Til hovedinnhold
Hvordan planlegge energisystemer med flere energibærere?
Relaterte tema

Publisert 2. juni 2005

Energiforsyningen i Norge er i all hovedsak basert på elektrisitet fra vannkraftproduksjon. For eksempel dekkes mer enn 70 % av behovet i gruppen husholdninger og tjenester av elektrisitet. Vi forventer at det fremover blir noe større innslag av andre energikilder og energibærere. Nasjonale målsettinger om mer bruk av fjernvarme, vindkraft og biobrensel bidrar til en slik utvikling.

Elkraftsystemet vil fortsatt være ryggraden i energisystemet for som figur 1 viser er vi svært avhengige av elektrisitet. Men fremtidens forsyning vil bli mer mangfoldig, noe figur 2 viser. Det er lange tradisjoner knyttet til og omfattende kompetanse bygd opp omkring planleggingen av det elektriske kraftsystemet, og man har velkjente metoder for dette. Men hvordan skal man planlegge et energisystem med flere energibærere basert på flere energikilder og ulike infrastrukturer for distribuering av energien? Dette er en meget kompleks problemstilling som involverer forskjellige aspekter av teknisk, økonomisk og miljømessig art. Dessuten vil det involvere mange aktører, og beslutningene vil måtte baseres på flere ulike, ofte konfliktfylte kriterier. Skal man finne de samfunnsmessig rasjonelle løsningene, er det derfor nødvendig å samarbeide på tvers av ulike fagdisipliner.

Tverrfaglig kompetanseprosjekt
Dette er utgangspunktet for et samarbeidsprosjekt mellom NTNU og SINTEF Energiforskning med tittelen ”Sustainable energy distribution systems: Planning methods and models” (SEDS). Prosjektet er et kompetanseprosjekt med brukermedvirkning finansiert av Norges forskningsråd (76 %). Prosjektet er planlagt for perioden 2003 – 2007 og har et budsjett på 12,8 mill. kr. Prosjektet har to hovedmål:

  1. Utvikle metoder og modeller som bidrar til å integrere flere energikilder og –bærere med eksisterende elkraftsystem på en optimal måte.
  2. Etablere en tverrfaglig kunnskapsbase med felles terminologi og metodikk for planlegging av energisystemer med flere energibærere.

Det legges spesiell fokus på det lokale distribusjonsnivået, dvs infrastrukturer og integrasjon av distribuerte energikilder. Målsettingen er dels å bygge spesialkompetanse gjennom doktorgradsutdanning og dels å bygge opp kunnskapsbasen. Kompetanseprosjektet vil fremskaffe ny kunnskap og metodikk for planlegging og vil bidra til å etablere en basis for Energi og miljø-studiet ved NTNU. Dette gjør det mulig å skape et mer attraktivt og fremtidsrettet studium og dermed økt rekruttering av studenter og vitenskapelig personale til området.

Institutt for elkraftteknikk ved NTNU er kontraktspartner, og prosjektet gjennomføres i et samarbeid med avdelingene Energisystemer og Energiprosesser ved SINTEF Energiforskning, Institutt for energi- og prosessteknikk ved NTNU samt IFE.

Nye planleggingsmetoder – doktorgradsstudier
Det første punktet i målsettingen dekkes primært ved doktorgradsstudier (PhD). Disse skal framskaffe ny kunnskap på noen utvalgte områder for å oppnå et optimalt samspill mellom flere energibærere (infrastrukturer) og –kilder på det lokale distribusjonsnivået. Totalt er det planlagt tre slike studier i prosjektet, og disse velges blant følgende temaer:

  • Belastnings- og kundemodellering
  • Flermåls beslutningsanalyse
  • Leveringskvalitet og pålitelighet
  • Miljømessige virkninger og livsløpsanalyse

Høsten 2003 har det begynt to studenter som skal dekke de to første temaene, og det er planlagt at det tredje studiet skal påbegynnes sommeren 2004.

