Intelligent energi -...
Transcript of Intelligent energi -...
Intelligent energi
2
Det overordnede mål med arbejdsgruppen for intelli-
gent energi er at medvirke til at behovsstyre og regulere
Energiforsyningen, for at sikre størst mulig energieffek-
tivitet og fleksibel energi i produktion og forbrugsenhe-
der.
Formålet med arbejdsgruppens bearbejdning af emnet
er at kortlægge muligheder for intelligent sammenkob-
ling af anlæg lokalt/regionalt og koncept for de ”nød-
vendige” energiressourcer. Baggrunden for dette er en
screening af nuværende og fremtidige forbrugsmønstre
på energi- og forsyningsområdet. En delmålsætning
herunder er opstilling af koncept for etablering af et
forbrugsmæssigt ”smart-grid” for områdets energi-
forsyning, som understøtter et intelligent/fleksibelt ener-
giforbrug. Herunder kan modeller for differentierede
afregningstariffer undersøges sammen med indførelse
af nye teknologiske løsninger/koncepter.
Undersøgelsen af forbrugsmønstre udføres eksempelvis
ved logning af udvalgte parametre i forskellige repræ-
sentative segmenter/typer af ejendomme og forbrugere
samt kvantitative spørgeundersøgelser vedrørende krav
(komfortbehov, installationer, elektriske apparater m.m.,
befolkningsbeskrivelse, etc.).
Baggrund
Endvidere skal det udnyttes, at området har fjernaflæs-
ning af målere på vand, varme og el. Dette skal udnyt-
tes til forsøgsmæssig ”forbrugerindkøb” af energi-/for-
syningsarter i forhold til differentierede tariffer. Projektet
skal også stille data til rådighed for andre interessenter
indenfor og udenfor projektet, dette skal stadig afklares
i henhold til gældende lovgivning.
For at nå regeringens målsætning om at være 100%
forsynet af vedvarende energikilder i 2050, er en af
forudsætningerne, at energiforbruget reduceres. I 2020
skal 50% af energien til elforbruget leveres via vind-
energi, og i 2035 skal al energi til opvarmning og el
leveres af vind og vedvarende energi.
KLIMA- & BÆREDYGTIGHEDSPROJEKT
3
Kortlægning af forbrugsmønstre for ejendomsmassen i
Tjæreborg.
• Kortlægning af energiforbrug (Energi atlas)
• Etablering af fælles portal for visning af energi-
forbrug
• Udarbejdelse af energiprofiler for bygninger
Kortlægning af muligheder for at øge forsyningseffek-
tiviteten ved intelligent samspil mellem energiforsynin-
gerne samt udvikling af et koncept for forbrugsmæssigt
”smart-grid”.
• Afholdelse af workshop med temaet ”effektivt
samspil mellem energiforsyninger”
• Undersøge mulighederne for differentierede
afregningstariffer
Metode
4
Det første skridt, der er nødvendigt i enhver omstilling
og planlægning til bæredygtig energi, er at have en
rimelig god model for energiforbrug til at identificere de
mest indflydelsesrige parametre og deres indvirkning.
Variationer i disse tal blev analyseret i henhold til skif-
tende klimadata og bygningsforhold. Meningen er at
kunne opdele de forskellige bygninger i specifikke typer,
så de forskellige tiltag kan målrettes.
For at kunne målrette indsatsområderne, der dels
stiler efter at gøre energiforbruget mere effektivt, dels
igangsætter aktiviteter, der udvikler det intelligente
energiforsyningsnet, er det nødvendigt at analysere
forbrugsdata. Erfaringer i branchen viser, at en visualise-
ring af energiforbruget for kunderne alene er med til at
reducere energiforbruget med 10%. Ved at samle alle
energidata på en enkelt hjemmeside gøres data nemt
tilgængelige. Hermed er grundstenen lagt for de første
reduktioner.
Synliggørelse af energiforbrug
I Tjæreborg er der etableret fjernaflæste elektroniske
målere for vand, varme og el. Når hjemtagningssyste-
met er i fuld drift, betyder det, at kunderne fremover
kan se deres forbrug med en høj opløsning, helt ned
til timeværdier. For at gøre det enkelt og nemt for den
enkelte at følge sit energiforbrug, etableres en hjemme-
side, hvor disse data kan vises. Kunden logger sig på via
Nem-ID og kan derefter se sit individuelle energiforbrug
i husstanden. Herved opnår den enkelte energiforbruger
muligheder til at påvirke egen energiadfærd, sådan at
energiforbruget bliver lavere.
