KEB, Alm.del - 2014-15 (1. samling) - Bilag 148: Dansk Energi’s rapport vedrørende udmøntning af PSO programmet ELFORSK 2015 om forskning og udvikling vedrørende effektiv energianvendelse, fra klima-, energi- og bygningsministeren

Klima-, Energi- og Bygningsudvalget 2014-15 (1. samling)
KEB Alm.del Bilag 148
Offentligt

Notat

Dok. ansvarlig: JBJ

Sekretær: SLS

Sagsnr: s2014-431

Doknr: d2014-8604-5.0

27-06-2014

Indsatsområder for PSO-program 2015 vedrørende forskning og udvikling inden for ef-

fektiv energianvendelse

Programpræsentation



ELFORSK støtter med 25 millioner kroner projekter med det formål at sikre mere effektiv

energianvendelse med elektricitet som omdrejningspunkt. Projekterne ligger i et bredt

udsnit af værdikæden fra anvendt forskning over udvikling frem til markedsintroduktion.



ELFORSK lægger vægt på, at resultaterne udmøntes i konkrete energibesparelser, et

effektivt produktionsapparat, arbejdspladser og eksport samt en større bevidsthed i sam-

fundet om effektiv anvendelse af energi.



ELFORSK har specielt fokus på projekter, der kan nedbringe brugen af fossile brænds-

ler ved at substituere fossil opvarmning af bygninger med energirigtige el-baserede tek-

nologier og ved at understøtte brugen af VE-teknologier i produktionen gennem flytning

af forbruget ved energilagring og

’smartgrid’.

ELFORSK bedømmer ansøgningerne ud fra følgende kriterier:



Projektets formål og teknologiens stade



Tidsplan og projektstruktur



Relevans, herunder betydning for realisering af energipolitiske mål (forsyningssikkerhed,

omkostningseffektivitet, miljøpåvirkning og uafhængighed af fossile brændsler i 2050)



Formidling og forankring (markedspotentiale, merværdi af projektet)



Organisering (sammensætning, projektledelse)



Budget og finansiering



Tilskyndelsesvirkning og gennemførlighed

Projektresultaterne skal bidrage til at elforbruget hos slutbrugerne er effektivt, ikke mindst ved at

skabe mere omkostningseffektive løsninger til støtte for bl.a. energiselskabernes energispare-

forpligtelser. Den viden, der skabes i de enkelte projekter, skal bringes i praktisk anvendelse så

hurtigt og effektivt som muligt, fordi resultaterne først for alvor får værdi for samfundet, når de

omsættes til konkrete besparelser og mere effektive energitjenester og/eller nye konkurrence-

dygtige produkter, der kan skabe økonomisk vækst med flere arbejdspladser. De konkrete re-

sultater skal kunne anvendes direkte, eller efterfølgende videreudvikles og i mindre målestok

demonstreres i ELFORSK-regi. Resultaterne kan også i større målestok demonstreres og

kommercialiseres gennem opfølgende projekter i andre energiforskningsprogrammer, som fx

EUDP og Innovationsfonden.

Det indgår derfor med stor vægt i ELFORSK- programmets prioritering, om den projektgruppe,

der søger om projekttilskud, allerede ved udformningen af ansøgningen har lagt en målbevidst

KEB, Alm.del - 2014-15 (1. samling) - Bilag 148: Dansk Energi’s rapport vedrørende udmøntning af PSO programmet ELFORSK 2015 om forskning og udvikling vedrørende effektiv energianvendelse, fra klima-, energi- og bygningsministeren

strategi for, hvordan resultaterne kan omsættes i besparelser, effektive energitjenester, miljøge-

vinster og arbejdspladser i Danmark. Kan projektresultaterne kvantificeres på forhånd, forventer

ELFORSK, at projektgruppen har lagt en plan for udnyttelsen af projektets resultater. Planen

bør omfatte en overordnet vurdering af et realistisk potentiale på kort, mellemlang og lang sigt,

en strategi for realiseringen og forankringen af dette potentiale med beskrivelse af aktører som

universiteter, rådgivere, producenter, teknologiformidlere og slutbrugere, der skal bidrage til

implementeringen og forankringen, samt hvilke omkostninger der er forbundet med at realisere

potentialet.

Nye politiske pejlemærker

Med den energipolitiske aftale af d. 22. marts 2012 er omstillingen af den danske energisektor

frem mod en fossiluafhængig fremtid beskrevet i målsætninger for indsatsen frem mod 2020:



Investeringen i Forskning, Udvikling og Demonstration (FUD) skal øges.

Energiselskabernes spareforpligtelser øges i forhold til indsatsen i 2010-2012 med 75 %

i perioden 2013-2014 og med 100 % i perioden 2015-2020. Indsatsen skal målrettes ek-

sisterende bygninger og erhverv.

