GRØNN A med fjernvarme? Kort om energimerket Case-studie for et lavenergi kontorbygg ‘A’ med varmepumpe, ‘B’ med fjernvarme Hvordan oppnå ‘A’ med fjernvarme? Bruk av solenergi Denne presentasjonen bygger på en rapport Multiconsult har utført for BKK Varme. Hensikten er ikke å kommentere svakheter ved energimerkeordningen, men se på løsninger og muligheter med energimerkeordningen sånn den er i dag.

Energiattesten består av:. Energikarakter (bokstav) og Energiattesten består av: Energikarakter (bokstav) og Oppvarmingskarakter (farge) Energikarakteren: beregnet levert energi Oppvarmingskarakteren: andel av varmebehovet som dekkes av strøm / fossile brensel Fjernvarme definert som 30% el/fossil og 70% fornybar energi Energimerket er vel kjent nå: Oppvarmingskarakter er fargen, energikarakter er bokstaven og ofte det som blir lagt vekk på. Oppvarmingskarakteren: Fjernvarme er definert til å bestå av 30% el/fossil og 70% fornybart = lysegrønn Fjernvarme ligger helt på grensen til mørkegrønn. Lett å få mørkegrønn f.eks ved å ta i bruk solvarme til tappevannsforvarming. Energikarakteren: Byggherrer ønsker energikarakter A – får ikke det til med fjernvarme. Hvorfor? Hvordan kan et bygg få Energikarakter A med fjernvarme?

Beregningspunkter Primærenergi Levert energi Netto energibehov = PEF x Levert energi Energikarakter: Levert energi = Netto energibehov / ηsystem Primærenergi: «Energi i sin opprinnelige form som ikke er blitt omdannet eller gått over i andre energiformer» (NS 3031:2007) «Energy from renewable and non- renewable sources which has not undergone any conversion or transformation process» (revidert bygningsenergidirektiv) TEK-krav: Netto energibehov = f(isolasjon, belysning, vinduer, sol-forhold, romløsning etc..) Illustrasjon: VVS-foreningen

Veiledende årsvirkningsgrader (NS3031, B9) Veiledende årsvirkningsgrader fra NS3031. Verdt å merke seg: Energimerkespesialister har mulighet til å endre disse, dersom det kan dokumenteres bedre systemvirkningsgrader.

Case: Lavenergi kontorbygg som akkurat får energikarakter A med varmepumpe Standard SINTEF bygningsform:3 etg, grunnflate1200m2 Komponentverdier fra NS3701 og NS3031, kriterier for passivhus og lavenergi bygg Nedjustert slik at bygget så vidt får A-merke VP dekker 80% av varmebehovet, spiss- og reservelast dekkes av olje. Simulert med Simien. Resultat: ‘Gul A’ Simien-simulering kontorbygg, benyttet standard SINTEF bygningsform (Mal TEK07) lagt til grunn for energirammekrav og energimerkeskalaen U-verdier lik . (minstekrav i prosjektrapport 42, ikke satt minstekrav i ny NS3701) Justering av enkelte verdier, så bygningen så vidt oppnår A med bergvarmepumpe. Forutsatt kjøling fra DX-maskiner med systemeffektfaktor på 2,5. Temperaturvirkningsgrad varmegjenvinner: 77 % Bergvarmepumpe: Dekker 80 % av varmebehovet, 20 % spisslast dekkes av olje

Panelovn Elkjel Fjernvarme Biokjel Varmepumpe Systemvirkningsgrader og levert energi Med varmepumpe, fjernvarme - og noen andre varmeløsninger Veil. Systemvirkningsgrader iht NS3031, Tabell B9: B B B B A Panelovn Elkjel Fjernvarme Biokjel Varmepumpe Når fjernvarme erstatter varmepumpen uten andre endringer, får dette bygget ‘lysegrønn B’. Det er systemvirkningsgraden som gjør forskjellen. (NB: Dette er konservative verdier, kan forbedres både for fjernvarme og varmepumpe)

Resultat: Prestisjebygg velger bort fjernvarme eller reduserer ambisjonene Velger bort fjernvarme og installerer egen varmepumpe velger fjernvarme, men må godta slike overskrifter Resultat: mindre prestisje for byggherre gir fjernvarme et dårlig renomé Får eksempler som dette: Prestisjebygg, som enten - velger bort fjernvarme og installerer egen varmepumpe - velger fjernvarme, men må godta slike overskrifter, som gir fjernvarme et dårlig renomé

