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