I 2013 er indført stop for installering af olie- og naturgasfyr i nye bygninger, og fra 2016

vil det ikke længere være muligt at installere oliefyr i eksisterende bygninger i områder

med fjernvarme eller naturgas som alternativ. Derfor udarbejdes analyser for energief-

fektive alternativer til de fossile opvarmningsformer, herunder varmepumper og solener-

gi.

Energieffektiviseringen af den eksisterende bygningsmasse skal styrkes.

Der vil ske en stramning af krav til bygningskomponenter.

En fortsat effektivisering af energianvendelsen og fremme af VE-teknologier i virksom-

heders produktionsprocesser, herunder udnyttelse af overskudsvarme, hvor der er et er-

hvervs- og eksportpotentiale, vil pågå i perioden 2014 til 2020.

Da der i 2020 skal være 50 % vindkraft i det danske el-system, skal forbrugsteknologier-

ne udvikles til at kunne håndtere de store mængder fluktuerende leverancer af el.

Der søges indgået aftale med netselskaberne om udrulning af fjernaflæste time-el-

målere

for derved at understøtte implementeringen af ’smartgrid’-løsninger.



Understøttende indsats

ELFORSK vil medvirke til, at den politisk ønskede omstilling bliver realiserbar såvel teknologisk

som økonomisk og fører til konkurrencedygtige løsninger med globale potentialer, der dermed

kan være med til at generere vækst og beskæftigelse i fremtiden.

Der vil være et behov for at udvikle og billiggøre en lang række enkeltteknologier, bl.a. inden for

smartgrid, lagring og energieffektivisering. Disse teknologier vil blive fremmet med mere gunsti-

ge rammevilkår i fremtiden, hvorved der sikres et vist hjemmemarked. Det kan også fremhæ-

ves, at teknologierne befinder sig på vidt forskellige udviklingsstadier og har dermed forskellige

udviklingsbehov, der i øvrigt indbefatter forskellige aktørgrupper bestående af små og store

virksomheder samt universiteter og andre videninstitutioner. Danmark har allerede forsknings-

miljøer og virksomheder af høj international standard, der vil kunne bidrage til og drage fordel af

en sådan udvikling.

Den voldsomme udfordring for stabiliteten og balancen i det danske el-net, hvor der i lange pe-

rioder vil være underskud eller overskud af el i systemet, betyder i realiteten, at anvendelsen af

el som energiform fra 2020 skal udbredes langt mere, end den er i dag. Først og fremmest til

opvarmning, og på sigt også til transport.

Med endnu mere VE-produktion end 50 % efter 2020 får vi, efter alt at dømme, også brug for at

lagre dele af den producerede vindkraft til tidspunkter, hvor der er større behov for den. Dette er

i realiteten slet ikke muligt i dag, hvor vi i stedet handler el med udlandet for at håndtere større

ubalancer mellem produktion og forbrug af el.

Kommende indsatsområder under PSO 2015

På baggrund af ovenstående vil ELFORSK-udbuddet 2015 følge to hovedspor:

II.

Energieffektivisering af den eksisterende bygningsmasse

Industriens processer

Endvidere har de offentlige danske energiprogrammer inden for forskning, udvikling og demon-

stration (FUD), som ELFORSK-programmet er en del af, udpeget

smartgrid, energilagring og

energieffektivisering i bygninger,

som tre særligt væsentlige områder for programmerne.

Denne særlige fokus vil i det følgende blive beskrevet under de to hovedspors 7 indsatsområ-

der:

bygninger

ventilation

belysning

køling

effekt- og styringselektronik

industrielle processer

adfærd, barrierer og virkemidler

Ad I. Energieffektivisering af den eksisterende bygningsmasse:

Da nybyggeri er relativt begrænset, lægger energiaftalen op til en øget indsats i forbindelse med

energirenovering af eksisterende bygninger. Aftalen siger, at der skal udarbejdes en samlet

strategi for energirenovering af den eksisterende bygningsmasse, herunder en undersøgelse af

mulighederne for stramning af kravene i bygningsreglementet, både i forhold til bygningskon-

struktionen men også i forhold til installationerne og deres anvendelse.

Dette vil kræve en målrettet F&U-indsats, hvor også byggeindustrien og brugeren af bygningen

skal involveres. Danske styrkepositioner skal fremmes, og der skal skabes en bedre forudsæt-

ning for en langsigtet energirenoveringsindsats, der inddrager hensynet til energi, indeklima,

arkitektur og omkostningseffektivitet.

For at nå det ambitiøse mål om en energiforsyning dækket af vedvarende energi er det nød-

vendigt at minimere energispildet i bygninger og flytte forbruget til tidspunkter, hvor der produ-

ceres en stor mængde energi fra vedvarende energikilder, eksempelvis fra vindkraft.

Det vil være nødvendigt at se på bygningen som en aktiv konstruktion, hvor man anvender byg-

ningsmassen som en akkumuleringsmulighed for flytning af el- og varmeforbrug og bygningsfa-

caderne dynamisk i forhold til orientering, årstid og tidspunkt på dagen.

