ES-04 Effektbalanse for framtidens nullutslippshavn

Motivasjon og relevans

Skipsfart er den mest bærekraftige formen for transport. Likevel står skipsfarten for ca. 3 % av verdens klimagassutslipp. Her til lands er sjøfart og fiske opphav til 7,5 % av de totale utslippene.

Havnene får en helt sentral rolle i klimakampen Norge står foran. Ikke bare for å fremme grønn transport, men også for å redusere utslipp fra industri i og nær havneområdene. Derfor er det økende fokus på havnene som nullutslipps energiknutepunkter, og hvilken rolle de kan spille som «mellomromsaktører».

Havnene selv er opptatt av elektrifisering, og det satses på alternative drivstoff for skip. Samtidig er det økende fokus på avkarbonisering og grønn næringsvirksomhet på land. Dette kan få store følger for energietterspørselen i havnene. Tilgangen på ren kraft varierer, og begrenses mange steder av eksisterende infrastruktur. For å utnytte høy andel fornybar kraft fra sol og vind, blir fleksibel sluttbruk og lagring av energi nødvendig. Samspill mellom ulike energibærere, som strøm, hydrogen og varme, vil gi stabilitet og bidra til å avlaste kraftnettet. Vi får også større prisvariasjoner på strøm, slik at fleksibilitet blir mer avgjørende for å oppnå bærekraftig drift.

Bakgrunn

INTERPORT er et forskningsprosjekt som betrakter havner, brukerne (f.eks. skip, logistikk, landbasert transport) og omgivelsene (f.eks. næringer og bygninger) som et integrert energisystem, og ser på synergier mellom lokal produksjon, konvertering, lagring og leveranse av miljøvennlige drivstoff, elektrisitet og termisk energi. I et slik system tilbys den gunstigste energibæreren til de forskjellige sluttbrukerne, ut fra kostnads- og energieffektivitet, sikkerhet og pålitelighet. Dette gjør det mulig for havner og myndigheter å øke energisystemets robusthet og fleksibilitet og akselerere innfasingen av, for eksempel, hydrogenbaserte drivstoff.

Karmsund Havn er ett av referansehavnene i INTERPORT. Karmsund har ambisiøse mål for utvidelse og samtidig avkarbonisering av havnevirksomhetene sine på ett av havneområdene sine, Husøy. Elektrifisering står sentralt i dette arbeidet. Begrenset nettkapasitet er allerede en utfordring som hindrer måloppnåelsen, og denne utfordringen er forventet å kun bli større grunnet den planlagte utvidelse av havnen og videre elektrifisering.

Utvidelse av nettkapasitet vil ta lang tid, og samtidig ønsker Karmsund Havn og Havnekraft, ett av de mest sentralene aktørene på Husøy, å bidra best mulig til den grønne omstillingen i området. For å takle utfordringene med begrenset nettkapasitet, er det planlagt omfattende lokal solstrømproduksjon på de store takarealene som er tilgjengelige på bygningene til Havnekraft, kombinert med storskala strømlagring i en batteripark. I tillegg er lokal produksjon av hydrogen og ammoniakk som alternativt drivstoff til skip et mulig framtidig scenario, som vist i illustrasjonen.

Oppgave

INTERPORT jobber med modellering og optimalisering av energisystemet til Havnekraft, men i dette arbeidet er tidsoppløsningen begrenset til en time. Mange av de elektriske prosessene, som drift av hybride kraner og påkobling av skip til landstrøm, pågår likevel ved kortere tidsintervaller, og dette skaper problem for strømnettet. Formålet med oppgaven er da å utforske og få en dypere forståelse av hvordan samtidighet i energiforbruk påvirker elektrisitetsnettet, særlig i havneområder.

Mål:

Utføre en grundig undersøkelse og analyse av samtidighetsfenomenet, med et spesifikt fokus på situasjoner hvor effekttoppen for strøm innen havneoperasjoner sammenfaller med toppetterspørselen på det bredere elektrisitetsnettet. Analysere samtidighet mellom havneoperasjoner og andre laster på elektrisitetsnettet, og forstå de operasjonelle aspektene, slik som drift av hybride kraner og påkobling av skip til landstrøm, som bidrar til effekttopper ved kortere tidsintervaller og skaper problem for strømnettet.

Oppgaven består i å:

• Bruke tilgjengelige datakilder for å identifisere tidspunkter for samtidighet og identifisere de operasjonelle prosessene som bidrar mest til effekttoppene. Hvis historiske data ikke er tilgjengelig, vurdere alternative metoder for å identifisere og analysere disse aspektene, som observasjoner, eller bruk av sanntidsdata.
• Vurdere innvirkningen av samtidige topper på stabiliteten og belastningen av elektrisitetsnettet.
• Utvikle avlastnings- og optimaliseringsstrategier: Formuler målrettede strategier for å lindre nettstress under identifiserte tilfeller av samtidighet

Oppgaven knyttes til prosjektet "INTERPORT – Integrerte energisystemer i havner" ved SINTEF Energi.

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerjobberen har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

• Elektrisitetsnett og energisystemer
• Datainnsamling og -analyse
• Programmering (fortrinnsvis Python)

Hovedveileder: Rubi Rana

Medveiledere: Jonatan Klemets og Hanne Kauko.

Slik søker du:

Søknad, CV og karakterutskrifter lastes opp der du søker.

Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil tre sommerjobber. Om du søker på flere sommerjobber sender du en samlet søknad. Jobbnummer for de ønskede jobbene legges som overskrift i søknadsteksten i prioritert rekkefølge (f.eks GT-01, TE-04 ...). Vi gjør oppmerksom på at søkere kan vurderes for andre sommerjobber enn de har søkt på.

Stillingene fylles fortløpende. Vi anbefaler deg derfor å søke tidlig.

Søk her

Søknadsfrist er 5. november kl 23.59. 

Se alle sommerjobber i SINTEF Energi