Fornybar oppvarming og kjøling: Nye anbefalinger om forsknings- og innovasjonsprioriteringer

Den Europeiske energiteknologi- og innovasjonsplattformen har nye anbefalinger om forsknings- og innovasjonsprioriteter innen fornybar oppvarming og kjøling. Blant annet ber rapportens forfattere om bedre finansiering av varme- og kuldelagring og distribusjon. De anbefaler også økt fokus på digitalisering og sirkularitet. Du kan lese flere av anbefalingene i siste del av denne artikkelen.

Bakgrunn for anbefalingene

Nå har det tredje og siste arbeidet, anbefalinger om implementering av forsknings- og innovasjonsprioriteringer for fornybar oppvarming og kjøling, blitt ferdigstilt i regi av den europeiske energiteknologi- og innovasjonsplattformen RHC-ETIP (European Technology and Innovation Platform on Renewable Heating and Cooling). Det første arbeidet (2019) besto av en visjon for hvordan denne sektoren kunne bli 100% fornybar innen 2050, og det andre arbeidet (2020) presenterte en forsknings- og innovasjonsagenda for å nå dette målet. Nå har arbeidet kulminert med anbefalinger om implementering av forsknings- og innovasjonsprioriteringer for å nå målet. I dette siste arbeidet har også en rekke aktører knyttet til sektoren meldt tilbake om hva de mener er de viktigste temaene for dem og hva de eventuelt skulle ønske mer fokus på i forsknings- og innovasjonsarbeid i denne sektoren fremover.

 
Bakgrunnen for dette 3-årige og 3-stegs arbeidet har vært at dekarbonisering av oppvarming- og kjølesektoren er helt nødvendig med tanke på behovet for å redusere menneskeskapte klimagassutslipp. Derfor skal hele Europa ha fornybar oppvarming og kjøling i 2050. Dette inkluderer individuelle bygninger (uten tilknytning til fjernvarmenett), bygninger tilknyttet fjernvarmenett, industri og byer.

Visjonen for fornybar oppvarming og kjøling i 2050 ble ferdigstilt i 2019 og konkluderte med

«The real challenge is to set up coordinated strategies at European, national, and local levels to reduce fossil fuels to zero by 2050. The narrow window of opportunity due to the long lifespan of heating and cooling (H&C) systems requires public authorities to maximise efforts in the next decade. Solar thermal, geothermal, bioenergy, district H&C, and ambient and excess heat recovery -complemented with renewable electricity- are the backbone of a radically new, user oriented, carbon-neutral, efficient, reliable, and flexible energy system. Such a system will harvest locally available renewable energy sources (RES) providing considerable employment and economic benefits to the local economies and the European Union (EU) and at the same time involve end users and counteract energy poverty.»

«RHC technologies are mature, commercial, and market ready, today. They will be continuously developed for increasing their performance and competitiveness. However, without strong political support to speed up the market uptake of these solutions, the 2050 vision will hardly become reality. The subsidiarity principle requires local leadership along with guidance at European and national levels. It is unanimously concluded by the members of the European Technology and Innovation Platform on Renewable Heating and Cooling (RHC-ETIP) that this vision can only be reached with a very strong and resolute political will to change the H&C sectors towards 100% renewables and zero carbon dioxide (CO₂) emission sources – together with a persistent integration of the electricity sector under the terms of a level playing field. Courageous political decisions are needed immediately to accelerate the ending of fossil fuels.»

Den strategiske forsknings- og innovasjonsagendaen ble ferdigstilt i 2020

Fornybar oppvarming og kjøling er en av de avgjørende brikkene når Europa skal bli klimanøytralt i løpet av de neste 30 årene. Derfor er den strategiske forsknings- og innovasjonsagendaen så viktig.

Agendaen følger opp visjonen og tar for seg forsknings- og innovasjonsbehov spesifikt knyttet til områdene til de horisontale arbeidsgruppene: Individuelle bygninger, bygninger knyttet til fjernvarmenett, industri og byer.

RHC-ETIP mener at 100% fornybar oppvarming og kjøling i Europa hovedsakelig kan oppnås gjennom bruk av bioenergi, solenergi, geotermisk energi, og energi fra omgivelsene ved bruk av varmepumper drevet av termisk energi eller fornybar elektrisitet.

Dette vil redusere behovet for utbygging av elektrisitetsnettverket i Europa, hvor fremtidens elektrisitetsforsyning må basere seg på fornybare energikilder når de fossile brenslene fases ut.

