ES-07 Økt fleksibilitet via kraft-varme samspill

Motivasjon og relevans

Oppvarming og kjøling utgjør halvparten av Europas energibehov, hvor 66 % av oppvarmingen skjer med naturgass. Med flere fornybare energikilder i kraftnettet, vil det kreves mer fleksibilitet fra brukerne. Fleksibel bruk av varme- og kjølesystemer har stort potensial.

Ved å bruke fleksibilitet i varme- og kjølesystemer kan vi løse to problemer: (1) redusere karbonutslipp fra varmeproduksjon, og (2) øke andelen fornybar energi i kraftnettet. Termisk fleksibilitet og lagring er også mer bærekraftig og kostnadseffektivt enn batterier. Det er imidlertid lite kunnskap om hvor mye dette kan redusere investeringer i kraftsystemet.

Bakgrunn

Prosjektet FLXenabler skal utvikle et modelleringsverktøy (GENeSYS-MOD) for å analysere hvordan økt bruk av fornybar energi, avkarbonisering av varme, og fleksible varmesystemer påvirker energisystemet. Verktøyet skal hjelpe oss å forstå hvordan dette samspillet påvirker investeringer i det Europeiske energisystemet. Figur 1 viser et integrert energisystem hvor kraft- og varmenett er koblet sammen for økt fleksibilitet. Hypotesen er at smart bruk av varmepumper og termisk lagring kan gjøre overgangen til et karbonfritt energisystem raskere og billigere.

Oppgave

Vi søker en engasjert student til en sommerjobb hvor du vil bidra til FLXenablers mål ved å lære og bruke modelleringsverktøyet GENeSYS-MOD. Vi ser helst at sommerjobben kombineres med prosjekt- og masteroppgave. I så fall vil du også delta i utviklingen av nye moduler for å forbedre modelleringen av energisystemer med fleksible termiske ressurser.

Oppgaven består i å:

• Sette seg inn i bruk av modellen GENeSYS-MOD
• Kartlegge dagens representasjon av fleksibilitet i bygg og industri i GENeSYS-MOD
• Justere antakelser knyttet til potensialet for fleksibilitet i fremtidens energisystem basert på åpne datakilder. 
• Løse ulike case-studier med GENeSYS-MOD med ulike antakelser.
• Produsere, sammenstille, og sammenligne modellresultater for å kartlegge effekten av justerte data-antakelser. 

Ved videreføring mot prosjektoppgave/master vil det bli relevant å: 

• Implementere forbedret representasjon av fjernvarme, termisk fleksibilitet, og termisk energilagring i GENeSYS-MOD

Oppgaven knyttes til prosjektet "Flexible heating and cooling and geothermal energy storage as an enabler for decarbonized integrated energy systems" – FLXenabler.

Forutsetninger

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

• Programmering (fortrinnsvis Julia, Python er også relevant)
• Operasjonsanalyse, Lineær Programmering
• Energisystemanalyse
• Kraftmarkeder

Hovedveilder: Stian Backe

Medveiledere: Dimitri Pinel og Hanne Kauko