De Store Bygningers Økologi

Transkript

1 Energiforsyning De Store Bygningers Økologi foto: Tove Lading Byggeriets energiforbrug Byggeriet tegner sig på europæisk plan for ca. 50% af det samlede energiforbrug og bidrager med en tilsvarende del af CO 2 -udslippet. Heri er medtaget alle led i råstofudvinding, materialeproduktion, transport, byggeproces og drift. CO 2 er hovedårsagen til drivhuseffekten der ifølge klimaforskerne vil føre til omfattende ændringer i klodens klima - og de mener også at udviklingen vil gå stærkt. Derfor er CO 2 -problematikken blevet et af de vigtigste parametre i strategierne for en fremtidig energiforsyning. Strategi for et lavere forbrug Energikrisen i 70 erne handlede mest om forsyningssikkerhed og ressourcemængder, og gav chokbølger der satte dybe spor i byggeriet. Reaktionen var naturligt nok i første omgang defensiv, rettet mod en reduktion af varmeforbruget og en øget forsyningssikkerhed. Den ensidige fokusering på energibesparelser på bekostning af arkitektoniske oplevelser og daglig komfort satte i høj grad et præg på 70 ernes og 80 ernes byggeri, og er bl.a. synlig i de meget små vinduesarealer. Det tog år at få indarbejdet mere dynamiske synsvinkler, bl.a. at sydvendte vinduer tilfører mindst ligeså meget varme som de taber, samt at få udviklet nye produkter som energiglas. Chokket fra 70 erne præger imidlertid stadig i høj grad hvad der er god latin på energiområdet, ikke mindst på forsyningssiden. Først langsomt er mere offensive strategier ved at komme frem; strategier der peger mod nye og mere helhedsorienterede måder at håndtere energiforsyning og forbrug på. I dag ligger udfordringen på to fronter: en reduktion af det samlede energiforbrug, først og fremmest gennem optimering af anlæg klimatilpasning af bygninger med udnyttelse af de gratis muligheder for varme og køling samt reduktion af spild, også i nok så høj grad at omlægge energiforsyning og energiforbrug fra CO 2 -belastende til CO 2 -neutrale systemer. Problematikken: Halvdelen af det samlede energiforbrug og CO ² -belastning stammer fra anlæg og drift af bygninger. Konventionel energiforsyning har i høj grad været baseret på fossile brændstoffer, der har været begrænsede ressourcer og som har medført en CO belastning Derfor har strategierne hidtil primært handlet om besparelser. Fremtidens strategier vil i højere grad pege mod en energiforsyning, der baseres på CO ² -neutrale og vedvarende/ fornyelige energikilder. DANSK CENTER FOR BYØKOLOGI

2 foto: Søren Krohn Fremtidens energikilder menligner direkte med andre energiformer. form er solvægge hvor et translucent, isole- Fremtidens energi kommer fra CO2-neutrale Men solceller har særlige egenskaber der gør rende materiale monteres som udvendig be- og fornyelige ressourcer: dem fordelagtige til en række formål. Bl.a. kan klædning på en tung væg. Det er et princip, sol de placeres dér hvor energien skal bruges, så som bl.a. den tyske arkitekt Thomas Herzog vind man undgår kabelføring. Derfor bruger mange har brugt i flere byggerier. I moderne kontor- vand storbyer små solcellepaneler til fx parkerings- byggeri vil man ofte søge at begrænse den biobrændsel som fx halm og planteolier billetautomater o.l. Solceller kan bruges som passive solvarme. Kontormaskiner og EDB- (biodiesel) facadebeklædning hvilket giver et lidt andet udstyr udvikler meget overskudsvarme, og Potentialet er enormt i disse kilder hvis vi regnestykke for økonomien hvis man sam- bygningerne vil ofte have et større energi- bare kan udnytte den. Nogle af dem bygger menligner en flot dyr facadebeklædning, der behov til køling og ventilation end til opvarm- på kendt og indarbejdet teknologi, mens an- kan producere energi, med en flot dyr faca- ning. debeklædning der ikke kan! Solceller bruges Vandfyldte solfangere til opvarmning af varmt af mange firmaer som en meget synlig del af brugsvand er en gennemprøvet teknologi, og Solenergi er der nok af firmaets image og de mange mindre anlæg kan være en god og rentabel løsning i områ- Fra solen modtager vi konstant energi i en er med til at støtte udviklingen af mere ren- der der ikke har kollektiv varmeforsyning. I mængde der er ca gange større end table solcelleanlæg. fjernvarmeområder er de set fra en miljø- vores aktuelle energiforbrug, og potentialet Passiv solvarme er gratis og har et stort po- mæssig synsvinkel ikke ønskelige: anlæggenes er således enormt. Der er næppe tvivl om at tentiale, især i boligbyggeriet. Princippet er varmeproduktion er sammenfaldende med de solenergi vil spille en væsentlig rolle i fremti- simpelt: store sydvendte vinduesarealer kom- tidspunkter hvor kraftvarmeværkerne har den. bineret med tunge, varmeakkumulerende overskud af varme fra elproduktionen. Solceller er p.t. ikke rentable hvis man sam- overflader i huset. En lidt mere avanceret dre først er i begyndelsen af udviklingsfasen.

3 Vind er en dansk succeshistorie Vindmøller dækker nu 13% af den danske elproduktion, og inden år 2030 er det målsætningen at nå 50 %. Dermed overstiger vindenergien langt de øvrige vedvarende energikilder der endnu er på udviklingsstadet. Selv om der bruges energi til fremstilling af en vindmølle, er det alligevel god miljømæssig fornuft: den gennemsnitlige energi-tilbagebetalingstid for en moderne vindmølle er 2-3 måneder. Dansk vindenergi er førende og danske fabrikker leverer ca. 60 % af verdensmarkedet for vindmøller. Vindmøller placeres normalt i det åbne land (eller vand) og ikke i tilknytning til bygningsanlæg. Til gengæld vil det mange steder være muligt at købe andele i vindmølleparker en mulighed der med de nuværende regler er økonomisk interessant for både privatpersoner og virksomheder. Set med økologiske øjne har vindmøller den fordel at de kan opføres og senere fjernes, stort set uden at efterlade spor i landskabet. I øvrigt vil en stor del af fremtidens vindmøller blive placeret på havet hvor energiudnyttelsen er bedre og generne mindre end på land. For tiden planlægges verdens største havplacerede vindmøllepark i Øresund, og den kommer til at dække 3-4% af Københavns elforbrug. Mølleparken opføres af et vindmøllelaug på initiativ af Københavns Miljø og Energikontor og Københavns Energi (tidl. Belysningsvæsenet). Både private og virksomheder kan købe andele i vindmøllerne. Den årlige forrentning er beregnet til 10-12% før skat. Vand Vandkraft er en af de ældste energikilder, og også herhjemme har vi haft elværker baseret på vandkraft. Omkring 1920 kunne Kolding by således få dækket hele sit elforbrug med vandkraft fra en kunstig opstemning af Vester Nebel Å, og den dag i dag leverer det godt 80 år gamle turbineanlæg el nok til at dække byens gadebelysning. Men vi skal til Norge og Sverige for at finde anlæg der har væsentlig betydning for energiproduktionen. Selv om vandkraft stort set er CO 2 -neutral, så er der miljømæssige problemer forbundet med denne energiform, især gennem en uheldig naturpåvirkning. Bølgeenergi er endnu på det eksperimentelle stadium, men der forskes i det på bl.a. DTU. Havvand til køling er brugt i flere af de nye byggerier ved Københavns Havn, bl.a. Ingeniørhuset og DaimlerChryslers bygning. Der eksperimenteres også med at hente varme fra havvandet i et anlæg der sænker temperaturen 1 C fra indløb til udløb. Denne varme opsamles og anvendes til opvarmning af bygninger. Et byggeri, der udnytter denne teknik, er under projektering i Københavns Havn. Biobrændsel Træ har været det traditionelle biologiske brændstof, men produktionstiden er lang. Der bruges dog stadig træ i et vist omfang. Halm, der før var et affaldsprodukt der blev brændt af på markerne, er nu blevet en ressource der udnyttes bl.a. i kraftvarmeværkerne. Den mest avancerede form for biobrændstof er planteolie biodiesel fra fx raps. Den nyombyggede Rigsdag i Berlin har sit eget kraftvarmeværk der kører på biodiesel. I Sydamerika har der været gjort forsøg med plantebaseret alkohol som brændstof i bl.a. biler. Der er dog ikke lavet gennemførte beregninger af de samlede konsekvenser ved at basere energiproduktionen på forædlede planteprodukter. Produktionen vil skulle ske på bekostning af planteproduktion til andre formål, ikke mindst fødevarer. foto: Wilkhahn

4 Energiforsyning De Store Bygningers Økologi foto: Tove Lading Projektet De Store Bygningers Økologi gennemføres med midler fra Projektledelse Tekst Layout Ørestadsselskabet Københavns Kommunes Byøkologiske Fond Lading arkitekter + konsulenter PAR Tove Lading La+k / Morten Clausen Kommenteret af Rambøll AS / Jørn Treldal Læs mere Ai-gruppen AS / Peter Rasmussen Energiplan 21, Miljø- og Energi ministeriet Oktober 2000 Københavns Kommune lading arkitekter + konsulenter PAR DANSK CENTER FOR BYØKOLOGI Kollektiv varmeforsyning Tidligere tiders energiforsyning var baseret på en central produktion af el, mens den enkelte bygning selv havde varmeanlæg. Det har ændret sig i de senere år hvor storbyernes energiforsyning baseres på kraftvarme, dvs. anlæg der på samme tid producerer varme og el og hvor varmen sendes ud som fjernvarme til forbrugerne. Men hvor varmen tidligere var overskud fra elproduktionen, så oplever flere byer nu at det periodevis er varmebehovet der er bestemmende for produktionen. Fjernvarme kommer til at spille en stadig stigende rolle, ikke mindst i de store byer. Kraftvarmeværkerne bruger i høj grad brændbart affald som energikilde, suppleret med andre brændstoffer. Brændbart affald er for størstedelens vedkommende en CO 2 - neutral energikilde. I de senere år er man begyndt at omlægge til såkaldt lavtemperatur fjernvarme. Det betyder, at fjernvarmevandet føres frem med en lavere temperatur. Det betyder mindre varmetab i ledningerne og dermed en bedre udnyttelse af varmen. Lavtemperatur fjernvarme kræver en anden dimensionering af anlæggene end traditionel fjernvarme og bl.a. større radiatorer. Derfor benyttes lavtemperatur kun i nye fjernvarmeområder. Energi og helhedstænkning I fremtiden vil man se væsentligt flere decentrale anlæg hvor intelligente bygninger er selvforsynende med energi, og hvor avancerede styringsanlæg kontrollerer varme, køling, ventilation og lys. I Tyskland opføres mange nye erhvervsbyggerier der er stort set selvforsynende med for det meste grøn energi, men det skal naturligvis ses i sammenhæng med den offentlige strategi på området. I områder med en udbygget central energiforsyning som fx København er der ikke balance i det miljømæssige regnskab ved rent decentrale anlæg. Derimod vil det være interessant at udvikle anlæg der kan virke sammen med den offentlige forsyning. Dvs. anlæg med en profil der udjævner spidsbelastninger over døgnet og over året. Det er fx anlæg der kan lagre varme/kulde til senere brug. I øvrigt vil fremtidens bygninger formentlig få et langt større energiforbrug til køling end til varme. Det skyldes dels at man har udviklet effektive metoder til at reducere varmetabet, ikke mindst takket være de nye energiruder; dels at computere, kopimaskiner m.m. udvikler meget varme.

5 Energiforsyning De Store Bygningers Økologi foto: Tove Lading Byggeriets energiforbrug Byggeriet tegner sig på europæisk plan for ca. 50% af det samlede energiforbrug og bidrager med en tilsvarende del af CO 2 -udslippet. Heri er medtaget alle led i råstofudvinding, materialeproduktion, transport, byggeproces og drift. CO 2 er hovedårsagen til drivhuseffekten der ifølge klimaforskerne vil føre til omfattende ændringer i klodens klima - og de mener også at udviklingen vil gå stærkt. Derfor er CO 2 -problematikken blevet et af de vigtigste parametre i strategierne for en fremtidig energiforsyning. Strategi for et lavere forbrug Energikrisen i 70 erne handlede mest om forsyningssikkerhed og ressourcemængder, og gav chokbølger der satte dybe spor i byggeriet. Reaktionen var naturligt nok i første omgang defensiv, rettet mod en reduktion af varmeforbruget og en øget forsyningssikkerhed. Den ensidige fokusering på energibesparelser på bekostning af arkitektoniske oplevelser og daglig komfort satte i høj grad et præg på 70 ernes og 80 ernes byggeri, og er bl.a. synlig i de meget små vinduesarealer. Det tog år at få indarbejdet mere dynamiske synsvinkler, bl.a. at sydvendte vinduer tilfører mindst ligeså meget varme som de taber, samt at få udviklet nye produkter som energiglas. Chokket fra 70 erne præger imidlertid stadig i høj grad hvad der er god latin på energiområdet, ikke mindst på forsyningssiden. Først langsomt er mere offensive strategier ved at komme frem; strategier der peger mod nye og mere helhedsorienterede måder at håndtere energiforsyning og forbrug på. I dag ligger udfordringen på to fronter: en reduktion af det samlede energiforbrug, først og fremmest gennem optimering af anlæg klimatilpasning af bygninger med udnyttelse af de gratis muligheder for varme og køling samt reduktion af spild, også i nok så høj grad at omlægge energiforsyning og energiforbrug fra CO 2 -belastende til CO 2 -neutrale systemer. Problematikken: Halvdelen af det samlede energiforbrug og CO ² -belastning stammer fra anlæg og drift af bygninger. Konventionel energiforsyning har i høj grad været baseret på fossile brændstoffer, der har været begrænsede ressourcer og som har medført en CO belastning Derfor har strategierne hidtil primært handlet om besparelser. Fremtidens strategier vil i højere grad pege mod en energiforsyning, der baseres på CO ² -neutrale og vedvarende/ fornyelige energikilder. DANSK CENTER FOR BYØKOLOGI

6 foto: Søren Krohn Fremtidens energikilder menligner direkte med andre energiformer. form er solvægge hvor et translucent, isole- Fremtidens energi kommer fra CO2-neutrale Men solceller har særlige egenskaber der gør rende materiale monteres som udvendig be- og fornyelige ressourcer: dem fordelagtige til en række formål. Bl.a. kan klædning på en tung væg. Det er et princip, sol de placeres dér hvor energien skal bruges, så som bl.a. den tyske arkitekt Thomas Herzog vind man undgår kabelføring. Derfor bruger mange har brugt i flere byggerier. I moderne kontor- vand storbyer små solcellepaneler til fx parkerings- byggeri vil man ofte søge at begrænse den biobrændsel som fx halm og planteolier billetautomater o.l. Solceller kan bruges som passive solvarme. Kontormaskiner og EDB- (biodiesel) facadebeklædning hvilket giver et lidt andet udstyr udvikler meget overskudsvarme, og Potentialet er enormt i disse kilder hvis vi regnestykke for økonomien hvis man sam- bygningerne vil ofte have et større energi- bare kan udnytte den. Nogle af dem bygger menligner en flot dyr facadebeklædning, der behov til køling og ventilation end til opvarm- på kendt og indarbejdet teknologi, mens an- kan