#Bygg og Infrastruktur #Energi #Samfunn

Fornybar energi i nabolag: Bør både produseres og brukes lokalt

Veien mot et energisystem basert på fornybar energi blir enklere hvis vi begynner å utnytte lokale energiressurser der de finnes.

Fornybar energi
Låven på Campus Evenstad. Foto: Tove Lauluten

Hvis Norge skal nå målet om å redusere klimagassutslipp med 40 prosent innen 2030, må vi finne nye løsninger for energisystemene våre. Vi må tenke nytt om hvordan vi produserer, lagrer og bruker energi. Dette gjelder ikke minst husene vi bor og jobber i, som står for 40 prosent av det samlede energiforbruket i Norge.

I forskningssenteret for nullutslippsområder (FME ZEN) i smarte byer har vi undersøkt hvordan energisystemet på Campus Evenstad i Hedmark kan optimaliseres, slik at det bidrar til minst mulig utslipp.

Campus Evenstad, som er en del av Høyskolen i Innlandet (HINN), er ett av pilotområdene i forskningssenteret.  Her tester vi ut nullutslippsteknologi sammen med Statsbygg. Helt konkret har vi sett på hvilke konsekvenser selvforsynt fornybar energi som for eksempel solcellepanel kan få for energisystemet.

Energisystemet på Campus Evenstad

Fornybar energi
Hovedbyggene på Campus Evenstad. Illustrasjon: Statsbygg.

Campus Evenstad ligger i Stor-Elvdal kommune i Østerdalen, 20 kilometer sør for Koppang. Byggene på campusområdet, som dekker rundt 10 000 m2 i gulvareal, er ulike av type og har derfor varierende energibehov. Statsbygg eier og drifter byggene, mens HINN er leietager.

I tillegg til strømnettet har Campus Evenstad fire kilder til energiforsyning:

  • Solceller
  • Kombinert kraft- og varmeproduksjon (CHP) basert på bioenergi
  • Solfangere
  • Biokjel

Det finnes også en elektrokjel og panelovner som får strøm fra nettet. CHP, biokjel og elektrokjel leverer strøm til et lokalt varmedistribusjonsnett som forsyner varme til både rom og tappevann i de fleste byggene.

For å lagre energien brukes det tre ulike kilder: akkumulatortanker til varmenett og solfangeranlegg, varmtvannstanker og stasjonært batteri. Disse lagringsenhetene tar imot energi som kan leveres ved et senere tidspunkt.

Lokalprodusert fornybar energi sparer kostnader

Vi fant ut at den lokale elforsyningen på Campus Evenstad er økonomisk gunstig både fordi det blir mindre behov for å importere strøm, nettleien blir mindre og øvrige avgifter på strøm reduseres. Dette er tilfelle fordi strømregningen baseres på netto strømforbruk innenfor hver time, altså vil egenprodusert energi som brukes med én gang avregnes som redusert strømforbruk.

Fra et samfunnsøkonomisk perspektiv vil lokal bruk av egenprodusert strøm sørge for at strømmen slipper å reise langt, noe som medfører energitap. Dersom egenprodusert strømproduksjon forekommer i timer med mye strømforbruk i nettet, vil det også kunne bidra til mindre behov for strømnett.

Lokal energiproduksjon er mest verdifull om den brukes innenfor nabolaget

Nærbilde av solcellepanel på Campus Evenstad. Foto: Tove Lauluten

Vi undersøkte også potensielle fremtidige investeringer i energisystemet for Campus Evenstad ved hjelp av en optimeringsmodell. Denne modellen gjør antakelser om hvordan Campus Evenstad bruker energi, og gis en rekke valg knyttet til investeringer og drift av ulike energiressurser for å minimere totale energikostnader. I tillegg stiller modellen flere krav, blant annet at egenprodusert fornybar strøm må kompensere for utslipp knyttet til all energibruk.

Resultatene av en slik modell viser hvilke energiressurser som oppnår lavest totale energikostnader under de gitte kravene og antakelsene. Her kom vi frem til at den mest kostnadseffektive måten å oppnå årlig kompensering av utslipp på er å investere i flere solceller. Men dette kan samtidig resultere i et stort overskudd av strøm på sommeren når det både er gode solforhold og lite aktivitet på Campus Evenstad.

El-bil på ladestasjon på Campus Evenstad. Foto: Tove Lauluten.

