Bæredygtig energiforsyning af NYE

Transkript

1 Projekt nr Titel: Bæredygtig energiforsyning af NYE - den nye by ved Elev i Aarhus Udført af: Lystrup Fjernvarme A.m.b.A. Rambøll Danmark A/S Tækker Group ApS og Tækker Rådgivende Ingeniører A/S Ivar Lykke Kristensen A/S Bæredygtig energiforsyning af NYE Den nye by ved Elev og Lystrup i Aarhus

2 2

3 Til Dansk Fjernvarme F&U kontoen Dokumenttype Rapport Dato December 2012 DANSK FJERNVARME F&U KONTOEN BÆREDYGTIG ENERGIFOR- SYNING AF NYE

4 Revision 1 Dato Udarbejdet af Anders Dyrelund, Rambøll Niels Beck-Larsen, Rambøll Thomas Rønn, Rambøll Christian Vang Madsen, Rambøll Allan E. Clemmensen, Rambøll Jørgen Halle, Ivar Lykke Kristensen A/S Lasse Lillevang, Tækker Rådgivende Ingeniører A/S Peter Boe Hauggaard-Nielsen, Tækker Rådgivende Ingeniører A/S Kontrolleret af Poul B. Skou, Lystrup Fjernvarme Godkendt af Poul B. Skou, Lystrup Fjernvarme Beskrivelse Denne rapport, som belyser bæredygtig byudvikling af energiinfrastrukturen og ny bebyggelse, er finansieret af fjernvarmeforbrugerne via Dansk Fjernvarmes F&U konto. Ref. Bæredygtig energiforsyning af NYE den ny by ved Elev og Lystrup i Aarhus Fotos: På omslaget ses et animeret billede af Midtby Letbanestation På næste side ses et luftfoto med Lystrup og Elev i forgrunden og med Aarhus i baggrunden. Mellem Lystrup, Elev og søen ses det område, hvor NYE skal opføres Projektgruppen: Lystrup Fjernvarme A.m.b.a. er et forbrugerejet varmeværk, som er tilsluttet Varmeplan Aarhus og leverer varme til mere end 90 % af bygningerne i Lystrup og Elev. Byen NYE ligger indenfor selskabets naturlige forsyningsområde. Ivar Lykke Kristensen A/S er en mindre rådgivende ingeniørvirksomhed, som arbejder lokalt i området indenfor især byggeri og energi. Tækker Group ApS er et ejendoms- og projektudviklingsselskab, som udvikler byen NYE. og Tækker Rådgivende Ingeniører A/S ejes af Tækker Group og varetager projektet for udvikling af NYE. Rambøll A/S er en større rådgivende multidisciplinær ingeniørvirksomhed.

5 INDHOLD 1. Indledning 1 2. Resume og konklusion Målsætninger De bæredygtige løsninger De bæredygtige virkemidler Staten Kommunen - Aarhus Kommune Fjernvarmetransmission - Varmeplan Aarhus Fjernvarmedistributionsselskab - Lystrup Fjernvarme Byudviklingsselskabet - Tækker Group Bygherren 6 3. målsætninger og midler Målsætninger Rammebetingelser EU direktiverne Varmeforsyningsloven Bygningsreglementet Metoder Samfundsøkonomi Selskabsøkonomi for Lystrup Fjernvarme Selskabsøkonomi for Varmeplan Aarhus Brugerøkonomi Lokalsamfundets økonomi Den formelle beslutningsproces Den uformelle beslutningsproces 9 4. Byudviklingsområdet Nye Målsætninger og værdier for NYE Generelt Bygningsmasse og varmebehov Brugerinstallationer Varme- og brugsvandsinstallation Varmeanlæg Varmepumper Fjernvarmebrugeranlæg Individuel naturgas Oliefyr Individuel solvarme Priser på brugerinstallationer Fjernvarmenets og bebyggelsens struktur Fjernvarmenet Tryk- og temperaturforhold i nettet Kapaciteter Ledningsnettet til NYE Udbygningstakt og tilslutningstakt Valg af energiforsyning Elforsyning Køleforsyning 34

6 5.3 Varmeforsyning Samfunds- og brugerøkonomisk vurdering af klimaskærm Investering i isolering kontra varmeudledningen Årlig økonomi set som funktion af isoleringstykkelsen Lokalsamfundets økonomi til opvarmning Varmeplan Aarhus Lystrup Fjernvarme Kunderne Fordeling af fordelen for lokalsamfundet Den mest bæredygtige energiforsyning Elforsyning Køleforsyning Varmeforsyning Bygningens udformning Selskabsøkonomi for Lystrup Fjernvarme Følsomhed for svigtende tilslutning Følsomhed for højere varmebehov Følsomhed for rabat på den varmetransmission i 5 år Analyse af BR s incitamenter til bygherren Central fjernvarme COP 3, Central fjernvarme COP 3, Central fjernvarme COP 4, Individuel fjernvarme COP 3, Individuel fjernvarme COP 4, Sammenfatning af BR s incitamenter til bygherren Bygherrens overvejelser om bygningscertificering LEED BREEAM DGNB Sammenfatning af bygningscertificeringens rolle Brugerøkonomiske overvejelser om BR beregning Projektets fremgangsmåde Virksomhedernes erfaringer Opstilling af modellen Forudsætninger for modellen Brugerøkonomiske overvejelser Forudsætninger for energiforsyningen Årlige låneomkostninger Faste udgifter Årlige forbrugsomkostninger til brændsel Den fiktive forbedring af klimaskærmen i BR Konklusion på beregningerne Gode råd ved udbygning med fjernvarme 71

7 TABEL- OG FIGURFORTEGNELSE Figur 4-1 Illustration af lokalisering af NYE fra byudviklingsplanen Figur 4-2 Aarhus by udbygget med fjernvarme (Varmeplan Aarhus) Figur 4-3 Byudviklingsområdet i forhold til kollektiv transport Figur 4-4 NYE opdelt på 7 delområde Figur 4-5 NYE i forhold til fjernvarmen fra Lystrup Figur 4-6 Delområde 6 opdelt i klynger med fjernvarmetilslutning Figur 4-7 Enhedsforbrug for brugerinstallationer Figur 4-8 Fjernvarmenet investeringernes afhængighed af bebyggelsesstrukturer Figur 4-9 Nettabets afhængighed af bebyggelsesstruktur og temperatur Figur 4-10 Enhedspriser for fjernvarmeledninger Figur 4-11 Dimensionering af ledningsnet til delområde Figur 4-12 Hovedstrukturen for hovedledningsnet til hele NYE Figur 4-13 Selskabsøkonomisk følsomhedsvurdering Figur 5-1 Sammenstilling samfundsøkonomiske beregninger Figur 5-2 Uværdier ved forskellige isoleringstykkelser Figur 5-3 Optimal isoleringstykkelse ved 3,5 % rente Figur 5-4 Optimal isoleringstykkelse ved 5 % rente Figur 5-5 Nutidsværdi akkumuleret Figur 5-6 Akkumuleret overskud for Lystrup Fjernvarme Figur 5-7 Nutidsværdi akkumuleret ved 65 % tilslutning Figur 5-8 Finansiel analyse ved 65 % tilslutning Figur 5-9 Basis parcelhus Figur 5-10 Basis etagehus Figur 5-11 Basis kontorhus Figur 5-12 Parcelhus fra BR10 til BR Figur 5-13 Parcelhus fra BR15 til BR Figur 5-14 Etagehus fra BR10 til BR Figur 5-15 Etagehus fra BR15 til BR Figur 5-16 Etagehus fra BR10 til BR15, kollektiv afregning Figur 5-17 Etagehus fra BR15 til BR20, kollektiv afregning Figur 5-18 Sammenligning af BR10 og BR15 klimaskærm Figur 5-19 Sammenligning af BR10 og BR20 klimaskærm Figur 6-1 Økonomisk analyse, akkumuleret nutidsværdi Figur 6-2 Finansiel analyse, akkumuleret overskud Tabel 4-1 Bebygget areal og laveste varmebehov i NYE Tabel 4-2 Bygningsmasse og varmebehov i delområde Tabel 4-3 Delområde 6 opdelt på tilslutningspunkter og effekter Tabel 4-4 Anlægsoverslag for brugeranlæg Tabel 4-5 Ledningslængder og prisoverslag for net til NYE Tabel 5-1 Vedvarende energianlæg til elproduktion Tabel 5-2 Samfundsøkonomi Tabel 5-3 Varmeplan Aarhus marginal produktionspris Tabel 5-4 Lokalsamfundets gevinst ved central fjernvarmetilslutning Tabel 5-5 Lokalsamfundets økonomi ved individuel fjernvarme Tabel 5-6 Lokalsamfundets økonomi med 50 % tilslutning Tabel 5-7 Lokalsamfundets økonomi ved 65 % tilslutning Tabel 5-8 Lokalsamfundets økonomi med 10 % højere varmebehov Tabel 5-9 Lokalsamfundets økonomi uden rabat på transmission i 5 år Tabel 5-10 Energirammeforbruget Tabel 5-11 BR ekstraomkostning til fjernvarme central tilslutning og COP 3, Tabel 5-12 BR ekstraomkostning til fjernvarme central tilslutning og COP 3, Tabel 5-13 BR ekstraomkostning til fjernvarme central tilslutning og COP 4, Tabel 5-14 BR ekstraomkostning til fjernvarme individuel tilslutning og COP 3, Tabel 5-15 BR ekstraomkostning til fjernvarme individuel tilslutning og COP 4,

8 BILAG Bilag 1 Kort Bilag 2 Udbygning af Lystrup Fjernvarme Bilag 3 Beregning af varmetransmission Bilag 4 Forudsætninger og beregninger Bilag 5 Referenceliste

