Porteføljeanalyse for Energi, transport og lavutslipp

Fornybar energiproduksjon omfatter produksjon av elektrisitet og varme fra fornybare energikilder. Området deles inn i undertemaene solenergi, vannkraft, vindenergi, bioenergi og annen termisk energi (geotermisk/spillvarme etc.). Bruk og utvikling av varmepumper og termiske solfangere ligger i temaet Løsninger for energibruk i bygg og bebygde områder. Biodrivstoffproduksjon (Biofuel/Biogass) er lagt inn under temaområdet Hydrogen, andre hydrogenbaserte energibærere og biodrivstoff.

Samlet var investeringsporteføljen innen fornybar energiproduksjon i 2021 på noe over 150 mill. kroner. Av dette utgjorde ENERGIX-porteføljen rundt 115 mill. kroner. I tillegg er det tre FME-er som til sammen hadde finansiering fra Forskningsrådet på i overkant av 50 mill. kroner. Dette er Susoltech på solenergi, HydroCen på vannkraft og NorthWind på vindkraft.

Dette temaområdet har hatt en nedgang i relativ andel av porteføljen de siste årene. Dette til tross for at det har vært arbeid med mobilisering av næringsliv, spesielt innenfor vind og solenergi. 

Produksjon av fornybar energi er et næringstungt område og innen ENERGIX dominerer innovasjons- og kompetanseprosjekter porteføljen. Kompetanseprosjektene dekker temaer som er viktige for de forskjellige delområdene. Forskerprosjektene innen solenergi omfatter hovedsakelig materialforskning.

Solenergi

Solenergi i denne porteføljen omfatter løsninger for produksjon av solenergi. I det inngår både forskning på materialer for solpaneler, forskning og innovasjon rundt produksjon av wafermaterialer og paneler og teknologi for bruk og anvendelse av solpaneler. Selv om markedet i Norge også vokser så utgjør ikke solenergi noen viktig del av norsk energiproduksjon. Hovedvekten av prosjekter er på teknologi og produksjon av utstyr for energiproduksjon i andre land.

Tematikk i investeringsporteføljen (ENERGIX og FME)

Tyngdepunktet i solporteføljen til ENERGIX har tidligere vært prosjekter rettet mot verdikjeden for fremstilling av solceller, med et tyngdepunkt i silisiumbaserte løsninger, både for mono- og multikrystallinske solceller. Dette har reflektert profilen i den norske solcelleindustrien. I de senere år har det vært en forskyvning i markedet mot monokrystallinske solceller, noe som også preger prosjektene i porteføljen.
Denne typen prosjekter utgjør fremdeles en viktig del av porteføljen, både i forskerprosjekter og IPN-prosjekter fra norske produsenter. I tillegg er det prosjekter som ser på tosidige solpaneler og hvordan disse kan optimaliseres.

Når det gjelder deltemaet Bruk og system ser vi nå at de senere års arbeid for å vri porteføljen over mot anvendelse av solceller har fått effekt. Slike prosjekter står i 2021 for nesten halvparten av investeringsporteføljen. Det er nå 10 innovasjonsprosjekter innen dette deltemaet, i hovedsak jobber disse med tre typer anvendelser:

• Bruk av solceller i og på fasader i Norge, både for bolig- og næringsbygg. Her er både tradisjonelle bedrifter fra byggebransjen og oppstartsselskaper representert.
• Teknologi for drift av større solparker. Dette er et felt hvor norske aktører gjør seg gjeldende internasjonalt.
• Flytende solkraftanlegg. Dette er et nytt anvendelsesområde, en potensielt «stor nisje», som krever maritim kompetanse. Flere norske bedrifter satser på dette feltet.

FME-et innenfor sol heter SuSoltech. Susoltech ledes av IFE og forskningen i senteret er sentral for aktiviteten innen solenergi i Norge. SuSoltech hadde i 2021 et totalt budsjett på 32 mill. kroner. Av dette finansierte Forskningsrådet noe over halvparten.

