CleanExport; Norges rolle i et avkarbonisert europeisk energisystem

Prosjektet ble gjennomført i SINTEF-regi i perioden 2020-24, og mottok 14,7 millioner kroner i støtte fra Forskningsrådet.

CleanExport. Illustrasjon: SINTEF

Bakgrunn

CleanExport ble utviklet i kjølvannet av Parisavtalen og et økende behov for avkarbonisering av det europeiske energisystemet. Prosjektet så på hvordan norsk eksport av ren energi vil utvikle seg i møte med redusert etterspørsel etter fossile brensler i Europa. Prosjektets hovedmål var å gi strategisk veiledning og investeringsstøtte for å styrke Norges posisjon som fremtidig leverandør på området.

Under arbeidets gang kom to uforutsette hendelser; Covid-19-pandemien og russisk invasjonen av Ukraina. Begge endret det europeiske energisystemet betydelig. Dette førte til store variasjoner i energietterspørsel, tilbud og pris. I tillegg ble det innført ny lovgivning i EU gjennom revisjon av «Renewable Energy Directive», «European Green Deal» og «REPowerEU».

Viktig betydning

Prosjektets fokus på optimaliseringsmodeller for energisystemer gir både industrien og forskningspartnere oversikt over eksisterende modeller og deres fordeler, ny versjon av en sektorkoblet europeisk elektrisitetsmodell (EMPIRE), samt en ny fleksibel energisystemmodelleringsramme (EMX). Den kan tilpasses spesifikke behov i individuelle analyser. EMX er åpent tilgjengelig for alle på GitHub.

Fordelen med EMX ligger i å gi brukeren stor grad av fleksibilitet i utformingen av en spesifikk modellinstans. Eksempler kan være hvilke kostnadsbeskrivelser som brukes for en teknologi i hver region, hvordan effektiviteten modelleres, eller hvilke teknologier som er tilgjengelige i de enkelte regionene.

– Studiene i prosjektet ga både industripartnere og beslutningstakere kunnskap om hvordan Norge kan forbli en energieksportnasjon i fremtiden. Det er viktig for å forstå hvordan norsk energieksportinfrastruktur påvirkes av eksterne omstendigheter. Dette gir ny innsikt i de enkelte energieksportalternativene, sier Aage Stangeland i Forskningsrådet.

Ny innsikt

Nøkkelfokus i prosjektet var utviklingen av et optimaliseringsrammeverk for energisystemmodeller. Fremtidige energisystemscenarier ble simulert, som ga denne innsikten:

• Norge kan opprettholde og videreutvikle rollen som en energieksportnasjon i et avkarbonisert europeisk energisystem

• Investeringer i fornybar kraftproduksjon er avgjørende for fremtidig eksport av ren energi – uavhengig av om energien eksporteres som hydrogen, ammoniakk eller elektrisitet

• Utsiktene for fremtidig norsk hydrogeneksport indikerer hydrogenproduksjon fra naturgassreforming med CCS i den innledende fasen. Senere med potensiale for hydrogen fra elektrolyse. Den initiale dominansen av naturgass skyldes mangel på tilgjengelig kraft de kommende årene
• Utviklingen av EnergyModelsX (EMX) – en modulær, flerenergimodelleringsramme. I tillegg kom store forbedringer av den eksisterende kraftsystemmodellen EMPIRE.

CleanExport-prosjektet hadde også delmål:

• Integrasjon og harmonisering av verktøy for utvidelsesplanlegging av energisystemet, for å muliggjøre teknisk-økonomisk kvantitativ analyse

• Studie av komplementaritet og synergier mellom fornybare kilder, naturgass, hydrogen, ammoniakk og CCS – innen enenergisystemkontekst

• Etablering av høykvalitetsdata og definering av de mest relevante casestudiene

• Studere hvordan storskala norsk hydrogenproduksjon for energieksport kan utløse et innenlandsk hydrogenmarked

• Utdanning av en PhD-student og en postdoktor innen temaer relatert til matematiske optimaliseringsmodeller for integrerte naturgass- og kraftmarkeder,
  og driftsfleksibilitet for lavkarbon energisystemer

Formidling

CleanExport-prosjektet har resultert i flere publiserte artikler, og utkast til nye. I løpet av prosjektperioden er resultatene presentert for industripartnerne under halvårlige seminarer.
I tillegg er CleanExport-resultatene presentert på flere konferanser og brukt som bakgrunn i kronikker.

– En viktig arv fra CleanExport-prosjektet er relatert til EMX-modelleringsrammeverket og modifikasjonene til EMPIRE-modellen. EMX ble presentert gjennom JuliaCon 2023 og to åpne webinarer. Dette anvendes i flere påfølgende EU-prosjekter, NFR-prosjekter og FME InterPlay. Videre er SINTEF i kontakt med flere industripartnere for å tilrettelegge integreringen av EMX i deres organisasjoner, sier prosjektleder Julian Straus i SINTEF.

CleanExport arrangerte et seminar med tittelen «Clean Energy Export from Norway» i Oslo. Dit kom 35 deltakere fra forskning, industri og NGOs. Seminaret formidlet kunnskap fra prosjektet langt utover selve prosjektgruppen og de deltakende partnerne. Resultatene fra CleanExport-prosjektet kombineres også med resultater fra flere ulike FME-prosjekter, alle ledet av SINTEF.