Innenfor dagens rammeverk er lokal strøm som er til overs mindre verdifull sammenlignet med lokalprodusert strøm som brukes med en gang. Altså vil det være potensielt lønnsomt å gjennomføre tiltak som sørger for at strømmen brukes samtidig som den produseres.

Innenfor kortere tidsintervaller, for eksempel innenfor en dag eller en uke, vil driftsoptimalisering gjennom planlagt lading av batterier og elbiler, samt foroppvarming av rom og vann, kunne øke verdien på overskuddstrøm ved å flytte forbruk i tid for å bruke overskuddsstrømmen selv. Driftsoptimalisering kan også bidra til å avlaste nettet i timer med høyt forbruk.

Administrasjons- og undervisningsbygget på Campus Evenstad. Foto: Tove Lauluten

Utnyttelse av lokal fornybar energi handler om mer enn å være selvforsynt

Funnene våre viser at et nabolag bør bruke lokalprodusert fornybar energi for å minimere utslipp. Dette er fordi de lokale enhetene kun er driftet på fornybare energikilder, og dermed reduseres det totale behovet for energi produsert med fossile energikilder andre steder i Europa. I tillegg finnes det potensial til å tilpasse driften av det lille energisystemet i et nabolag for å fleksibelt sørge for at energibruken bidrar til at det store energisystemet kan integrere mer fornybar energi etter hvert som flere sektorer elektrifiseres.

Riktig bruk av energiressurser i et nabolag handler om mer enn å produsere like mye (eller mer) fornybar energi enn det som brukes over et år: Det handler om å utnytte lokale fornybare energiressurser gjennom smarte tiltak som utjevner balansen mellom energiproduksjon og energibruk både i nabolaget og i det sammenknyttede energisystemet for øvrig.

Tekstene er baser på ZEN Report 17, skrevet av Stian Backe, Åse L. Sørensen, Dimitri Pinel, John Clauß, Carine Lausselet og Ruth Woods.  Les rapporten her: Consequences of local energy supply in Norway

Fakta om FME ZEN-senteret

Navn: Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods (ZEN) in Smart Cities

FME ZEN er et forskningssenter for miljøvennlig energi (FME), etablert i 2017 av Norges forskningsråd.

Målet vårt er å utvikle løsninger for fremtidens bygninger og områder med null utslipp av klimagasser. Ved dette vil vi bidra til at nullutslippssamfunnet kan realiseres.

Gjennom FME ZEN samarbeider kommuner, næringsliv, myndighetsorgan og forskere tett for å planlegge, utvikle og drifte områder uten klimagassutslipp. Senteret har ni pilotprosjekter fordelt over hele Norge som fungerer som innovasjonsarenaer. NTNU er vertsorganisasjon og leder senteret sammen med SINTEF.

Følg FME ZEN på Twitter: @ZENcentre

 

2 comments on “Fornybar energi i nabolag: Bør både produseres og brukes lokalt

  1. Tømrermester Jørgen Westin

    Høres bra ut på mange måter. Men også arbeidskrevende. Med optimalisering, lagring av energi, legge opp til mer bruk på faste tider i sommeråret for ikke å produsere overskudd som ikke kan nyttiggjøres osv. Hvor mange mann må jobbe fast med et system som dette i Campus Evenstad ….?

    • Stian Backe

      Hei Jørgen! Takk for kommentar og spørsmål. Noen tiltak for smart bruk av lokal strøm kan automatiseres i samarbeid med eksisterende driftspersonell i næringsbygg, altså modifisert drift som ikke går på bekostning av normale driftshensyn, og det vil ikke nødvendigvis kreve mye ekstra arbeidskraft. Andre tiltak vil være mer krevende og delvis gå ut over sluttbruker (for eksempel planlagt elbillading) eller kreve ekstra arbeidskraft, for eksempel gjennom involvering av eksterne tjenestetilbydere. Har altså ikke et kort svar på spørsmålet ditt, men jeg kan understreke hovedpoenget: Overskudd av lokalprodusert strøm bør sees i sammenheng med gjennomførbare tiltak som kan sørge for at den utnyttes på en god måte, og dette kan medføre at svært ambisiøse mål om å produsere veldig store mengder strøm lokalt bør revurderes. Med andre ord: det er viktigere at lokalprodusert strøm brukes på en god måte enn at det blir veldig mye av det.

Legg inn en kommentar