Energi-, Forsynings- og Klimaudvalget 2015-16
EFK Alm.del Bilag 215
Offentligt
1608659_0001.png
Indsatsområder for ELFORSK PSO 2016
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 har fokus på projekter, der kan nedbringe brugen af fossile brændsler med
energirigtige el-baserede teknologier og ved at understøtte brugen af VE-teknologier i
produktionen gennem flytning af forbruget ved energilagring og brug af smartgrid/smart-
Ready-løsninger.
•
ELFORSK lægger vægt på, at resultaterne udmøntes i konkrete energibesparelser, et
effektivt produktionsapparat, arbejdspladser og eksport samt en større bevidsthed i
samfundet om effektiv anvendelse af energi.
ELFORSK bedømmer ansøgningerne ud fra følgende kriterier:
•
Projektets formål og teknologiens stade, (originalt, innovativt perspektivrigt og realistisk)
•
Relevans, (Energipolitiske pejlemærker, energispare potentiale, forventede marked)
•
Tidsplan og projektstruktur, (realistisk og milepæle/leverancer veldefineret)
•
Formidling og forankring, (plan for formidling og introduktion på markedet samt merværdi
for målgrupper)
•
Organisering, (sammensætning af projektgruppe, projektledelse)
•
Budget og finansiering
•
Tilskyndelsesvirkning og gennemførlighed
Projektresultaterne skal bidrage til at elforbruget hos slutbrugerne er effektivt ved at skabe
omkostningseffektive produkter og løsninger for interessenter herunder energiselskaberne.
Den viden, der skabes i de enkelte projekter, skal bringes i praktisk anvendelse så hurtigt og
effektivt som muligt. Resultaterne får først værdi for samfundet, når de omsættes til konkrete
besparelser og mere effektive energitjenester og/eller nye konkurrencedygtige produkter, der
kan skabe økonomisk vækst med flere arbejdspladser.
De konkrete resultater 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, at projektansøger
allerede ved udformningen af ansøgningen har lagt en målbevidst strategi for, hvordan
resultaterne kan omsættes i besparelser, effektive energitjenester, miljøgevinster og
arbejdspladser. Kan projektresultaterne kvantificeres på forhånd, forventer ELFORSK, at
projektansøger 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.
Udbud for PSO 2016 for støtte fra ELFORSK - side 1
 EFK, Alm.del - 2015-16 - Bilag 215: Vedr. udmøntning af PSO-programmet ELFORSK 2016
1608659_0002.png
Politiske pejlemærker
Med den energipolitiske aftale af 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 100
% i perioden 2015-2020. Indsatsen skal målrettes eksisterende 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.
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
virksomheders produktionsprocesser, herunder udnyttelse af overskudsvarme, hvor der
er et erhvervs- og eksportpotentiale, vil pågå i perioden 2014 til 2020.
Da der i 2020 skal være 50 % vindkraft i det danske elsystem, skal
forbrugsteknologierne udvikles til at kunne håndtere 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 medvirker til, at den politisk ønskede omstilling bliver realiserbar såvel teknologisk
som økonomisk og fører til konkurrencedygtige løsninger med globale potentialer, der kan være
med til at generere vækst og beskæftigelse.
Der er et behov for at udvikle og billiggøre en lang række teknologier, bl.a. inden for
energieffektivisering herunder smartgrid/smart-Ready-løsninger og energilagring. Disse
teknologier vil blive fremmet med mere gunstige rammevilkår i fremtiden, hvorved der sikres et
vist hjemmemarked.
Teknologierne befinder sig på vidt forskellige udviklingsstadier og har forskellige
udviklingsbehov, der i øvrigt indbefatter forskellige aktørgrupper bestående af små og store
virksomheder samt universiteter og andre viden institutioner. Danmark har allerede
forskningsmiljøer og virksomheder af høj international standard, der vil kunne bidrage til og
drage fordel af en sådan udvikling.
Den store udfordring for stabiliteten og balancen i det danske el-net, hvor der i perioder 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 af bygninger og i industriens processer og på sigt også til transport. Derfor skal
elektriciteten anvendes effektivt.
Med en VE-produktion på mere end 50 % efter 2020 får vi, også brug for at lagre dele af den
producerede vindkraft til tidspunkter, hvor der er større behov for den. Dette er i realiteten ikke
muligt i dag, hvor vi i stedet handler el med udlandet for at håndtere større ubalancer mellem
produktion og forbrug af el. Der er derfor behov for lagring vha. batterier eller som termiske
lagre.
Udbud for PSO 2016 for støtte fra ELFORSK - side 2
 EFK, Alm.del - 2015-16 - Bilag 215: Vedr. udmøntning af PSO-programmet ELFORSK 2016
1608659_0003.png
Kommende indsatsområder under PSO 2016
På baggrund af ovenstående vil ELFORSK-udbuddet PSO 2016 følge to hovedspor:
I.