Bygningens installationer skal indgå i et hensigtsmæssigt samspil med bygningskonstruktionen,

således at bygningens overskydende og akkumulerede energi udnyttes til en driftsstrategi, der

sigter på lavest mulig energiregning ved at udnytte varierende el-spotpriser og dynamiske netta-

riffer. Installationerne selv skal konstrueres og dimensioneres til at flytte forbruget i forhold til

optimale komfortforhold og billigere energiregning.

Forsyningsanlæg - som leverer varme og køling med varme-/kølemaskiner, som drives af var-

me, el og gas, og som henter/afleverer varme fra/til luft, jord og vand - skal optimeres i forhold til

enkelte eller flere brugere. Det kan være fjernkøleanlæg, der benytter luft, havvand eller grund-

vand som medie til at bortskaffe varmen, eller varmepumper tilknyttet fjernvarmeanlæg eller

som separate enheder. Der kan med fordel indgå lagre, som man eksempelvis ser det i de så-

kaldte ATES-anlæg, hvor de vandførende lag i undergrunden anvendes som energilager.

Hovedparten af forbrugerne er ikke mentalt parate til at møde de nye apparater og aggregater,

der i fremtiden udvikles til smartgrid, det vil sige komponenter, der kan kommunikere med såvel

el-måler som leverandøren af strøm. Udfordringen er at skubbe til privatforbrugerens vilje til at

involvere sig i smartgrid-konceptet.

Ad II. Industriens processer:

Energianvendelsen i de 15 mest energiforbrugende brancher i Danmarks industri sker ved et

betydeligt forbrug af fossile brændsler. Af det samlede energiforbrug på 83,2 PJ er de 10,0 PJ

olie, 19,6 PJ gas (herunder 14,8 PJ raffinaderigas i de to raffinaderier) og 11,0 PJ kul (heraf de

8,7 PJ på Aalborg Portland). Altså anvender industrien små 50 % af deres energi fra fossile

brændsler.

Den umiddelbare udfordring er derfor:



at gøre den samlede energianvendelse i industrien mere effektiv



at konvertere mest muligt af industriens fossile energiforbrug til el og VE



at gøre el-anvendelsen i industrien mere fleksibel i forhold til el-systemets behov ved sti-

gende mængder fluktuerende el-produktion fra vedvarende energi

68 % af industriens samlede elforbrug går til motordrevne maskiner. Der er store elbesparelser

at hente ved at energieffektivisere enkeltkomponenter i maskinsystemet, men også ved at til-

passe disse i forhold til hinanden. Udfordringen er også at få komponenterne designet rigtigt i

forhold til belastningsprofilet, altså det varierende behov. I forhold til forbruget bør der fokuseres

på de mest forbrugende brancher og de teknologier, der er knyttet hertil. Eksempelvis udgør

energiforbruget i jern- & metalindustrien 21 % af industriens samlede forbrug, og branchen teg-

ner sig for 26 % af forbruget til ventilation. Besparelsespotentialet varierer en del i forhold til

teknologi. For ventilation er det således kun 48 % af forbruget, der nyttiggøres, medens 61 %

nyttiggøres for køling.

Industrien skal finde erstatninger for de fossile brændsler i processerne, hvor en af de mest lo-

vende muligheder er at kombinere energieffektiviseringen med varmegenvinding med højtem-

peratur-varmepumper (defineres oftest som varmepumper, der kan levere varme ved tempera-

turer over 80 C). Traditionelle varmepumper med ammoniak, CFC-gas, FC-gas eller kulbrinter

som arbejdsmedium kan kun levere varme ved temperaturer op til 90-100 C. Skal temperaturen

løftes højere, er vanddamp det mest velegnede arbejdsmedium. Disse varmepumper kan have

en høj COP og CO2-fortrængning. Potentialet ved en varmelevering op til 180 C er opgjort til

4.500 TJ/år ved et temperaturløft på 20 C stigende til 7.000 TJ/år ved 40 C og 20.000 TJ/år ved

et temperaturløft op til 70 C. Det er 11-48 % af det varmebehov som dækkes af fossile brænds-

ler. Kan varmepumpen ikke løfte varmen til 180 C men kun til 100 C, reduceres potentialet kun

lidt (15.000 TJ/år ved et temperaturløft på 70 C). Elforbruget til varmepumperne, der kan dække

det største potentiale på 20.000 TJ/år, er opgjort til 1.253 MW. Det svarer til en COP-værdi for

alle varmepumperne på 4,4.

I forbindelse med industriens processer vil der ved anvendelse af såvel køleanlæg som varme-

pumper

–

her navnlig højtemperaturvarmepumper til udnyttelse af spildvarme

–

være brug for et

energilager, da der sjældent er overensstemmelse mellem tidspunktet for den til rådighed stå-

ende energi og behovet for brug af denne. For køleanlæg vil det være oplagt at anvende is som

energilager. I forbindelse med optimering af samtidighed bør procesintegrationen uden lager

først finde sted. Både med og uden lager skal der være mulighed for at udvikle styringer, der

sikrer optimal samtidighed mellem kulde- og varmebehov. Udfordringen bliver at vurdere mulig-

heder i de enkelte branchers processer for at indrette driften i forhold til prisudsving i el-

markedet.

