Utviklet eget lavterskelsystem for å måle strømbruken i miljøgateprosjekt

Riksvei 4 bygges ut i flere etapper på Hadeland, og en del av pakka er at Vegvesenet også bygger ny miljøgate i Gran sentrum. Det er ett av Samferdselsdepartementets 22 pilotprosjekter for utslippsfrie anleggsplasser. Byggherren stilte krav om alle gravemaskiner og lastebiler skulle være 100 prosent utslippsfrie.

Vegvesenet samarbeider med Hafslund om et forskningsprosjekt på lading av anleggsmaskiner og kjøretøy, inkludert levering av infrastruktur til lading av maskinparken.

– Ett poeng med prosjektet var å finne ut dette: Kan vi bruke utslippsfritt maskineri på en praktisk måte uten for mange strømskap på anleggsområdet? sier Mathilde Knobel Christensen, som er forretningsutvikler for Hafslund.

– Så er det blitt noen skap inne på området likevel, fordi Cat-maskinene trenger nattlading. Og for eksempel teletining får vi ikke til med batterier, så der måtte vi bruke provisoriske strømskap, også i byggegropa, sier hun.

Gjennom sommeren 2024 har tre studenter brukt mye tid på å analysere strømbruken i prosjektet.

Det aller meste av forbruket er registrert fra rundt 1. februar. Til og med midten av august ser tallene slik ut:

– 120.000 kWh er ladet. Det innebærer at prosjektet har spart 90 tonn CO₂, tilsvarende utslippet til 57 personbiler i et år, forteller Ingrid Vestvik, som studerer industriell økonomi ved NMBU i Ås.

Mye av arbeidet til de tre handler om å analysere strømforbruket, og de har laget et eget dashbord som rapporterer om hva som foregår. Mye har dreid seg om å få til sammenlignbar informasjon fra de forskjellige laderne, for her er det lite som er standardisert.

Det har vært et og annet skjær i sjøen for den elektriske anleggsdriften.

Vinteren er et problem

For eksempel var det planlagt nattlading av alle lastebilene på Gran. Men det viste seg at ladingen måtte foregå i Oslo, fordi sjåførene tar med seg bilene hjem når arbeidsdagen er slutt.

– Mye av prosjektet handler om logistikk, å sørge for å få ladet hengerne, det tar tre-fire timer. Så må førerne av gravemaskinene lade hver sin maskin i pausene, en halvtime ved lunsj klokka 11 og en times tid rundt klokka 16. Og med nattlading i tillegg så klarer de full arbeidsdag, forteller Mathilde Christensen i Hafslund.

– Noen issues har det vært. Maskinprodusenten har måttet bytte batteri på beltegraverne for å opprettholde driftstiden når det er kaldt, kanskje fordi de er prototyper, sier hun.

– Med hjullasteren, gravemaskinen på hjul og lastebiler har det nesten ikke vært problemer, siden de er bygd for eldrift i utgangspunkt. Men de maskinene brukes også mindre intensivt.

– Uansett: Vinteren er et problem. I februar kunne det være så kaldt at batteriene i maskinen ikke tok imot hurtiglading. Det trengtes forvarming av batteriene, og det ble problemer med kortere driftstid og maskinene måtte lades oftere. Det var en del styr i februar, men i mars og utover fungerte det veldig mye bedre, sier Christensen.

De tre studentene som har analysert strømforbruket i prosjektet:

• Elise Aarnes, som studerer økonomi og administrasjon ved NHH
• Mathias Seipæjærvi studerer ved Oslo Met for å bli elektronikkingeniør
• Ingrid Vestvik studerer industriell økonomi ved NMBU i Ås

Mathias Seipæjærvi forteller: – Mye handler om å sammenligne data. Vi har sett på hvor mye strøm som brukes til å lade opp batterihengere, slik at vi kan se hva som går inn og hva som går til maskinene. Det hele ble satt opp som et dashbord med en rapporteringsstruktur, også for strøm produsert fra hydrogen. Vi så at hurtighet av ladingen ikke blir så påvirket av lav temperatur, men driftstiden til maskinen blir påvirket.

Mange typer data

En stor utfordring er at det er mange leverandører og dermed mange typer data.

– Det gikk med veldig mye tid på å implementere integrasjon mot ulike ladere og programvareløsninger, så det var ikke plankekjøring. I dette dashbordet ser vi sammenhengene, sier Ingrid Vestvik.

De beskriver rapporteringsløsningen som et lavterskelopplegg, en måte å automatisere rapporteringen på uten at et helt team med utviklere er satt på saken. De brukte hele sommeren på det, men syntes det var veldig morsomt å jobbe med.

– Vi har sett mye på batterihengerne, og strømmen som går inn i dem og ut i maskiner, forteller Elise Aarnes.

– Fra de siste månedene med drift har vi mange og gode data, og vi ser at det forekommer energitap på nærmere 50 prosent, dels på grunn av konverteringen med transformator når det veksles mellom likestrøm og vekselstrøm. Det drar mye, og alt gjør at det går mye strøm når hengerne bare står der, sier hun.

– Vi har drøftet saken med hengerleverandøren Kverneland Energi. En løsning kan være å for eksempel skru av transformatoren for 400 Volt. Gjennom denne analysen får vi luket ut barnesykdommer, og det viser at analyser er viktige, sier Mathilde Christensen i Hafslund.

– Vi har også registrert lavere effekt fra hydrogen-brenselscellen, som brukte rundt halvparten av forventet forbruk til å holde seg selv varm. Vanlig effekt for en slik brenselcelle er 50 prosent, mens her var det 25 prosent. Ikke alt er så effektivt som forventet, men det er utslippsfritt, sier Elise Aarnes.

– Vi er glade for å ha fått hjelp av studentene. Analysene deres har identifisert utfordringer og funnet løsninger på dem. Dashbordet kan vi gjenbruke i alle lignende prosjekter, slik at entreprenørene kan få energirapporter og presentere rene tall for byggherren, sier Christensen.

– Løsningen presenterer raskere og bedre datakvalitet, basert på en enkel teknologisk løsning. Forhåpentligvis er det interessant for andre også, sier hun.