eff - S ys Effektivare kyl- och värmepumpssystem

Transkript

1 eff - S ys Effektivare kyl- och värmepumpssystem Slutrapport för eff-sys Energimyndighetens utvecklingsprogram Effektivare kyl- och värmepumpssystem projektnr P och P För programstyrelsen / Johnny Andersson Ordförande i programstyrelsen Ramböll Sverige AB Stockholm För sekretariatet / Carina Carlsson programsekreterare Institutionen för Energiteknik Kungl Tekniska Högskolan Stockholm Mars 2005

2 Förord Den här slutrapporten redovisar verksamheten inom eff-sys, Energimyndighetens utvecklingsprogram Effektivare kyl- och värmepumpssystem, som nu avslutats. Samtidigt innebär detta slutet på det forskningssamarbete mellan högskolor och svensk industri rörande värmepumpande processer som startade för tio år sedan med det första samfinansierade forskningsprogrammet i serien. På mina egna och programstyrelsens vägnar tackar jag er alla som aktivt deltagit i detta forsknings- och utvecklingsarbete. Det är ni alla, forskare vid högskolor och institut och representanter för industrier och andra forskningsfinansiärer, som genom gemensamt arbete och stöd skapat de resultat vi nu kan känna stolthet över. Jag hoppas att de goda kontakter som skapats mellan forskare och industri skall bibehållas och utvecklas även i fortsättningen. Stockholm, februari 2005 Johnny Andersson Ordförande i programstyrelsen för eff-sys 2

3 Politik och värmepumpsforskning I massmedia och från politiker framförs ofta att staten gjort en gigantisk forskningsinsats inom energiområdet, att energiforskningen är ett prioriterat område och att, trots satsningen, ingenting har åstadkommits och lönsamheten har varit dålig. Låt oss se hur detta stämmer med den verksamhet som pågått inom kyl- och värmepumpsområdet. Forskningen och utvecklingen inom kyl- och värmepumpsområdet har kraftigt bidragit till att svensk industri inom detta område har fått en mycket stark ställning. Sverige svarar t ex för hälften av Europas produktion av villavärmepumpar. Värmepumparna är i hög grad en produkt av statliga satsningar på energiforskning fanns få värmepumpar och det var svårt att finna industrier som vågade satsa på området. Tekniskt kunnande, innovativt tänkande och trettio års samarbete i forskning och utveckling mellan industri och högskolor har skapat stora och ökande exportinkomster och ett stort antal nya arbetstillfällen inom denna starka och växande del av den svenska industrin. Samtidigt har de värmepumpar som används i Sverige också bidragit till att vår energianvändning kraftigt minskat. Hur mycket har denna framgångsrika satsning på värmepumpsforskning kostat i relation till de uppnådda resultaten? Några siffror (Nowacki 2005) kan belysa detta: En beräkning visar att landets alla värmepumpar minskar användningen av köpt energi med ca 13 miljarder kwh per år eller om man räknar besparingen för slutanvändarna till 1 kr/kwh en besparing på 13 miljarder/år. Sedan 1975 har skattebetalarna betalat 142 miljoner kronor för värmepumpsforskning totalt. Vilket innebär att med den årliga besparingen på ca 13 miljarder/år kan all värmepumpsforskning sedan 1975 återbetalas på 4 dagar. Energin svarar för ca 10 % av BNP men energiforskningen får bara 2 % av forskningsmedlen (totalt går 4,5% av BNP till forskning). Varje svensk betalar i snitt totalt kr/år för energi men har under den senaste 30-årsperioden via staten bara satsat 92 kr/år eller 0,34 % på forskning som syftar till att minska energianvändningen och kostnaderna. Det är extremt lågt. Enbart värmepumparna kan faktiskt betala all energiforskning som bedrivits i Sverige sedan 1975 (25 GSEK) - på endast 2 år. Värmepumparna nyttiggör sådan värme som annars inte är användbar därför att temperaturen hos värmekällan är för låg. Denna energi kan i många fall betraktas som s.k. förnybar energi, t ex solvärme via mark, vatten och luft. Satsningen från statens sida under de gångna åren, och den lika stora medfinansieringen från industrin, på forskning och utveckling av värmepumpande tekniker 3

4 har således fått en utomordentligt kraftig hävstångseffekt och visar på en utomordentlig lönsamhet. En ytterligare samhällsekonomisk vinst är de tusentals nya arbetstillfällen som har skapats i den tillverkande industrin. Sveriges ledande roll manifesteras också i att SP Sveriges Provnings- och forskningsinstitut AB, utsetts till att ansvara för förvaltningen av IEAs (International Energy Agency) Heat Pump Center. Det är därför så mycket mer beklagligt att det statliga forskningsanslaget till programverksamheten inom värmepumpande tekniker nu upphör och därmed också det etablerade samarbetet mellan forskare och industri. Sveriges försprång inom värmepumpande tekniker riskerar därmed att gå förlorat. eff-sys kommer således inte att få någon fortsättning i ett nytt program, åtminstone inte under 2005, trots att verksamheten varit inriktad på olika och effektiva sätt att minska landets energianvändning med hjälp av värmepumpande tekniker ett område där potentialen för energieffektiviseringar är mycket stor. Skälet till att verksamheten nu avbryts är att Energimyndigheten fått en kraftigt krympt budget för de kommande sju åren. 4

