Vindenergi og det danske energisystem: Øget investering samt bedre integrering af vindkraftproducerede elektricitet i det danske energisystem

Wind energy and the Danish energy system: Increased investment and improved integration of wind power in the Danish energy system

Svaneborg, Julie

4. semester

Økonomi (cand.oecon), Kandidat

2010

2010-09-21

78

Danmark har som langsigtet mål at udfase fossile brændsler i elproduktionen. Denne afhandling undersøger, hvordan man kan øge private incitamenter til at investere i vindmøller og samtidig bedre integrere en større andel vindkraft i elnettet. De senere år har vist udfordringer: ufleksible produktions- og forbrugsmønstre samt vindprognoser, der hurtigt bliver forældede, gør det vanskeligt at optage mere vedvarende energi. Med Thise Mejeri som case analyseres politiske og driftsmæssige initiativer, der både styrker investeringslysten og letter integrationen. Fem politiske tiltag diskuteres: 1) Udvid den eksisterende støttebetaling (et pristillæg finansieret via PSO‑afgiften), så den også gælder, når producenter bruger egen vindstrøm på stedet, ikke kun ved salg til nettet. Det forbedrer økonomien i at investere i vind og mindsker belastningen af nettet. 2) Indfør tidsafhængige nettariffer, så det er dyrere at bruge nettet i spidsbelastningsperioder og billigere uden for spids. Det motiverer til at flytte forbrug og understøtter integration af svingende vindproduktion. 3) Gør PSO‑afgiften dynamisk, så den varierer alt efter om strømmen er fra vedvarende eller ikke‑vedvarende kilder. Det gør forbrug af vedvarende strøm mere attraktivt. 4) Erstat tilskud til vedvarende produktion med en ekstra afgift på ikke‑vedvarende produktion. Det undgår kunstigt høje prisniveauer for vedvarende energi og straffer fossil produktion i stedet. 5) Begræns skatte- og momsfritagelser til virksomheder, der dækker deres energiforbrug med vedvarende energi, så vedvarende forbrug favoriseres. Ud over politik ser afhandlingen på interne tiltag hos Thise Mejeri for at opsluge mere vindkraft. Mejeriet bruger over 6.000 MWh el om året, heraf ca. 2.100 MWh til kulde, og producerer omkring 9.200 MWh varme med oliekedel. Etablering af varme- og kuldelagre kombineret med en varmepumpe kan reducere elforbruget til kulde og erstatte noget af olieforbruget til varme. Lagring gør det også muligt at købe overskudsstrøm—fra egen mølle eller markedet—når nettet er overbelastet og omdanne den til varme og kulde, hvilket understøtter integrationen af vind. En indledende vurdering viser lovende potentiale, men yderligere tekniske analyser er nødvendige for at placere lagring i produktionsprocessen og budgettere etableringsomkostninger. Afhandlingen viser også, at flytning af forbrug fra spids til lavlast kan sænke udgifterne markant: hvis hele spidslasten var flyttet til lavlastperioder, kunne Thise Mejeri have sparet 180.623,90 DKK i 2009. Det understreger værdien af fleksibelt elforbrug, som kræver detaljerede analyser af anlæggets driftsmæssige fleksibilitet.

Denmark aims to phase out fossil fuels in electricity. This thesis examines how to increase private incentives to invest in wind turbines and how to integrate a higher share of wind power into the national grid. Recent years have exposed challenges: inflexible generation and consumption patterns, and wind production forecasts that quickly become outdated, make it difficult to absorb more renewable energy. Using Thise Mejeri, a Danish dairy, as a case study, the thesis evaluates policy and operational initiatives that both strengthen investment incentives and ease grid integration. Five policy proposals are discussed: 1) Extend the existing support payment (a price premium financed via the PSO levy) so it also applies when producers use their own wind power on-site, not only when they sell it to the grid. This improves the business case for investing in wind and reduces grid load. 2) Introduce time-dependent network tariffs, so the cost of using the grid is higher during peak load and lower off-peak. This encourages shifting consumption away from high-load periods and supports integration of fluctuating wind output. 3) Make the PSO levy dynamic, varying with whether electricity comes from renewable or non-renewable sources. This makes consuming renewable electricity more attractive. 4) Replace subsidies for renewable generation with an extra charge on non-renewable generation. This avoids pushing renewables to artificially high price levels and penalizes fossil-based production instead. 5) Limit tax and VAT exemptions to companies that cover their energy use with renewable sources, favoring renewable consumption. Beyond policy, the thesis analyzes internal measures at Thise Mejeri to absorb more wind power. The dairy uses over 6,000 MWh of electricity annually, including about 2,100 MWh for cooling, and produces around 9,200 MWh of heat with an oil boiler. Introducing heat and cold storage, combined with a heat pump, could cut electricity used for cooling and replace part of the oil-based heat. Storage would also allow the dairy to buy excess electricity—either from its own turbine or the market—when the grid is overloaded and convert it to heat and cold, helping integrate wind power. A preliminary assessment indicates promising potential, but further technical analysis is needed to pinpoint where storage fits in the production process and to estimate investment costs. The thesis also shows that shifting consumption from peak to off-peak could lower costs significantly: if the entire peak load had been moved to off-peak periods, Thise Mejeri could have saved 180,623.90 DKK in 2009. This underlines the value of flexible demand, which requires detailed analysis of the plant’s operational flexibility.

[Dette resumé er genereret ved hjælp af AI]

Wind energy

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter