Et mikronett og nærvarmesystem med flere energiteknologier
Hva
Det er flere energiteknologier som leverer strøm og varme til 22 bygg (BTA 10 581 m2) på Studiestedet Evenstad. Bygninger på studiestedet brukes til blant annet undervisning, administrasjon og studentboliger.
Studiestedet har kun et grensesnitt mot hovednettet (Elvia), og en AMS-måler som viser hvor mye strøm som leveres til Evenstad eller tilbake til hovednettet hver time. Innenfor denne måleren er det et mikronett, med strømleveranse fra hovednettet, solcellene og det flisbaserte kraft- og varmeanlegget (CHP-enheten). Solcellene og CHP-enheten utfyller hverandre, siden solcellene leverer mest strøm i sommerhalvåret, mens CHP-enheten leverer strøm i vinterhalvåret.
Deler av mikronettet kan driftes også dersom selv om strømmen i hovednettet går, og dette kalles øydrift. Dersom dette skjer brukes strøm fra det stasjonære batteriet til å starte CHP-enheten, og strøm fra CHP-enheten, solcellene på energisentralen og det stasjonære batteriet kan dekke energibehovet til kritiske laster på Evenstad. Også elbiler på Evenstad kan brukes, dersom de kobler seg til de toveis bil-til-nett (V2G) -enhetene, og leverer strøm fra bilbatteriet.
Et nærvarmesystem leverer varme til de største byggene på studiestedet (7 bygg på totalt ca. 9 000 m2). Fire ulike varmeteknologier er knyttet til dette systemet: CHP-enheten, en biokjel, en elkjel, og solfangere. Varmeenhetene skal prioriteres i følgende rekkefølge: solfangere, CHP (opptil 100 kW varme), biokjel (opptil 300 kW) og elkjel (backup, opp til 315 kW). Dette er for å bruke mest mulig fornybar energi, samt for å sikre god drift.
Hvorfor
Samfunnsnytte
Fremtidens energisystem vil bli mer desentralisert og mer fleksible. Mikronett er en viktig del av fremtidens smarte nett. Bruk av ny teknologi og fleksible løsninger øker nettets fleksibilitet, robusthet og pålitelighet. Mikronett kan driftes uten tilknytning til hovednett i perioder, og ved bruk av smarte løsninger sørger for god balanse mellom last og produksjon. Utbygging og bruk av mikronett er avgjørende for effektiv og balansert drift av nasjonale systemer i fremtiden.
Videre, for å kunne oppnå målet til EU om å bli utslippsfritt innen 2050, er det nødvendig å øke andelen av ikke regulerbar fornybar energi betraktelig. Det er behov for å demonstrere fleksibel sluttbruk i praksis, og for å utvikle løsninger for styring av energibruk. Evenstad vil spre erfaringer fra slike løsninger, med ønske om å tilrettelegge for teknologiutvikling og innovasjon. I tillegg til å oppnå energi/effektmål i bygg og nabolag, er det ønskelig å spille på lag med energisystemet utenfor, for å redusere behovet for investeringer i økt nettkapasitet. Videre kan fleksibel sluttbruk av energi føre til at norsk vannkraft får økt verdi i det europeiske kraftmarkedet fordi mer effekt kan gjøres tilgjengelig.
På Evenstad
Utbygging av mikronett på Evenstad bidrar til oppnåelse av følgende mål:
- «Studiested Evenstads totale energibehov dekkes av minimum 75 % lokalprodusert, fornybar energi» (delmål i Statsbyggs utviklingsplan for Evenstad mot 2025).
- «Et energifleksibelt studiested Evenstad – i et utslippsfritt Europa» (Visjonen til Evenstad i ZEN).
Det er ønskelig å videreutvikle energisystemet ved studiested Evenstad, gjennom å optimalisere de tekniske installasjonene og maksimere bruken av lokal fornybar energi.
For Statsbygg
Som nasjonal pådriver av innovasjon ønsker Statsbygg være i fronten og teste fremtidens løsninger. Utbygging og drift av mikronett på Evenstad gir Statsbygg kunnskap om ulike typer energiteknologier, balansert styring av nettet samt erfaring fra drift av komplekse system. Dette vil danne grunnlag for videreutvikling av byggenæringen i Norge.
Gjennom prosjektet demonstrerer Statsbygg hvordan offentlige anskaffelser og innovative avtaler kan brukes for å oppnå miljøvennlige løsninger, samt får praktiske erfaringer fra ny teknologi som kan bidra til å realisere nullutslippsnabolag.
Hvordan
Energisystemet på Evenstad er relativt kompleks, med lokal energiproduksjon (sol, bio), strøm fra nett energilagre (varme, batteri, toveis billading). Det er derfor viktig å sikre at teknologiene fungerer godt – både hver for seg og sammen. Det er ønskelig med et best mulig samspill mellom løsningene, slik at systemet totalt sett kan driftes best mulig. I praksis krever dette tilrettelegging og forbedringer. En del av disse forbedringene er allerede gjennomført, med man ser på det som en kontinuerlig prosess. Et nytt styringssystem planlegges på alle Statsbyggs eiendommer, og vil først innføres på Evenstad fra 2023/2024.
På sikt er det ønskelig å demonstrere et styringssystem på studiestedet, hvor energibruk, lokal produksjon og lagring styres optimalt, rettet mot bestemte energi- og miljømål.
Hva lærte vi
Enkeltteknologier som fungerer godt alene fungerer ikke alltid sammen. For eksempel ble elkjelen brukt mer enn ønskelig i en periode, siden styringen av varmeenhetene ikke fungerte som ønsket, med sol- og bioenergibasert varme før elektrisitet. I tillegg kan ulike enheter skape utfordringer for hverandre. Et eksempel på dette er vekselsretteren for solcellene på fasaden, som skaper problemer for V2G-enhetene. Dette er nærmere beskrevet i kapittel «Styring av ulike teknologier i et komplekst energisystem».
For å kunne følge med på hvordan energisystemet fungerer, bør de viktigste energistrømmene måles og følges med på.
Anbefalinger
- Å følge med på energimålingene for energiproduksjon, for å se om enhetene fungerer som forventet. Det anbefales også å måle energibruk for de største formålene (eks. varme, varmtvann og strøm)
- Energimålingene bør inn i et felles energioppfølgingssystem, siden det er vanskelig å få oversikt når hver måler må leses av i ulike leverandør-apper.