5 Sammanfattning eff-sys, utvecklingsprogrammet Effektivare kyl- och värmepumpssystem, startades den 1 mars 2001 av Energimyndigheten tillsammans med sex institutioner vid fyra svenska högskolor, ett forskningsinstitut och ett trettiotal företag inom energiområdet, främst svensk kyl- och värmepumpsindustri. Under programtiden tillkom ytterligare ett antal företag och totalt har över 50 företag medverkat i olika eff-sys-projekt. Programmet är en direkt fortsättning på det tidigare kollektivforskningsprogrammet Effektivare kylmaskiner och värmepumpar, Klimat 21. eff-sys planerades för en programtid av totalt tre år med en total omslutning av 54 miljoner kronor och skulle ha avslutats den sista februari Projektverksamheten förlängdes dock i begränsad omfattning fram till 31 december 2004 och sekretariatsfunktionen fick vara kvar till den 28 februari Det mångåriga arbetet i Sverige med kylteknik i allmänhet och det stora intresset för värmepumpar under de senaste årtiondena har lett fram till att åtskillig kunskap finns hos olika svenska aktörer, både bland företag, högskolor och hos internationellt etablerade enskilda personer. Ett problem är att kunskap och erfarenheter är spridda på många händer och att företagen är små och har mycket begränsade resurser för utveckling. Tanken med kollektivforskningsprogrammen har varit att högskolan och näringslivet i samverkan skulle formulera och lösa forskningsuppgifter som svarar mot näringslivets problemställningar och som samtidigt skulle leda till utbildning av forskarstuderande vid högskolan. Det övergripande målet med programmet var att bygga upp en kompetens och kunskapsbas vid svenska högskolor och forskningsföretag som kunde bidra till en nationell industriell utveckling inom området och ett ökat internationellt samarbete, en utveckling mot kyl- och värmepumpssystem med hög effektivitet, miljövänlighet och låga kostnader. En samlad satsning i Sverige på utveckling av teknik och system för effektivare energianvändning inom kyl- och värmepumpsteknik leder också till att svensk industri kan erhålla konkurrensfördelar som annars är svåra att nå för de enskilda företagen. Inom programmet har funnits möjlighet till finansiering av både doktorandprojekt och kortare projekt av forsknings- och utvecklingskaraktär, som kunnat utföras av seniorforskare, industridoktorander eller andra lämpliga utförare. Totalt har arton projekt ingått i programmet. Programmet, projektverksamheten och sekretariatsfunktionen, finansierades i sin helhet med mindre än 50% av Energimyndigheten, samt med mer än 50% av företagsbidrag. De enskilda projekten inom programmet har till 40% finansierats av Energimyndigheten och till resterande 60% av deltagande organisationer och företag. De deltagande företagens insatser har bestått av kontanta medel, eget utvecklingsarbete och materialkostnader inom projekten. 5

6 Vid starten av programmet utsåg Energimyndigheten en programstyrelse med huvudansvar för verksamheten. Tillsammans med sekretariatet har styrelsen också svarat för administrativ och ekonomisk beslutshantering av programmet. De övergripande målen med eff-sys anses vara väl uppfyllda. Projektens problemställningar utformades i nära samverkan mellan högskola och/eller institut samt industrirepresentanter och arbetet har utförts av forskarstuderande vid högskolor och vid institut i samarbete med högskola och varit en del av forskarnas utbildning. Detta har skapat en hög kompetens hos både högskola, institut och företag. Det har lett till en nationell utveckling, internationellt samarbete och kommer att resultera i effektivare kyl- och värmepumpssystem och effektivare energilösningar som ger minskade kostnader och mindre miljöpåverkan. Forskningsresultaten har fått en tillfredsställande spridning. Viss fortsatt informationsspridning kommer också att ske i fortsättningen. Resultaten från programmet kommer på lång sikt att bidra till att energianvändningen i kyl- och värmepumpsanläggningar kommer att effektiviseras. Under programperioden avlade två av doktoranderna inom eff-sys doktorsexamen och två av dem licentiatexamen. Under 2005 beräknas ytterligare tre av doktoranderna avlägga doktorsexamen baserat på arbetet inom eff-sys-projekt. eff-sys kommer inte att få någon fortsättning i ett nytt program, åtminstone inte under 2005, trots att verksamheten varit inriktad på olika och effektiva sätt att minska landets energianvändning inom ett område där potentialen för energieffektiviseringar är mycket stor. Skälet till att verksamheten nu avbryts är att Energimyndigheten fått en kraftigt krympt budget för de kommande sju åren. De goda kontakter mellan forskare och industri, mellan forskarna på olika institutioner och högskolor och inte minst mellan industrirepresentanter från olika företag har tagit lång tid att bygga upp. När eff-sys nu upphör försvinner denna starka kontaktyta. Programstyrelsen föreslår därför att detta kontaktnät utgör grunden för det National Team som Sverige skall bilda som svenskt stöd till IEAs Värmepumpsprogram. 6