Beskrivelse av prosjektporteføljen

Samlet portefølje av solenergi-prosjekter i 2021 var på i underkant av 100 mill. kroner. Investerings-porteføljen utgjør 55 prosent av dette mens prosjekter finansiert av andre deler av Forskningsrådet og av EUs forskningsprogrammer utgjorde hver noe over 20 prosent av samlet innsats.

Rundt halvparten av den samlede innsatsen er prosjekter ledet av næringslivet. Her er det ENERGIX og EU som står for finansieringen. Instituttene har prosjekter for noe over 30 mill. kroner. Her er investeringsporteføljens andel av prosjektene noe lavere enn for næringslivet. Av øvrig portefølje fra Forskningsrådet er det særlig grunnbevilgningen til IFE som er viktig. Figur 4 7 viser også at UH-sektoren får mer prosjektmidler fra Forskningsrådets øvrige portefølje enn fra investeringsporteføljen, Her er det særlig Forskerprosjekter på materialer egnet for solceller fra FRINATEK og NANO2021 som er viktige.

I 2021 ble det bevilget et Grønn Plattform-prosjekt som jobber med hybride flytende sol- og vannkraftverk. Bedriftsdelen av prosjektet (hovedprosjektet) er finansiert av Innovasjon Norge, mens Forskningsrådet finansierer et stort KSP-prosjekt ledet av IFE som skal støtte opp om hovedprosjektet. Dette KSP-prosjektet vil innebærer en markant økning av sol-porteføljen fra 2022.

Forventet utvikling fremover og betydning for porteføljen

• Fremstilling av silisium og solceller, en næring som har sprunget ut av norske miljøer knyttet til material- og prosessindustrien, har blitt til en betydelig næring i Norge. Bransjen har gjennomgått en betydelig restrukturering, men det er fortsatt norskbaserte aktører som leverer inn i denne verdikjeden. Det har vært og delvis er en krevende markedssituasjon. For de norske produsentene er det å kunne levere et produkt med lavt CO2-avtrykk et viktig konkurransefortrinn. Dette krever en vedvarende satsing på teknologiutvikling. Det treffer også godt inn i EUs taksonomi for bærekraftige investeringer.
• Det er sterke norske forskningsmiljøer langs hele verdikjeden, og de norske forskningsmiljøene er godt koordinert, samarbeider og har i noe grad funnet en god arbeidsdeling. Dette er blant annet en følge av samarbeidet de har utviklet gjennom FME på sol og samarbeid om nasjonal forskningsinfrastruktur på området.
• Internasjonalt har markedet vokst med mellom 20 og 40 prosent årlig siden 2000. Det er forventet at veksten vil fortsette. Det er også forventet at prisene vil fortsette å synke, selv om takten på prisnedgangen vil avta noe.
• I Norge er det en betydelig fremvekst i bruken av solenergi. Norge ligger likevel langt bak en rekke andre land. Potensialet for kostnadseffektiv bruk av solceller i Norge er stort, og representerer et uutnyttet potensial. De høye strømprisene en har opplevd denne vinteren vil trolig kunne bidra til å øke bruken av solceller i Norge.
• Det er flere norske aktører som har markert seg internasjonalt med bygging og drift av solparker. Her kan teknologiområder som digitalisering og bruk av AI bli svært viktige.
• Norge har også flere aktører som satser på feltet flytende solkraft. Dette er et felt hvor man kan utnytte norsk kompetanse fra offshoresektoren.

Temaanalyse: Solenergi

Vannkraft

Vannkraft har en svært viktig rolle i det norske energisystemet med betydelige bidrag til samfunnets verdiskaping og fremtidig potensial knyttet til både energi- og effektleveranser til det nasjonale og internasjonale kraftmarkedet. Vannkraft er avgjørende for at Norge har et tilnærmet utslippsfritt energisystem og samtidig høy forsyningssikkerhet. Norge har fortsatt en ledende rolle innenfor planlegging, utbygging og drift av vannkraft. Det er viktig å opprettholde og fornye vannkraftkompetansen, blant annet gjennom forskning og utvikling. Forskningsaktivitet er et viktig element for å sikre kunnskapsutvikling og rekruttering på dette området. Forskningen skal sikre miljøvennlig og kostnadseffektiv utbygging, effektiv og lønnsom drift, bidra til økt fornybar produksjon i Europa og styrke norske leverandørers konkurransekraft i norske og internasjonale markeder.