Indsatsområder under de to hovedspor:

Skemaet efterfølgende viser de to hovedspor som ELFORSK vil følge. Under de to hovedspor

er de 7 indsatsområder, som ELFORSK beskæftiger sig med, angivet. De 7 indsatsområder er

inddelt i nogle underområder:

1a. Facade og rumudformning

1b. Bygningsinstallationer

2a. Industriventilation

2b. Komfortventilation

3a. LED-belysning

3b. Styring og regulering af lys

4a. Industrielle køle-, fryse- og VP-anlæg

4b. Køle- og VP-anlæg til bygningskomfort

5a. Industrielle komponenter

5b. Apparater

6a. Procesintegration

6b. Drev, komponenter og systemer

7a. Værktøjer og benchmarking

7b. Rådgivnings- og effektiviseringskoncepter

7c. Fremtidens forbrugsmønstre

7d. Læring og inspiration

Underområderne er placeret under hovedsporene som angivet i skemaet. Det bemærkes, at der

under det overordnede indsatsområde

’Bygningsinstallationer’

er placeret en række af de øvrige

indsatsområder. Det bemærkes også, at indsatsområde 7 kan indgå i begge hovedspor og kan

desuden med fordel kobles sammen med et af de andre indsatsområder, som er teknologirela-

terede.

Hovedspor I - Bygninger:



1a: Facade- og rumudformning

1b: Bygningsinstallationer

2b: Komfortventilation

3a: LED-belysning

3b: Styring og regulering af lys

4b: Køle- og VP-anlæg til bygningskomfort

5b: Apparater

Hovedspor II - Industriens processer:



2a: Industriventilation

3a: LED-belysning

4a: Industrielle køle-, fryse- og VP-anlæg

5a: Industrielle komponenter

6a: Procesintegration

6b: Drev, komponenter og systemer

Adfærd som kobles til et eller flere indsatsområder under et af hovedsporene:



7a: Værktøjer og benchmarking

7b: Rådgivnings- og effektiviseringskoncepter

7c: Fremtidens forbrugsmønstre

7d: Læring og inspiration

Figur:

Oversigt over indsatsområder under de to hovedspor: Bygninger og Industriens proces-

ser.

Bygninger:

Ad 1a Facade- og rumudformning:

Arkitektonisk æstetiske energirenoveringsløsninger i kombination med installationsvalg

Analyser viser, at der er et betydeligt potentiale for energirenovering i ældre parcelhuse og eta-

gebygninger fra før 1970 og særligt i den gruppe af bygninger, der er opført før 1930. Opgaven

her vil være en helhedsorienteret forbedring af arkitekturen, isoleringsstandarden, bygningens

tæthed samt vinduerne. I den forbindelse er der et behov for udvikling af teknologiske løsninger,

der sikrer, at energirammen overholdes, herunder at de installationsmæssige valg træffes ud fra

den forbedrede bygningskonstruktion og dennes anvendelse. Her tænkes på, at en optimal ven-

tilationsløsning sikres, overskudsvarme fra solindfald minimeres, og at dagslys udnyttes opti-

malt.

Dynamiske Facader

Energirenovering af klimaskærmen kan ske ved at benytte konstruktionens facader dynamisk.

Afhængig af årstid, tidspunkt på dagen og bygningsorientering, kan der fx benyttes skodder, der

isolerer for kulde, solceller til el-produktion eller afskærmning for solindfald.

Bygningskonstruktioner der kan lagre energi

Hvis energien skal bruges, når el-produktionen er rigelig, kræver det, at bygningen er en aktiv

brik i systemet, altså konstrueret for lagring af energien. Dette kræver udvikling af materialer og

ændring af bygningskonstruktionen, eksempelvis i form af termoaktive konstruktioner (beton-

dæk) og faseskiftende materialer. Fordelen er relative kompakte energilagre. De har særligt

deres berettigelse i bygninger,

hvor der er et stort tilskud af ”gratis varme”. I sådanne bygninger

er der en stor udfordring i at holde temperaturen nede på de lovgivningsmæssige krav. I stedet

for at bruge store mængder af energi til komfortkøling kan disse teknologier anvendes. Ideen er

at anvende naturlig køling af konstruktioner og materialer om natten og udnytte dette kølelager

om dagen, hvor energiprisen normalt er høj. Herved undgås høje el-regninger til køle- og venti-

lationsdrift, og ønsket om fleksibilitet tilgodeses. Udfordringen er her at undgå komfortmæssige

gener og få tilpasset den akkumulerede energi i forhold til bygningens anvendelse og de varie-

rende meteorologiske forhold (sol, vind og temperatur).

