Sähköistyminen mullistaa muunkin kuin energiateollisuuden

Esitys aiheesta: "Sähköistyminen mullistaa muunkin kuin energiateollisuuden"— Esityksen transkriptio:

1 Sähköistyminen mullistaa muunkin kuin energiateollisuuden
prof. Jarmo Partanen

2 Energia; näkökohtia, uhkia ja mahdollisuuksia
Teknologinen kehitys on muuttunut eksponentiaaliseksi myös energia-alalla Robotit valmistavat voimalaitoksia ja energiavarastoja hiekasta Tutkijatkin ovat selvästi aliarvioineet kustannuskehityksen

3 Energiamarkkinoiden kehitystrendejä
Viisi suurta toisiinsa vaikuttavaa globaalia kehitysajuria samanaikaisesti. Yksikin näistä muuttaa sähkömarkkinaa merkittävästi. Uusiutuva energia; aurinkovoima ja tuulivoima ovat jo tällä hetkellä edullisin tapa rakentaa uutta sähköntuotantokapasiteettia – massatuotannon vaikutukset jylläävät nyt myös energia-alalla. Tehotasapainon hallinta haasteena. Liikenne sähköistyy nopeasti. Puhdas, ylivertainen energiatehokkuus ja kustannustehokkuus. Lisää sähkön tarvetta ja akut toimivat sähkövarastona Sähkön varastointi akkuihin on/tulee taloudellisesti kannattavaksi IoE; taistelu olohuoneista, autoista ja työpaikoista. IoT tuo hajautetut resurssit (kuormat, varastot, mikrotuotanto) reaaliaikaisen ohjauksen piiriin COP21 (Pariisin sopimus), Euroopan kasvihuonepäästöt nollatasolle 2050-luvulla. Ylivoimainen tavoite mutta vahva ohjuri. Energiasektori ’helppo’, samoin liikenne (sähkö, synteettiset polttoaineet). Teollisuus (terästeollisuus, sementin valmistus) vaikeampi. Maatalous vielä vaikeampi. Johtaa sähkön roolin kasvuun. Power to X ratkaisuja. Maailma sähköistyy. Jarmo Partanen

4 2018, €/MWh PV 15-60 Wind 15-40 Coal 20-40 Li-On 50 900 800 700 600
Natural gas Coal Oil LNG Wind Power Li-ion battery Power-to-gas 900 800 700 600 500 400 300 200 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 100 €/MWh Solar PV 2018, €/MWh PV Wind Coal Li-On 50 Jarmo Partanen

5 Break-through of Energy Market …….?
Several global intertwined drivers at the same time. Even one of them will have a dramatic impact on the energy market, global industries and societies Overwhelming threat to global living conditions; climate warming and quality of air; CO2 and fine particles Extra low cost mass production of power technology; PV, wind, power electronics, storages, EVs, ugrids, ……3D printing,… what next? Internet of everything; Everyone knows everything of everything – online information 15 €/MWh! 200 GW, 200 Mrd$

6 Break-through of Industry&Society
Several global intertwined drivers at the same time. Even one of these will have a dramatic global impact on societies (people, industries, geopolitics,..) Overwhelming threat to global living conditions; climate warming and quality of air; CO2 and fine particles Extra low cost mass production of power (+other) technologies; PV, wind, power electronics, storages, EVs, ugrids Internet of everything; Everyone knows everything of everything – online information Electricity – storable, unlimited!, clean, low cost, --> primary energy source Second wave of electrification; Chemical industry, steel industry, cement industry, energy sector, transportation, agriculture, … (target of COP21) CO2 will be a raw material instead of emission&waste

7 Global CO2 emissions Our target

8 What did we agree in Paris 2015?
X Transportation 13 % Energy & Heat 25 % Industry 27 % X Land use 18 % Agriculture14 % Waste 3 %

9 CO2 free energy sector CCS?? NUCLEAR RENEWABLES

10 How to change emissions (CO2)
Current energy business Other sectors – how to reach CO2 free world? SOLAR, WIND, BIO, NUCLEAR How to change emissions (CO2) to useful raw material? ? STORAGE New business opportunities

11 Power-to-X-to-Power (P2X2P)

12 NEO-CARBON

13 Air Electricity CO2 H2O H2O

14

15 In the middle of desert!

16 Soletair pilot plant 14 June 2017
FUEL FROM THE AIR WITH SOLAR POWER 30 Aug 2018 Soletair pilot plant 14 June 2017

17 Power to X; Chemical factories
Ratkaisu Status – proof of concept solujen tuotannon suhteen tehty

18 Power to X; Fertilizers
Ratkaisu Status – proof of concept solujen tuotannon suhteen tehty

19 Power to food; The concept
Electricity CO2 Water Minerals Food & Feed Microorganisms Ratkaisu Status – proof of concept solujen tuotannon suhteen tehty

20

21 CO2 capture; Pulp, Paper, Cement, ….
Finland: Pulp: 7 MtAD Paper & board: 10 Mt Form wood combustion 36 Mt Finland fossil CO2 emissions 60 Mt By volume/mass CO2 is the main product of our bio-economy cluster. MtCO2 Fossil Biogenic Total Finland 4 17 21 Sweden 1 22 23 Norway 0.03 0.32 0.35 Chance to change CO2-risks to earnings and new products!

22 Example of on/off-microgrid

23 Local production of…………. Electricity Education Fuels Fertilizers Food
FUSION GRID Electricity  Connectivity Distribution network topology Energy mesh network Autonoumous (configuration and -recovery) Decentralised, Multimaster (4.9G) Remote controlled Local production of…………. Electricity Education Fuels Fertilizers Food ….

24 Break-through of Energy Market
Expertise and strenghts at LUT – Energy is one of the three focus areas at LUT System based view – team working Global simulation models for transition of energy related systems (industrial revolution) Power conversion & ugrids Hydrogen & CCU, apply of CO2 as a raw material for fuels, materials, food Energy market modeling and regulation IoT Business transition Production technology Show cases – lab infra Industrial partners; ABB, Aurelia, SSS, Danfoss, Fortum, GEF, Nokia, Yaskawa, Wärtsilä, …. Capability to invest; personel + infrastructure

25