7 Summary eff-sys, the research and development program More efficient refrigeration and heat pump systems, started March 1 st 2001 by the Swedish Energy Agency together with six departments at four Swedish universities, one research institute and some thirty companies within the energy field, primarily Swedish refrigeration and heat pump industry. During the program a number of other companies joined and at the end of the program totally more than fifty industries participated in different eff-sys-projects. The program is a direct continuation of the earlier collective research program More efficient refrigerating plants and heat pumps, Climate 21. eff-sys was planned for a program period of totally three years with at total budget of 54 million Swedish kronor (approx. USD 8 million or EUR 6 million) and should have been finished by February The project activities were however extended to the end of 2004 and the secretariat till the end of February The long-standing work in Sweden with refrigeration technology in general and the great interest in heat pumps during the last decades has led to a considerable build-up of knowledge among different persons involved, both at industries and universities and to internationally recognized individuals. One problem is that knowledge and experience is spread on many hands and that many of the companies are small and have limited resources for development. The idea with the collective research programs was that the universities and the industry should co-operate in formulating and solving research tasks and problems relevant for the industry and at the same time being suitable for the education of postgraduate students at the universities. The main target for the program was to build up a competence and field of knowledge at Swedish universities, institutes and companies that could contribute to a national industrial development within the field, to increased international collaboration, and to a progress towards environment friendly refrigeration and heat pump systems with high efficiency and low costs. A collective investment in Sweden on developing technologies and systems for efficient use energy for heat pumping technologies will also lead to a higher competitiveness for the industries that would otherwise be difficult to achieve for the individual companies. The program has had the possibility to finance both postgraduate studies and shorter R&D projects carried out by senior researchers, industrial doctoral candidates or other suitable performers. Totally eighteen projects have participated in the program. The program, the project activities and the secretariat was totally financed with less than 50 % by the Swedish Energy Agency and to more than 50 % by contributions from the industry. The individual projects in the program have been financed to 40 % by the Swedish Energy Agency and to the remaining 60 % by participating organizations and companies. The contribution from the 7

8 participating companies has consisted of cash, own development work and cost of material for the projects. At the start of the program a program board was appointed by the Energy Agency to have the main responsibility for the activities. Together with the secretariat the program board has also been responsible for the administration of the program and for the economic decisions. The overall objects for eff-sys can be considered as well fulfilled. The project problems were drawn up in close collaboration between the universities or research institutes and the participating industries. The work has been part of the education of the postgraduate students. This has lead to an increased competence both at the universities, research institutes and companies and to a national development and international collaboration and will result in more efficient heat pumping systems and energy solutions leading to lower costs and less environmental impact. The dissemination of the research results have been satisfactory and will continue. The results from the program will in the long run contribute to a reduction of the energy use for refrigeration and heat pump systems. During the program period two of the postgraduate students took their doctor s degrees and two other took their licentiate's degrees. During 2005 three more of the postgraduate students are estimated to take their doctor s degrees based on work done within eff-sys-projects. eff-sys will not be continued in a new program, at least not during 2005, in spite of the urgency to find different and efficient ways to reduce the energy use in Sweden and despite that heat pumping technologies have a very large potential for energy streamlining. The reason for the discontinuance of the activities is that the Energy Agency has got a substantially reduced budget for the next seven years. The useful contacts established between researchers and the industry, between researchers at different institutes and universities, and not least between participants from different industries has taken a long time to build. When eff-sys now comes to an end this strong interface will be discontinued. The program board therefore proposes that this circle of contacts should form the basis for the Swedish National Team to be established as Swedish support to the IEA Heat Pump Program. 8

9 Innehåll Inledning 10 Bakgrund 10 FoU-läget...10 Kylanläggningar och värmepumpar i Sverige...12 Branschen...13 Syfte, mål och strategier 14 Programmets verksamhet 16 Programmets omfattning och aktörer...16 Organisation...18 Projekten...19 Informationsspridning...21 Utbildningsaktiviteter för forskarna...22 Resultat och måluppfyllelse 23 Slutsatser och diskussion 28 Framtiden 29 Bilagor B1:1 Bilaga 1: Förteckning över projekten i eff-sys...b1:1 Bilaga 2: eff-sys Befattningsbeskrivningar...B2:1 Bilaga 3: Material för eff-sys uppstartsmöten...b3:1 Bilaga 4: a. Program från den 1a eff-sys-dagen, 8 januari 2002, KTH, Stockholm b. Program från den 2a eff-sys-dagen, 9 januari 2003, Chalmers, Göteborg c. Program från de 3e eff-sys-dagarna, 3-4 mars 2004, Energimyndigheten, Eskilstuna d. Program från Seminarium om kyl- och värmepumpsteknik, 13 januari 2005, KTH, Stockholm Fristående bilagor: Slutrapporter från de enskilda projekten (19 st). 9