Supplerende fordele i tilknytning til energibesparelser

Det er vanskeligt at få gang i energirenovering af eksisterende bygninger, bl.a. fordi det er for

dyrt og håndværksmæssigt tungt og besværligt at realisere for bygningsejerne. Noget af denne

problematik kan løses teknologisk ved produktudvikling af system- og pakkeløsninger, der gør

renoveringen nemmere og billigere. Dette skal ses i sammenhæng med nogle ikke-teknologiske

udfordringer, fx traditioner og samarbejdsformer i byggebranchen og manglende incitament fra

bygningsejernes side. En mulighed er derfor at tænke bredere end ren teknologiudvikling og

igangsætte projekter, der afprøver nye samarbejdsformer eller koncepter, hvor bruge-

ren/bygningsejeren er i centrum. Der er brug for at sælge energibesparelser, der kombineres

med andre NEB-ydelser (Non Energy Benefits). Det kan fx være indeklima- og dagslysforholde-

ne, men også ved installation af VE-løsninger, eksempelvis solcelle- og varmepumpeanlæg.

Endelig kan energiforbedringer med fordel kobles til vedligeholdelsesplaner for bygningerne.

Renoveringen skal altså foretages ud fra en helhedsbetragtning.

Simuleringsmodeller og nøgletal - også i relation til energiforsyningen

Der er behov for simuleringsmodeller, herunder metoder og projekteringsværktøjer, der kan

optimere bygningens samlede energiforbrug samt give realistiske nøgletal for de faktiske for-

hold. Modeller kan også omhandle en kobling af bygningens anvendelse til energiforsyningen,

herunder fjernvarme og fjernkøling samt el til varmepumpedrift. Også modeller for bygningens

drift i forhold til energi fra grundvand til såvel opvarmning som afkøling, er der behov for.

Ad 1b Bygningsinstallationer:

Styring og regulering i forhold til el-spotpriser

I bygninger tillades at indeklimaforhold kan variere over døgnet, blot tolerancer for indeklimaet

overholdes. Det er således muligt at udnytte bygningers overskydende energi til en driftsstrate-

gi, der sigter på lavest mulig energiregning ved at udnytte varierende el-spotpriser og dynami-

ske nettariffer. Udfordringen er at vurdere, i hvor stort omfang denne mulighed kan betale sig i

forhold til bygningens konstruktion (varmekapacitet) og anvendelse (benyttelsestid).

Varmtvandsbeholder

I en el-opvarmet tank, primært for anvendelse af varmt brugsvand, er det muligt at reducere

energiforbruget, hvis der kan opnås en optimal lagdeling af temperaturen i tanken. Dette er mu-

ligt eksempelvis ved at anvende en såkaldt stratisfier. Varmetabet og dermed elforbruget redu-

ceres, men der er også store muligheder for at flytte energiforbruget ved hjælp af beholderen,

også i forbindelse med anvendelse af solcelle-strøm. Udfordringen er optimering af tankens

geometri i forhold til ønsket drift og brugsvandsbehov samt den eventuelt tilførte solcellestrøm.

Varmtvandsindtag til hårde hvidevarer

Mange hårde hvidevarer har koldt vand som indtag i forbindelse med rengøring af et produkt.

Der bør derfor ses på muligheder for, at indtaget kan ske ved varmt vand i stedet, som bliver

produceret på tidspunkter hvor strømmen er billig. Udfordringen er bl.a. at gøre apparaterne i

stand til at håndtere varmt vand, samt at vurdere systemets fysiske størrelse i forhold til bruger-

frekvens.

Batterilager

Udfordringen er at få skabt viden om batterilagerets størrelse i forhold til dets effektivitet og bo-

ligernes varierende behov for elektricitet. Batteristørrelsen vil være afhængig af ønsket lagerka-

pacitet i forhold til varierende elpriser. Behovet for strøm kan blive væsentlig større, hvis batteri-

lageret skal bruges til opvarmning, herunder til drift af varmepumpe. I sidstnævnte tilfælde må

mulighed for termisk lagring indgå i overvejelserne for at vurdere den rette solcellestørrelse og

driftsstrategi.

Undergrunden som energilager

I de såkaldte ATES-anlæg kan vandførende lag i undergrunden bruges som energilager. Om

sommeren anvendes vandet fra en boring til afkøling af bygningen før det lidt varmere vand

føres ned i en anden boring til et andet lager. Om sommeren anvendes dette vand i en varme-

pumpe til opvarmning af huset. Det afkølede vand ledes derefter ned i det første borehul. Ved

denne teknologi er der rig mulighed for at lave en driftsstrategi, der tilgodeser varierende priser.

Udfordringen er at dimensionere lagerets størrelse (borehulsdiameter og dybde) i forhold til

geologi og ønsket drift.

Lodrette jordslanger som varmeoptager

Til opvarmning af ejendomme og enfamiliehuse er der et betydeligt potentiale ved at anvende

lodrette boringer som varmeoptager til en varmepumpe i områder, hvor vandretliggende slanger

ikke er mulige at anvende. Udfordringen er at bestemme dimensionerne på boringerne i forhold

til behovet og den geologiske undergrund. I tilknytning til anlæg for større ejendomme, bør der

ses på muligheden for at styre og regulere ved hjælp af en lagerbeholder.