Hvordan få energikarakter A med fjernvarme? Bedre bygningskropp (Redusere energibehovet) Dokumentere bedre systemvirkningsgrad med fjernvarme (veiledende = 0,88) Produsere egen energi internt i bygget Systemvirkningsgrad > 1 Levert energi = Netto energibehov / ηsystem Energiforsynings-system System-virkningsgrad Solceller 100 Solfanger, tappevannsbehov 10 Solfanger, radiatorer 8,12 Varmepumpe, vann-vann 2,26 1.) Bedre bygningskropp: Enda mer energieffektive bygningskomponenter (Bedre U-verdier, redusere kuldebroer, tettere bygg, bedre varmegjenvinning, solskjerming etc). (Uforandret i dette caset) 2.) Systemvirkningsgrad: Systemvirkningsgraden for levert energi som fjernvarme vil alltid være under 1 (tap ifm distribusjon og regulering), og bruk av høyere verdi må kunne dokumenteres. 3.) Produsere egen energi: Positiv systemvirkningsgrad. Dette vi har sett på her. Varmepumpe kan komme betydelig høyere enn veiledende årsvirkningsgrad på 2,26 som er lagt til grunn. Solvarme krever kun å få tilført strøm til pumpesirkulasjon og reduserer behovet for levert energi med en systemvirkningsgrad på 8,12 for radiatorer og 10 for tappevann. Solceller leverer strøm inn på nettet og vil (i energimerkeberegningen) redusere behovet for levert energi med en systemvirkningsgrad på 100. Så, hvor mye egen energi må bygget produsere for å få Energikarakter A?

Varmepumpe med fjernvarme som spisslast? Fjernvarme har noe bedre systemvirkningsgrad (0,88) enn oljekjel (0,77), og vil derfor kunne dekke større andel av spisslasten og likevel oppnå A. Kan være aktuelt for byggeiere som pålegges fjernvarme, men ønsker å benytte varmepumpe. Lite attraktivt for fjernvarmeleverandøren å kun levere spisslast.

Solfangere Teknisk vanskelig å dekke så stor andel av varmebehovet med solfangere (uten tilknytning til FV-nett som vil kunne fjerne begrensningene knyttet til lagring / samtidighet mellom tilgang og behov). Fjernvarme må også her levere spisslast effekt (fjernvarme vil praktisk talt kun brukes i den kaldeste/mørkeste delen av vinterhalvåret) Alternativet halverer salg av fjernvarme. Lite attraktivt for fjernvarmeleverandøren.

Solceller PV-areal minimum 350 m2 (tilsv. 30% av takarealet på 1200 m2) reduserer el-spes forbruk 17% og gir energikarakter A. Nok takareal og nok sol, selv i Bergen. Et lite solvarmeanlegg til forvarming av varmtvann i tillegg vil gi mørkegrønn oppvarmingskarakter. Alternativet reduserer ikke behovet for fjernvarme – dvs attraktivt for fjernvarmeleverandøren. (bortsett fra varmen levert av et eventuelt solvarmeanlegg).

Følgende vil kunne gi energikarakter A Redusere energibehovet ytterligere (dette ble ikke vurdert i denne studien) Varmepumpe til å levere 74 % av all oppvarming, og fjernvarme kun som spisslast Solfangeranlegg som dekker 50 % av all oppvarming og tappevann Solcelle-anlegg som dekker 17 % av el-spesifikt forbruk Eller ved å kombinere disse mulighetene! 50% solvarmeandel er mer teknisk krevende (om ikke umulig) for et lavenergi/passivhus enn for et dårlig isolert bygg med lang fyringssesong. Så høy solvarmeandel vil for denne typen bygg antagelig være avhengig av sesonglager eller kopling til FV-nett.

Hvor mange har oppnådd energikarakter A med bruk av fjernvarme? A-attester er følge NVE tildelt: 10 seksjoner med bare fjernvarme (FV) 15 seksjoner med FV + varmepumpe (VP) 9 seksjon med FV + VP + Solfanger (Fremgår ikke i hvilken grad solceller er tatt i bruk for å redusere el-spesifikk levert energi i tallene fra NVE.)