producere energi, med en flot dyr faca- ning. debeklædning der ikke kan! Solceller bruges Vandfyldte solfangere til opvarmning af varmt af mange firmaer som en meget synlig del af brugsvand er en gennemprøvet teknologi, og Solenergi er der nok af firmaets image og de mange mindre anlæg kan være en god og rentabel løsning i områ- Fra solen modtager vi konstant energi i en er med til at støtte udviklingen af mere ren- der der ikke har kollektiv varmeforsyning. I mængde der er ca gange større end table solcelleanlæg. fjernvarmeområder er de set fra en miljø- vores aktuelle energiforbrug, og potentialet Passiv solvarme er gratis og har et stort po- mæssig synsvinkel ikke ønskelige: anlæggenes er således enormt. Der er næppe tvivl om at tentiale, især i boligbyggeriet. Princippet er varmeproduktion er sammenfaldende med de solenergi vil spille en væsentlig rolle i fremti- simpelt: store sydvendte vinduesarealer kom- tidspunkter hvor kraftvarmeværkerne har den. bineret med tunge, varmeakkumulerende overskud af varme fra elproduktionen. Solceller er p.t. ikke rentable hvis man sam- overflader i huset. En lidt mere avanceret dre først er i begyndelsen af udviklingsfasen.

7 Vind er en dansk succeshistorie Vindmøller dækker nu 13% af den danske elproduktion, og inden år 2030 er det målsætningen at nå 50 %. Dermed overstiger vindenergien langt de øvrige vedvarende energikilder der endnu er på udviklingsstadet. Selv om der bruges energi til fremstilling af en vindmølle, er det alligevel god miljømæssig fornuft: den gennemsnitlige energi-tilbagebetalingstid for en moderne vindmølle er 2-3 måneder. Dansk vindenergi er førende og danske fabrikker leverer ca. 60 % af verdensmarkedet for vindmøller. Vindmøller placeres normalt i det åbne land (eller vand) og ikke i tilknytning til bygningsanlæg. Til gengæld vil det mange steder være muligt at købe andele i vindmølleparker en mulighed der med de nuværende regler er økonomisk interessant for både privatpersoner og virksomheder. Set med økologiske øjne har vindmøller den fordel at de kan opføres og senere fjernes, stort set uden at efterlade spor i landskabet. I øvrigt vil en stor del af fremtidens vindmøller blive placeret på havet hvor energiudnyttelsen er bedre og generne mindre end på land. For tiden planlægges verdens største havplacerede vindmøllepark i Øresund, og den kommer til at dække 3-4% af Københavns elforbrug. Mølleparken opføres af et vindmøllelaug på initiativ af Københavns Miljø og Energikontor og Københavns Energi (tidl. Belysningsvæsenet). Både private og virksomheder kan købe andele i vindmøllerne. Den årlige forrentning er beregnet til 10-12% før skat. Vand Vandkraft er en af de ældste energikilder, og også herhjemme har vi haft elværker baseret på vandkraft. Omkring 1920 kunne Kolding by således få dækket hele sit elforbrug med vandkraft fra en kunstig opstemning af Vester Nebel Å, og den dag i dag leverer det godt 80 år gamle turbineanlæg el nok til at dække byens gadebelysning. Men vi skal til Norge og Sverige for at finde anlæg der har væsentlig betydning for energiproduktionen. Selv om vandkraft stort set er CO 2 -neutral, så er der miljømæssige problemer forbundet med denne energiform, især gennem en uheldig naturpåvirkning. Bølgeenergi er endnu på det eksperimentelle stadium, men der forskes i det på bl.a. DTU. Havvand til køling er brugt i flere af de nye byggerier ved Københavns Havn, bl.a. Ingeniørhuset og DaimlerChryslers bygning. Der eksperimenteres også med at hente varme fra havvandet i et anlæg der sænker temperaturen 1 C fra indløb til udløb. Denne varme opsamles og anvendes til opvarmning af bygninger. Et