9 1 1. INDLEDNING Denne rapport, der er finansieret af varmeforbrugerne i Danmark via Dansk Fjernvarmes F&U konto, er udarbejdet i et samarbejde mellem et forbrugerejet fjernvarmeselskab, et byudviklingsfirma og to uvildige rådgivere. Målet med rapporten er at fremme samfundets og varmeforbrugernes interesser med hensyn til energiforsyning. Det bliver en stor udfordring at klare fremtidens energiforsyning uden brug af fossile brændsler uden, at de samlede udgifter til energi stiger. En stor del af energiforbruget og omkostningerne til energi går til bygningers opvarmning, køling og elforbrug. Derfor bliver det en særlig stor udfordring at nedbringe de samlede omkostninger til el og termisk komfort i vores bygninger på lang sigt. De fleste bygninger er samlet i byerne, hvor der er særlige muligheder for at opfylde målsætningerne på en smart måde ved at udnytte fordele ved fællesskab og stordrift, ikke mindst indenfor opvarmning og køling. Specielt er der for ny bebyggelse muligheder for at gennemføre de rigtige investeringer fra starten og bygge videre på de gode løsninger, som allerede findes. I EU lovgivningen lægges i bygningsdirektivet vægt på, at bygninger skal være næsten CO 2 neutrale med et godt indeklima og på en omkostningseffektiv måde, der tager hensyn til lokale forhold, herunder muligheden for at tilføre bygningerne VE og kraftvarme via fjernvarme og fjernkøling. I tråd hermed henstiller EU direktiverne for Vedvarende Energi og Energieffektivisering, at kommuner og regioner planlægger, hvor det er omkostningseffektivt at udbygge fjernvarme og fjernkøling til at forsyne bygningerne med hhv. vedvarende energi og kraftvarme. Danmark har været forbillede for denne lovgivning, da elforsyningsloven fra 1976 sikrede, at nye elværker blev udformet som kraftvarmeværker tæt ved byerne og, da varmeforsyningsloven fra 1979 startede en regional og kommunal varmeplanlægning for bl.a. at fremme fjernvarme og kraftvarme i byerne. Aarhus er i den forbindelse en foregangsby ved at være den første by, som fik en godkendt varmeplan og tilmed parallelt hermed en godkendt kraftværksudbygning. Det bliver en udfordring at sikre, at alle beslutningstagere arbejder for at nedbringe brugen af fossile brændsler med de mest bæredygtige løsninger. Det vil for energialternativer sige de løsninger, der tilfredsstiller de langsigtede mål for de laveste omkostninger for samfundet (heri indregnet prisen på CO 2 og andre emissioner) samt lokalsamfundet. Med andre ord, at en bygherre eller bygningsejer vælger den løsning, der har den bedste samfundsøkonomi og samtidig bidrager til den lokale økonomi, således at naboerne i resten af bysamfundet også får lavere energiomkostninger end ellers. Varmeforsyningsloven giver med projektgodkendelse og tilslutningspligt gode rammebetingelser, som hjælper kommune, forsyningsselskab, byudviklingsselskab og bygherre i samarbejdet med at nå frem til de mest bæredygtige løsninger. Desværre virker den nuværende udgave af Bygningsreglementet (BR) og udenlandske bygnings certificerings systemer ikke lige fremmende på de bæredygtige løsninger. Der er endda risiko for, at beslutningstagerne kommer til at træffe beslutninger, som øger omkostningerne for samfundet og lokalsamfundet. Det skaber tvivl og usikkerhed om planlægningen, hvilket uvægerligt vil føre til unødige omkostninger for samfundet og forbrugerne. Der er således et behov for at få udpeget de bedste løsninger i hvert byområde og vise, hvordan alle beslutningstagere kan fremme disse løsninger.

10 2 2. RESUME OG KONKLUSION Denne rapport er finansieret af varmeforbrugerne i Danmark via Dansk Fjernvarmes F&U konto. Målet med rapporten er at fremme en bæredygtig byudvikling indenfor energiområdet, og dermed fremme samfundets og varmeforbrugernes interesser. 2.1 Målsætninger Rapportens målsætning kan konkretiseres i to delmål: At pege på hvilke energiløsninger, der er mest bæredygtige i typiske moderne byudviklingsområder, som lever op til øvrige bæredygtighedskriterier. Som eksempel er brugt den nye by NYE ved Elev og Lystrup nord for Aarhus. At pege på de virkemidler, som de involverede beslutningstagere i stat, kommune og selskaber samt varmeforbrugerne kan bidrage med til at fremme disse mest bæredygtige løsninger De overordnede rammebetingelser er givet ved EU s energidirektiver og dansk lovgivning, der skal implementere direktiverne. EU har en række direktiver indenfor energiområdet, som er aktuelle for projektet, herunder direktiverne for Strategisk Miljøvurdering, Bygningers Energimæssige Ydeevne, Energiforbrugende Produkter, Vedvarende Energi og Energieffektivisering. Fælles for direktiverne er, at man skal se på tværs af sektorer og mindske bygningers forbrug af fossile brændsler på en omkostningseffektiv måde under hensyntagen til muligheden for at overføre vedvarende energi og kraftvarme til bygningerne via fjernvarme og fjernkøling. Dette harmonerer med, at de to sidstnævnte direktiver henstiller, at kommuner og regioner planlægger, hvor der er økonomisk fordelagtigt med fjernvarme og fjernkøling i forhold til individuelle løsninger. Danmark har efter den seneste energiaftale af 22. marts 2012 en målsætning om, at el- og varmesektorerne skal være uafhængig af fossile brændsler inden 2035 og, at der skal ses på helhedsløsninger med den bedste samfundsøkonomi. Kommunernes varmeplanlægning sker som en integreret del af kommuneplanlægningen i henhold til Varmeforsyningsloven, som lever op til EU s direktiver. I Varmforsyningslovens formålsparagraf er det ved seneste revision af loven præciseret, at formålet er at fremme samfundsøkonomisk fordelagtige projekter, herunder inkluderet miljøomkostninger, som er internaliseret i samfundsøkonomien. Lystrup Fjernvarme har en naturlig målsætning om at levere varme af god kvalitet til lavest mulige omkostninger for de eksisterende kunder og tillige tilbyde fjernvarme til nye kunder i lokalområdet, hvor det er fordelagtigt. Byudviklingsselskabet Tækker har en målsætning om at fremme bæredygtig byudvikling i meget bred forstand med fokus både på økonomisk, miljømæssig og social bæredygtighed samt trivsel indenfor alle områder. Herunder udvikles et koncept med en bykerne, der centreres omkring et center for fælles ydelser, herunder kollektiv transport, kollektiv varmeforsyning med fjernvarme og evt. fjernkøling. Bygherren og dennes rådgiver har normalt en målsætning om lavest mulige samlede omkostninger til byggeriet heri inkluderet energiomkostninger indenfor en vis tidshorisont, da lave energiomkostninger i en vis grad kan kapitaliseres. Mange bygherreorganisationer har også målsætninger om at bygge bæredygtigt, men savner klare kriterier for bæredygtighed indenfor energi. Endelig har Aarhus Kommune en målsætning om at blive uafhængig af fossile brændsler og samtidig sikre kommunens varmeforbrugere lavest mulige omkostninger. Kommuneplanen for Aarhus Kommune har udpeget et område til den nye by NYE, hvor byen indpasses godt i forhold til de øvrige bebyggelser, den omgivende natur, kollektiv transport med den kommende letbane samt den eksisterende fjernvarmeforsyning.

11 3 2.2 De bæredygtige løsninger Analyserne viser, at den mest bære energiløsning består i, at byen NYE også bliver en del af det omkringliggende bysamfund indenfor energiområdet. Områdets bygninger skal tilsluttes elnettet som aktive forbruger og udnytte, at vedvarende elenergi kan produceres mere effektivt i større skala på mere egnede steder i regionen, samt så vidt muligt styre det elforbrug, som ikke bedre kan omlægges til varmeforsyningen. Områdets bygninger skal ligeledes tilsluttes det lokale fjernvarmenet i Lystrup og udnytte, at kraftvarme og vedvarende energi kan produceres mere effektivt i større skala på mere egnede steder indenfor Varmeplan Aarhus. Derved undgås, at der produceres energi i lokalområdet. Det vil fremme et godt nærmiljø uden støj og visuelle påvirkninger. Desuden lægges der ikke beslag på plads i bygninger og tagflader, som således kan udnyttes til andre formål. Eneste undtagelse er, at der kan blive behov for en midlertidig spidslastcentral i området, indtil fjernvarmen forbindes med fjernvarmen i byudviklingsområdet ved Lisbjerg. Det kan heller ikke udelukkes, at solceller med tiden vil falde så meget i pris, at de vil være samfundsøkonomisk fordelagtige og, at de i et vist omfang vil kunne integreres i bygningerne på en æstetisk måde. Analysen viser, at man ved valg af fjernvarme i forhold til individuelle løsninger kan opnå: Den bedste samfundsøkonomi, heri indregnet miljøkonsekvenser fra CO 2 mv. Den bedste økonomi for lokalsamfundet i Aarhus Den bedste økonomi for de nuværende fjernvarmeforbrugere i Lystrup og Den bedste økonomi for dem, som investerer og bosætter sig i NYE Analysen af fremtidens tekniske og økonomiske udfordringer viser, at fjernvarmen er mere fleksibel end individuelle opvarmningsformer, da man over en levetid på eksempelvis 60 år vil kunne skifte mellem flere opvarmningskilder, ligesom man vil kunne udnytte og lagre lavværdige energikilder ved lav temperatur samt fluktuerende energikilder, når de er til rådighed til en lav pris. Analysen viser desuden, at fjernvarmens organisering kan være lige så fleksibel, som de individuelle løsninger, idet en bygningsejer med flere brugere, eksempelvis ejeren af en etagebolig, kan vælge mellem en central tilslutning med én fælles måler eller individuel afregning med hver slutforbruger. Der er således flere muligheder for at samarbejde om den fælles bedste langsigtede løsning. Analysen af beslutningsprocessen viser, at det er vigtigt, at beslutninger træffes i et åbent samarbejde mellem parterne og, at de understøtter kommunens helhedsplanlægning. Den proces, som projektgruppen har været igennem illustrerer, hvordan byudviklingsselskab og fjernvarmeselskab med hver deres rådgivere i dialog kan nå frem til at belyse fordele og ulemper ved forskellige løsninger og nå frem til en fælles bedste løsning. Kommuneplanloven og Varmeforsyningsloven er samordnet, så der planlægges i et åbent forum med partshøringer og offentlig høring for at finde den mest samfundsøkonomiske løsning for alle fjernvarmeanlæg og for individuelle bygninger med en kapacitet over 250 kw (svarende til ca m 2 lavenergibyggeri). Grundlaget herfor er de samfundsøkonomiske beregningsforudsætninger, som skal benyttes ved analyse af alle projekter indenfor energiområdet. Der er dog mulighed for dispensation fra eventuel tilslutningspligt iht. Varmeforsyningsloven for bygninger under 250 kw, hvilket i særlige tilfælde kan være velbegrundet ud fra de konkrete forhold i bygningen. Analysen viser, at disse rammebetingelser ikke altid er tilstrækkelige til at fremme de mest bæredygtige løsninger og sikre et samarbejde mellem fjernvarme og bygherre:

12 4 Der er risiko for, at en bygherre med en bygning over 250 kw svarende til ca m 2 får byggetilladelse uden, at lovens krav om projektforslag iht. Varmeforsyningsloven er overholdt Der er risiko for, at bygninger under 250 kw automatisk og dermed uden en reel forhandling får dispensation fra bestemmelserne i både lokalplanen og varmeforsyningsprojektet, hvis de udformes som lavenergibyggeri, selv om det dermed er i strid med både samfundsøkonomien og økonomien i lokalsamfundet, og selv om det udhuler økonomien i det planlagte projekt og dermed påfører de øvrige varmeforbrugere ekstraomkostninger. Denne risiko bestyrkes af, at bygherren i beslutningsprocessen udsættes for påvirkninger og krav, som virker imod varmeforsyningslovens krav om samfundsøkonomi og desuden imod ønsket om at fremme en bæredygtig løsning for lokalsamfundet. Disse påvirkninger skyldes bl.a. følgende forhold: En bygherre er tvunget til at efterleve kravet i BR, herunder evt. krav fra kommunen om lavenergiklasse uanset det er samfundsøkonomisk begrundet. Omvendt kan bygherren opnå dispensation fra tilslutningspligt til fjernvarme for byggerier med en kapacitet under 250 kw, hvis det overholder kravet til lavenergiklasse, og uanset fjernvarmen er mere samfundsøkonomisk fordelagtigt. Hvis kommunen har skærpet kravet til energiklasse, kan kommunen dispensere fra eget ekstra krav, eksempelvis som betingelse for, at bygningen tilsluttes den planlagte fjernvarme, men det er ikke altid, at kommunen udnytter denne mulighed BR stiller krav til isoleringstykkelser i lavenergibyggeri, som medfører en samfundsøkonomisk urentabel investering, men BR stiller ikke tilsvarende krav til god termisk komfort, lavtemperaturvarmeanlæg eller andre tiltag, som kunne bidrage til at udnytte energien mere effektivt BR diskriminerer gode jordvarmepumper i forhold til energimæssigt og miljømæssigt dårligere luft/luft varmepumper, da forbruget af el til de to varmepumper vægtes ens i energirammeberegningen BR diskriminerer fjernvarme i forhold til gode varmepumper med en COP på eksempelvis 4, da en bygherre, som vælger den samfundsøkonomisk bedre fjernvarme, får en ekstraomkostning ved at skulle investere i solceller eller vindmøller på matriklen eller i yderligere urentabel isolering, da varmepumpen tildeles et energirammeforbrug, der er 25 % lavere end fjernvarmen De kendte bygningscertificeringssystemer tager ikke hensyn til, om bygningen forsynes med god samfundsøkonomi eller bidrager til lokalsamfundets mest bæredygtige løsninger, da de typisk fokuserer på centralt fastsatte generelle nøgletal, som langt fra altid fører til det mest bæredygtige valg indenfor energi Der er ingen lovkrav, der sikrer, at offentlige eller halvoffentlige midler til nyt byggeri eller energirenovering fremmer samfundsøkonomisk fordelagtige løsninger, ligesom der heller ikke er mekanismer, der følger op på økonomien i afholdte investeringer Det er derfor vigtigt, at alle rammebetingelser, øvrige incitamenter samt informationer om bæredygtighed fremmer de bæredygtige løsninger, ikke mindst så ovennævnte forhold justeres, så de giver bygherren incitamenter til et bæredygtigt valg. Rapporten giver desuden inspiration til, hvordan alle berørte parter kan samarbejde om at udvikle de bedste løsninger. Det drejer sig især om: Aarhus Kommune, Tækker Group, Lystrup Fjernvarme, Varmeplan Aarhus samt de kommende bygningsejere og beboere. Arbejdet med projekt har således tydeliggjort manglende sammenhænge mellem den fysiske planlægning og kravene til varmeforsyningsplanlægningen. En mere præcis udredning heraf vil som direkte konsekvens af rapporten blive udarbejdet som supplement til rapporten.

13 5 2.3 De bæredygtige virkemidler I det følgende resumeres de mest oplagte virkemidler, som hver enkelt aktør kunne arbejde med for at fremme realiseringen af de mest bæredygtige løsninger, dels generelt, dels i NYE: Staten Udarbejde vejledninger for kommuner og lokale aktører for arbejdet med varmeplanlægning og køleplanlægning til især ny bebyggelse som en integreret del af kommuneplanlægningen, herunder vejledning i at indregne de fluktuerende elpriser i de samfundsøkonomiske analyser Udarbejde energistatistik og dokumentation for energiinvesteringer i ny bebyggelse Stille krav om, at kommunen som udgangspunkt skal benytte Varmeforsyningslovens bestemmelse om tilslutningspligt til ny bebyggelse, når det er samfundsøkonomisk fordelagtigt iht. et godkendt projektforslag, idet dog følgende bør præciseres og indarbejdes i Energitilsynets procedure for behandling af klager: At tilslutningspligt kan påklages og, at den samlede omkostning over 20 år inkl. kapitalomkostninger ved fjernvarme ikke må overstige omkostningerne set i forhold til et veldefineret individuelt alternativ med samme varmebehov og en veldefineret prisprognose At der dispenseres for bygninger under 250 kw, hvis fjernvarmen ikke er fordelagtig At Energitilsynet for bygninger over 250 kw tilbyder at mægle mellem fjernvarmen og kunden og, at Energitilsynet kan fastlægge en maksimal substitutionspris Stramme bestemmelserne i BR, så krav til et normalt hus afstemmes i forhold til de samfundsøkonomiske beregningsforudsætninger og en gennemsnitsforsyning Justere beregningen af energirammeforbruget, så fjernvarmen ikke diskrimineres i forhold til en god varmepumpe med akkumuleringsmulighed (eksempelvis faktor 0,40 på fjernvarmen og faktor 1,8 på el svarende til faktor 1,8/4= 0,45 på gode varmepumper) Justere beregningen af energirammeforbruget, så en individuel luftvarmepumpe uden mulighed for akkumulering stilles ringere end den gode varmepumpe (eksempelvis faktor 2,5 på el svarende til faktor 2,5/3 = 0,83 på en god luftvarmepumpe uden reguleringsmulighed) Fremme samfundsøkonomisk fordelagtige investeringer i offentligt støttet byggeri Kommunen - Aarhus Kommune Arbejde med varmeplanlægning og strategisk energiplanlægning, så der parallelt med kommuneplanlægningen ajourføres en varmeplan med en status for forsyningen og visioner for den langsigtede forsyning, herunder, at der sikres et godt samspil mellem byudvikling, fjernvarme, kollektiv transport samt fjernkøling, hvor det er relevant. Arbejde videre med Klimaplan Aarhus med fokus på at opnå de langsigtede mål med den bedste samfundsøkonomi (heri indregnet CO 2 ) samt bedste økonomi for lokalsamfundet i Aarhus for alle sektorer samlet set Arbejde med varmeplanlægning for ny bebyggelse, og henstille til de aktuelle fjernvarmeselskaber, at der parallelt med lokalplanlægningen udarbejdes projektforslag for fjernvarme, så kommunen kan vurdere, om fjernvarme er den mest samfundsøkonomiske opvarmningsform i hvert distrikt i lokalplanområdet og i givet fald hvordan At indarbejde tilslutningspligt til fjernvarme i medfør af både Kommuneplanloven og Varmeforsyningsloven i de områder, hvor fjernvarme er godkendt som den mest samfundsøkonomiske opvarmningsform At stille tilsvarende krav til den energimæssige ydeevne af varmepumper i distrikter, der ikke er egnede til fjernvarme, eksempelvis områder med enfamiliehuse og lav bebyggelsestæthed

14 6 At stille krav til skærpet lavenergiklasse til bygninger, der ikke tilsluttes fjernvarmen, og således dispensere hvis der vælges fjernvarme Fjernvarmetransmission - Varmeplan Aarhus Bistå Kommunen med at planlægge den mest fordelagtige langsigtede forsyning Bistå distributionsselskaberne med at koordinere forsyningen i lokalområderne, i det aktuelle tilfælde mellem Lystrup og Lisbjerg Yde en rabat på bidraget til at dække de faste omkostninger for den varme, der leveres ekstra til nye kunder i en årrække, jf. praksis fra eksempelvis VEKS og CTR Fjernvarmedistributionsselskab - Lystrup Fjernvarme Udarbejde og vedligeholde en udbygningsplan, som viser hvordan selskabet kan udvikle forsyningen og bidrage til kommunens arbejde med varmeplanlægning Tilbyde fleksible vilkår for tilslutning, så der i samarbejde med bygherren, eksempelvis kan leveres fjernvarme direkte til hvert lejemål Tilbyde at installere kundeinstallationer som en del af prisen på fjernvarme Tilbyde en fleksibel prisstruktur, som sikrer, at fjernvarmen er konkurrencedygtig for kunder i nye områder og afbalanceret i forhold til selskabets langsigtede økonomi Udvikle tilbud om at levere køling individuelt og som fjernkøling hvor det er fordelagtigt i samarbejde med en aktør, der har den fornødne risikovillige kapital Byudviklingsselskabet - Tækker Group Udvikle en helheds plan for byudviklingsområder, som inddrager bæredygtighedsaspekter i bred forstand og sikrer et godt samspil mellem kollektiv transport, kollektiv varmeforsyning og evt. køleforsyning samt bygningernes energimæssige indretning mv. Skabe værdier for området som kommer både byudviklingsselskab, bygherre og kommende beboere og virksomheder til gode Samarbejde med kommune og forsyningsselskaber om planlægningen, byggemodning og udbygning Sikre, at hver bygherre følger det vedtagne mest bæredygtige koncept for energiforsyning og energimæssige indretning af bygningerne Bygherren Vælge det koncept for energiforsyning der fremgår af kommunens, byudviklingsselskabets og fjernvarmeselskabets planer Samarbejde med fjernvarmeselskabet om varmeforsyningens organisering i bygninger med flere kunder Samarbejde med fjernvarmeselskabet om at stå for evt. køleforsyning Vælge eventuelle bygningscertificeringer med omtanke og undlade at lade sig påvirke af regler, som modvirker valget af den mest bæredygtige løsning

15 7 3. MÅLSÆTNINGER OG MIDLER 3.1 Målsætninger Den energipolitiske målsætning om, at den danske el- og varmesektor skal være uafhængig af fossile brændsler inden 2035 og, at Danmark skal være helt uafhængig af fossile brændsler inden 2050 er en stor udfordring, som langt overstiger den udfordring, vi stod over for i Udfordringen er ikke en teknisk omlægning, som kan gennemføres på mange måder. Udfordringen er at gøre det på den mest bæredygtige og økonomisk fordelagtige måde for samfundet, så der bliver flere ressourcer til at sikre konkurrenceevne og velfærd for kommende generationer. Bygningers energiforbrug udgør en stor del af det samlede energiforbrug og er samtidig det område, hvor man allerede har opnået meget store resultater siden 1979, og hvor det er lettest at blive helt uafhængig af fossile brændsler. Der er globalt en tendens til, at befolkningstilvæksten sker i byerne. Det giver udfordringer, men også muligheder for at mindske behovet for fossile brændsler på en smartere måde. Specielt i byudviklingsområder er det muligt at planlægge bebyggelser, bygninger og infrastrukturen herunder kollektiv trafik, kollektiv varmeforsyning, elforsyning og evt. fjernkøling ud fra helhedshensyn der tilgodeser en bæredygtig byudvikling. Bæredygtighed kan betragtes både ud fra en Økonomisk, en miljømæssig og en social dimension. Bæredygtighed omfatter mange kvalitative aspekter omkring menneskers trivsel, materialer mv., men specielt, når det drejer sig om at udvælge de mest langsigtede bæredygtige energiløsninger, kan bæredygtigheden kvantificeres. Det betyder, at løsningernes bidrag til den samlede bæredygtighed i bebyggelsernes livscyklus kan sammenlignes. Energiløsninger, med den bedste samfundsøkonomi i bydelenes levetid, bidrager bedst til den økonomiske og miljømæssige bæredygtighed, da væsentlige miljøfaktorer er internaliseret. Energiløsninger i bygninger og i bydele med den bedste økonomi for hele lokalsamfundet og for samfundet som helhed, bidrager bedst til den sociale bæredygtighed. Den nye by NYE er et godt eksempel, der er egnet til en grundig analyse. Byen er dels et lille område, som kunne have sin egen forsyning på matrikelniveau eller for hele byen, dels er det en del af lokalsamfundet Lisbjerg, Elev, Lystrup, som igen er en del af Aarhus. Lokalsamfundets økonomi kan således opdeles på 3 parter: Byudviklingsselskabet Tækker Group, som udvikler NYE og kommende ejere og lejere har interesse i, at de samlede omkostninger til at opnå en god termisk komfort i bygningerne samt elydelser bliver så små som mulige. Lokalsamfundet i Lystrup, Elev, Lisbjerg vil have en interesse i at få flere fjernvarmekunder med i det forbrugerejede fjernvarmesystem, som bidrager lidt til at reducere den samlede varmeregning på længere sigt Tilsvarende vil bysamfundet i Aarhus have en interesse i at nye fjernvarmekunder bidrager til at sænke den samlede varmepris i Aarhus. 3.2 Rammebetingelser I dette afsnit gennemgås de rammebetingelser, midler og metoder, der har til hensigt at fremme den mest bæredygtige udvikling EU direktiverne Direktiverne udstikker de overordnede rammer for den nationale lovgivning.