Her vises et par eksempler fra hjemmesiden.
Figur 1 viser elforbruget på et døgn, Figur 2 viser varme-
forbruget for en måned.
Figur 1
Indsatsområder
KLIMA- & BÆREDYGTIGHEDSPROJEKT
5
Kategorisere energiforbruget efter hustyper
Ved at analysere energiforbruget for alle husstandene
i Tjæreborg i årene 2012 og 2013, via en algoritme
fra DTU, skabes mulighederne for at synliggøre, hvilke
parametre der påvirker energiforbruget. Når husene
skal energirenoveres, er det vigtigt at få foretaget de
rigtige tiltag i forhold til bedste praksis samt den bedste
tilbagebetalingstid (plukke de lavest hængende frugter
først). Ved at finde ekstremforbrug blandt husene kan
kampagner målrettes, så de rigtige produkter fremlægges.
Figur 3
Figur 2
I Figur 3 vises et analyse eksempel på varmeforbrug i
husene i Tjæreborg. Når varmeforbruget er renset for
forbrug til brugsvand, viser undersøgelsen, at varmefor-
bruget i husstandene ikke er afhængigt af, eller meget
lidt afhængigt af, hvor mange personer der bor i huset.
Skal energiforbruget til opvarmning reduceres, er det
husets klimaskal og isolering, der skal være fokus på.
Resultaterne fra undersøgelserne er stillet til rådighed
for arbejdsgruppe 1 og 2.
Bygningsareal
Bygning år
Antal personer
Bygningstype
−0.
4−
0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
Model for varmeforbrug
Variables
Co
effi
cien
ts
1 2 3 4
6
Udvikling af intelligent energifor-syning
Udvikling af fælles optimalt energisystem.
Der skal udvikles effektive konverteringsenheder fra
el- til varmenettet. Dette skal være med til at løse
fremtidens udfordringer med inkludering af den meget
fluktuerende VE-strøm produktion i et samlet energisy-
stem.
Der er i løbet af den indledende fase af projektet iden-
tificeret forskellige muligheder for at reducere tabene
ved at implementere varmepumper i fjernvarmesyste-
met samt at etablere lavtemperaturfjernvarme.
Der er lavet indledende beregninger, der
indikerer et stort besparelsespotentiale
på varmetabet i fjernvarmenettet.
Dette kan dog ikke realiseres
umiddelbart, men kræver en
demonstration/udvikling af
tekniske løsninger i den
enkelte forbrugers installa-
tion, hvor man integrerer
en varmepumpe i en fjern-
varmeinstallation. Denne
løsning skal demonstreres
teknisk, og der skal findes
forretningsmodeller, der sikrer,
at både de privat-, selskabs- og
samfundsøkonomiske forhold er
positive.
En anden potentiel indsats, der skal gennemregnes og
vurderes nøje, er at benytte en større central varme-
pumpe enhed, der benytter fjervarme returvandet som
energikilde til at forsyne Tjæreborg. Denne løsning vil
potentielt kunne reducere tabet på transmissionslednin-
gen fra det centrale Esbjerg til Tjæreborg, og samtidig
vil den kunne indgå i reguleringen af el systemet som
en stor el aftager i situationer, hvor der er overskud i el
produktionen. I denne indsats er der udover tekniske
og økonomiske aspekter også regulatoriske udfordrin-
ger, da store varmepumper ikke er tilladt i de centrale
områder (Projektbekendtgørelsen).
Der skal også foretages en større og nærmere analyse
af mulighederne for at udnytte overskudsvarme
til fjernvarmenettet fra f.eks. virksom-
heder, supermarkeder og køle-/
fryseskabe i køkkener.
For at få påvist de omtalte
synergieffekter mellem
fjernvarme- og elnettet
er Esbjerg Forsyning, SE,
Ålborg Universitet og
Esbjerg Kommune ved
at udarbejde en ansøg-
ning om bidrag fra EU´s
forsknings- og innovations-
program Horizon 2020 til
at gennemføre analyserne og
demonstrationsprojekter.
KLIMA- & BÆREDYGTIGHEDSPROJEKT
7
Uddybelse af de indsatser der er arbejdet med
Etablering af en fælles hjemmeside der viser kundernes
individuelle forbrug. Via Nem-ID adgang kan kunderne
få adgang til alle de fjernaflæste værdier, varme, el,
vand og evt. brændstof.