Intelligente lavenergirenoverede bygninger

Når bygningskonstruktioner ændres ved energirenovering, opstår der et behov for øget kontrol

og styring af indeklimaet med samtidig optimal udnyttelse af omgivelsernes vejrforhold. Tekno-

logiudviklingen skal ske med intelligente lavenergirenoverede bygninger, dvs. bygninger, hvor

der installeres anlæg for opvarmning, køling, ventilation, solafskærmning, udnyttelse af sol samt

forsyningsløsninger, som styres intelligent. Særligt er der et behov for at udvikle løsninger, som

er brugervenlige, for ikke at skræmme

”almindelige” bygningsejere og

-brugere. Nyere under-

søgelser viser endda, at hvis brugerne har for mange muligheder for at indstille anlægget, fører

det til øget energiforbrug.

Ad 2b Komfortventilation

Integrerede løsninger for minimering af infiltrationstab

Et lille infiltrationstab er en forudsætning for, at luftskiftet kan kontrolleres og dermed en forud-

sætning for effektiv anvendelse af ventilation med varmegenvinding. Der er således et stort be-

hov for integrerede løsninger, hvor isoleringen af klimaskærmens enkelte bygningsdele og en

konstruktion uden kuldebroer sammenholdes med ventilationsløsninger, som giver et minimalt

infiltrationstab.

Behovsstyret ventilation

De seneste opførte bygninger, såvel beboelsesejendomme som enfamiliehuse, kan have inde-

klimaproblemer, fordi de er for tætte. Der er derfor behov for behovsstyrede ventilationsløsnin-

ger.

Varmegenvinding

Når energi skal genvindes over større afstande er det naturligt at anvende væskekoblede batte-

rier. Imidlertid er det langtfra sikkert, at det er optimalt, at anvende energien på det tidspunkt

den kan leveres. Her vil det være optimalt at anvende et energilager, hvis størrelse og funktion

bestemmes af den til rådighed stående energi og temperatur samt ønsket om energimængden,

som ønskes forbrugt, temperaturen af denne samt variation af elpris i forhold til brug af cirkula-

tionspumper og eventuelt tilknyttet varmepumpe.

Ad 3a LED-belysning:

Design og funktionalitet af godt lys

Det er nødvendigt at få designet funktionelt gode belysningsløsninger, navnlig LED, med hen-

blik på at forhindre import af produkter med ringe kvalitet. Designet understøttes af god optik og

effektiv intelligent regulering.

Reguleringsegenskaber med dynamisk lys

LED-lyskildens særlige reguleringsegenskaber er dynamisk lys, altså regulering af såvel intensi-

tet som farvetemperatur. Det skal udnyttes i forhold til indeklima og produktivitet. Lysets betyd-

ning - både hvad angår dagslys og LED-lys - for menneskers trivsel indtænkes på sygehuse og

kommunale institutioner.

Ad 4b Køle- og varmepumpeanlæg til bygningskomfort:

Akkumuleringstank

Til opvarmning af enfamiliehuse er der behov for en akkumuleringstank i forbindelse med brug

af varmepumpe. Udfordringen er at finde tankstørrelsen i afhængighed af varmepumpens stør-

relse, den ønskede periode hvor akkumuleringen skal finde sted, samt varmebehov som funkti-

on af tidspunkt på dagen og tidspunkt på året.

Varmepumper for høje fremløbstemperaturer

Energiaftalen fastsætter, at der i 2013 er indført stop for installering af olie- og naturgasfyr i nye

bygninger, og at det fra 2016 ikke længere skal være muligt at installere oliefyr i eksisterende

bygninger i områder med fjernvarme eller naturgas som alternativ. Hermed bliver varmepumper

med varmelager, evt. i kombination med solvarme, en vigtig forsyningsform. Der er behov for

varmepumper med naturlige kølemidler, der kan levere høje temperaturer og retvisende dimen-

sioneringskriterier, når en varmepumpe skal installeres i en renoveret eller ny bygning.

Varmefordelingssystemer til lavtemperaturopvarmning

Installationer for varmepumper arbejder med lavere temperaturer i varmefordelingssystemet

end installationer fra olie og naturgas. I fremtiden vil der blive sat fokus på anlæg med en frem-

løbstemperatur på helt ned til 35 grader. Det kræver andre former for - eller i hvert fald renove-

ring af - varmefordelingssystemer og styring & regulering af disse. I sådanne tilfælde vil der og-

så være behov for teknologiudvikling.

Køling med fjernkøling og grundvand

I takt med at bygninger isoleres mere, og at prognoser forudsiger, at den globale gennemsnits-

temperatur vil stige, vurderes det, at der vil blive behov for mere køling i vores bygninger. Køling

er generelt meget energikrævende, og der er et teknologisk udviklingspotentiale i forhold til løs-

ninger som fx fjernkøling og grundvandskøling.