10 Inledning Energimyndigheten startade i mars 2001 tillsammans med fyra svenska högskolor, ett forskningsinstitut och ett trettiotal företag inom främst svensk kyl- och värmepumpsindustri, utvecklingsprogrammet Effektivare kyl- och värmepumpssystem, eff-sys. Programmet är en direkt fortsättning på det tidigare kollektivforskningsprogrammet Effektivare kylmaskiner och värmepumpar, Klimat 21. eff-sys planerades för en programtid av totalt tre år med en total omslutning av 54 miljoner kronor för tiden till Programmet förlängdes sedan i begränsad omfattning till den 31 december 2004 och sekretariatsfunktionen till den 28 februari Programmet, projektverksamheten och sekretariatsfunktionen, finansierades i sin helhet med mindre än 50% av Energimyndigheten, samt med mer än 50% av företagsbidrag. De enskilda projekten inom programmet har till 40% finansierats av Energimyndigheten och till resterande 60% av deltagande organisationer och företag. De deltagande företagens insatser har bestått av kontanta medel, eget utvecklingsarbete och materialkostnader inom projekten. Totalt har mer än 50 företag medverkat i eff-sys. Denna rapport sammanfattar programmets verksamhet och går inte in på detaljerade tekniska projektresultat. I programmet har ingått arton projekt; de enskilda projektresultaten beskrivs i respektive slutrapport som bifogas denna rapport. I bilaga 1 finns en lista över samtliga projekt samt en sammanställning över projektbeskrivningar för projekten och där framgår vilka deltagare som medverkat i respektive projekt, namn på kontaktpersoner och rapportsammanfattningar. eff-sys kommer inte att få någon fortsättning i ett nytt program, åtminstone inte under 2005, trots att verksamheten varit inriktad på olika och effektiva sätt att minska landets energianvändning inom ett område där potentialen för energieffektiviseringar är mycket stor. Skälet till att verksamheten nu avbryts är att Energimyndigheten fått en kraftigt krympt budget för de kommande sju åren. Bakgrund FoU-läget Kyl- och värmepumpbranschen har under det senaste decenniet genomgått stora förändringar beroende på behovet av att ersätta ozonskiktspåverkande köldmedier med mer miljövänliga alternativ. Under åren bedrevs kollektiv- 10

11 forskningsprogrammet Alternativa köldmedier av NUTEK i samarbete med ett antal industriföretag och tre högskolor (Chalmers, KTH och LTH). Ett övergripande syfte med programmet var att medverka till att kyl- och värmepumptekniken som helhet skall ge så liten påverkan som möjligt på miljön. I första hand var inriktningen att bearbeta frågor som kunde underlätta omställningen från de traditionella CFC- (och HCFC-) köldmedierna till mera miljömässigt acceptabla arbetsmedier i kyl- och värmepumpssystem både i befintliga anläggningar (konvertering) och i nya. Alternativa köldmedier gav bland annat viktiga bidrag till att omställningen från CFC-medier till klorfria alternativ gick fortare och smidigare än det skulle ha gjort utan programmets stöd. Programmet gav också ökade kunskaper i hantering av zeotropiska köldmedieblandningar och brännbara medier, både ur termodynamiskt och säkerhetsmässigt perspektiv. Som en fortsättning och utvidgning av det första programmet beslutade Energimyndigheten om ett nytt kollektivforskningsprogram inom området energieffektiva kyl- och värmepumpanläggningar med namnet Klimat 21 - Effektivare kylmaskiner och värmepumpar. Inför detta program lades speciell vikt på att involvera även mindre företag med en begränsad forskningsbudget. I Sverige fanns dessutom några av världens största företag inom området, som även de medverkade i programmet. Totalt deltog över 30 företag och branschorganisationer aktivt tillsammans med ett forskningsinstitut och sex institutioner vid fyra tekniska högskolor/universitet. Klimat 21 pågick ursprungligen under perioden 1 juli december 2000 och förlängdes därefter till den 28 februari Det finansierades med 40% av staten via Energimyndigheten, samt med resterande 60% av medverkande företag och organisationer. Klimat 21 hade precis som eff-sys en total omslutning på ca 54 miljoner kr. Tanken med kollektivforskningsprogrammen är att högskolan och näringslivet i samverkan skall formulera och lösa forskningsuppgifter som svarar mot näringslivets problemställningar och som samtidigt leder till utbildning av forskarstuderande vid högskolan. Med näringsliv menas i detta sammanhang tillverkande företag på komponent-, aggregat- och systemnivå liksom leverantörer, energiföretag, konsulter, branschorganisationer, el-/energibransch, större brukare samt drift- och underhållspersonal. En samlad satsning i Sverige på utveckling av teknik och system för effektivare energianvändning inom kyl- och värmepumpsteknik leder också till att svensk industri kan erhålla konkurrensfördelar som annars är svåra att nå för de enskilda företagen. I programmet Klimat 21 vidgades problemområdet med hur vi skall uppnå största möjliga energibesparing, både genom förbättringar på komponentnivå och på systemnivå. Efter den första treårsperioden kvarstod en hel del frågor bl a kring ersättningsmedier för R22 i olika typer av system och användningen av zeotropiska köldmedier med glide. För att uppnå energieffektivare system var studier av styrsystem i produkter och driftoptimering av hela system nödvändiga. Tillförlitliga metoder att beräkna, mäta och presentera energieffektivisering för 11