16 8 Bygningsdirektivet skal sikre at byggeriet får et godt indeklima og, at forbrug af fossile brændsler reduceres til et minimum på den mest omkostningseffektive måde under hensyntagen til lokale forhold, herunder at udnytte muligheden for at overføre vedvarende energi og kraftvarme til bygningerne via fjernvarme og fjernkøling hvor det er muligt VE direktivet skal fremme udnyttelsen af VE til bygninger fra nærved liggende energikilder for el, varme og køling under hensyntagen til at udnytte fjernvarme og fjernkølenet. Dette skal styrkes ved, at kommunerne skal arbejde med varme- og køleplanlægning. EU direktivet skal tilsvarende fremme udnyttelsen af kraftvarme til bygningers opvarmning og kommuner og regioner skal arbejde med varme- og køleplanlægning. Samtidig skal kraftværker som udgangspunkt placeres, hvor varmen kan udnyttes som kraftvarme Varmeforsyningsloven Kommunerne har pligt til at arbejde aktivt med varmeplanlægning i samarbejde med berørte forsyningsselskaber for at fremme samfundsøkonomisk fordelagtige projekter og som en integreret del af kommuneplanlægningen. Derfor forekommer det naturligt, at kommunerne planlægger den mest samfundsøkonomisk fordelagtige varmeforsyning for ny bebyggelse i nye byudviklingsområder og pålægger tilslutningspligt til fjernvarme hvor fjernvarme udpeges til den bedste løsning Bygningsreglementet Ligesom kommunen kan pålægge tilslutningspligt kan kommunen stille skærpede krav iht. BR hvor det fremmer en samfundsøkonomisk fordelagtig opvarmning. Derfor er der især et stort behov for, at kommunerne får et godt beslutningsgrundlag. 3.3 Metoder Denne rapport analyserer dels økonomien, dels den beslutningsproces, som med dagens rammebetingelser og de gældende markedsmekanismer leder frem til den endelige løsning Samfundsøkonomi Alle investeringer indenfor energiområdet skal vurderes ud fra samfundsøkonomiske kriterier. Beregningsforudsætningerne fremgår af Energistyrelsens metode og beregningsforudsætninger. I beregningsforudsætningerne er bl.a. anført: Diskonteringsrate, som af Finansministeriet er sat til for alle sektorer 5 % Bestemmelse om, at man skal benytte en projektperiode på 20 år og indregne scrapværdi for anlægskomponenter som har lang levetid Bestemmelse om, at man skal vurdere alternativer i forhold til en realistisk reference Prognose for brændselspriser og elpriser Priser på CO 2, NOx, SO 2, N2O, CH4 og partikler, således at disse væsentligste miljøomkostninger internaliseres som en del af samfundsøkonomien Analysen skal således sammenligne de samfundsøkonomiske omkostninger, herunder alle relevante miløomkostninger, for realistiske alternativer, som lever op til de overordnede målsætninger om, at energisystemet skal kunne blive uafhængigt af fossile brændsler inden Det betyder eksempelvis, at oliefyr og naturgasfyr til ny bebyggelse er udelukket, hvilket da også allerede er fastlagt i Energiaftalen af 22. marts Det udelukker dog ikke, at man kan sammenligne omkostninger med disse alternativer. Fremtidens opvarmningsformer for ny bebyggelse vil således være fjernvarme eller varmepumper, og den samfundsøkonomisk optimale afgrænsning mellem disse opvarmningsformer vil være

17 9 bestemt af de lokale forhold, så som bebyggelsens struktur, afstanden mellem bygningerne, varmebehovet og pladsforhold for jordslanger til varmepumper. Tilsvarende vil investeringer i klimaskærmen kunne optimeres ud fra samfundsøkonomiske kriterier. I forarbejderne til revision af BR blev således beregnet de samfundsøkonomiske konsekvenser af det skærpede isoleringskrav. Det blev omskrevet til en CO 2 skyggepris på ca kr/tons ved en diskonteringsrente på 5 %, svarende til en intern rente på ca. 0 % ved 200 kr/tons CO 2, som er den samfundsøkonomiske pris på CO 2. Der er ikke i de gældende forudsætninger sat pris på øvrige miljøgener i form af støj eller visuelle påvirkninger fra luftvarmepumper, vindmøller og solceller Selskabsøkonomi for Lystrup Fjernvarme Det skal sikres, at tariffen fra Lystrup Fjernvarme balanceres således, at de eksisterende kunder ikke kommer til at få en højre varmeregning som følge af de nye områder, og at de får en mindre gevinst på længere sigt Selskabsøkonomi for Varmeplan Aarhus Det skal tilsvarende sikres, at resten af fjernvarmeforbrugerne i Aarhus ikke lider et tab, men på den anden side heller ikke får en større gevinst på bekostning af lokalområdet i Lystrup og NYE Brugerøkonomi Det skal sikres, at brugerøkonomien for fjernvarmen er fordelagtig og på en rimelig måde, så fjernvarmen er konkurrencedygtig på lige vilkår, og således at brugeren ved valg af fjernvarme ikke pålægges ekstraomkostninger som følge af generelle regler i bygningsreglementet Lokalsamfundets økonomi Lokalsamfundets økonomi er en vigtig parameter i den bæredygtige løsning, og det skal især sikres, at alle beslutningstagere arbejder for at fremme den bedste økonomi for lokalsamfundet Den formelle beslutningsproces Varmeforsyningsloven og byggesagsbehandlingen udgør en formel beslutningsproces med offentlig høring og klagemulighed. Specielt er projektbekendtgørelsens procedure med offentlig høring vigtig for at etablere et åbent samarbejde, hvor kommunen får mulighed for at se den samlede økonomi for samfundet og lokalsamfundet Den uformelle beslutningsproces Der skal skabes opmærksomhed om den uformelle og skjulte beslutningsproces, som forløber, hvis ikke der etableres en åben proces omkring den bæredygtige byudvikling med fjernvarmen, byudviklingsselskabet, den enkelte bygherre og kommunen som aktive samarbejdspartnere. Ellers træffes beslutningen om opvarmningsform af den enkelte bygherre ud fra kriterier, som ikke altid fremmer den bæredygtige løsning og som i værste fald kan tilsidesætte kommunens planlægning, eksempelvis hvis bygherren vælger: At bygge billigst muligt efter bedste lavenergiklasse, hvorved fjernvarmen fravælges At bygge CO 2 neutralt her og nu hvorved fjernvarmen fravælges At etablere en CO 2 neutral bydel her og nu hvorved fjernvarmen fravælges At prioritere efter et bygningscertificeringssystem, som ikke tager højde for samfundsøkonomien og lokalsamfundets økonomi At drage sin egen konklusion uden først at have udtømt alle forhandlingsmuligheder med kommunen, byudviklingsselskabet og fjernvarmeselskabet.

18 10 4. BYUDVIKLINGSOMRÅDET NYE Et af de store byudviklingsområder i Aarhus er NYE, der er beliggende i den nordlige del af Aarhus syd for Elev mellem Lystrup og Lisbjerg. Området kan umiddelbart forsynes med fjernvarme fra Lystrup og Lisbjerg, og det ligget tæt på naturområder, motorvej og en planlagt letbane. Figur 4-1 Illustration af lokalisering af NYE fra byudviklingsplanen Det ses, at byudviklingen er tæt forbundet med den kollektive trafik. Af følgende illustration af Varmeplan Aarhus ses, at området også er tæt forbundet med muligheden for kollektiv varmeforsyning sammen med resten af Aarhus området.

19 11 Figur 4-2 Aarhus by udbygget med fjernvarme (Varmeplan Aarhus) Figur 4-3 Byudviklingsområdet i forhold til kollektiv transport

20 Målsætninger og værdier for NYE Tækker Group har arbejdet med at udvikle den ny by NYE siden Det har været et gennemgående greb at anvende bæredygtighed som metode i processen. I Helhedsplan for den nye by ved Elev beskrives metoden. Arbejdet med bæredygtighed har været en integreret del af arbejdet med NYE siden opstarten. Bæredygtighed i alle afskygninger er en implicit, gennemgående og selvfølgelig tankegang, der understøtter planens helhed. Begrebet har i sine 3 afskygninger (social, miljømæssig og økonomisk) dannet udgangspunkt for en aktørinddragelse med efterfølgende hvidbog, og det er løbende blevet udviklet som et metodisk arbejdsredskab. I arbejdet med helhedsplanen har bæredygtighedstankegangen været, at udfordringerne i vid udstrækning har været brugt som udgangspunkt for at tænke helhedsorienteret. Det vil sige, at der systematisk er blevet tænkt i løsninger, der tilgodeser flere bæredygtighedsaspekter samtidig. Udviklingsarbejdet har taget udgangspunkt i en række grundlæggende værdier. I Helhedsplan for den nye by ved Elev beskrives værdierne. NYE er både en by og en forstad, og den skal indeholde det bedste af begge verdener. Det handler dybest set om de rigtige kvaliteter. Drømmen om NYE bæres af en række værdier. Værdierne er udgangspunktet for den konkretiserede planlægning, der er helhedsplanens formål. Redskabet er nærhed: Man skal i overført forstand have både storslået natur og mangfoldigt byliv lige bag hækken eller uden for hoveddøren. Det skal opleves, som om byen er i forhaven og naturen i baghaven. Redskabet er således også tæthed: Når alt skal være inden for rækkevidde, må byen komprimeres, så den både kan være tæt og grøn. Dette er også miljø- og ressourcemæssigt det mest forsvarlige. Der skal være balance og liv. Som by betragtet skal NYE være både socialt og funktionelt helstøbt. Det skal være en by, der tiltrækker mennesker. Tankegodset bygger på, at helheden omkring NYE er større og mere end summen af de enkelte elementer. Der skal være de aktiviteter og funktioner, man kan forvente at finde i en by, og der skal bo mange mennesker til at skabe liv. Jo flere mennesker, der går til bageren hver søndag, desto større chance er der for, at de også kan købe deres morgenbrød her næste søndag. Det handler om at etablere tilstrækkelig og dermed selvforstærkende aktivitet både af mennesker, boliger, virksomheder, butikker, kultur og så videre. Med andre ord skal der være borgere nok i NYE til at kunne opretholde en række aktiviteter, som kan tiltrække endnu flere. NYE ligger i nærheden af Aarhus, og mange vil stadig tage til staden for at arbejde, handle, tage i teatret eller gå på café. Forstadens største problem handler om tid og det handler derfor også om afstand: Der er så stor afstand til Aarhus, at bilen pludselig bliver et eftertragtet transportmiddel, når man skal bevæge sig derind. Det er ikke bæredygtigt og ofte heller ikke hensigtsmæssigt, at så mange biler dagligt transporterer os fra sted til sted og det er den moderne bys største udfordring, at de mange biler radikalt har ændret byernes udformning og attraktive byrum. Derfor er det en del af NYE s identitet, at biltrafikken besværliggøres bare en smule og at der tilbydes andre attraktive muligheder for at komme frem. Bevæg jer endelig men gør det til fods, på cykel, med letbane eller bus. Det er gjort let med korte interne afstande, og stimulerende med grønne og attraktive omgivelser for den bløde trafik. Vi skal kunne komme hjemmefra uden at holde i kø. NYE ligger midt i naturskønne omgivelser. Det er byens ansvar over for fremtiden, at man værner om disse omgivelser og det er en del af byens attraktionsværdi fra starten.