byggeri, der udnytter denne teknik, er under projektering i Københavns Havn. Biobrændsel Træ har været det traditionelle biologiske brændstof, men produktionstiden er lang. Der bruges dog stadig træ i et vist omfang. Halm, der før var et affaldsprodukt der blev brændt af på markerne, er nu blevet en ressource der udnyttes bl.a. i kraftvarmeværkerne. Den mest avancerede form for biobrændstof er planteolie biodiesel fra fx raps. Den nyombyggede Rigsdag i Berlin har sit eget kraftvarmeværk der kører på biodiesel. I Sydamerika har der været gjort forsøg med plantebaseret alkohol som brændstof i bl.a. biler. Der er dog ikke lavet gennemførte beregninger af de samlede konsekvenser ved at basere energiproduktionen på forædlede planteprodukter. Produktionen vil skulle ske på bekostning af planteproduktion til andre formål, ikke mindst fødevarer. foto: Wilkhahn

8 Energiforsyning De Store Bygningers Økologi foto: Tove Lading Projektet De Store Bygningers Økologi gennemføres med midler fra Projektledelse Tekst Layout Ørestadsselskabet Københavns Kommunes Byøkologiske Fond Lading arkitekter + konsulenter PAR Tove Lading La+k / Morten Clausen Kommenteret af Rambøll AS / Jørn Treldal Læs mere Ai-gruppen AS / Peter Rasmussen Energiplan 21, Miljø- og Energi ministeriet Oktober 2000 Københavns Kommune lading arkitekter + konsulenter PAR DANSK CENTER FOR BYØKOLOGI Kollektiv varmeforsyning Tidligere tiders energiforsyning var baseret på en central produktion af el, mens den enkelte bygning selv havde varmeanlæg. Det har ændret sig i de senere år hvor storbyernes energiforsyning baseres på kraftvarme, dvs. anlæg der på samme tid producerer varme og el og hvor varmen sendes ud som fjernvarme til forbrugerne. Men hvor varmen tidligere var overskud fra elproduktionen, så oplever flere byer nu at det periodevis er varmebehovet der er bestemmende for produktionen. Fjernvarme kommer til at spille en stadig stigende rolle, ikke mindst i de store byer. Kraftvarmeværkerne bruger i høj grad brændbart affald som energikilde, suppleret med andre brændstoffer. Brændbart affald er for størstedelens vedkommende en CO 2 - neutral energikilde. I de senere år er man begyndt at omlægge til såkaldt lavtemperatur fjernvarme. Det betyder, at fjernvarmevandet føres frem med en lavere temperatur. Det betyder mindre varmetab i ledningerne og dermed en bedre udnyttelse af varmen. Lavtemperatur fjernvarme kræver en anden dimensionering af anlæggene end traditionel fjernvarme og bl.a. større radiatorer. Derfor benyttes lavtemperatur kun i nye fjernvarmeområder. Energi og helhedstænkning I fremtiden vil man se væsentligt flere decentrale anlæg hvor intelligente bygninger er selvforsynende med energi, og hvor avancerede styringsanlæg kontrollerer varme, køling, ventilation og lys. I Tyskland opføres mange nye erhvervsbyggerier der er stort set selvforsynende med for det meste grøn energi, men det skal naturligvis ses i sammenhæng med den offentlige strategi på området. I områder med en udbygget central energiforsyning som fx København er der ikke balance i det miljømæssige regnskab ved rent decentrale anlæg. Derimod vil det være interessant at udvikle anlæg der kan virke sammen med den offentlige forsyning. Dvs. anlæg med en profil der udjævner spidsbelastninger over døgnet og over året. Det er fx anlæg der kan lagre varme/kulde til senere brug. I øvrigt vil fremtidens bygninger formentlig få et langt større energiforbrug til køling end til varme. Det skyldes dels at man har udviklet effektive metoder til at reducere varmetabet, ikke mindst takket være de nye energiruder; dels at computere, kopimaskiner m.m. udvikler meget varme.