12 system behövde också studeras. Utvecklingsprogrammet Effektivare kyl- och värmepumpssystem (eff-sys) startades därför som en naturlig fortsättning på de tidigare programmen, men med en tydligare inriktning mot systemstudier och speciella tillämpningar, såsom livsmedelskyla och alternativa kylprinciper, t ex frikyla. Metoder för prestandabedömning av värmepumpar har behandlats i flera projekt. Kylanläggningar och värmepumpar i Sverige Kylanläggningar och värmepumpar i Sverige är praktiskt taget samtliga eldrivna och använder tillsammans en betydande del av all elenergi i landet. Enda undantaget är ett fåtal värmedrivna absorptionsaggregat i speciella applikationer. Sambandet mellan minskad energianvändning och värmepumpar är självklar och generellt gäller att värmepumparnas energisparpotential är den faktor som motiverar att de tillmäts intresse. Effektiviteten är därför en viktig faktor som givetvis i hög grad inverkar på lönsamheten men det är också en rad andra faktorer som måste beaktas. Sambandet mellan kylanläggningar och energibesparing är av någon anledning inte lika uppenbart. De flesta ägare/nyttjare önskar få nyttigheten "kyla" så kostnadseffektivt som möjligt men även hos många kvalificerade anläggningsägare saknas praktiska möjligheter att mäta och följa upp anläggningarnas verkliga effektivitet. Kyl- och värmepumpssektorerna uppvisar en aktningsvärd potential för att effektivisera landets energianvändning genom: konvertering av villor med eluppvärmning till värmepumpssystem konvertering av oljebaserade värmesystem effektivisering av kyl- och frysanläggningar att effektivare värmepumpar utvecklas och görs attraktiva för både ny- och ersättningsinstallationer. Mer än för de flesta tekniker gäller för värmepumpar och kylmaskiner att resultaten i hög grad hänger samman med hur de appliceras i de system där de ska verka och hur dessa system i sig är utformade. Alla ett systems delar måste utformas, dimensioneras och bringas att fungera väl tillsammans. Enbart en god apparatkonstruktion räcker alltså inte för ett gott totalresultat. Den relativt stora omfattningen av importerade aggregat och komponenter till Sverige tillsammans med att våra förhållanden ofta avviker från de optimeringsgrunder som gällt vid tillverkningen, leder många gånger till att mindre effektiva lösningar accepteras till följd av bristen på tekniskt bättre och konkurrenskraftiga alternativ. Det finns således ett behov av komponenter, aggregat och system bättre anpassade för kallare klimat. Det mångåriga arbetet i Sverige med kylteknik i allmänhet och det stora intresset för värmepumpar under de senaste årtiondena har lett fram till att åtskillig kunskap finns hos olika svenska aktörer, både bland företag, högskolor och hos 12

13 internationellt etablerade enskilda personer. Ett problem är att kunskap och erfarenheter är spridda på många händer och att företagen är små och har mycket begränsade resurser för utveckling. Erfarenheter och resultat från andra närliggande kollektivforsknings- och utvecklingsprogram visar att de rätt nyttjade, systematiserade och vidareutvecklade är en god grund för ett målinriktat forsknings- och utvecklingsprogram med syftet att väsentligt förbättra den totala verkningsgraden för kyl- och värmepumpssystem. Som ovan påpekats är potentialen för en därav följande effektivisering av elenergianvändningen beaktansvärd. En samlad satsning i Sverige på utveckling av teknik och system för effektivare energianvändning inom kyl- och värmepumpsteknik leder också till att svensk industri kan erhålla konkurrensfördelar som annars är svåra att nå för de enskilda företagen. Branschen Kylbranschen i Sverige utgörs till stor del av ett antal installationsföretag av vilka de flesta är små eller mycket små och med begränsade utvecklingsresurser. Tillverkning av kylkompressorer sker idag inte längre i landet. Inom Sverige finns dock ett antal aggregattillverkare som inom respektive område är världsledande företag, till exempel Electrolux inom vitvarusektorn. Komponentsidan är annars väl representerad när det gäller värmeväxlare, kanske främst kompakta värmeväxlare, och vidare finns ett antal styr- och reglerföretag verksamma inom området. Marknaden för villavärmepumpar domineras av några få större tillverkare. Villavärmepumpssektorn representeras i övrigt av ett antal importörer och installatörer, som liksom de små kylföretagen har begränsade möjligheter att ensamma påverka utvecklingen. Värmepumpanläggningar för större flerbostadshus upp till och med värmepumpar för fjärrvärmeproduktion byggs på plats av de större installationsföretagen med importerade komponenter. Flertalet aggregatbyggare som är verksamma i Sverige har idag inte heller sådana volymer att produktionen kan ske i den industriella form som annars präglar de stora aktörerna på världsmarknaden. Även en betydande/dominerande andel av de kylaggregat som installeras i Sverige är importerade aggregat och system. En framgångsrik utvecklingsverksamhet kan resultera i en större andel svensktillverkade aggregat vilket i förlängningen också kan ge större exportmöjligheter. 13

