Integrated Transport and Energy Modelling

I prosjektet Integrated Transport and Energy Modelling (ITEM) har Institutt for energi¬teknikk (IFE) og Transportøkonomisk institutt (TØI) studert mulighetene og forutsetningene for klimavennlig teknologi og energibruk i veitransporten, og vi har spesielt analysert hvordan transportsektoren kan elektrifiseres, og hvilke virkemidler som trengs. Etterspørselen etter strøm og belastningen på strømnettet øker som følge av elektrifisering av transportsektoren. I ITEM har vi analysert mot 2030 og 2050 og hovedfokus har vært å avdekke vilkårene for elektrifisering av godstransport på vei. Analyser av samspillet mellom transport og energiforsyning og vilkårene for elektrifisering er gjort både på nasjonalt nivå og i de to transportkorridorene Oslo-Bergen og Oslo-Trondheim. For å kunne gjøre analyser på overordnet nasjonalt nivå har vi utarbeidet en metode for interaksjon mellom modeller for energi-, transport- og kjøretøy. Dette arbeidet er dokumentert i en rapport og en artikkel som fokuserer på resultater (Veikart for utslippsfri veitransport) og i en journalartikkel som fokuserer på effektene av linkingen mellom de ulike modellene (Modelling the interaction between the energy system and road freight). Viktige data/parametere som linkes er i) trafikkarbeid (kjøretøy-km/år) som vil variere for ulike typer lastebiler, da kapasiteten i batterilastebiler vil være noe lavere enn i konvensjonelle lastebiler og hydrogenlastebiler, og ii) virkningsgrader, og hvordan disse endres over tid. Vi har også harmonisert elpriser og hydrogenpriser mellom modellene. Analysene er gjort for to ulike fremtidsbaner; Trendbanen som viderefører politikken slik den er i dag, og Tiltaksbane med flere politiske virkemidler. Veikartet for den norske veitransportens presenterer energibruk og klimagassutslipp fram til 2050. Målet har vært å belyse under hvilke vilkår og i hvilken grad veitransporten kan bidra til at klimamålene i ikke-kvotepliktig sektor blir nådd. Veikartet viser at en, med omtrent 50 prosent større forbruk av klimanøytralt biodrivstoff enn i 2019, vil kunne kutte CO2-utslippene i veitransport med 60 prosent fra 2005 til 2030. Både batteri, biogass og hydrogen forutsettes da tatt i bruk i stor skala; men hydrogen kommer primært etter 2035, og da spesielt for tunge godsbiler. Fram til da er det batterier og biogass som i stadig større grad erstatter fossil diesel. Til grunn for veikartet ligger nokså radikale forutsetninger, blant annet gjennom en mangedobling av CO2-avgiften. Analysene viser at hydrogeninfrastruktur og hydrogenlastebiler vil trenge finansielle støtteordninger for å bli konkurransedyktig med batterilastebilene. For å bedre forstå implikasjonene av overgangen til batteri- og hydrogenlastebiler for det lokale kraftnettet ved hydrogenproduksjon og hurtiglading modellerte vi tre forskjellige geografiske lokasjoner i de to transportkorridorene. Basert på en ny metodikk ble energibehovet til lading og hydrogen og et optimalisert systemoppsett beregnet i to fremtidige etterspørselsscenarier: i) en blanding av batteri- og hydrogenlastebiler og ii) kun batterilastebiler. Beregningen ble gjort både for 2030 og 2050. Når man vurderer lokal hydrogenproduksjon, er effektbehovet fra nettet relativt likt mellom de to scenariene mens energibehovet er høyere når hydrogen benyttes. Kraftbehovet for 2030 er estimert til 5-10 MW på de valgte stedene, mens det øker til 60-110 MW i 2050. I et eget arbeid ble fordelen ved samlokalisering av hurtiglading og hydrogenpåfylling studert. Hovedfunnet var at samlokaliseringen gjorde det noe mer lønnsomt å integrere lokal fornybar energi fra solcellepaneler. De endelige resultatene ble presentert på sluttkonferansen i ITEM den 1.mars 2022. Sluttkonferansen var et fysisk arrangement som også ble streamet (link: https://www.youtube.com/watch?v=i2G9lylJ-1o) og hadde 60 påmeldte. ITEM-prosjektet har hatt tre forskningspartnere og ti brukerpartnere fra energiforsyning, samferdsel og offentlig forvaltning. Prosjektet ble ledet av Institutt for energiteknikk (IFE), med Transportøkonomisk institutt (TØI) som hovedsamarbeidspartner og UC Davis som internasjonal forskningspartner. Brukerpartnerne har vært Enova, Hallingdal Kraftnett og Elvia som har bidratt med finansiering, mens Statkraft, Mer (tidligere Grønn Kontakt), Scania, Lastebileierforbundet, NHO, Statens Vegvesen og Recharge (tidligere Fortum Charge & Drive) har sittet i referansegruppen for prosjektet.

Vi har analysert koblingen mellom transportsektoren og energisystemet, og sett på hvordan Norges ambisiøse klimamål kan nås gjennom innfasing av nullutslippskjøretøy for godstransport på vei. Vi har utviklet et "veikart" på veien mot nullutslippssamfunnet, med fem indikatorer eller veivisere som kan fastslå om utviklingen går i riktig retning. Indikatorene innbefatter drivstoffsalget, prisene på kjøretøy og energi, ladekapasiteten langs veinettet, andelen nye kjøretøy med nullutslipp, samt nye kjøretøys gjennomsnittlige CO2-utslipp. Dersom vi fremover studerer markedsandelene og CO2-utslippet fra nye kjøretøy kan vi få en form for tidlig varsling om behovet for å korrigere hastigheten eller kursen. Ved å sammenlikne indikatorene med faktiske observasjoner, vil vi derfor få et godt innblikk i om utviklingen går raskt nok. Prosjektets resultater kan brukes som veiledning for beslutningstakere innen politikk-, energi- og næringsutvikling.

Having committed itself to climate policy goals in line with the Paris agreement, the Norwegian government has developed and pursued an increasingly forceful policy in support of zero and low emission automobiles. However, there is a knowledge-gap emerging from the policy targets related to: - policy instruments needed to bring about a massive transition to zero emission energy technology, not only in passenger cars, but also in light and heavy duty freight vehicles - the prerequisites and implications in terms of energy supply, power generation, local and regional grid distribution, and fast charging and hydrogen processing facilities, and - the bottlenecks or synergies that can be envisaged in the interface between the energy and transport market systems The ITEM (Integrated Transport and Energy Modeling) project involves modeling and analyses of the interaction between the Norwegian stationary energy system and the transport sector in order to determine which policies and measures are best suited to reach political targets regarding carbon neutrality and greenhouse gas abatement. The project includes transport corridor analysis and local technological and behavioral modeling, improvement of existing national models of the transport and energy systems, dynamic integration between the energy and transport models, and a comprehensive mapping of how policy measures may impact the energy and transport systems, through carefully designed scenario appraisals. The project will develop the modeling framework needed to analyze how Norway in an effective way can build and utilize new energy infrastructure for the transport sector, both on national and local level. The close and strategic cooperation between the energy system analysis group at IFE and the economics and modeling groups at TØI will be strengthened, which is important for this knowledge building project, but also for future research activities.