Tematikk i investeringsporteføljen (ENERGIX og FME)

• Turbin og generator: Forskning på komponter i vannkraftverk som turbin, ledeskovler, generator, ventiler og vannvei oppstrøms til inntak.
• Modeller og hydrologi: forskning på modeller for nedbør, snø, hydrologi, produksjon. Dette kan være på både lang og kort sikt.
• Drift og vedlikehold: forskning på daglig drift og vedlikehold av vannkraftverk
• Dam og vassdrag: forskning på dammer og andre vannkraftinstallasjoner, nedbørsfelt, vann, elver og bekker.

Beskrivelse av prosjektporteføljen

Den totale vannkraftporteføljen i Forskningsrådet var på 83 mill. kroner i 2021. Dette er en god økning fra 2020. FME-et på vannkraft hadde en finansiering fra Forskningsrådet på 31 mill. kroner i 2021, mens for ENERGIX var samlet bevilgning inkludert overføringer på 12 mill. kroner i 2021. Finansiering av norske deltagere i EU-finansierte prosjekter var på 14 mill. kroner i 2021. Andre budsjettformål i Forsknings¬rådet finansierte prosjekter med 26 mill.kroner. Investeringsporteføljen utgjør 49 prosent av totalporteføljen, mens andre deler av Forskningsrådet utgjorde 29 prosent og EU utgjorde 22 prosent. Finansiering fra Forskningsrådet for øvrig har økt kraftig siden 2020. Mye av økningen skyldes bevilgningen til oppgradering av vannkraftlaboratoriene finansiert via Infrastruktur (20 mill.kr)

Vannkraftporteføljen domineres av UoH-sektoren. Årsaken er at NTNU er ansvarlig for både FME Hydrocen og infrastruktur med et samlet forbruk i 2021 på 51 mill. kroner. I FME HydroCen går halvparten av budsjettet til NINA og Sintef Energi, dvs. instituttsektoren. Næringslivet har seks prosjekter (IPN) i ENERGIX med budsjett på ca. 4 mill. kroner. Mye går til deltagende forskningsinstitutter, særlig Sintef Energi. Det er også to kompetanseprosjekter som ser på vannkrafttunneler og luftovermetning i vannstrømmen nedenfor turbinen. Det siste er koblet til miljøaspekter ved vannkraftproduksjon.

Forventet utvikling fremover og betydning for porteføljen

• FME HydroCen (2017-2025) har ført til svært god mobilisering av vannkraftbransjen. Mange produsenter, leverandører og konsulenter deltar i senteret. Dette har ført til økende interesse for FoU. Bransjen er veldig opptatt av problemstillinger rundt mer variabel eller fleksibel kjøring, både markedsmessig og teknologisk. Dette er et område HydroCen satser på forover. HydroCen arbeider også med oppgradering av gamle kraftverk. Forskere i HydroCen er engasjert i debatten om opprusting av kraftverk og utbygging av nye vassdrag.
• Budsjettmessig er andelen av innovasjonsprosjekter og kompetanseprosjekter like. Det er fortsatt ønskelig med flere innovasjonsprosjekter for å ta kunnskapen utviklet i KSP-er og FME til markedet.
• Tidligere var vannkraftporteføljen dominert av prosjekter innen hydrologi og produksjonsplanlegging. Etter etableringen av Norsk Vannkraftsenter og FME HydroCen har dette endret seg. Nå øker andelen prosjekter innen mer vannkrafttekniske temaer som turbiner, generatorer, dammer og tunneler.
• FME HydroCen arbeider også med miljøaspekter innen vannkraft. Det er tre prosjekter innen bærekraft under temaområdet Energiomstilling. To av dem omhandler laks i regulerte vassdrag.
• NTNU i Trondheim skal lede programmet for vannkraftforskning i den europeiske alliansen for energiforskning, EERA (European Energy Research Alliance).
• HydroCen har etablert samarbeid med bl.a. USA, India, Australia, Nepal m.fl. Etter hvert vil dette føre til konkrete prosjekter, forskersamarbeid, PhD utveksling og annet.