21 13 Naturværdierne består i denne konkrete sammenhæng først og fremmest af vandet. Som bække, vandløb, søer, regn og grundvand er vandkredsløbet allestedsnærværende som udfordring og som mulighed. Det samme gør sig gældende for de få naturelementer, der i dag ligger inden for byudviklingsområdet. Visionerne om miljømæssig bæredygtighed kan her gøres til virkelighed. Muligheden skal gribes for både at give byen en klar identitet og samtidig komme med et seriøst bud på det 21. århundredes vand- og naturforvaltning. Så naturens rytme og vandets tilstedeværelse kan mærkes overalt i byen både som en oplevelse og som en indbygget sikkerhed for ekstreme regnskyl, der kan forårsage oversvømmelser og ødelæggelse. En bæredygtig by er en inkluderende by. Her kan man være en del af et fællesskab. Alle aldre og indkomstklasser kan leve i en by, hvor både social og miljømæssig bæredygtighed er en del af byens væv. Forudsætningen er mangfoldighed, idet mangfoldighed skaber social mobilitet og dynamik, som igen er forudsætningen for en moderne bæredygtig by. Når man planlægger for en ny by, er det vigtigt at huske, at vi endnu ikke ved ret meget om, hvordan byen rent faktisk kommer til at se ud i fremtiden. NYE er stadig kun en vision, der kan blive til virkelighed på et utal af måder. Derfor er det vigtigt, at der er plads og medbestemmelse til de mennesker, der skal virkeliggøre og befolke byen. Efter flere offentlighedsfaser er myndigheder og Tækker Group nu i planlægningsfasen, hvor der er åbenhed for at ændre, da planlægningen kun er en ramme, som løbende skal udfyldes på baggrund af en voksende og spirende by, der aldrig bliver færdig. NYE vil naturligvis have en bæredygtig energiforsyning. Spørgsmålet er blot, hvordan dette mål skal opnås. Der skal for det første arbejdes med at nedbringe ressourceforbruget ved at bygge bæredygtigt, men mængden af byggeri byens størrelse giver et godt grundlag for en bæredygtig energiforsyning. Byen har mange forbrugere og en størrelse, der gør, at den selv ville kunne understøtte sin egen bæredygtige energiforsyning, hvis den lå isoleret og der ikke var mulighed for at samarbejde med naboområder. Samtidig betyder tætheden, størrelsen og lokaliseringen, at NYE indbyder til samarbejde med resten af lokalsamfundet om en mere bæredygtig energiforsyning for hele lokalsamfundet. Som det ses af afsnittet Forsyn dig selv, har det været et grundlæggende udgangspunkt, at NYE skal være forsynet med bæredygtig energi. Det har derfor været en hel naturlig følge, at Tækker Group i 2010 indledte et samarbejde med Lystrup Fjernvarme for at afdække mulighederne for at værket kunne levere en bæredygtig energiforsyning til NYE. Dette har blandt andet før til samarbejdet om at dette F&U projekt, Bæredygtig energiforsyning af NYE den ny by ved Elev.

22 Generelt Byudviklingsområdet NYE er i kommuneplanen for Aarhus indtil videre fastlagt til mellem og indbyggere. I forslag til helhedsplan for Nye, (se arbejdes med et indbyggertal på mellem og indbyggere. Området udgør en naturlig udbygning af Aarhus og skal ses i sammenhæng med bl.a. udbygningen med kollektiv transport med letbane samt fjernvarme. Området er egnet til byudvikling ud fra energimæssige kriterier, da det passer ind i den kollektive varmeforsyning fra Lystrup og Lisbjerg, og da området centreres omkring letbanestationen Nye mellem Lisbjerg og Lystrup. Letbane og fjernvarme kan således udbygges koordineret og bestyrke områdets egnethed mht. energiinfrastruktur. Nedenstående figur viser, hvordan området er opdelt i 7 delområder. Figur 4-4 NYE opdelt på 7 delområde

23 15 Figur 4-5 NYE i forhold til fjernvarmen fra Lystrup Figuren ovenfor viser de samme 7 delområder med signaturer for bebyggelsen og hvordan de er lokaliseret i forhold til den eksisterende bebyggelse og fjernvarmen i Lystrup. Det ses, at området umiddelbart kan forsynes fra den transmissionsledning der udgår fra Lystrup og forsyner Elev. På kortbilag 1 er markeret hovedledningen fra Lystrup Fjernvarme til Elev, som forsyner området samt de planlagte ledninger i delområde 6. Området består af 7 delområder med et samlet areal på 212 Ha og med en samlet forventet bebyggelse på m 2. Det svarer til en total bebyggelsesgrad på ca. 50 %. Det første delområde 6, Generationsbyen, som skal realiseres, og er omfattet af denne undersøgelse, omfatter m 2. På figur 4-6 ses mere tydeligt, hvordan delområde 6 kan forsynes fra Lystrup Fjernvarmes eksisterende ledning.

24 Bygningsmasse og varmebehov Tækker Group har udarbejdet en samlet plan for bebyggelsen i NYE fordelt på kategorier og tæthed. Ud fra modelberegninger er anslået det samlede graddageafhængige varmeforbrug (GAF) og det graddageuafhængige varmeforbrug (GUF) for hver bygning. Det fremgår detaljeret af den efterfølgende tabel 4-2. Tabellen nedenfor resumerer det samlede opvarmede areal samt det beregnede årlige varmebehov. Desuden er beregnet nettab og maksimal kapacitet for fjernvarmenet i hvert af de 7 delområde. Den samlede opvarmede areal er på m 2, hvoraf det første delområde 6, som analyseres detaljeret, har et areal på m 2. Med et forventet gennemsnitligt varmebehov på 32 kwh/m 2 er det samlede varmebehov i område 6 beregnet til MWh. Nettabet i området er beregnet til 850 MWh med højeste isoleringsklasse, hvorved det relative nettab er 13 %. Nettabet i de øvrige områder er anslået ud fra bebyggelsestætheden. Derved fås et varmeproduktionsbehov på ca MWh i område 6 og MWh for hele NYE. Antages, at benyttelsestiden for produktionsbehov til nettet er timer, fås et maksimalt effekt på 14 MW, hvoraf mindst 10 MW bør komme fra transmissionsnettet for at sikre effektiv varmeproduktion på årsbasis. Del- Areal Enhedsbeh. Varmebehov Nettab Nettab Produktion Maks. Kap. Udbygning omr. Områdenavn m 2 kwh/m 2 MWh MWh % MWh MW år 1 Midtbyen % ,2 xx 2 Netværksbyen % ,6 xx 3 Den blå by % ,0 xx 4 Den aktive by % 768 0,3 xx 5 Markedsbyen % ,6 xx 6 Generationsbyen % , Villabyen % ,4 xx I alt % , Tabel 4-1 Bebygget areal og laveste varmebehov i NYE Flere fjernvarmeværker har imidlertid erfaret, at de beregnede varmebehov i ny bebyggelse ofte er undervurderede. Derfor vil det være relevant at vurdere følsomheden for, at behovet stiger. Dansk Fjernvarme bør systematisere indsamling af dokumentation for gennemsnitsforbrug i nyt byggeri af forskellige kategorier, da behovet har en vis betydning for valg af opvarmningsform og, da det er vanskeligt at vurdere behovet i bygninger med varmepumper. Desuden er der ikke taget højde for, at varmebehov til opvask og vask i stor udstrækning kan dækkes med det varme brugsvand, jf. Dansk Fjernvarmes F&U rapport om omlægning af husholdningers elforbrug til fjernvarme. Både for fjernvarme og for varmepumpeløsningerne vil det energimæssigt og samfundsøkonomisk set være en god ide at indrette VVS installationerne, så de mest energieffektive husholdningsmaskiner med mulighed for at kombinere varmt og koldt vand umiddelbart kan installeres. Det kunne eksempelvis være en delmålsætning for Tækker Group, at lavtemperatur energibehovet til vask, opvask og tørring mv. ikke dækkes med el, men med den mere effektive planlagte opvarmningsform. Endelig kunne Energistyrelsen overveje at imødekomme henstillingerne i Direktivet for Energiforbrugende apparater og skærpe BR, så der stilles krav om, at der etableres tilslutningshaner til opvaskemaskiner og vaskemaskiner fra både den kolde og varme hane. Der kunne ligeledes stilles krav i BR om, at der skal være visse muligheder for tørring af tøj med anlæg fra det cirkulerende centralvarmevand, eksempelvis en håndklædetørrer og opvarmning af garderobe.

25 17 Derved vil forbruget af el kunne reduceres, og der opnås en højere termisk komfort på en energieffektiv måde. Der er som nævnt en usikkerhed på det faktiske årlige varmebehov og det maksimale effektbehov på grund af modeltilnærmelser og på grund af muligheden for at skifte fra elforbrugende til varmeforbrugende apparater. Denne usikkerhed kan have en vis betydning for valg af opvarmningsform. Medens fjernvarmen er relativ fleksibel og kan øge kapaciteten ved at hæve pumpetryk og fremløbstemperatur eller ved at tilslutte en fælles spidslastsenhed (evt. en midlertidig mobilcentral), så er varmepumpen sårbar. Energieffektiviteten reduceres og i værste fald fryser jorden, så der kan opstå en negativ spiral med stigende elforbrug. Tækker Group har planlagt, hvordan bebyggelsen bedst kan struktureres i 188 klynger med en fælles varmeforsyning fra enten en varmepumpe eller en fjernvarmetilslutning. Figuren nedenfor viser et kortudsnit med delområde 6, som forsynes i etape 1. Figuren viser desuden det eksisterende fjernvarmenet og det fjernvarmenet, der i projektet er designet til at kunne forsyne delområde 6, samt forberedt til at kunne forsyne dele af de efterfølgende etaper. Fjernvarmenettet viser tilslutninger til de valgte klynger. Desuden vises bebyggelsens tæthed med angivelse af etager. Bygningerne er således samlet i klynger, som har samme varmeforsyningskilde, eksempelvis central tilslutning til fjernvarme eller en central varmepumpe. Figur 4-6 Delområde 6 opdelt i klynger med fjernvarmetilslutning Tabellen nedenfor viser den samlede bygningsmasse på m 2, som skal etableres på det viste areal. Det samlede varmebehov er opgjort på grundlag af modelberegninger til MWh svarende til 32 kwh/m 2. Der er 576 bygninger, som er samlet i 188 klynger til central forsyning og med mulige forsyningspunkter, hvis der etableres individuel fjernvarme med et forsyningspunkt med måler til hver bolig eller erhvervsbygning.