Energimerke A med fjernvarme Hovedkontoret til Agder Energi, Kristiansand Ekstra isolert bygningskropp God varmegjenvinning Frekvensstyrte vifter/pumper Superisolerte vinduer Lavt kjølebehov Behovstyrt ventilasjon Solceller på taket Lavtemperatur fordeling Estimert levert energi: 77 kWh/m2år Energimerke: A

Ny forretningsmulighet for fjernvarmeselskapene? ‘Fjernvarme og solkraft’: ‘Nøkkelferdig’ PV-anlegg Finansiering Drift og vedlikehold Kundene eier anlegget får lavere levert energi bedre energikarakter Tilgang til marked i eksisterende kundemasse. Relativt enkel installasjon. (ift solvarme koplet til varmesentralen) Reduserer ikke Fjernvarme-leveransen. Fjernovervåkning og lavt vedlikeholdsbehov.

Takk for oppmerksomheten! Øystein Holm Oystein.holm@multiconsult.no 21585551 / 90990019

Ekstra slides ved behov

Passivhus har kortere fyringssesong

Solkraftanlegg i Norge produserer kun 5-10% mindre strøm enn anlegg i Bayern

Kostnader for solkraftanlegg Solvarme systempris: 2 - 6000 kr/m2 (Ref. Multiconsult, Solenergidagen 2012) Solceller systempris: 2 - 4000 kr/m2 (Ref. Multiconsult, tilbud Skandinavia 2012) Ref: Solstrøm i Norge 2012, Utarbeidet for Enova av Asplan-Viak / Multiconsult

Noen nøkkeltall for case-bygget U-verdier og øvrige komponentverdier for Passivhus iht NS3701 Noe høyere verdier for ventilasjonsluftmengder og internlaster utover standardverdier gitt i NS3031. 3600 m2 BRA fordelt på 3 etg. Romoppv og varmebatt 20 W/m2 driftstid 12 timer Kjøling (45 W/m2) med direkte ekspansjonsanlegg med systemvirkningsgrad 2,5 Ventilasjonsmengde (7 / 2 m3/hm2) og varmegjenvinning med 77% virkningsgrad. Varmtvann effektbehov på driftsdager 0,8 W/m2

Noen nøkkeltall for case-alternativene VP som grunnlast + fjernvarme som spisslast VP må levere 74% (55 MWh) Fjernvarme til spisslast er miljøvennlig ift el/olje Solvarme + fjernvarme Lavenergi kontorbygg gir lav dekningsgrad for solvarme Passivhus har kort fyringssesong Lite tilgang på solvarme når det er varmebehov lavt tappevannsbehov ift varmebehov (0,8 vs 20) Teknisk vanskelig (~umulig) å oppnå 50% soldekningsgrad ( (39 MWh) Solstrøm + fjernvarme Solstrøm må dekke 17% av el-spesifikt forbruk (40 MWh) 350 m2 sørvendte moduler (54 kWp) med 45o tilt Årlig solinnstråling 934 kWh/m2 i Bergen

Oppvarmings-karakter: Beregningspunkter Politisk vektingsfaktor = fvektet x Oppvarmings-karakter: Primærenergi = PEF x Levert energi Energikarakter: Levert energi = Netto energibehov / ηsystem TEK-krav: Netto energibehov = f(isolasjon, belysning, vinduer, sol-forhold, romløsning etc..)

Beregningspunkt Energikarakter Levert energi = Netto energibehov / ηsystem Fordeler: Beregningspunktet som sier mest om eierens energiregning Påvirke byggnæringen til å velge gode effektive tekniske systemer Ulemper: Det blir vanskeligere å oppnå en god karakter ved bruk av fjernvarme og bioenergi, enn ved bruk av direkte el og varmepumpe

Lavenergi kontorbygg som akkurat får A med bergvarmepumpe 84 kWh/m2 U-verdier lik komponentverdier fra Prosjektrapport 42, kriterier for passivhus og lavenergi bygg. (minstekrav i prosjektrapport 42, ikke satt minstekrav i ny NS3701) Justering av enkelte verdier, så bygningen så vidt oppnår A med bergvarmepumpe. Forutsatt kjøling fra DX-maskiner med systemeffektfaktor på 2,5. Temperaturvirkningsgrad varmegjenvinner: 77 % Bergvarmepumpe: Dekker 80 % av varmebehovet, 20 % spisslast dekkes av olje Fjernvarme 95 kWh/m2

Varmekilde: spillvarme, jord/fjell eller vann Varmeavgivelse: vannbåren m. radiatorer