Simuleringer gir svaret på hvordan du kan få billigere strøm

– Vi bruker en algoritme som finner den kombinasjonen av utforming og drift som gir lavest kostnad. Ett av funnene våre er at bergvarme bidrar til økt bærekraft, men bergvarme er dyrt og foreløpig ikke lønnsomt for enkeltstående eneboliger. Det er derfor behov for ytterligere insentiver fra myndighetene for bergvarme, siden bergvarme kan være en viktig faktor for reduksjon av strømbehovet i Norge, sier Ellen Nordgård-Hansen, seniorforsker i NORCE.

Hvis flere bedrifter og privatpersoner tar i bruk fornybar energiproduksjon og energilagring, vil behovet for å oppgradere strømnettet også reduseres.

Det er mulig å gå flere sammen om bergvarmeanlegg, samt å legge til rette for dette ved nybygg. Slike anlegg kan brukes i rekkehus, blokker og borettslag generelt i Norge, samt i større bygg som sykehus og skoler.

– Hensikten med simuleringen er å undersøke hvordan politikk påvirker hvor bærekraftig det er økonomisk lønnsomt å drive et energisystem. Kravene til oppvarming og kjøling endres med tid og sted, det samme gjør tilgjengelig areal for solcelleproduksjon og eksternt tilgjengelige energikilder. Til hvert enkelt hus eller prosjekt, vil denne typen analyse derfor være nyttig for å se på hvordan ytelsen til et energisystem påvirkes når retningslinjene endres, sier Nordgård-Hansen.

Forskerne har sett på en norsk enebolig hvor energisystemet består av solcelleanlegg for energiproduksjon og batterier og bergvarme for energilagring.

Over hele verden brukes myndighetenes politikk for å oppmuntre huseiere til å designe og drifte sitt eget energisystem på bærekraftige måter. Ulike subsidier og støtteordninger kan være virkemidler som blir brukt. Regjeringens politikk påvirker hvordan huseiere designer og driver energisystemet sitt. Det er derfor behov for å vurdere bærekraftnivået som følge av ulike retningslinjer.

– Vi ville finne ut hva som er optimal drift av energisystemet med ulike strømpriser, ulike insentiver fra myndighetene og ulik lokal energipolitikk, sier Nordgård-Hansen.

Dette ble gjort som en del av et prosjekt NORCE har sammen med Universitetet i Agder (UiA) og National Institute of Technology i India. Det er UiA som leder prosjektet. Forskerne har ulik kompetanse og erfaring som er nyttig i dette arbeidet, som optimalisering, programmering, energisystemer og bergvarme.

Forskerne simulerte boligen over ett år og undersøkte deretter hva som skjedde hver time.

– Strømprisen varierer veldig i løpet av et døgn, noe som viser oss at det er viktig med batteri slik at man kan lagre solenergi til senere bruk. Selv med høye strømpriser på vinteren så vi at dette kunne være vel så viktig som sesonglagring av energi, sier Nordgård-Hansen.

Et batteri kan kobles til et solcelleanlegg slik at overskuddsstrøm mellomlagres. Denne egenproduserte strømmen kan husholdninger bruke når strømmen er dyr.

Noe av det forskerne fant, knyttet til bergvarme, var at den kan brukes på to prinsipielt forskjellige måter, enten som en energikilde, som må «hvile» noen måneder hvert år, eller som energilagring.

– Hvilken måte som er mest økonomisk gunstig i systemet vi så på, avhenger av om en kan selge solcellestrømmen til nettet eller ikke, sier Nordgård-Hansen.

Ifølge Det internasjonale energibyrået (IEA) kommer over en tredjedel av det globale energiforbruket, og 40 % av dagens globale CO₂-utslipp, fra bygninger og byggesektoren. Å redusere energiforbruket knyttet til bygninger er derfor viktig for å nå målet om å begrense den globale oppvarmingen til 1,5 °C, som presentert av FNs klimapanel (IPCC) i 2018. Dette er en av grunnene til de gradvis skjerpede norske byggestandardene til passivhusnivå.

Forskerne har brukt en enebolig i boligfeltet Skarpnes i Arendal som utgangspunkt. Dette er et boligfelt med nullutslippshus. Et nullutslippshus er et bygg som har null utslipp av klimagasser regnet over hele husets levetid. Det slippes ut klimagasser mens huset bygges, blant annet fra materialene, men senere produserer man fornybar energi slik at man kompenserer for klimagassene. Selve huset har gjerne passivhusstandard eller tilnærmet passivhusstandard, som vil si at veggene, taket, vinduene og gulvet er tykkere for at varmen ikke skal slippe ut og kulden ikke slippe inn.

Forskerne har brukt faktisk registrerte data for solinnstråling, varmebelastninger og elektrisitetsbelastninger for ett år. Dette kombineres med priser som er relevante for Sørlandet.