Køle- og varmepumpeanlæg der kan lagre energi

Bygningsinstallationer kan ligesom bygningskonstruktionerne ses som en aktiv brik i et fremti-

digt energisystem med 50 % - og senere 100 % - vedvarende energi. Her tænkes særligt på

varmepumper og køleanlæg med lagringsmuligheder og modulerende kapacitet og indbygget

styring og kommunikationsmuligheder for rettidig ind- og udkobling i forhold til forsyningssituati-

onen.

Køle- og varmepumpeanlæg med naturlige kølemidler

Der er behov for udvikling af anlæg med CO

som kølemiddel i såvel supermarkeder som boli-

ger. For boligers vedkommende tages hensyn til, at varmt brugsvand de senere år har haft -

men også vil få - en relativt dominerende rolle i bygninger.

Varmepumper til opvarmning af brugsvand

Der er et stort potentiale i at genvinde spildvarmen fra etageejendommes varmtvandsforbrug.

Da udviklingen går mod mere effektive bygninger, vil brugsvandsforbruget fremover udgøre en

relativ større del af ejendommenes forbrug. Dette gælder også for renoverede bygninger. Da-

gens varmepumper til enfamiliehuse er heller ikke designet tilstrækkelig godt set i forhold til be-

hovet. Der er således et større potentiale for forbedring af virkningsgraden. Endvidere er styrin-

gen og reguleringen utilstrækkelig. Endelig ligger der en udfordring i at undersøge ejendomme-

nes forbrugsmønstre for at vurdere perspektiverne i forhold til fremtidens smartgrid-struktur.

Ad 5b Apparater:

Undersøge privatforbrugerens adfærd ved udrulning af smartgrid-Ready-produkter.

Der er behov for at udvikle kommunikationsplatforme, der kan optimere samspillet mellem pro-

duktion fra VE-kilder som solceller og husstandsmøller. Udfordringen er at få konceptet til at

ændre brugervaner, så bygningsanvendelsen kan indgå i smartgrid-sammenhæng.

Ad 7a Værktøjer og benchmarking:

Værktøjer til benchmarking af apparater

Der ønskes udviklet værktøjer til benchmarking af el-forbrugende apparater (positivlister) inden

for husholdninger, der kan inspirere producenter til udvikling af energirigtige apparater og kom-

ponenter.

Ad 7b Rådgivnings- og effektiviseringskoncepter:

Incitamenter ved bygningsrenovering

Modstridende interesser mellem ejer og lejer afstedkommer et behov for udvikling af incita-

mentsmodeller ved bygningsrenovering, herunder kombinerede fordele for både ejer og lejer.

Modeller kan også være en kobling af faktorer, der påvirker energirenoveringer, eksempelvis

mellem politiske rammebetingelser, teknologisk udvikling og markedsudvikling/økonomi.

Samspil mellem el- og gasmarked og forbrugerens apparater/varmeforsyning

I ejendomme, hvor varmen leveres fra både gaskedel og varmepumpe, vil der være en udfor-

dring i at anvende den rigtige størrelse varmekilde, men vigtigere er det at etablere en driftsstra-

tegi for benyttelse af de to muligheder i forhold til energipriser, udetemperatur og brugerbehov.

Ad 7c Fremtidens forbrugsmønstre i forhold til flytning af elforbrug:

Adfærdsregulering i husholdningen

Mere adfærdsregulering vil i husholdningen skabe incitament til brug af egen varmeforsyning

med el som energileverance og egen el-produktion. Prognoser for denne udvikling, samt kon-

sekvenser for en fleksibel anvendelse, er væsentlig viden for fremtidens energiforsyning, her-

under analyser om flytning af forbrug i slutanvendelsen.

Forbrugerens kommunikation med elmåleren

Forbrugsmønstret i en ejendoms lejligheder vil være forskellig. Ved at lægge en strategi for

hvordan driftsudgifterne i ejendommen kan gøres lave, bør der ses på, hvordan der kan der

udvikles en incitamentsstruktur over for beboerne, så de agerer mest hensigtsmæssigt.

Intelligente apparater/smartgrid-Ready-produkter

Hovedparten af privatforbrugerne er ikke mentalt parate til at møde de nye husholdningsappara-

ter, der udvikles til smartgrid, det vil sige apparater der kan kommunikere med såvel elmåler

som leverandøren af strøm. Udfordringen er at skubbe til privatforbrugerens vilje til at involvere

sig i smartgrid-konceptet og udnytte kommunikationsmulighederne optimalt.

Kommunikation mellem produktion og bruger

Der er behov for at udvikle koncepter bestående af en kommunikationsplatform, der via apps til

smartphones, tablets og PC’ere

kan optimere samspillet mellem bruger og produktionen fra

vedvarende energikilder som solceller og husstandsmøller. Udfordringen er at få konceptet til at

påvirke forbrugsvaner med henblik på at få bygningsanvendelsen til at indgå i smartgrid-

sammenhæng.

