– Milliarder å hente fra kraftproduksjon ved detaljplanlegging
Når er beste timingen for de ulike vannkraftverkene å produsere kraften? NTNU og SINTEF har utviklet et effektivt og lønnsomt verktøy for å få mest mulig ut av vannkraften vår.
Kraftbransjen må bruke og lagre regnvann fra fjellet på rett sted til rett tid. Da er det viktig å disponere vannet i magasinene, som er kraftbransjens energilager, på best mulig måte.
– Nøyaktig planlegging og modellering lønner seg, sier Ellen Krohn Aasgård. Hun har nylig tatt doktorgrad på Shop ved NTNU og er forskningsleder hos SINTEF Energi.
Shop – verktøy for planlegging av kraftproduksjon
Shop er et programmeringsverktøy som benyttes til å fordele vannressursene slik at de er tilgjengelige for kraftproduksjon der de trengs – akkurat når de trengs. Shop sørger for at kraftverkene får produsert så mye som mulig, når behovet for kraft er stort. Samtidig gjør verktøyet at kraftbransjen kan produsere strøm med så lite vannforbruk som mulig.
– Shop hjelper kraftverkene å planlegge produksjonen på en tidshorisont på én til to uker. Det er ingen enkel oppgave å oppnå effektiv drift og samtidig ta hensyn til miljøet og livet i vassdragene, sier Ellen Krohn Aasgård, som nylig har tatt doktorgrad på Shop. Foto: Mona Sprenger
– Shop hjelper kraftverkene å planlegge produksjonen på en tidshorisont på én til to uker. For å få mest mulig effektiv drift, må vannkraften produseres når etterspørselen er høy. Men det er ingen enkel oppgave å oppnå effektiv drift og samtidig ta hensyn til miljøet og livet i vassdragene, sier Aasgård.
Shop er tilpasset ulike vassdrag og har detaljerte beskrivelser av teknisk utstyr som aggregater, pumper, luker og tunneler.
– Programmet hjelper kraftprodusentene til å få mest mulig ut av produksjonen, men gir også støtte for handel i energimarkedet. Vi har nå utvidet modellen til at den også gir beslutningsstøtte for budgiving som tar hensyn til flere markeder, forteller Aasgård som hadde dette som tema i sin avhandling.
Lønnsomt for det norske samfunn
I Norge eies kraftselskapene i hovedsak av kommuner, fylker og staten og derfor kommer også økte inntekter det norske samfunn til gode.
– Den viktigste driftskostnaden i vannkraftbransjen er de fremtidige inntektene kraftverket går glipp av. Jo bedre man utnytter vannet, jo bedre er det for alle, forteller Hans Ivar Skjelbred.
Han er Shop-ansvarlig hos SINTEF og vil levere sin doktorgrad på Shop i vår.
Milliardgevinst
Norsk kraftproduksjon består av 96 prosent vannkraft og er en av våre viktigste naturressurser. En fersk rapport fra Impello Management og Menon Economics anslår at bruken av Shop øker verdien av vannet i norske kraftreservoar med to prosent. I penger utgjør den anslåtte gevinsten 6,8 milliarder kroner for siste tiårsperiode. Ifølge rapporten er den potensielle nåverdien 12 milliarder kroner, dersom alle nordiske kraftprodusenter tar i bruk Shop-systemet.
– Det som har vært hovedutfordringen er at ingen av vassdragene er helt like. Det har utløst en enorm kreativitet i forhold til tekniske løsninger, for det er alltid noe spesielt som skal løses, sier professor Olav Bjarte Fosso ved NTNU. Foto: Mona Sprenger
– Vi er stolte over det vi har fått til. Shop er et stjerneeksempel på godt samarbeid mellom SINTEF og NTNU – og hvilke verdier vi kan skape, sier Olav Bjarte Fosso. Han er professor ved Institutt for elkraftteknikk ved NTNU.
– Hva har vært den største utfordringen?
– Hovedutfordringen er at ingen av vassdragene er helt like. Det har utløst en enorm kreativitet i forhold til tekniske løsninger, for det er alltid noe spesielt som skal løses. Det gjøres små forbedringer hele tiden.
30 års forskning
Det hele startet i 1989, da Statkraftverkene (Statkraft) kontaktet Olav Bjarte Fosso som på den tiden var ansatt i SINTEF Energi. Statkraftverkene lurte på om det var mulig å lage et verktøy som kunne gjøre det enklere for kraftbransjen å ta de riktige kortsiktige beslutningene.
– Som forholdsvis nyansatt ble det min oppgave å utvikle en slik modell. Det ble laget en versjon som ble utprøvd våren 1990, men det skjedde mye i bransjen på denne tiden, og modellen ble i første omgang ikke videreført, forteller Fosso.
– Krever iherdighet
Likevel, Shop havnet ikke i skrivebordsskuffen.
– Det tar omlag ti år å få forskningsresultater ut i drift for alvor. For å lykkes kreves iherdighet. Vi har greid å holde aktiviteten fra vi hadde en pilot – til vi fikk Shop ut i drift. Hvis ikke ville dette prosjektet kanskje ligget i en skuff i dag, sier NTNU-professoren.
Først ute til å bruke Shop var India og Egypt.
– Fra midten av 2005 tok utrullingen fart i kraftbransjen i Norge og Skandinavia, forteller Michael Belsnes i SINTEF. Han leverte sin doktorgrad på Shop i 2008 og hadde ansvar for utviklingen av SHOP frem til Skjelbred overtok stafettpinnen i 2013.
Rivende teknologisk utvikling
Shop har nå 25 kunder som benytter systemet i daglig drift.
Brukerne er de fleste vannkraftprodusentene i Norden, og produsenter i Sveits, Italia, Østerrike og Chile. Utviklingen av Shop har vært et langt løp som fortsatt pågår for fullt. I dag jobber omlag ti personer på Gløshaugen i Trondheim med utviklingen av Shop, for her går det ikke an å hvile på laurbærene.
– I utviklingsarbeidet har samarbeid med Statkraft og andre industripartnere hatt avgjørende betydning. En annen suksessfaktor er at prosjektet har ridd på en bølge av økende beregningskapasitet og en rivende teknologisk utvikling, sier Belsnes.
Etablering av flere utenlandskabler og mer fornybar kraft inn i systemet endrer kraftbransjen. Samtidig skjer en rivende teknologisk utvikling innenfor blant annet maskinlære og kunstig intelligens. Shop gjør kraftbransjen bedre i stand til å håndtere økt usikkerhet i markedet, mener Hans Ivar Skjelbred.
– Det finnes nå datamaskiner som kan spille sjakk bedre enn mennesker. Her finnes det en del prinsipper som kan videreformidles innenfor vannkraft som også vi kan utnytte i den videre utviklingen av Shop, sier han.
SHOP har blitt utviklet gjennom et stort antall prosjekter som har vært delfinansiert av industrien, Forskningsrådet, RENERGI og ENERGIX.
