Til hovedinnhold
Energibransjen endrer seg
Relaterte tema

Publisert 6. januar 2006

Planlegging av lokale energisystemer - nytt tverrfaglig samarbeidsområde Energispørsmål har vært preget av en tydelig oppdeling i sektorer knyttet til ulike energiressurser og -bærere. Dette har vært tilfellet for energibransjen så vel som for utdanning og forskning. Det siste tiåret har dette imidlertid begynt å endre seg.

Tradisjonelt har energiforsyning vært tydelig fragmentert:

  • Ressurssiden: vannkraft, fossile brensler, biomasse og avfall
  • Infrastruktur: elnett, rørnett for vannbåren varme og for gass
  • Salg og sluttbruk: el, vannbåren varme, ved og fyringsolje

Deregulering av energibransjen med skille mellom konkurranseutsatte og monopol-regulerte virksomheter har imidlertid ført til en utvikling der de tradisjonelle sektor- og vertikalintegrerte selskapene utvikler seg til "multi-utilities". Eksempler her er oljeselskaper som investerer ”downstream” mot sluttbrukermarkeder innenfor el og fjernvarme, og elverk som utvikler seg til energiselskaper og tilbyr sluttbrukerne flere energibærere samt telekommunikasjon og bredbånd.

FoU-miljøene på Gløshaugen ser mange spennende utfordringer i denne utviklingen, og undervisnings- og forskningsprogrammer på tvers av de vanlige faggrenser er i ferd med å gro fram.

eTransport - Nytt verktøy for lokal energiplanlegging

eTransport: Nytt verktøy for lokal energiplanlegging.

Tar konsekvensen av utviklingen
Fra og med høsten 1998 etablerte NTNU studieprogrammet ”Energi og miljø”. Det er et samarbeid på tvers av tradisjonelle faggrenser mellom Institutt for elkraftteknikk og det energifaglige miljø på termisk side, som senere er blitt samlet i Institutt for energi og prosessteknikk.

Studentene får et felles grunnlag i elektroteknikk og varmelære, og mot slutten av studiet velger de fordypning innenfor tre studieretninger:

  • Elektrisk energiteknikk
  • Energibruk og energiplanlegging
  • Varme- og energiprosesser

Siden starten er det tatt opp ca 100 studenter per år.

Forskning på tvers
Innenfor SINTEF-konsernet fusjonerte Energiforsyningens Forskningsinstitutt (EFI) og SINTEF Energi til SINTEF Energiforskning AS i 1998. Vinteren 1998/99 ble det gjennomført en rekke tverrfaglige idédugnader mellom flere SINTEF-avdelinger og med inviterte eksterne deltakere fra ulike bransjer. I 2000/01 ble det
så kjørt en internfinansiert konseptstudie som munnet ut i satsingsområdet "Integrasjon av nye distribuerte energikilder” (teknisk rapport TR A5346).

Fra 2001 lyktes det å skaffe ekstern finansiering til flere prosjekter innenfor området. Et av disse var KMB-prosjektet "Analyse av transportsystemer med multiple energibærere",der målet var å utvikle et nytt planleggingsverktøy for investering og drift av lokale energisystemer (se Xergi 2/2004). En fullt operativ prototype er leveringsklar i 2005. Prosjektet vil bli videreført fra 2006.

I 2003 startet søsterprosjektet "Sustainable Energy Distribution Systems" (SEDS), et KMB-prosjekt ledet av NTNU i tett samarbeid med SINTEF Energiforskning. På NTNU-siden er både Institutt for elkraftteknikk og Institutt for energi og prosessteknikk involvert.SEDS er basert på samme hovedidé som eTransport, men har et noe bredere siktemål. Vi ønsker å utvikle modeller og metoder som belyser sentrale elementer i planleggingsprosessen, slik som:

  • Last- og kundemodellering
  • Kvalitet og pålitelighet knyttet til energi forsyning og energibærere
  • Beslutningsstøtte der alternative løsninger karakteriseres av en rekke kriterier og der det er flere aktører med ulike preferanser og holdning til risiko.