26 18 Område Bygnings Bygninger Enheder Areal pr enh Areal NVB/måler NVB GAF GUF Behov type antal antal m 2 /stk m 2 kwh/måler MWh/år MWh/år MWh/år kwh/m 2 Område A Erhv/inst Område B Erhv/inst Område C Erhv/inst Område D Erhv/inst Område E Erhv/inst Område F Erhv/inst Område G Erhv/inst Område H Erhv/inst Område I Erhv/inst Område J Erhv/inst Område K Erhv/inst Område L Erhv/inst Område M Erhv/inst Område N Skole Område O Erhv/inst Område P Plejehjem Område Q Erhv/inst Tabel 4-2 Bygningsmasse og varmebehov i delområde 6 Da bygningerne samles i 188 klynger med fælles forsyning, reduceres antallet af forsyningspunkter markant således fra 576 til 188 ved at forsyne til klynger frem for bygninger. Den nedenstående tabel viser, hvordan den samlede bygningsmasse forudsættes opdelt efter forsyningspunkter i overensstemmelse med figuren ovenfor. I denne opgørelse skelnes ikke mellem bolig eller erhvervsformål. Det interessante er primært varmebehovets størrelse og dermed krav til varmepumpe- eller fjernvarmekapacitet. I tabellen nedenfor antages, at alle bygninger har samme specifikke varmebehov.

27 19 Tilsl. Areal Areal Behov Effekt Effekt Område Bygnings- pkt. pr pkt. i alt Behov pr pkt. Behov pr pkt. i alt type antal m2 /stk m2 kwh/m2 MWh MWh kw kw Område A 1 enhed , enheder , enheder , enheder , Område B Område C Erhv/inst A Erhv/inst B Område D Erhv/inst I Erhv/inst K Område E Erhv/inst P Erhv/inst L Erhv/inst M Erhv/inst Q Område F Erhv/inst H Område G Erhv/inst N Erhv/inst O I alt Tabel 4-3 Delområde 6 opdelt på tilslutningspunkter og effekter

28 20 På grundlag af denne tabel kan beregnes anlægsoverslag over samtlige brugeranlæg til fjernvarme og individuelle varmepumper. 4.4 Brugerinstallationer Hver af ovennævnte klynger skal i forsyningspunktet tilsluttes en varmeproducerende enhed, der leverer varme og varmt brugsvand til klyngen Varme- og brugsvandsinstallation Den planlagte tætte bebyggelse lægger op til, at der som nævnt ovenfor etableres et centralt forsyningspunkt til hver klynge af bygninger og, at varmen fordeles internt. Af hensyn til sammenligningen mellem alternativerne med fjernvarme og varmepumper antages, at der i begge alternativer etableres den samme interne installation. Følgende systemer er taget i betragtning: Et centralt forsyningspunkt med central brugsvandsproduktion Denne installation, der kan benyttes af både fjernvarme og varmepumper medfører: At der fra tilslutningspunktet cirkuleres varmt vand ved en temperatur på ca. 30/25 grader til gulvvarme i alle boliger At der produceres brugsvand i tilslutningspunktet, som cirkuleres til alle tappesteder med recirkulation At der etableres fordelingsmålere for varme og brugsvand Fordelen ved denne installation er, at den er egnet til varmepumper, hvor den gør det muligt at opnå en god COP og at udnytte storskalafordele. Ulempen er, at der ikke etableres individuel afregning, hvorfor der påløber omkostninger til ekstra fordelingsmålere til både varmt brugsvand og varme ligesom der skal udarbejdes varmeregnskab. Et centralt forsyningspunkt med decentral brugsvandsproduktion Denne installation, der kan benyttes af både fjernvarme og en central varmepumpe medfører: At der fra tilslutningspunktet cirkuleres varmt vand ved en temperatur på ca. 60/25 grader til alle boliger At der produceres brugsvand i hver bolig At der etableres individuel afregning pr bolig med én måler Fordelen ved denne installation er, at fjernvarmen kan leveres direkte til klyngen i et tilslutningsskab med stophaner og derefter fordeles til hver boligenhed med en intern ledning og afregnes individuelt med hver boligenhed. Ligeledes kan varmen fra en fælles varmepumpe afregnes med individuelle målere. Ulempen er, at boligenhederne med en fælles varmepumpe skal dele omkostningerne til varmepumpen i et varmeregnskab og, at varmepumpen skal levere en temperatur på ca. 60 grader til rumvarmen, da den også skal kunne levere varme til brugsvand Varmeanlæg Det er god praksis i byggeriet, at varmeanlæg udformes primært som gulvvarme med individuel rumvarmeregulering og evt. med supplerende radiator, håndklædetørrer eller tørreskab. Det giver god komfort og det afkøler vandet til 30 grader eller mindre.

29 21 Desuden passer et sådant anlæg både til individuel varmepumpe og til fjernvarme. Ved varmepumper kan leveres varme direkte til en lavtemperaturkreds. Ved fjernvarme shuntes temperaturen ned. Varmanlæggene forudsættes at kunne tilsluttes Lystrup Fjernvarmes 6 bar net direkte uden veksler Varmepumper Der ses på følgende 4 typer varmepumper: luft/luft, luft/vand, jordvarme og grundvandsvarme. Luftvarme luft/luft varmepumpe Denne løsning producerer varm indblæsningsluft ved nedkøling af udeluften. Det er det opvarmningssystem, der har den laveste anlægsinvestering bortset fra ren elvarme, da den ikke kræver et centralvarmeanlæg. Ulempen er, at hver enhed er udformet, så den kun kan opvarme et enkelt rum, hvorfor de skal suppleres med individuel elvarme til regulering af rumopvarmningen. Løsningen bruges typisk i sommerhuse som supplement til elvarme. Ulempen i forhold til jordvarme er, at den har en dårligere årsvirkningsgrad på grund af større elforbrug ved lave udetemperaturer, og specielt de koldeste dage, hvor det nærmer sig ren elvarme. Luft/luft varmepumpe er den billigste i anlæg, men den har ulemper i en tæt bebyggelse i form at støj og synlige luftkølere. Tækker Group ønsker derfor ikke, at denne forsyningsform etableres i den tætte bebyggelse. Luftvarme luft/vand varmepumpe Denne løsning producerer varmt vand til centralvarmeanlæg og brugsvand ved nedkøling af udeluften. Den er billigere at installere end væske-vand varmepumper, men den har ligesom luft/luft varmepumpen en lidt dårligere årsvirkningsgrad. Dette skyldes et større elforbrug til kompressor og elpatron ved lave udetemperaturer. Luft baserede varmepumper suppleret med elvarme har været overvejet, men er udelukket på grund af dårlig komfort og dårlig energiøkonomi samt manglende evne til at afbryde elforbruget selv i korte perioder med høje elpriser. Tækker Group ønsker derfor heller ikke, at denne forsyningsform etableres i den tætte bebyggelse. Jordvarme Denne type varmepumpe er den mest kendte og energiøkonomiske varmepumpe, men den stiller krav om tilstrækkelig plads til jordslanger. Det kan derfor være vanskeligt at indpasse den i den tætteste bebyggelse. Det er en - igennem mange år velkendt teknik, hvor jordvarmeslangerne typisk lægges i ca. 0,8 m dybde og med en afstand på 1,5 m i haven eller omkringliggende arealer. Man kan sige, at der er tale om lagret solenergi i jordens overflade, da de afkølede jordlag opvarmes om sommeren. Ulempen er især, at der bruges et areal på m 2 pr. hus til mindre lavenergi huse. Derfor er den mest aktuel til bebyggelser med lav bebyggelsesgrad hvilket netop er de bebyggelser, der er mindre egnede til fjernvarme. Grundvandsvarme Denne type varmepumpe kan indpasses i tæt bebyggelse, hvis grundvandsforholdene tillader det, men den er dyrere end jordvarmen. Hvor der ikke er plads til jordvarmeslanger, og hvor det ikke kommer på tværs af grundvandsinteresser, kan man i stedet etablere en eller flere lodrette varmeoptagere typisk ned til ca. 100 m. Løsningen er lidt dyrere end jordvarme. På et mindre anlæg kan der være tale om en merudgift i størrelsesorden 10 % med nye effektive boreteknikker, men det kan blive dyrere, alt afhængig af lokale forhold. Varianter af denne løsning er skrå boringer (til ca. 30 m) og slangespiraler nedgravet til ca. 3 m dybde.

30 22 De fleste klyngebebyggelser i NYE er så tætte, at denne løsning vil være det mest oplagte alternativ til fjernvarmen. I analysen forudsættes til de mindste klynger svarende til enfamiliehuse anvendt en Pettinaroli WPC5 med en nominel effekt på opvarmning og varmt brugsvand på hhv. 5,8 og 5,5 kw og en nominel COP på varme og brugsvand på hhv. 4 og 2, Fjernvarmebrugeranlæg Der overvejes følgende løsninger: Central tilslutning med decentral afregning og brugsvandsveksler, Central tilslutning med decentral afregning og varmtvandsbeholder. Forskellen i tilslutningsprincipper er således alene måden til at fremstille brugsvand. Brugsvandsveksler Denne installation medfører: At fjernvarmen tilsluttes i udvendigt tilslutningsskab med stophaner At fjernvarmen distribueres med en temperatur på mindst 60 grader i interne godt isolerede ledninger, som etableres og ejes af bygningsejeren til hver boligenhed eller lejemål (hvis der kun er én enhed afsluttes med måler og brugsvandsproduktion et passende sted i bygningen.) At Lystrup Fjernvarme afregner med fjernvarmeenergimåler med fjernaflæsning til hver boligenhed At varmen tilsluttes direkte uden veksler og shuntes til den ønskede temperatur, eksempelvis 30 grader til gulvvarme At der produceres brugsvand med en gennemstrømningsvandvarmer Fordelen ved denne installation er at installationen fylder lidt og, at der sikres god afkøling. Ulempen er, at de yderste ledninger skal dimensioneres efter brugsvandseffekten. Derfor er denne installationsform ikke egnet, hvor der er lange stikledninger til enkelte boliger. Derimod er den mere egnet i tæt bebyggelse og især, hvis de interne ledninger er placeret inde i bygningerne. Desuden giver den god komfort, da den maksimale kapacitet kan opretholdes i lang tid, og kun bliver mindsket lidt, når der sjældent opstår en uventet stor samtidig tapning. Varmtvandsbeholder Denne installation medfører: At fjernvarmen tilsluttes i udvendigt tilslutningsskab med stophaner At fjernvarmen distribueres med en temperatur på mindst 60 grader i interne godt isolerede ledninger, som etableres og ejes af bygningsejeren til hver boligenhed eller lejemål (hvis der kun er én enhed afsluttes med måler og brugsvandsproduktion et passende sted i bygningen) At Lystrup Fjernvarme afregner med fjernvarmeenergimåler med fjernaflæsning til hver boligenhed At varmen tilsluttes direkte uden veksler og shuntes til den ønskede temperatur, eksempelvis 30 grader til gulvvarme At der produceres brugsvand med en varmtvandsbeholder