På bagrund af de fra forsyningsselskaberne leverede
historiske forbrugsdata er der lavet en samlet rapport
af Masterstuderende Shahriar Shah Heydari med titlen:
”Household utilities consumption analysis for local
sustainability ideas”. Denne rapport synliggør store
variationer for energiforbruget for ellers sammen-
lignelige hustande. Disse hustandes variationer kan
forklares med forskellige årsager; fejl på installationer,
forbrugeradfærd og forskellige historiske energiforbed-
ringsaktiviteter. Denne rapport stilles til rådighed for
arbejdsgrupperne 1 og 2 samt borgergruppen og andre
interesserede borgere.
Afrapportering
Ovenstående figur viser, hvordan profilerne for energi-
forbruget fremkommer. Profilerne kan herefter sam-
menholdes med standard energiprofilen for bygninger
bygget efter de forskellige bygningsregelmenter.
Der er også identificeret andre indsatsområder indenfor
den langsigtede omstilling af energisystemet. Disse ind-
satområder kræver yderligere analyse og udvikling/de-
monstration for at påvise egnethed og bæredygtighed.
Disse analyser bliver gennemført i kombination med
større forskningsprogrammer: Horizon 2020 og Cities.
Standardconsumption profile
Tjæreborgconsumption profile
Recommendations onsustainable energy
Smart combinationof existing and new
energy sources
Supplementary data(Climatic, economical, ...)
Consumption database(Heat, EL, and Water)
8
Målsætning/succeskriterier
Målsætningen
Målsætningen er, at den overskydende energi fra ved-
varende fluktuerende energikilder, dvs vind og solceller,
overføres til og evt. lagres i fjernvarmenettet. Denne
mulighed vil forbedre den samlede effektivitet i fjernvar-
menettet og elnettet, og i sidste ende vil det reducere
energi-regningen for slutbrugeren.
Succeskriterier
Succeskriterierne er at demonstrere:
• Nedbringelse af nettabet
• Hensigtsmæssige drifts- og styringssystemer, til at
optimere integrering af vedvarende enheder i eksiste-
rende fjernvarme net og elnet, vil sikre teknisk-
økonomisk synergi mellem intelligent varme og
smarte elnet.
• At systemet samtidig opretholder det lokale nets
stabilitet og forsyningssikkerhed.
Placering af indsatsområder på kort
Alle borgere i Tjæreborg by får adgang til hjemmesiden,
hvor de kan se deres eget energiforbrug, når den går i
drift.
Testområdet til lavtemperaturfjernvarme kombineret
med varmepumper er endnu ikke udpeget, da de tekni-
ske beregninger og analyser ikke er gennemført endnu.
KLIMA- & BÆREDYGTIGHEDSPROJEKT
9
Som basis for den fremtidige evaluering af projektet ud-
vælges en række effektmål på baggrund af målsætnin-
gen. Den første måling af disse – baselinemålingen - er
udtryk for, hvordan situationen ser ud, før indsatser fra
mellembyplanen sættes i gang. Baselinemålingerne er
valgt med udgangspunkt i hvilke ændringer, der forven-
tes at indtræffe som følge af indsatser, der igangsættes
med baggrund i planen. Når målingerne gentages nogle
år ude i fremtiden, skulle forskellen på målingerne gerne
vise en forandring som følge af mellembyplanen.
Målepunkter
For projektet omhandlende intelligent energi er valgt
følgende målepunkter:
• Nettabet på el i procent
Dette er et udtryk for forskellen mellem den mæng-
de el, der sendes ind i Tjæreborg, og den mængde,
der forbruges i Tjæreborg. Jo lavere en andel af den
indsendte el forskellen udgør, desto mindre er tabet i
forsyningsnettet.
• Nettabet på varme målt i procent
Dette er et udtryk for forskellen mellem den mængde
varme, der sendes ind i Tjæreborg, og den mængde,
der forbruges i Tjæreborg. Jo lavere en andel af den
indsendte varme forskellen udgør, desto mindre er tabet
i forsyningsnettet.
Der skal endvidere evalueres på:
• Drifts- og styringssystemer
• Stabilitets- og forsyningssikkerheden
Baselinemåling
Målepunkterne belyser tilsammen tilstanden for intelli-
gent energi før mellembyplanen gennemføres.
4 % nettab på el (foreløbig estimeret)
19 % nettab på varme (foreløbig estimeret)
Herunder vises et billede af hvordan nettabsprocenten
vil blive målt.