Industriens processer:

Ad 2a Industriventilation:

Atmosfærisk Indeklima

Skærpede arbejdsmiljøkrav vil stille øgede krav til det termiske og navnlig atmosfæriske inde-

klima. Der er derfor behov for effektive ventilationsløsninger, både hvad angår udformningen af

sugehove, design af ventilationsaggregater, herunder indblæsningsarmaturer, filterløsninger og

varmegenvinding. Særligt inden for landbruget og i procesindustrien er der behov for nye design

af ventilationsløsninger, der kan imødegå skærpede krav til nedbringelse af lugtgener.

Intelligent styring

I forhold til ønsket om fleksibelt forbrug ved lagring og minimering af energiforbrug er der behov

for Intelligent styring af ventilationsluftmængde og indblæsningstemperatur, specielt i forbindel-

se med procesintegration.

Ad 3a LED-belysning:

LED til potteplanteproduktion

I Danmark er potteplanteproduktion et vigtigt område. For at sikre høj kvalitet og vækst i vinter-

halvåret benyttes tilskudslys i danske gartnerier. Her kan man benytte sig af spektralkontrol af

LED-lys for mulig tilpasning af lyskilder til biologiske systemers specifikke krav. Endvidere vil der

være mulighed for at tilpasse belysningsintensiteten i forhold til den fluktuerende el-leverance

fra vindmøllerne.

LED til vejbelysning

Belysning af veje sker i dag uden hensyn til lokalitet. Det betyder, at lysmaster både kan give et

forkert lys eller være overdimensioneret eller utilstrækkeligt. I takt med at udviklingen af elektro-

nik, LED, solceller og vindmølleteknologi er blevet stadig bedre, opstår muligheden for at lave

effektiv og ledningsfri vejbelysning. Der er således behov for at få udarbejdet dimensionerings-

modeller for samtænkning af disse teknologier i forhold til lokationen, hvor belysningsarmaturet

skal opsættes.

LED til stibelysning

Der er behov for udvikling af armaturer til sti- og parkbelysning, som dels er energieffektivt men

også giver et blændfrit og behageligt lys, der kan reguleres i intensitet og farvetemperatur i for-

hold til årstid og tidspunkt på døgnet.

Ad 4a Køling og varmepumper:

Naturlige kølemidler

De internationale forpligtelser til at afvikle ozon-nedbrydende gasser skærper behovet for de-

sign af køle- og varmepumpeanlæg, der anvender naturlige kølemidler. Her er CO

særlig inte-

ressant.

Akkumulering af køle- og varmepumpeydelsen

Der er behov for fleksible køle- og varmepumpeløsninger, gerne i form af et samlet anlæg med

indbyggede akkumuleringsmuligheder, fx isbank-anlæg, der kan bidrage til løbende at optimere

driften i forhold til elsystemets behov.

Hybride køleprocesser

Der er behov for forbedring af køleanlægs effektivitet, herunder hybride processer, parallel

kompression i kommercielle anlæg samt direkte køling frem for indirekte køling.

Højtemperatur-varmepumper

Der ønskes en forbedring af varmepumpers effektivitet, navnlig gennem udvikling af højtempe-

ratur-varmepumper (varmelevering ved højere end 80 C) for anvendelse af spildvarme, hybrid

varmeproduktion, vanddampkompression og CO

-expanderprocesser.

Ad 5a Industrielle komponenter:

Tomgangsforbrug

For minimering af tomgangsforbrug ønskes løsninger, der kan håndtere styring af sammensatte

systemer, herunder batchprocesser. I den forbindelse ønskes udviklet styringselektronik for et

forbedret samspil mellem det løbende elforbrug i industrielle processer og el-systemets behov

for at inddrage store el-forbrugere som leverandører af regulerkraftydelser.

Ad 6a Procesintegration:

Modellerings- og analyseværktøjer

Der er behov for modellerings- og analyseværktøjer, der beregner effekten af procesmæssige

ændringer, gerne så det bliver lettere for virksomhederne at tilpasse forbrugsbelastningen til el-

systemets behov.

Ad 6b Drev, komponenter og systemer:

Drevsystemer tilpasset hinanden

For at en proces skal foregå optimalt, er der behov for drevsystemer, hvor belastning, transmis-

sion, elmotor samt styring og regulering er tilpasset hinanden i afhængighed af variationerne i

den enkelte proces.

Ad 7a Værktøjer og benchmarking:

Metoder og værktøjer

Udvikling af metoder og værktøjer, der giver veldokumenterede beslutningsgrundlag for æn-

dringer i produktionsprocessen.

Supplerende fordele i tilknytning til energibesparelser

Det er muligt at få rentable energibesparelser, hvis andre fordele samtidig værdisættes. Disse

fordele går under NEB

–

Non Energy Benefits. Sandsynligvis vil disse elementer være drivere i

forhold til opnåelse af energibesparelser.