31 23 Fordelen er, at de yderste ledninger kan udformes små dimensioner og, at der altid er varmt vand til rådighed, dog kun i et begrænset tidsrum. Ulempen ved denne installation er at installationen fylder mere og, at der kun er varmt vand i et begrænset tidsrum hvorefter beholderen skal oplades i nogen tid. Derfor er denne installationsform egnet, hvor der er lange stikledninger til enkelte boliger. Derimod er den mindre egnet i tæt bebyggelse. Direkte eller indirekte anlæg Der forudsættes direkte anlæg, da det har følgende fordele: Lavere anlægsomkostninger Mindre pladskrav Lavere driftsomkostninger for kunderne, da man sparer cirkulationspumpe Lavere returtemperatur til fjernvarmen og dermed lavere produktionsomkostninger og nettab Individuel naturgas Naturgas til ny bebyggelse er ikke længere relevant, da der i Energiaftalen af 22. marts er vedtaget et stop for naturgas til ny bebyggelse. Priser på naturgaskedler medtages dog i prissammenligningen Oliefyr Der er ligeledes stop for oliefyr til ny bebyggelse Individuel solvarme Individuel solvarme har betydeligt højere varmeproduktionsomkostninger end den variable produktionspris fra både fjernvarme og varmepumper. Produktionsprisen er ca kr/mwh for enfamiliehuse og kr/mwh for større anlæg på hustage. Bygningsejere, som i dag ønsker at udnytte solenergi fra anlæg på taget vil med stor sandsynlighed vælge solceller frem for solvarmepaneler. Derfor ses bort fra denne mulighed Priser på brugerinstallationer I det følgende vises de forudsatte planlægningspriser på fjernvarmeunderstationer og varmepumper som funktion af størrelsen. Priserne på fjernvarmeunderstationer er veldokumenterede ud fra bl.a. Lystrup Fjernvarmes erfaringer. De anførte priser er dog lidt højere en erfaringspriser ved installering i stort antal. Prisen som funktion af størrelsen følger en aftagende funktion, da der er væsentlige storskalafordele ved installationen. Priserne på individuelle varmepumper er baseret dels på oplysninger fra Energistyrelsens teknologikatalog, dels ud fra Tækker Groups erfaringer. Prisen er opdelt i en del, der følger samme aftagende funktion som fjernvarmeunderstationen og udtrykker, at der er storskalafordele ved selve varmepumpen. Den dominerende priskomponent, der går til jordslanger eller grundvandsboringer er proportional med varmebehovet og dermed effektbehovet. Længden af jordslanger er proportional med varmebehovet. Prisen afhænger således meget af om der er mulighed for at etablere jordslangerne uden problemer. Disse muligheder afhænger meget af bebyggelsesstrukturen, da der kun er plads nok, hvis ejendommen har relativt meget friareal.

32 Inverstering i brugerinstallation (kr.) BÆREDYGTIG ENERGIFORSYNING AF NYE 24 Figur nedenfor viser priserne i kr./installation op til 250 kw, som dækker det kapacitetsområde, der er aktuelt, se tabel Fjernvarmeunit, direkte Fjernvarmeunit, veksler Gaskedel Jordvarme Grundvandsvarme Kapacitet (kw) Jordvarmepriser fra Energistyrelsens teknologikatalog Figur 4-7 Enhedsforbrug for brugerinstallationer Prisen på naturgaskedler er kun medtaget som et eksempel til sammenligningen. Da der er stop for naturgas- og oliekedler til ny bebyggelse, kan oplysningen ikke bruges i de endelige beregninger.

33 25 Tilsl. Effekt Pris pr stk Pris pr stk Pris pr stk Pris i alt Pris i alt Pris i alt Område Bygningtype pkt. pr pkt. Fjernvarme understation Varmepumpe Gaskedel Fjernvarme understation Varmepumpe Gaskedel areal i m 2 antal kw/pkt. kr kr kr kr kr kr Område A 1 enhed enheder enheder enheder Område B Område C Erhv/inst A Erhv/inst B Område D Erhv/inst I Erhv/inst K Område E Erhv/inst P Erhv/inst L Erhv/inst M Erhv/inst Q Område F Erhv/inst H Område G Erhv/inst N Erhv/inst O Tabel 4-4 Anlægsoverslag for brugeranlæg

34 kr. kr. BÆREDYGTIG ENERGIFORSYNING AF NYE Fjernvarmenets og bebyggelsens struktur Fjernvarmenets trace bør, hvor det er muligt, optimeres i forhold til bebyggelsens struktur således, at den samlede investering i ledningsnet minimeres. Der kan eksempelvis spares både investeringer og varmetab, hvis især stikledningslængder reduceres, eksempelvis ved etablere ledningerne langs fundamentet af rækkehuse Alle bebyggelsesvarianter - investeringer i ledning og stik Investering i gadeledning pr. bolig Investering i stikledning pr. bolig Temperatur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur Design max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem Tracering traditionel traditionel traditionel Kæde Kæde Kæde traditionel traditionel traditionel Kæde Kæde Kæde Kæde Kæde Kæde Bebgyggelse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehusx2 Rækkehusx2 Rækkehusx2 Figur 4-8 Fjernvarmenet investeringernes afhængighed af bebyggelsesstrukturer Alle bebyggelsesvarianter - omkostninger til nettab og tab i pct Nutidsværdi af omkostninger til nettab pr. bolig Varmetab i procent af produktion 35% 30% % 20% % % % 0 Temperatur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur traditionel Lav frem Lav retur Design max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem max frem Tracering traditionel traditionel traditionel Kæde Kæde Kæde traditionel traditionel traditionel Kæde Kæde Kæde Kæde Kæde Kæde Bebgyggelse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Enfam.huse Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehus Rækkehusx2 Rækkehusx2 Rækkehusx2 0% Figur 4-9 Nettabets afhængighed af bebyggelsesstruktur og temperatur Ovenstående diagrammer viser hvordan anlægsinvestering og nettab afhænger af bebyggelsens tæthed (enfamiliehus, rækkehus i 1 etage og rækkehus i 2 etager), traceringprincip (en distribu-

35 27 tionsledning med lange stik til hver side eller to ledninger langs hver rækkehuskæde med korte stik) og fjernvarmedesign temperatur (design fremløbs- og returtemperatur) Konsekvensen er analyseret i en simpel model, hvor der er antaget etableret ensartet bebyggelse langs en gade eller i kæder i 1 eller 2 etager. Bebyggelsestætheden varierer fra 25 % i et villaområde til næsten 100 % i et område med rækkehuse i 2-3 etager. Hvis bebyggelsen slynger sig i kæder med stor afstand, vil det være fordelagtigt at lade fjernvarmedistributionsledningen følge hver kæde med korte stik frem for en traditionel forlægning i vejareal med lange stik. Figurerne, der er baseret på et simplificeret eksempel, viser: At parcelhusene bedst forsynes fra en fælles gadeledning med lange stik frem for at kæde dem sammen i hver vejside med korte stik, og det ses, at nettabet udgør ca kr i nutidsværdi over levetiden svarende til et nettab på 30 % At rækkehusene bedst forsynes med en distributionsledning langs husene i hver vejside, og det ses, at investeringen i gadeledning og stik er reduceret til ca kr, ligesom nettabet er reduceret til ca kr. i nutidsværdi over levetiden svarende til et nettab på ca. 22 % At investering i ledningsnet og nettab halveres for rækkehusene, hvis de er opført i to etager, idet bebyggelsesgraden fordobles At 10 grader lavere returtemperatur sænker investeringen og varmetabet en lille smule At 10 grader lavere fremløbstemperatur alle årets timer bortset fra de koldeste ikke sænker investeringen, men derimod sænker udgiften til varmetab med ca kr i nutidsværdi. Den samlede konklusion er: At bebyggelsesstruktur og ledningsføring er meget afgørende for økonomien At lavere returtemperatur har en positiv effekt på både investering og lavere varmetab At det tilsvarende vil påvirke økonomien negativt, hvis fremløbstemperaturen sænkes på de koldeste dage (svarer til dårligere afkøling) At fordelen ved at sænke fremløbstemperaturen i alle timer bortset fra de koldeste er begrænset og næppe kan begrunde risiko for legionella og investeringer i ekstra udstyr At fremløbstemperaturen derfor skal være lavest mulig under hensyntagen til kapaciteten, komforten og kvaliteten af brugsvandet i de aktuelle vandvarmere, herunder at moderne vandvarmere med lille vandindhold kan virke ved lidt lavere temperatur end varmtvandsbeholdere og ældre vandvarmere. 4.6 Fjernvarmenet Ligesom investeringer i fjernvarmenettet er brugerinvesteringerne en vigtig parameter til at bestemme den samfundsøkonomisk optimale afgrænsning mellem fjernvarme og individuelle varmepumper. Nedenfor redegøres for de forudsætninger, der ligger til grund for nettets dimensionering og prissætning.

36 Tryk- og temperaturforhold i nettet Det nye område kan forsynes fra det eksisterende fjernvarmenet i Lystrup, idet det kan tilsluttes den eksisterende hovedledning til Elev, hvor der kan etableres et differens tryk på 1,5 bar. Afkølingen ved forbrugerne antages at være 40 grader, hvorved det vil være muligt at forsyne med en maksimal fremløbstemperatur på 70 grader, da ny bebyggelse bør kunne afkøle ned til 30 grader i designsituationen. Hvis der i praksis kun opnås en afkøling på 35 grader, vil maksimale fremløbstemperatur uden problemer kunne øges til 75 grader. Derved indbygges ekstra kapacitetsreserve, da fremløbstemperaturen vil kunne øges til 85 grader, hvis der bliver behov for det, eksempelvis hvis de nye bygninger bruger mere varme end forventet. Det forventes, at alle tilslutningerne som hovedregel vil være direkte uden veksler og med gennemstrømningsvandvarmer. For at belyse konsekvensen af dette valg er nettet dimensioneret med både gennemstrømningsvandvarmere og varmtvandsbeholdere, og der tages hensyn til samtidighed. Den mindste rørdimension er valgt til DN20. Analysen viser, at der ikke er nævneværdig forskel i prisen, hvorfor nettet forudsættes dimensioneret til at kunne forsyne gennemstrømningsvandvarmere. Hvis nettet skulle forsyne enfamiliehuse med lange stik, og hvis man accepterede ledninger ned til DN15, ville der kunne spares et relativt lille beløb til nettet Kapaciteter Nettet dimensioneres, dels svarende til, at det kun skal forsyne delområde 6, dels så det er forberedt for, at forsyningen skal føres videre til de øvrige delområder. Hvis delområde 6 lå isoleret, ville det kunne forsynes fra en varmecentral placeret i udkanten af området med en kapacitet på ca. 2 MW, eksempelvis en træpillekedel på 2 MW kombineret med et varmelager samt op til m 2 solvarme kombineret med en varmepumpe. I det aktuelle tilfælde leveres kapaciteten til delområde 6 fra Lystrup Fjernvarme, som igen får varmen fra en ekstra leverance fra Varmeplan Aarhus Ledningsnettet til NYE Nettet i delområde 6 skal forberedes til, at hele NYE kan forsynes med fjernvarme. I det aktuelle tilfælde kan Lystrup Fjernvarmes net levere den nødvendige kapacitet til delområde 6 samt en del af de øvrige delområder, eksempelvis delområde 4 og 7 ved, at der etableres en boosterpumpe og ved, at fremløbstemperaturen hæves ca. 10 grader i de koldeste perioder. Når NYE området udbygges yderligere, kan der etableres en midlertidig spidslastcentral i en container, indtil der kan etableres en ringledning fra byudviklingsområderne ved Lisbjerg. Tabellen og figuren nedenfor viser de forudsatte enhedspriser for fjernvarmeledningerne. Det ses, at der er en væsentlig storskalafordel, da prisen for overført kapacitet er markant lavere for større dimensioner. Det ses desuden, at der er markante fordele ved at etablere ledningerne i en samlet entreprise i forbindelse med byggemodningen frem for, at de skal etableres efterfølgende.