Eksempler på viktige temaer i forsknings- og innovasjonsagendaen er:

• Retrofitting av energisystemet i eldre bygninger samt historiske bygninger
• Fornybar energi i nye og energieffektive bygninger
• Kombinert kraft- og varmeproduksjon i bygninger
• Utdanning, opplæring og sertifisering av nøkkelaktører i energiverdikjeden for bygninger
• Økning av virkningsgrad og reduksjon av temperatur i fjernevarmenettverk
• Systemløsninger og systemintegrasjon av fornybar energi i fjernvarmenettverk
• Dekarboneringsstrategier for fjernvarmenettverk
• Strategier for dekarbonisering av energisektoren i byer
• Energiplanleggingsverktøy og retningslinjer for klimanøytrale energisystemer i byer
• Verktøy og retningslinjer for dekarbonisering av eksisterende energisystemer i byer
• Hybridisering av energisystemer i industrien
• Innovative løsninger for optimal systemintegrering av fornybar energi i industrien
• Utvikling av nye prosessteknologi konsepter i industrien basert på utnyttelse av fornybar energi
• Utvikling av nye konsepter for engasjering av industrien med tanke på overgang til fornybar energi

I tillegg er det mye fokus på felles tematikk knyttet til varme- og kuldelagring, politikk og sosiale aspekter, digitalisering og energifleksibilitet, finansieringsløsninger og forretningsmodeller, sirkulær økonomi og helse.

RHC-ETIP sier:

«Today the social, environmental and economic costs of climate change make the mission of embracing new and more sustainable sources of energy urgent. RHC technologies are mature, commercial, and market ready, today. They will be continuously developed for increasing their performance and competitiveness if the required support is given to foster research, development and innovation. RHC technologies cover all applications and temperature ranges required by Heating & Cooling: space heating and cooling, domestic hot water for buildings and cities, for the agriculture and the tertiary sectors, as well as industrial process heat and refrigeration.»

Anbefalinger om implementering av forsknings- og innovasjonsprioriteringer ble ferdig i oktober

Det tredje og siste dokumentet som skulle utarbeides av RHC-ETIP omfattet anbefalinger om implementering av forsknings- og innovasjonsprioriteringer. Dette arbeidet er nå ferdigstilt, og konkluderer med:

«This report offers an insight into the Renewable Heating and Cooling (RHC) community’s research, development, and innovation activities and trends. Its findings indicate that priorities identified in the previously published RHC SRIA are well aligned with the RD&I priorities of the RHC stakeholders and are to a large extent being implemented.»

«The report indicates a clear trend towards cross-cutting technologies, sector coupling, and integrated or hybrid systems, which would increase optimisation and efficiency. Findings also showed a trend towards a greater inclusion of and cooperation with other renewable technologies, particularly hydrogen-based renewable energy systems but also encompassing waste heat recovery, district heating (DH) and district cooling (DC), and thermal energy storage. Finally, RHC sectors are looking to increase the digitalisation of their technologies, such as through smart control distribution systems.»

Blant de mange anbefalingene i rapporten er:

Technologies of heat and cold storage and distribution: «TES is a major aspect of successful RHC implementation and requires adequate support and funding to increase the market and upscale the solution»

Policy and social Innovation: «Further implementation of RHC priorities also requires certain policy and social innovation measures, primarily through proper support measures.»

Digitalisation, operation and system flexibility: «Digitalisation is also an important focus area for stakeholders, who support the engagement/dissemination of the use of open-source platforms to reduce the cost of secure, advanced control strategies for RE systems in buildings.»

Innovative financing schemes and new business models: «Stakeholders also emphasised the need for innovative financing measures for RHC implementation. This not only includes funding availability but also strong dissemination and awareness raising regarding technical assistance for project preparation.»

Circularity: «Stakeholders also emphasised circularity across the value chain in the renewable energy system, from building capacity to financial support in demonstration projects to establishing businesses with waste heat around the district heating and cooling networks.»

100 % RHC in Buildings: «Some stakeholders specifically pinpointed the applicability of RHC for cost-effective retrofitting of historical or special buildings as well as RHC integration in new buildings. The initial hurdle would concern appropriate incentivising, such as employing strong incentive programs for end users to retrofit old existing solutions as well as effective communication of new RHC solutions to building owners and designers.»

100 % RHC in Districts: «Stakeholders stressed the need for energy efficiency, sustainability, and circularity. On a district level, RHC planning is essential. District heating and cooling should integrate large-scale heat pumps, including those using geothermal and other low-temperature resources, and energy storage systems.»

100 % RHC in Cities: «Stakeholders emphasized the importance of long-term storage facilities and the accompanying R&D needed to develop that capacity. Cities also require circularity, the interconnection of the renewable energy process to integrate all energies, prevent waste, and bring down total energy use.»

100 % RHC in Industries: «Stakeholder feedback is essential for RHC integration across the wider industry. A prominent topic for stakeholders is absorption.» – i.e. using waste heat for cooling»

Den interesserte leser oppfordres til å lese rapporten og de detaljerte anbefalingene.

Hovedkonklusjonen fra de tre rapportene samlet kan forenklet sies å være:

Varme- og kjølebehovet i Europa i 2050 kan dekkes 100% av fornybar energi gjennom økt implementering av eksisterende teknologier og kontinuerlig forsknings- og innovasjonsarbeid. Det er en klar trend mot tverrgående teknologier, sektorkobling, og integrerte og hybride systemer, økt bruk av energilagring og økt digitalisering og smarte systemer.

Fra Norge sin side er det jeg som har deltatt aktivt i arbeidet, som leder av arbeidsgruppen på individuelle bygninger. Deltagelsen er gjort mulig gjennom økonomisk støtte fra medvirkningsordningen til Forskningsrådet.