14 Syfte, mål och strategier Som följd av 1997 års energipolitiska beslut inrättades ett program för ett ekologiskt och ekonomiskt långsiktigt hållbart energisystem. Det energipolitiska programmets huvudinriktning var en långsiktig satsning på forskning, utveckling och demonstration av ny energiteknik. Målet var att under de närmaste tio till femton åren kraftigt öka el- och värmeproduktionen från förnybara energikällor och utveckla kommersiellt lönsam teknik för energieffektivisering. Sverige har idag internationellt framstående forskningsgrupper inom området och en världsledande industri inom flera segment, till exempel hushållskyla, butikskyla och villavärmepumpar. Under de tidigare programetapperna har ett intimt samarbete mellan branschen och forskningsinstitutioner byggts upp, till fördel för båda parter. Arbetet har rönt stort internationellt intresse och bland annat lett till betydande insatser från internationellt etablerade kylföretag med verksamhet i Sverige och/eller med påverkan på svensk kylteknisk marknad. Meningen med eff-sys har varit att vidmakthålla den nära samverkan mellan industri och högskola inom teknikområdet kylteknik och värmepumpar i Sverige som etablerats under de tidigare utvecklingsprogrammen. I programmet ingående projekt skulle stimulera och stärka de ingående företagens kunskapsuppbyggnad i syfte att långsiktigt stärka svensk industris nationella och internationella konkurrenskraft. Avsikten har varit att satsningen därigenom skulle understödja branschen med: Långsiktig kompetensförsörjning till näringslivet Långsiktig kompetensuppbyggnad inom högskolan Problemlösning i samverkan mellan högskolan och industrin Kunskapssammanställningar och information. Tanken var att högskolan, näringslivet och intressentgruppen i samverkan skulle formulera och lösa forskningsuppgifter som svarade mot näringslivets och brukarnas problemställningar och som samtidigt skulle leda till utbildning av forskarstuderande vid högskolan. Med näringsliv menades i detta sammanhang tillverkande företag, elbranschen/energibranschen, grossister och importörer. Till intressentgruppen för programmet hör vidare konsulter, större brukare och branschorganisationer, drift- och underhållspersonal samt övriga företag med anknytning till kyl- och värmepumpbranschen. Det övergripande målet med programmet var att bygga upp en kompetens och kunskapsbas vid svenska högskolor och forskningsföretag som kunde bidra till en nationell industriell utveckling inom området och ett ökat internationellt samarbete, en utveckling mot kyl- och värmepumpssystem med hög effektivitet, miljövänlighet och låga kostnader. Ur programmet vunnen kunskap skulle resultera i produkter och tillämpningar karaktäriserade av robusthet i teknik och systemtänkande och som skulle ha en långt driven miljöanpassning ur LCA- och LCC-perspektiv. 14

15 Resultaten från ingående projekt skulle också utgöra grund för företagens egen utveckling av en ny generation effektivare kyl- och värmepumpsystem samt ge underlag för implementering av energi-, miljö- och kostnadseffektiva lösningar. Kvalificerad information från programmet är av central betydelse och skulle komma branschens aktörer på alla nivåer tillgodo genom rapporter, artiklar, seminarier m.m. Mer konkret innebar målen: Att överföra nya kunskaper mellan högskola och näringsliv samt att föra hem internationell kunskap. Att uppnå direktsamverkan i projekt mellan näringsliv och industri. Att högskoleinstitutionerna kan upprätthålla en kompetens med hög kvalitet och därmed få en roll som intressant samarbetspartner för olika företag och internationella grupper. Högskolan skall härvid utgöra stöd för företagen. Att praktiskt verifiera teoretiska studier i försöks- och fältanläggningar samt att visa på användbara metoder och utrustningar för mätning, analys och resultatpresentation av i drift varande anläggningar. Att ta fram kunskap och anvisningar om hur energieffektiva systemlösningar med arbetsmedier utan ozonpåverkan kan utformas. Detta är centralt för programmet och skall därför prioriteras så att kunskap erhålls så snabbt som möjligt. Att sprida information och skapa verktyg som kan ge en helhetsbild av kyl- och värmepumpsystemens energi- och miljöaspekter, både av karaktären state-ofthe-art och potential Att inom programmet finansiera projekt som leder till examination av minst 10 licentiater och/eller doktorer som kan bidra med en ökad kompetens inom branschen. Effektiviteten hos konventionella kylanläggningar och värmepumpar kan höjas dels genom effektivare komponenter såsom kompressorer och värmeväxlare, dels genom att anläggningarna optimeras för det system de skall arbeta i. En viktig faktor är styrning och reglering av hela systemet så att olika anläggningsdelar inte motarbetar varandra. Kunskapen och verktyg för denna optimering är ett viktigt led till effektivare anläggningar. Med forskning och utveckling och aktivt deltagande från näringsliv och intressenter är det möjligt att genomföra detta i praktiken. Strategin byggde på samverkan mellan projekten där en bärande idé var att kraven från industrin skulle styra programmets inriktning i stort. En central del i programmet var också att sprida information till deltagande företag inom området avseende energi- och kostnadseffektivitet samt miljöpåverkan i tillämpningar och system. 15

16 Programmets verksamhet Programmets omfattning och aktörer eff-sys, utvecklingsprogrammet Effektivare kyl- och värmepumpssystem, startades den 1 mars 2001 av Energimyndigheten tillsammans med sex institutioner vid fyra svenska högskolor, ett forskningsinstitut och ett trettiotal företag inom energiområdet, främst svensk kyl- och värmepumpsindustri. Under programtiden tillkom ytterligare ett antal företag och totalt har över femtio företag medverkat i olika eff-sys-projekt. eff-sys planerades för en programtid av totalt tre år och skulle ha avslutats den sista februari 2004, men förlängdes i begränsad omfattning fram till 31 december 2004, sekretariatsfunktionen fick vara kvar till den 28 februari för slutrapportering m.m. Under den ordinarie programperioden var den totala omfattningen beräknad till cirka 54 miljoner kronor. eff-sys finansieras i sin helhet med maximalt 50% av Staten via Energimyndigheten, samt med resterande del av företagsbidrag. De deltagande företagens insatser har bestått av kontanta medel, eget utvecklingsarbete och materialkostnader inom projekten. Enskilda projekt inom programmets projektdel har kunnat ha en varierande maximal andel statlig finansiering (statlig/företag; 30/70, 40/60 respektive 70/30) beroende på projektets art och värdet för industrin. De flesta projekten inom programmet har dock finansierats till 40% av staten och till 60% av deltagande organisationer och företag. Forskningen inom programmet har bedrivits vid följande högskolor och forskningsorganisationer: Chalmers Tekniska Högskola Installationsteknik Värmeteknik och Maskinlära Kungliga Tekniska Högskolan Institutionen för Energiteknik, avdelningen för Tillämpad termodynamik och kylteknik Institutionen för Kemiteknik, avdelningen för Energiprocesser Luleå Tekniska Universitet Institutionen för Tillämpad fysik, maskin- och materialteknik, avdelningen för Maskinelement Lunds Tekniska Högskola Institutionen för Värme och Kraftteknik, avdelningen för Värmeöverföring SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut AB Enheten för Energiteknik, sektionen för Uppvärmning och kylteknik Vattenfall Utveckling AB 16