Det er et mål i dette prosjektet å finne frem til en struktur og et rammeverk for planlegging av lokale systemer med flere energibærere der terminologi, begrepsapparat og metodikk blir behandlet på en konsistent måte. Dette krever at vi samler kunnskap fra flere fagdisipliner og bygger det man i prosjektet kaller en ”kunnskapsbase”.

Master- og PhD oppgaver
Prosjektene benytter fagpersonale fra ulike miljøer og fagdisipliner, og har i utstrakt grad benyttet prosjekt-, master- og PhD-studenter til deloppgaver. I en rekke av disse deloppgavene har vi også involvert energiverk og energiselskaper. Det typiske har vært at bedriftene har kommet med aktuelle planer for lokal energiforsyning, og disse er benyttet som analysecase for utvikling og testing av modeller og metoder. Studentarbeidene inngår i kunnskapsbasen sammen med til sammen 4 PhD-studenter, som vil levere sine doktor-avhandlinger i løpet av et par år.

Slagkraft og konkurransefortrinn
Prosjektene har også vært grobunn for en rekke internasjonale publikasjoner ved konferanser og i tidsskrifter. Dette har vært med på å eksponere NTNU/SINTEF internasjonalt på et område der det er stor interesse, og der vi har sett at vi samtidig ligger i fronten. Ved å inkludere flerfaglige aspekter i metoder og modeller for energiplanlegging er med på å utvikle noe som er nytt og som det er behov for internasjonalt. Dette gir oss slagkraft og konkurransefortrinn. To aspekter er spesielt verd å nevne:

  • eTransport kombinerer elkraftteknisk kompetanse på å modellere nettverk (infrastruktur) med varmeteknisk kompetanse på å modellere forbrenning,
    varme- og massetransport. Dette gjør det mulig å lage modeller som beskriver produksjon, transport, konvertering og sluttbruk av flere energiformer
    i sammenheng.
  • Planlegging av energiforsyning der en rekke kriterier vurderes av ulike aktører med ulike preferanser og ulik holdning til usikkerhet og risiko krever systematisk, omforent og anerkjent metodikk. Å anvende og kombinere denne metodikken med den energifaglige systembeskrivelsen er en nyvinning
    også på den internasjonale arena.

Samarbeid er krevende
Det enkleste og ”tryggeste” er å holde seg til sitt eget fag. Å ta tverrfaglig samarbeid på alvor i den forstand at en ønsker å utvikle noe nytt som samtidig er konkret og som kan anvendes i praksis, er krevende. Dette gjelder så vel holdninger som tid og økonomi. Det kan ta tid å utvikle felles forståelse og snakke samme språk på tvers av faggrenser. Tillit, respekt og tålmodighet er viktig i innledende faser.

Basert på våre erfaringer, mener vi at flerfaglig satsing allerede har gitt gode resultater. Resultatene vil komme til nytte i flere problemstillinger enn det som akkurat denne artikkelen handler om; planlegging av lokale energisystemer der flere energibærere konkurrerer.

Vi ser også at et tett og tillitsfullt samarbeid mellom SINTEF og NTNU har vært en svært viktig faktor for de resultatene som er oppnådd så langt. Det har gjort det mulig å inkludere interesserte studenter, herunder også doktorstudenter, til det flerfaglige samarbeidet. Det har båret frukter både i form av resultater i prosjektene og ny kunnskap hos de kandidater vi sender ut i energibransjen.

Status for satsingsområdet i 2005:

11

SINTEF-forskere og 2 NTNU-professorer fra ulike fagmiljøer involvert

4

PhD-studier pågår

13

masteroppgaver utført

15

internasjonale publikasjoner

6

tekniske rapporter

Referanse: TR A6255 “eTransport - A novel tool for energy planning”.

Xergi 3-2005

Tekst Professor Arne T. Holen
og seniorforsker


Foto: Harald Danielsen