II.
Energieffektivisering af den eksisterende bygningsmasse
Energieffektivisering af industriens processer
Dette er endvidere begrundet i at de offentlige energiforskningsprogrammer under KEBMIN,
som ELFORSK-programmet er en del af, har udpeget
smartgrid, energilagring og
energieffektivisering i bygninger,
som tre særligt væsentlige områder for programmerne.
Hovedspor I: Energieffektivisering af den eksisterende bygningsmasse
Der er et stort spare potentiale i forbindelse med energirenovering af eksisterende bygninger.
Det kræver en målrettet F&U-indsats, hvor også byggeindustrien og brugeren af bygningen skal
involveres. Danske styrkepositioner skal fremmes, og der skal skabes en bedre forudsætning
for en langsigtet energirenoveringsindsats, der inddrager hensynet til energi, fleksibilitet,
indeklima, arkitektur og omkostningseffektivitet.
For at nå det ambitiøse mål om en energiforsyning dækket af vedvarende energi er det
nødvendigt at minimere energispildet i bygninger og flytte forbruget til tidspunkter, hvor der
produceres 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
bygningsmassen som en akkumuleringsmulighed for flytning af el- og varmeforbrug og
bygningsfacaderne dynamisk i forhold til orientering, årstid og tidspunkt på dagen.
I forbindelse med kommende bygningsreglementer tilstræbes at der udover krav til det absolutte
energibehov også indgår bygningskonstruktionernes evne til dynamisk at spille sammen med
dette. Bygningernes evne til varmeakkumulering værdisættes, både ved akkumulering i termisk
tunge bygningsdele og ved mere dynamisk lagring i tanke. Herunder kan nye materialer ved
energiakkumulering vurderes.
For større bygninger bør der ske en sammentækning af bygningsinstallationerne inden for
områderne: Ventilation, opvarmning, køling, vandforsyning, afløb og belysning. Bygningens
installationer skal således indgå i et hensigtsmæssigt samspil med bygningskonstruktionen, så
at bygningens overskydende og akkumulerede energi udnyttes til en driftsstrategi, der sigter på
den lavest mulige energiregning ved at udnytte varierende elspotpriser og dynamiske nettariffer.
Eksempelvis kan det ske ved brug af dynamiske facader og ved inddragelse af
varmeakkumulering i eller uden for bygningen.
Forsyningsanlæg - som leverer varme og køling med varme-/kølemaskiner, som drives af
varme, 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 grundvand som medie til at bortskaffe varmen, eller varmepumper tilknyttet
fjernvarmeanlæg eller som separate enheder. Der kan med fordel indgå lagre.
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
leverandøren af strøm. Udfordringen er at skubbe til forbrugerens vilje/adfærd til at involvere sig
i smartgrid-konceptet. Fx ved at inddrager sidegevinster (Non Energy Benefits).
Udbud for PSO 2016 for støtte fra ELFORSK - side 3
 EFK, Alm.del - 2015-16 - Bilag 215: Vedr. udmøntning af PSO-programmet ELFORSK 2016
1608659_0004.png
Hovedspor 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. Opgaven frem mod 2050 er at konvertere den fossile anvendelse til elektricitet fra
vedvarende energikilder.
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 elsystemets behov ved
stigende mængder fluktuerende elproduktion fra vedvarende energi
Det totale elforbrug til motorer i de 7 største af industriens brancher er opgjort til 6.340 GWh,
svarende til 70 % af industriens samlede elforbrug. Der er store elbesparelser at hente ved at
energieffektivisere enkeltkomponenter i maskinsystemet, men også ved at tilpasse disse i
forhold til hinanden. Besparelsespotentialet er således opgjort til 1.200 GWh.
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 tegner 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.
Der skal findes erstatninger for de fossile brændsler i industriens processer. En af de mest
lovende muligheder er at kombinere energieffektiviseringen med varmegenvinding med
højtemperatur-varmepumper (defineres oftest som varmepumper, der kan levere varme ved
temperaturer over 80 °C).
I forbindelse med industriens processer vil der ved anvendelse af såvel køleanlæg som
varmepumper – her navnlig højtemperaturvarmepumper til udnyttelse af spildvarme – være
brug for et energilager, da der sjældent er overensstemmelse mellem tidspunktet for den til
rådighed stående energi og behovet for brug af denne. Både med og uden lager skal der være
mulighed for at udvikle styringer, der sikrer optimal samtidighed mellem kulde- og varmebehov.