17 Totalt har över 50 företag och organisationer, medverkat i programmet och de är följande: - AB Berglunds Rostfria - AB Fortum Värme samägt med Stockholms stad - Alfa Laval AB - Asarums Industri AB - Boröpannan - Carrier AB - Coiltech AB - COOP Sverige AB - CPI Engineering Services, Inc. - Danfoss AB - Danfoss A/S - DEM Production AB - Electrolux AB - Elforsk AB med följande företag: - Göteborg Energi AB - Jämtkraft AB - Karlstad Energi AB - Lunds Energi AB - Sydkraft AB - Umeå Energi AB - Vattenfall AB - Öresundskraft AB - Fredrik Setterwall Konsult AB - Frico AB - Grundfos AB - Götaverken miljö AB - Hydro Alunova - Hydro Chemicals AB / Hydro Formates - ICA AB - Indirect Cooling Technology - IVT Industrier AB - JEFF Electronics AB - LK Lagerstedt & Krantz AB - Munters AB - Nibe AB - Outokumpu AB - Ranotor AB - Refcon AB - REHAU AB - Scania AB - SEU Sjöblom Energiutveckling - SKF Industrial Division - SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut AB - Svenska Rotor Maskiner AB - Svenska Värmepumpföreningen - Svensk Fjärrvärme AB - SWEP International AB - TAC Svenska AB - Taijmin AB - Temper Technology - Thermia Värme AB - Thermopanel AB - The Trane Company - Uponor Wirsbo AB - United Technologies Research Center - Visteon Deutschland GmbH - Volvo Powertrain - VVS-Installatörerna - Wica Cold AB - Wilo Sverige AB - York Refrigeration 17

18 Organisation I likhet med tidigare utvecklingsprogram utsåg Energimyndigheten vid starten av programmet en programstyrelse med huvudansvar för verksamheten. Tillsammans med sekretariatet har styrelsen också svarat för administrativ och ekonomisk beslutshantering av programmet. Styrelsen hade under det första verksamhetsåret nio, under sitt andra verksamhetsår sju och under det tredje verksamhetsåret sex programstyrelsemöten. Det är styrelsen som har fattat beslut om vilka projekt som skulle genomföras. Styrelsen har bedömt projekten efter följande kriterier: Bakgrund och motiv för projektet Energi-, miljö- samt industriell relevans Syfte och mål för projektet Förväntat resultat Projektplan, utbildningsplan samt kostnadsplan Internationell samverkan Relevans för programmet Programstyrelsen har haft följande sammansättning: Johnny Andersson, Ramböll AB (Scandiaconsult AB), ordförande Sven-Allan Eklund, Elforsk AB/Vattenfall AB, ordinarie ledamot Mats Fehrm, Nibe AB, ordinarie ledamot Olivier Pelletier, SWEP International AB, ordinarie ledamot Peter Rohlin, Energimyndigheten, ordinarie ledamot Lennart Rolfsman, York Refrigeration AB, ordinarie ledamot Per Wennerström, RDE Scandinavia (Electrolux AB), ordinarie ledamot Monica Axell, SP, adjungerad ledamot Carina Carlsson, programsekreterare eff-sys, KTH, adjungerad ledamot Per Fahlén, Chalmers, adjungerad ledamot Björn Palm, KTH, chef för programsekretariatet, adjungerad ledamot Björn Sellberg, Formas, adjungerad ledamot Lennart Vamling, Chalmers, adjungerad ledamot Den löpande verksamheten inom programmet har skötts av ett programsekretariat med en programsekreterare som följt de olika projekten och som också haft hand om kontakterna med de sökande. Programsekreteraren har haft programstyrelsens uppdrag att ansvara för att beslut som tagits i programstyrelsen verkställts och följts upp och har också ansvarat för samordning och viss planering av forskningsprogrammet i enlighet med programstyrelsens beslut. Programsekretariatet har även ansvarat för den löpande informationsverksamheten. Programsekretariatet har, liksom under Klimat 21, drivits från institutionen för Energiteknik på KTH, vilket medfört att man kunnat dra lärdom av tidigare erfarenheter. Tidigare har det bland annat varit vissa problem med att få in de ekonomiska rapporterna från deltagande företag och projekt, men under eff-sys har detta fungerat bra. De flesta av forskarna och företagen inom eff-sys har varit med i tidigare program vilket 18