Tverrfaglig kunnskapsbase
Det andre hovedpunktet i prosjektet er å etablere en kunnskapsbase som først og fremst skal bestå av et rammeverk for planlegging av energisystemer med flere energibærere. Dette omfatter en beskrivelse av hva som inngår av oppgaver i planleggingsprosessen, felles terminologi og metodikk. Videre skal datagrunnlaget beskrives i form av datastruktur og egenskaper. I tillegg til den grunnleggende beskrivelsen er det et mål å etablere en ”programvarelab” som skal bestå av en samling av modeller, metoder og verktøy og en samling av eksempler og konkrete case samt datagrunnlag. Hensikten med ”programvarelaben” er å legge til rette for å kunne eksperimentere med ulike scenarier for lokal energiforsyning og for å demonstrere og visualisere planleggingsmetoder og –modeller.

Hvem deltar i prosjektet?
Brukermedvirkningen i prosjektet ivaretas ved medfinansiørene Statkraft, Statoil, Viken Nett, Lyse Energi, Trondheim Energiverk og Bergenhalvøens kommunale kraftselskap. I tillegg er myndighetene ved NVE representert i prosjektet. Alle disse deltar i et brukerråd. En viktig del av brukermedvirkningen skjer via studentoppgaver i 5. årskurs i Energi og miljø-studiet ved NTNU. Våren 2003 har det vært gjennomført 4 hovedoppgaver i samarbeid med blant annet disse bedriftene, der temaet har vært planlegging av lokal energiforsyning med elektrisitet, vannbåren varme og gass som aktuelle energibærere. Det er planlagt prosjekt- og hovedoppgaver gjennom hele prosjektperioden. Dette gir muligheter for bedriftene til å analysere konkrete case og problemstillinger, og det gir verdifulle underlag for å etablere kunnskapsbasen.

Til å hjelpe forskere og PhD-studenter med å bygge kompetanse er prosjektet i ferd med å etablere internasjonalt samarbeid med følgende fagmiljøer: Universitetet i Porto og forskningsinstituttet INESC i Portugal, universitetet i Helsinki og forskningsinstituttet VTT i Finland. To professorer fra førstnevnte fagmiljø gjennomførte et kurs i Trondheim i oktober som handlet om metoder for flermåls beslutningsanalyse, se egen artikkel.

Relaterte prosjekter om distribuert energi
Siden SEDS-prosjektet fokuserer på kompetansebygging og etablering av en tverrfaglig kunnskapsbase for planlegging av energisystemer, vil prosjektet være en møteplass for andre prosjekter i SINTEF og NTNU-miljøet som jobber innenfor området distribuert energi. Prosjektene med størst slektskap til SEDS er:

  • ETransport (Analyse av transportsystemer med multiple energibærere) (SINTEF Energiforskning)
  • Lokal produksjon hos sluttbruker (SINTEF Energiforskning)
  • Nettilknytning av distribuert produksjon (SINTEF Energiforskning)
  • DEBORA (Distribuert energi fra biologisk brensel og restavfall) (SINTEF Energiforskning, NLH)
  • Energisystemanalyse (Næringslivets Idefond for NTNU)

Etablering av kunnskapsbasen vil i stor grad være avhengig av bidrag fra de ulike nasjonale og internasjonale partnerne, og vil bestå i å integrere allerede etablerte metoder og modeller med nye som er under utvikling i SEDS eller andre prosjekter. For eksempel vil verktøyet som etableres i ETransport-prosjektet bli en del av kunnskapsbasen. SEDS vil derfor være et koordinerende prosjekt, og det vil være et møtested for forskere, studenter og næringsliv innenfor metoder for planlegging av fremtidens energiforsyning.

Figur 1
Stasjonær energibruk i Norge 2002.
Figur 2
Fremtidens energiforsyning?
Lokalt nivå




Kontakt: Gerd Kjølle