Temaanalyse: Vannkraft

Vindenergi

Det internasjonale markedet for havvind er voksende. Særlig gjelder dette bunnfaste konstruksjoner. Selv om havvind allerede er Norges største fornybare eksportnæring, finnes det fortsatt betydelig potensial for videreutvikling av et internasjonalt konkurransedyktig norsk næringsliv. Myndighetene legger nå til rette for konsesjoner i norske havområder slik at man vil få et hjemmemarked. Allikevel vil det globale markedet være dominerende i de nærmeste årene.

Forskningsaktiviteten skal styrke innovasjonsevnen til norske leverandører av produkter og tjenester til et internasjonalt marked, inkludert kompetanseoverføring fra andre sektorer. Forskningen er viktig for å sikre miljøvennlig og kostnadseffektiv utbygging.

Vindenergi på land er nå konkurransedyktig i forhold til annen energiproduksjon, og det har vært stor utbygging av vindenergi på land i Norge de siste årene. Motstand mot utbygging har ført til endringer av konsesjonsregler og dette vil føre til mindre utbygging de nærmeste årene.

Tematikk i investeringsporteføljen (ENERGIX og FME)

• Turbinkomponenter: Forskning på komponter i vindturbiner.
• Modellering og ressurskartlegging: forskning på modeller for å beregne potensial for energiproduksjon fra vindturbiner.
• Installasjon: forskning på løsninger for installasjon av vindturbiner, særlig til havs både flytende og bunnfast.
• Fundament: Forskning på forskjellige fundamentløsninger til havvind, både flytende og bunnfaste, mye modellering av krefter og belastninger fra vind og hav på konstruksjonen.
• Drift og vedlikehold: forskning på daglig drift og vedlikehold av vindturbiner, dekommisjonering og resirkulering.

Beskrivelse av prosjektporteføljen

Den totale vindenergiporteføljen i Forskningsrådet var på om lag 165 mill. kroner i 2021. For ENERGIX var samlet bevilgning på om lag 28 mill. kroner i 2021. Finansiering av norske deltagere i EU-finansierte prosjekter var på rundt 99 mill. kroner i 2021. Andre budsjettformål i Forskningsrådet finansierte prosjekter med rundt 35 mill. kroner.

Investeringsporteføljen utgjør 19 prosent av totalporteføljen, mens andre deler av Forskningsrådet utgjorde 21 prosent og EU utgjorde 60 prosent. Finansiering fra EU har økt kraftig siden 2020. Havvind er et satsingsområde for EU, og norske FoU-miljøer og næringsliv har vært flinke til å sikre seg finansiering. En av årsakene til lavt bidrag fra Investeringsporteføljen er at det ikke har vært et FME på vindområdet. FME Northwind ble startet opp i 2021 og vil føre til økning i investeringsporteføljen. Porteføljen domineres av næringslivsektoren pga. mange EU-prosjekter. For investeringsporteføljen er det instituttsektoren som dominerer. Årsaken til dette er at det var fem store kompetanseprosjekter og et samarbeidsprosjekt med Kina i 2021.

Vindporteføljen i ENERGIX på ca. 28 mill. kroner i 2021 er fordelt på fem KSP, ni IPN og ett internasjonalt samarbeidsprosjekt med Kina. Porteføljen domineres nå av prosjekter innen havvind. Andelen innovasjonsprosjekter har økt de siste årene. I tillegg til porteføljen som vises her er det ett forskerprosjekt innen vind i Energiomstilling som omhandler miljø/samfunnsaksept. UiA er prosjektansvarlig.

Fundament er det største delområdet i porteføljen. Dette kan føre til næringsutvikling basert på leveranser til utenlandske offshore vindparker. Drift og vedlikehold er det nest største delområdet i porteføljen. Et stort samarbeidsprosjekt med Kina, CONWIND, bidrar til dette.

Forskningsmiljøene på området er samlet rundt FME Northwind (SINTEF Energi, SINTEF Ocean, NTNU, NGI, UiO og NINA) og det tidligere FME NORCOWE (UiB, UiS, UiA og NORCE).