Udfordringen bliver således at vurdere disse muligheder i de enkelte branchers processer for at
indrette driften i forhold til prisudsving i el-markedet.
Smartgrid og energilagring
Inden for de to hovedspor er energibesparelser centralt i forhold til effektiv energianvendelse.
For at opnå balance mellem produktion og forbrug er det også centralt at anvende energien
effektivt. Dette kan ske ved smartgrid og energilagring. Forbrugeren træffer beslutning om det
øjeblikkelige og kommende energiforbrug dels ved deres adfærd, og dels ved deres
beslutninger om anskaffelse af intelligente apparater. Det gælder både som privat forbruger og i
erhvervsmæssig sammenhæng. Det er afgørende, at der udvikles koncepter/løsninger, der får
forbrugerne til at træffe de valg, der understøtter den overordnede politik om at afbalancere
produktion og forbrug på alle tidspunkter på døgnet.
Udbud for PSO 2016 for støtte fra ELFORSK - side 4
 EFK, Alm.del - 2015-16 - Bilag 215: Vedr. udmøntning af PSO-programmet ELFORSK 2016
1608659_0005.png
Et væsentligt virkemiddel til at sikre fleksibelt forbrug og samtidig opretholde en acceptabel
brugerkomfort er lagring af energi. I forbrugsleddet vil disse lagre hovedsageligt være termisk
lagring i tanke og i bygningskonstruktioner, eller batterilagre i forbindelse med brug af solceller,
varmepumper, køleanlæg og opladning af biler. Det termiske lager kan synes simpelt, men
kræver meget plads, og varmepumper er udfordret af, at effektiviteten daler, når de skal levere
varme ved høje temperaturer.
Udfordringer ved forbrugerens valg af komponenter for at sikre grundlaget for smartgrid og
energilagring kan være:
Termiske
energilagre:
Bygninger:
Termiske energilagre kan være vand, is, sol, jord, bygningskonstruktioner
og faseskiftende materialer
Krav i kommende bygningsreglementer, termoaktive konstruktioner,
faseskiftende materialers egenskaber samt interaktion mellem varme,
køling og ventilation
Opretholdelse af godt indeklima ved anvendelse af styremuligheder for
smartgrid
Størrelse, placering og styring i forhold til variabelt behov
Samspil mellem diverse komponenter, variable elpriser og tidspunkter på
døgnet for brug af nødvendig datamængde og interaktion med brugerne
Reguleringsform, temperaturområde, lagerkapacitet for tidsforskydning af
forbrug, udnyttelse af spildvarme fra brugsvand og industriens processer
(højtemperatur varmepumper)
Solcellelager, netstabilitet, belastningsudjævning og spændingsregulering
Home Automation:
Solceller som
energikilde:
Styring og
regulering:
Varmepumper:
Batterier:
Vedrørende termiske energilagre: Lagre, der er egnede i boliger designes med henblik på at
varmepumpeanlæg, solfangere og solcelleanlæg, gerne i samspil kan udnyttes bedre.
Varmelagre tager plads i boligen og er dermed ganske dyre. Derfor er fokus fleksibel
formgivning, effektiv isolering og eventuelt anvendelse af andre medier end vand. Egenskaber
for faseskiftende materialer analyseres. Store fællesanlæg, hvor der indgår tanke, jord eller
grundvand bør analyseres for omkostninger og effektivitet.
Vedrørende varmepumper går udviklingen mod fleksible løsninger til brug i boliger og i industri.
Varmepumpeløsninger til høje temperaturer i industri og til fjernvarmeformål vurderes. Disse
varmepumper bør mærkes/certificeres, og udvikles med en smartgrid-Ready specifikation. Der
bør ses på løsninger, der kan anvendes ved tættere byggeri, eksempelvis hvor energien
indvindes ved hjælp af lodrette boringer i jordlaget.
Vedrørende batterier sker den forventede udvikling inden for ydelse og pris. Lagring ved hjælp
af batterier forventes derfor at blive attraktivt og der bør udvikles analyser om muligheder for
anvendelse af batterier i kombination med eksempelvis solcelleanlæg, varmepumper og
batteriladere. Batterierne analyseres, både med hensyn til lagerstørrelse, brugerøkonomi og
netstabilisering. Det ser ud til, at batterier allerede fra 2020 vil være økonomisk interessante i
forhold til mange anvendelser.
Se en mere detaljeret beskrivelse af ELFORSK indsatsområder PSO 2016 i notat: Uddybning af
ELFORSKs udbud PSO 2016, som indeholder forslag til forskning- og udviklingsprojekter inden
for bygningsområdet og industriens processer. Notatet findes på
http://www.elforsk.dk/ELFORSK/Ansog.aspx
Udbud for PSO 2016 for støtte fra ELFORSK - side 5