19 lett till att man haft en god uppfattning om de skyldigheter och rättigheter man har som programdeltagare. Programstyrelsen och sekretariatet har även utvecklat administrativa rutiner under programtiden de olika deltagarna i projekten har fått befattningsbeskrivningar som klarlägger deras fri- och rättigheter, projektstart och projektuppföljningar har fått fastställda rutiner och dagordningar, ekonomiuppföljningssystem har utvecklats, rutiner för inrapportering av företagsinsatser har fastställts etc. (se bilaga 2 och 3). Projektutförande enhet har till exempel inte fått några likvida medel utbetalda om inte de planerade företagsinsatserna har redovisats. Programmet har också haft en fungerande hemsida där programdeltagarna bland annat varje kvartal har haft möjlighet att läsa sammanfattade kvartalsrapporter från de deltagande projekten och kunnat finna redovisningsmallar m.m. Projekten Inom programmet har funnits möjlighet till finansiering av både doktorandprojekt och kortare projekt av forsknings- och utvecklingskaraktär, som kunnat utföras av seniorforskare, industridoktorander eller andra lämpliga utförare. De flesta projekten har varit uppbyggda och bedrivits på likartat sätt. Huvuddelen av forskningsmedlen har gått till doktorandprojekt där syftet har varit att resultaten av projektet skall kunna utgöra underlag för en akademisk doktors- eller licentiatexamen. Projekttiden har därför varit lång, 3 6 år, vilket inneburit att flera av projekten startat redan under det föregående programmet Klimat 21. Parallellt med dessa långa och omfattande projekt har även ett antal kortare projekt genomförts av seniorforskare vid högskola, institut och företag. Ytterst ansvarig för projektets framskridande och genomförande har varit projektledaren, seniorforskaren. I doktorandprojekt har denne också i de flesta fall varit handledare för projektets forskarstuderande, som utfört huvuddelen av arbetet inom projektet. I varje projekt har det funnits mellan en och flera (ibland över tio) industrirepresentant/er som företrätt sitt företag i samarbetet med högskolan. I varje projektgrupp har det ingått en controller, en programstyrelsemedlem, som fungerat som informationslänk mellan projektet och programstyrelsen. Controllern har följt projektet och även fungerat som bollplank för forskarna under arbetets gång och hjälpt till att främja kontakterna mellan högskolan och industrin. Forskningen inom projekten har bedrivits både på högskolor/universitet, på ett forskningsinstitut och på ett företag. Programmet eff-sys startades den 1 mars De först inkomna projektansökningarna behandlades av programstyrelsen vid det första styrelsemötet i månadsskiftet februari/mars Programstyrelsen ansåg då generellt att en för stor andel av projektbudgetarna lades på så kallade overhead- kostnader för högskolan. För att få klara riktlinjer att gå efter vände sig programstyrelsen till Energimyndigheten för att höra dess åsikt. De projekt som var av intresse för 19

20 programmet fick därför endast preliminära beslut under mellantiden och godkändes fram till sista juni med en begränsad budget. Programstyrelsen erhöll nya riktlinjer och projektens budgetar måste därför anpassas till de nya reglerna. I slutet på april kunde därefter de första projektansökningarna godkännas inom programmet. På grund av denna osäkerhet i starten dröjde det i praktiken fram till början av sommaren 2001 innan projekten kom igång riktigt på allvar. Programstyrelsen beslutade godkänna nio projekt inom eff-sys under 2001, samtliga dessa hade startats under Klimat 21-perioden: Optimering av lågtemperaturdriven absorptionskylmaskin (H1) Den energieffektiva butiken ett helhetsgrepp på energianvändning, ekonomi och miljökonsekvenser (F3) Den energieffektiva kyldisken (F4) Det energieffektiva kylbatteriet (F5) Integrerad styrning av kyl- och värmepumpsanläggningar (H6) Simulering av värmepumpssystem (H9) Effektiva plattvärmeväxlare som förångare i värmepumpar vidare studier (H10) Smörjning av lager i kylmaskiner (G13) Effektivare kylsystem för kyl- och frysskåp (H14) I jämförelse med Klimat 21 hade dock de flesta projekten ändrat inriktning i olika grad och fått en tydligare systeminriktning inom eff-sys. Åtta av de nio projekten är doktorandprojekt och i ett (H1) utfördes forskningen av en seniorforskare. Två av dessa projekt (H1 och H6), som startades under Klimat 21 avslutades vid årsskiftet 2002/2003. Ett av dessa (H6), som avslutades med licentiatexamen, har fått sin fortsättning i ett nytt projekt med inriktning mot doktorsexamen: Driftoptimering av värmepumpssystem behovsstyrning av värme och varmvatten (H22) Under slutet av programmets första verksamhetsår, i slutet av februari 2002, beslutade programstyrelsen att godkänna ytterligare två projektansökningar: Högtemperaturvärmepumpar förstudie (Hf19) Frikyla analys av teknik och systemlösningar (Hs20) Tiden för dessa två projekt, utförda av seniorforskare, har varit kortare än för de övriga. Ett av dem (Hf19) var en förstudie som efter avslut fått sin fortsättning i ett projekt som startade i oktober 2002 och avslutades hösten 2003: Tekniska möjligheter och potential för högtemperaturvärmepumpar i kommunala och industriella energisystem etapp 1 (H21) Programstyrelsen beslutade att godkänna ytterligare ett seniorforskarprojekt inom programmet, där arbetet startade i oktober 2002: Värmepumpar i vattenburna värmesystem (H23) Under 2003 godkändes ytterligare fyra kortare projekt inom programmet: 20