Innovasjonsprosjektene i porteføljen er ledet av både små og store bedrifter, omtrent likt fordelt.

Forventet utvikling fremover og betydning for porteføljen

• Norsk industri har et godt utgangspunkt for å bidra i en lønnsom havvindnæring.
• Kostnadsnivået for flytende havvind er fortsatt høyt. Fortsatt teknologiutvikling og kostnadsreduksjoner er nødvendig om flytende havvind skal bli konkurransedyktig på sikt.
• Havvind har fått stor oppmerksomhet fra politisk hold, og er trukket frem som et eksempel på en teknologi som kan føre til fremtidig økt energiproduksjon og næringsutvikling.
• Påvirkning på miljø og andre næringsinteresser må konsekvensutredes.
• Andelen av innovasjonsprosjekter har økt i forhold til kompetanseprosjekter. Det er en ønsket utvikling fra porteføljestyret med flere innovasjonsprosjekter for å ta kunnskapen utviklet i FME-ene og kompetanseprosjekter til markedet og skape næringsvekst. Dette er spesielt viktig gitt den hurtige utviklingen på offshore vind-markedet i Europa og den betydelige offshore-kompetansen i den norske leverandørindustrien.
• I 2021 startet et nytt FME på havvind, Northwind. Etableringen skal øke volumet og konsentrere satsingen på feltet.

Temaanalyse: Vindenergi

Bioenergi

Bioenergiporteføljen omfatter prosjekter knyttet til bærekraftige verdikjeder og effektiv ressursutnyttelse av bioenergi og avfall, i hovedsak til varmeenergi, samt sidestrømmer fra varme- og biokarbonproduksjon (bioraffineri). Utvikling og konvertering av biomasse og avfall til biodrivstoff og biogass er lagt til temaområdet Hydrogen, andre hydrogenbaserte energibærere og biodrivstoff.

Tematikk i investeringsporteføljen (ENERGIX og FME)

• Råvarer og verdikjeder: Forskning på ulike typer biobaserte ressurser (trevirke, planter, marine ressurser, organisk avfall m.m.) med fokus på tilgjengelighet, bærekraftig uttak, logistikk og energiinnhold.
• Foredling: Forskning på bearbeiding av bioressurser til energiprodukter og utnyttelse av sidestrømmer.
• Forbrenning (storskala): Forskning knyttet til forbrenning av bio-/avfallsressurser i større forbrenningsanlegg for utnyttelse i fjernvarmeanlegg.
• Forbrenning (småskala): Forskning på forbrenning i husholdninger/mindre anlegg (ved/pellets/briketter) med fokus på å minimere utslipp og høyest mulig energieffektivitet.

Beskrivelse av prosjektporteføljen

Den totale bioenergiporteføljen i Forskningsrådet var på ca 75 mill. kroner i 2021. For ENERGIX var samlet bevilgning inkludert overføringer på 23 mill. kroner. Finansiering av norske deltagere i EU-finansierte prosjekter var på hele 52 mill. kroner i 2021, en betydelig økning fra året før. Norske miljøer innen bioenergi har lykkes godt i internasjonale utlysninger i løpet av året.

ENERGIX-porteføljen består av fem innovasjonsprosjekter (IPN) og to kompetanseprosjekter. IPN-prosjektene omhandler utnyttelse av sidestrømmer fra produksjon av Black Pellets, rentbrennende og energieffektive vedovner samt utnyttelse av biokarbon i prosessindustri.

KSP-prosjektene omhandler mer effektive og miljøvennlige forbrenningsprosesser for bioressurser og organisk avfall, herunder fokus på sirkulærøkonomi og fremtidige avfallstrømmer, samt verdikjedefokus knyttet til norsk biokarbonproduksjon.

Samarbeid med temaområdene Løsninger for energibruk i bygg og bebygde områder og Energieffektivisering og avkarbonisering av industriprosesser er viktig. Videre er det et tett samarbeid med øvrige porteføljer/budsjettformål som fokuserer på bruk av bioressurser.

