Industi <60C

Anvendt i VPDK-45

I alt

Industri 60-80C

Figur 10: Potentialer for industriel overskudsvarme, varme fra datacentre og power2X, samt potentialer for geotermi. Anvendte

mængder varme i ”Varmeplan Danmark 2021” i 2030 og 2045.

Af Figur 10 fremgår det samlede potentiale for geotermi og overskudsvarme, som er i samme størrelsesorden

som det samlede fjernvarmebehov. I VPDK-45 er der kun anvendt en del af potentialet fra hver kilde. Dels pga.

usikkerheder vedr. potentialet fra den enkelte teknologi, og dels pga. usikkerheden mht. at se 25 år frem i

tiden. Samlet set kan potentialet dække hele fjernvarmebehovet i 2045, med en udvidet fjernvarmedækning

på op mod 70% og med varmebesparelser på 36% i forhold til i dag.

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Elektrificering, varmelagre og en flerstrenget fleksibel varmeforsyning

Den samlede fjernvarmeproduktion ændrer sig gravist fra i dag frem mod 2045. Hvor kraftvarme, kedler og

affaldsforbrænding dominerer billedet nu, bliver billedet et helt andet fremafrettet. Som det fremgår, er der

en række tangenter at spille på. I praksis viser de nationale energisystemanalyser, at overskudsvarme og

geotermi hensigtsmæssigt kan udgøre cirka 50% af fjernvarmeproduktionen i 2045. I den vurdering er der

taget hensyn til ovennævnte usikkerheder for udviklingen af hver teknologi samt geografiske forhold og

hensynet til samspillet med resten af energisystemet. I 2030 vurderes op mod 27% af dette potentiale at kunne

anvendes. Får vi mere overskudsvarme fra industrien, fra datacentre eller fra Power2X, så har vi brug for

mindre geotermi og en mindre andel store varmepumper. Der kan således være andre bud på den den

konkrete fremtid på produktionssiden. Imidlertid udgør fjernvarmenettet et robust grundlag for at samle

varmen op, og også for fleksibelt at kunne tilpasse sig løbende.

VPDK-45

VPDK-30

2020

10%

20%

30%

Datacentre

Varmepumpe

Kraftvarme

40%

50%

Power2X

Elkedel

60%

70%

80%

Geotermi

Affaldsforbrænding

90%

100%

Industriel overskudsvarme

Solvarme

Brændselskedel

Figur 11: Fordeling af fjernvarmeproduktion i 2020, samt Varmeplan Danmark 2030 og 2045. 2020 tal er simulerede.

I ”Varmeplan Danmark 2021” dækker solvarme i fjernvarmeområder 6% i 2045. Solvarmedækningen

begrænses af overskudsvarme

og varmebehovet i de

konkrete fjernvarmeområder.

Affaldskraftvarmeproduktionen falder, grundet øget genanvendelse, fra 21% til 7% af fjernvarmeproduktionen

fra 2030 og frem.

I ”Varmeplan Danmark 2021” udvides den direkte elektrificering af fjernvarmesektoren, via elkedler og

varmepumper, betydeligt ift. det nuværende energisystem. Varmepumper og elpatroner udgør i omegnen af

2-4% af fjernvarmeforsyningen i det nuværende energisystem, hvorimod i ”Varmeplan Danmark 2021” er det

ca. 1/3 af fjernvarmeforsyningen, som er produceret via varmepumper og elpatroner (ekskl. geotermi).

For at sikre forsyningssikkerheden, består fjernvarmesystemerne både af kedler, der i perioder kan dække

fjernvarmebehovet, og store varmelagre, der kan sikre udnyttelsen fra alle varmekilderne og gøre brug af

fleksibelt forbrug af el i store varmepumper. I 2020 udgør varmelagre i fjernvarmen i gennemsnit 13-14 timers

lagring. Dette øges til ca. 36 timer i 2030 og ca. 50 timer i 2045. Dette inkludere sæsonlagere anvendt til

solvarme, og potentielt til overskudsvarme, på 50 GWh i 2030 og 55 GWh i 2045.

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Onlinekort fra Varmeplan Danmark 2021

Som et supplement til varmeplanlægningen, er en del af kortmaterialet publiceret og tilgængeligt på

hjemmesiden

https://energymaps.plan.aau.dk

(i menuen Maps of Denmark)

Her er 4 forskellige kort tilgængelige:

1. Varmeforbrug og antal bygninger opsummeret på byområder, med informationer om tilhørende

eksisterende varmeforsyning og bygningsanvendelse.

2. Afgrænsning af de fem fjernvarmeudvidelsesscenarier, det er således muligt at se hvilke byområder der

ligger inden for det anbefalede scenarie.

3. Et punkttema med estimaterne for den årlige overskudsvarme fra virksomheder. Her er det bl.a. muligt at

se hvilke temperaturniveauer, der typisk er for den givne industri.

4. Grundlast varmebehov fordelt på eksisterende fjernvarmeområder. For hvert område er

varmeproduktionen fra industriel overskudsvarme og affaldsvarme fratrukket, således det er muligt at

identificere områder, hvor der er potentialer for at afsætte overskudsvarmen fra eksempelvis Power2x og

datacentre.

Det skal understreges, at alle kortene bør ses som screeningsredskaber, da alle metoderne bygger på generelle

antagelse både for bygninger, virksomheder og fjernvarmeområder. Der vil typisk være mulighed for at

indsamle mere præcise og opdaterede informationer lokalt.

KEF, Alm.del - 2021-22 - Bilag 40: Henvendelse af 21/10-21 fra Grøn Varme Alliance om Varmeplan Danmark 2021 - En Klimaneutral Varmeforsyning

Referenceliste

[1]

[2]

Lund H, Thellufsen JZ, Østergaard PA, Nielsen S, Sperling K, Djørup SR, et al. Smart Energy Aalborg.

2019.

Masson-Delmotte V, PZAPSLCCPSBNCYCLGMIGMHKLELJBRMTKMTWOYRY and BZ. IPCC, 2021: Climate

Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment

Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. 2021.

Energistyrelsen. Klimastatus og -fremskrivning, 2021. 2021.

Lund H, Mathiesen BV, Thellufsen JZ, Sorknæs P, Chang M, Kany MS, et al. IDAs Klimasvar 2045 – Sådan

bliver vi klimaneutrale. Copenhagen: Ingeniørforeningen IDA; 2021.

Wittchen KB, Kragh J, Aggerholm S. Varmebesparelse i eksisterende bygninger - potentiale og økonomi.

2017.

Mathiesen BV, Drysdale DW, Lund H, Paardekooper S, Ridjan I, Connolly D, et al. Future Green Buildings:

A Key to Cost-Effective Sustainable Energy Systems. 2016.

Lund H, Østergaard PA, Chang M, Werner S, Svendsen S, Sorknæs P, et al. The status of 4th generation

district

heating:

Research

and

results.

Energy

2018;164:147–59.

https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2018.08.206.

Cowi. Udviklingen af datacentre og deres indvirkning på energisystemet. Kongens Lyngby: 2021.

COWI A/S for Energistyrelsen. Temaanalyse om store datacentre 2018.

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]