I forbindelse med udvikling af en intelligent energifor-
syning er det naturligt at have fokus på reduktion af
den samlede nettabsprocent, hvilket selvfølgelig også
er med til at gøre det til en god businesscase. Tanken er
derfor at se på den samlede effektivitet, der opnås ved
energiforsyningen i Tjæreborg.
Varme100 81
Varmeforsyning Varmetab
El100 96
Elforsyning Eltab
Husstande i Tjæreborg
Evaluering
Der kan endnu ikke evalueres på målingerne, da de
konkrete initiativer ikke er implementeret i denne fase
af projektet.
Baselinemålinger er endnu ikke færdige, da der stadig
arbejdes på at konsolidere online målingerne i passende
tidsmæssig opløsning.
10
Realisering/gennemførelse af indsatser
For at få demonstreret, hvorledes man kan omstille
energisystemerne, kræver det et samarbejde mellem de
forskellige aktører, der påvirker og påvirkes af energisy-
stemet. Disse aktører vil blive identificeret løbende gen-
nem de forskellige analyser, der primært udføres under
de 2 forskningsprojekter; Horizon 2020 og Cities.
Indtil videre er følgende aktører og samarbejdspartnere
identificeret:
Esbjerg Forsyning A/S
SE A/S
Samarbejdspartnere
OK a.m.b.a.
Danfoss A/S
Grundfos A/S
Solar A/S
Super Brugsen i Tjærebog
Borgerne i Tjæreborg
Lokale håndværkere
Ålborg Universitet
Forskningssamarbejdet ”Cities”
Organisering
De enkelte indsatser bliver håndteret og gennemregnet
som et selvstændigt projekt, hvor henholdsvis SE og
Esbjerg Forsyning har projektledelsen/initiativet til
opstart under forskningsprogrammerne Horizon 2020
og Cities.
Milepæle
Det forventes, at den fælles hjemmeside for alle energi-
forbrugsdata er i drift medio 2014.
Opstart af analyserne på delprojekterne i det intelli-
gente energisystem forventes medio/ultimo 3. kvartal
2014, samtidig med idriftsættelsen af Cities projektet
og opstart af Horizon 2020 aktiviteter. Cities er det
nationale forskningscenter for forskning i smart grids og
integration af vedvarende energi under det strategiske
forskningsråd1. Horizon 2020 er et EU forsknings- og
innovationsprogram2.
De konkrete initiativer omkring implementering af
løsninger i det intelligente energisystem, via forskellige
demonstrationsprojekter, forventes gennemført i 2015
og 2016.
1http://www.compute.dtu.dk/Nyheder/2013/12/cities_bevilling
2http://ufm.dk/forskning-og-innovation/tilskud-til-forskning-og-innovation/eu-og-internationale-programmer/eus-forsknings-og-innovationsprogram-horizon-2020
KLIMA- & BÆREDYGTIGHEDSPROJEKT
11
Organisering
Der er nedsat 9 arbejdsgrupper sammensat af loka-
le borgere udpeget af Sneum-Tjæreborg Lokalråd,
medarbejdere fra kommunens involverede forvaltninger,
Esbjerg forsyning samt en lang række repræsentanter
fra det private erhvervsliv, interesseorganisationer og
relevante forskningsinstitutioner. Arbejdet bliver ko-
ordineret af en projektgruppe og en styregruppe. Der er
nedsat en følgegruppe af borgerne med særlig interesse
i projektet. Følgegruppen får mulighed for at påvirke
udviklingen undervejs i forløbet. Ved vigtige milepæle
inddrages borgerne ved borgermøder. Endvidere
bidrager en gruppe unge med deres ideer og viden til
udvikling af indsatsområderne.
De 9 grupper har arbejdet med forskellige temaer, og
hensigten er, at de udviklede projektforslag/ indsatsom-
råder skal kunne realiseres hver for sig. Samtidig er det
overordnede mål, at projekterne skal kunne fungere i
sammenhæng og skabe en synergieffekt i udviklingen
af en samlet plan for Tjæreborg - en by med Energi.
De 9 arbejdsgrupper
Energi- optimering af offentlige bygninger
Affalds- håndtering
Spildevands- håndtering
Energi- besparelser
i private boliger
Next step village
Byrum og bygunktioner
Bæredygtig transport
Intelligent energi
Forankring i dagtilbud og undervisning
Handlings- plan
En overordnet plan med et mål om at gøre Tjæreborg til en klimavenlig og
bæredygtig by.
Plan til realisering af de udvalgte
indsatser