Forventet utvikling framover og betydning for porteføljen

• Det er en positiv utvikling med økt samarbeid mellom forskning og næringsliv. Deltakelsen i EU-programmer og øvrige internasjonale programmer har økt vesentlig de senere år, mens den nasjonale innsatsen har gått noe ned.
• Prosessindustriens satsing på FoU for å sikre tilgang på kompatibelt biokarbon som kan erstatte kull er økende. Bruk av norsk skogsavfall kan bety ny, norsk verdiskaping i tillegg til at industrien reduserer sine klimautslipp og bedrer sitt omdømme.
• Bioenergi er en sentral og integrert del av bioøkonomien. I takt med et økt fokus på størst mulig utnyttelse av bioressursene, utvikles det løsninger som både medfører energiprodukter (varme) samt produksjon av sidestrømmer til andre produkter som kan erstatte fossile alternativer.
• Fokuset på bioenergiens rolle i tilknytning til energifleksible systemer for oppvarmingssektoren er økende. Samspill mellom elektriske og termiske systemer bidrar til økt fleksibilitet og forsyningssikkerhet, samt bidrar til reduksjon i investeringer i el-nettet.

Temaanalyse: Bioenergi

Geotermisk energi

Området omfatter både dyp/mellomdyp geotermisk energi for varme- og el-produksjon, samt lagring av energi i reservoarer. Det er en sterk kobling mot temaområdet Løsninger for energibruk i bygg og bebygde områder for grunn geotermisk energi (energibrønner på grunnere nivå). Hovedfokus er på å utvikle norsk kompetanse og teknologi for både et internasjonalt marked med vekt på å overføre kunnskap og teknologi fra andre sektorer (olje og gass), samt for utnyttelse nasjonalt i forbindelse med termisk energilagring.

Dyp/mellomdyp geotermisk energi har en begrenset rolle i det norske energibildet. Norsk deltakelse i EU-prosjekter og øvrige internasjonale prosjekter har økt de siste årene. Halvparten av dette er deltakelse i Era-Net Geothermica, hvor norske miljøer har hatt god uttelling. Dette er i tråd med Energi21-strategien om at satsingen på geotermisk energi hovedsakelig skal være rettet mot et internasjonalt marked.

Tematikk i investeringsporteføljen (ENERGIX og FME)

Porteføljen er tredelt og dekker tre ulike områder:

• Topside: Løsninger for energiproduksjon på overflate/bakkenivå.
• Henholdsvis boring og reservoar: Utforming og tilpasning av brønner for transport av "supercritical heat" (høy temperatur/trykk), modellering/simuleringer av reservoarer, samt ny bore- og materialteknologi for hardt fjell og ekstreme miljøer.

Beskrivelse av prosjektporteføljen

Den totale porteføljen for geotermisk energi i Forskningsrådet var på nær 30 mill. kroner i 2021. For ENERGIX var samlet bevilgning inkludert overføringer på 10 mill. kroner i 2021.
ENERGIX-porteføljen består i 2021 av 8 prosjekter (3 KPN, 2 IPN og 3 Era-Net Geothermica).

Forventet utvikling fremover og betydning for porteføljen

• EU ved H2020 har vært en viktig driver for FoU-samarbeid innen dyp geotermisk, og store H2020-prosjekter har etablert viktige nettverk der Norge er godt representert. Det er forventet at denne satsingen vil bli videreført i Horisont Europa
• Universitetet i Bergen er en viktig aktør innen reservoarmodellering og simulering i hardt fjell; såkalt "enhanced engineering". Det er et tett samarbeid med Island på flere prosjekter. SINTEF Industri er en viktig aktør på området boring og brønnutforming sammen med norsk og internasjonal industri.
• Norge deltar i 2nd call i ERA-Net Geothermica. Det har vært stor norsk interesse rundt denne utlysningen. Totalt 3 søknader med norsk deltakelse ble innvilget og ble startet opp i 2021. I prosjektene samarbeider Norge med flere europeiske land samt USA. Norge deltar også i Joint Call Era Net SES/Geothermica gjennom den nye Heating and cooling-utlysningen i 2022.

Temaanalyse: Geotermisk energi