37 Anlægsomkostninger [DKK/m] Pris pr kw [DKK/kW] BÆREDYGTIG ENERGIFORSYNING AF NYE ,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10, Transmissionskapacitet [kw] 0,00 Anlægsomk. Ved byggemod. inkl. 25% til adm. proj. mv Anlægsomkostning ved efterfølgende anlæg i belægning. inkl. 25% til adm. Proj. Mv Pris pr kw ved byggemodning Pris pr kw ved efterfølgende anlæg i belægning Figur 4-10 Enhedspriser for fjernvarmeledninger Figurerne nedenfor viser det ledningsnet, som er designet til at kunne forsyne delområde 6, samt hovedstrukturen for det hovedledningsnet, der kan forsyne hele NYE fra Lystrup og Lisbjerg. Figur 4-11 Dimensionering af ledningsnet til delområde 6

38 30 Figur 4-12 Hovedstrukturen for hovedledningsnet til hele NYE Tabellen nedenfor viser de fundne ledningslængder og prisoverslaget for det ledningsnet, der kan forsyne delområde 6 i NYE. Netprisen inkluderer et udvendigt tilslutningsskab med stophaner til hver bygning, da denne investering ikke er inkluderet i prisen på understationer. Nettet er desuden designet, så der er kapacitet i området til, at Lystrup Fjernvarmes net kan samkøres med en lokal midlertidig spidslastcentral og en ringledning fra Lisbjerg. Det ses: At nettabet med twinrør udgør ca MWh svarende til 15 % af det samlede varmeproduktionsbehov. Nettabet på ca. 300 MWh i interne rørføringer i hver klynge af bygninger er ikke medregnet i grundlaget for dimensioneringen, da varmetabet kommer bygningen til gode de koldeste dage, og da kapaciteten er ubetydelig At prisen på opdimensionering kun udgør ca. 1 mio.kr, hvilket skyldes ovennævnte storskalafordel, som bevirker, at det ikke koster ret meget at fremtidssikre ved at opdimensionere lidt, når dimensionerne er små At nettets samlede investering udgør 12 mio.kr inkl. opdimensionering og boosterpumpe At investeringerne øges med ca. 50 %, hvis de skal gennemføres efterfølgende, eksempelvis, hvis der først etableres varmepumper, og man senere fortryder og skal etablere nettet på områder med belægning.

39 31 Generelt Forsynet areal Årsforbrug Estimeret antal boliger Antal stik med gennemstrømningsvandv. Pris pr. stikskab med stophaner Samlet pris for stikskabe Investering i eksisterende net i boosterpumpe m MWh stk 184 stk kr/stk 0,9 mio.kr 1,0 mio.kr Dimensioner Nominel Diameter i twinrør Fjernvarmenet i område 6 Net til område 6 alene Tabel 4-5 Ledningslængder og prisoverslag for net til NYE Net til område 6 opdimensioneret enhed m m m m m m m m m m Sum m Varmetab Rørlængder Serie MWh/år Serie MWh/år Investeringer Investering i net og stik i byggmodning 8,9 10,6 mio.kr Net investering inkl. stikskabe 9,8 11,5 mio.kr Investering inkl. boosterpumpe mio.kr Investering i efterfølgende projekt mio.kr Varmetabet er på den sikre side beregnet for bedste (serie 3) og næstbedste (serie 2) isoleringsklasse for almindelige præisolerede fjernvarmerør fra en leverandør, se side 9 i generelt katalog Det er ligeledes på den sikre side forudsat i beregningen, at årsmiddeltemperaturdifferencen mellem ledningerne og jord på 50 o C. Det forlyder fra flere fjernvarmeværker, at den model, som benyttes til at estimere det årlige varmebehov i lavenergihuse, tilsyneladende undervurderer det virkelige varmebehov. Der foreligger heller ingen dokumentation for, at modellen er rimelig nøjagtig. Derfor vil det være en god ide at overveje at runde ledningsdimensionerne op og i øvrigt udnytte, at fjernvarmenettets kapacitet er rimelig fleksibel. Desuden vil det være en god ide, hvis Dansk Fjernvarme indsamler erfaringstal. Hvis Lystrup Fjernvarme vedtager, at ledningerne skal opdimensioneres med eksempelvis 50 % i forhold til ovennævnte teoretiske varmebehov, vil investeringen til nettet kun stige med omtrent 10 %, svarende til ca. 1 mio.kr. Grunden til, at stigningen i investering og stigningen i kapacitet forholder sig som 1:5 er, at der er tale om små dimensioner. Ved større dimensioner er forholdet omtrent 1:3. Hvis det viser sig, at der alligevel ikke er behov for opdimensioneringen, vil en stor del af denne ekstra investering kunne tjenes hjem senere i form af reducerede pumpeudgifter og besparelser i de næste udbygningsetaper.

40 Balance, antal år Anlæg pr. bygn. I 1000 kr. BÆREDYGTIG ENERGIFORSYNING AF NYE Udbygningstakt og tilslutningstakt I ovenstående afsnit ses, at investeringen i ledningsnettet bliver over 50 % større, hvis det ikke etableres i forbindelse med byggemodningen. En vigtig faktor for fjernvarmeværkets projekt økonomi er desuden tilslutningstakten til det nye net, da sen tilslutning eller frafald af kunder medfører, at der bliver færre til at dele de faste omkostninger. Det følgende afsnit gengives en generel betragtning fra F&U projektet : Værktøjer til udbredelse af fjernvarme, dateret maj 2012: I figuren nedenfor vurderes selskabsøkonomien for varmeværket ud fra et kassebeholdningsprincip, hvor årlige indtægter holdes op imod de årlige udgifter. Er der underskud, pålægges det akkumulerede underskud en rentebyrde svarende til det låneniveau, som fjernvarmeselskabet må forvente ved et kommunegaranteret lån. Herved kan projektets tilbagebetalingstid estimeres. Figuren illustrerer problematikken omkring selskabsøkonomi, anlægsomkostninger og tilslutningstakt, idet lave anlægsomkostninger og hurtig kundetilslutning er vigtige for at sikre en acceptabel selskabsøkonomi, målt på tilbagebetalingstiden. Som figuren viser, vil tilbagebetalingstiden (balancen) for et projekt, være en del længere, hvis forbrugerne tilsluttes i løbet af 9 år (rød linje), end hvis de tilsluttes med det samme (blå linje) Balance v/9år tilslutn Balance v/5år tilslutn Balance strakstilslutn Anlæg pr. bygning -20% -10% 0% + 10% + 20% + 30% Anlægsmerudgift Figur 4-13 Selskabsøkonomisk følsomhedsvurdering. Med baggrund i ovenstående kan det anbefales, at udbygningen af området planlægges på en sådan måde, at et delområde udbygges af gangen og, at man sikrer 100 % tilslutning fra starten. Hvis udbygningen spredes ud over mange områder, vil tilslutningstaksten i de enkelte delområder forgå langsomt, og derved forøge tilbagebetalingstiden for varmeværket, og det vil sige de øvrige forbruger i NYE og i Lystrup samt til en vis grad også resten af Aarhus. Dette illustrerer også betydningen af den sociale bæredygtighedsparameter. Netop i et mindre lokalsamfund som NYE og Lystrup er det vigtigt, at dem, som bosætter sig i området, også deltager økonomisk i områdets fællesanlæg.

41 33 5. VALG AF ENERGIFORSYNING I dette afsnit bestemmes den mest bæredygtige forsyning med varme og el til NYE. Da det viser sig, at fjernvarmen er den mest bæredygtige forsyning i delområde 6 og formentlig også resten af NYE undersøges, hvordan denne forsyning bedst kan fremmes, herunder: hvordan fjernvarmen kan blive konkurrencedygtig i forhold til individuel forsyning hvordan fjernvarmens tilslutningsvilkår og tariffer for ny bebyggelse kan udformes hvordan fjernvarmen kan blive attraktiv for beslutningstagerne Tilsvarende belyses det mest bæredygtige valg af elforsyning. 5.1 Elforsyning I dette afsnit ses på, om byudviklingen bliver mere bæredygtig, hvis det bliver muligt at etablere elproducerende anlæg i bebyggelsen eller, om man bør undgå det. Elforsyningen i Danmark reguleres af Energistyrelsen, og forsyningen varetages af EnerginetDK og el-netselskaberne, som sikrer, at der er el til alle de bygninger i Danmark, som har brug for det. Selve elsalget reguleres af markedet. Kraftvarmeværker under 50 MW og elforbrug, der medgår til opvarmning eller køling reguleres af kommunerne iht. Varmeforsyningsloven og Lov om Kommunal Fjernkøling. Kommunerne har således ingen rolle i elforsyningen ud over at inddrage muligheder for elproducerende anlæg i Kommuneplanen og i lokalplaner, eksempelvis om man kan acceptere vindmøller og solceller i ny bebyggelse af miljømæssige grunde. Elforsyningen er ud fra en samfundsmæssig betragtning helt uafhængig af opvarmningsformen, da alle bygninger tilsluttes det nationale elnet. Den el, som evt. produceres lokalt på bygningerne i NYE, i lokalområdet omkring NYE eller i regionen, vil erstatte den samme marginale elproduktion i det Nordeuropæiske elnet. Man kan eksempelvis sammenligne de 3 mulige alternativer for lokal elproduktion, som reelt er på markedet i dag i forbindelse med el til nye bebyggelser: Havvindmøller - som kystnære møller i Aarhusbugten eller som vindmølleparker i Nordsøen Mikrovindmøller på matriklerne ved bygninger eller på tagene og Solceller på tagene Elproduktion fra bølgeenergi og brændselsceller er stadig på udviklingsstadiet. I tabellen nedenfor sammenlignes de 3 udvalgte teknologier baseret på forudsætninger fra Energistyrelsens teknologikatalog. I de seneste 3 år er solceller faldet meget i pris, og prisen på vindmølleparker ser ud til at stige lidt, da de bedste vindmølleplaceringer er optaget. Yderligere vindmølleparker må placeres på havet. Derved er spændet mellem vindmølleparker og solceller mindsket meget de seneste år, men der er stadig stor forskel. Som det ses af tabellen nedenfor er produktionsprisen fra havvindmølleparker kun halvdelen af produktionsprisen fra mikromøller og solceller. Den samfundsøkonomiske forrentning af solceller er anslået til 0-1%, som er markant lavere end kravet om 5% i samfundsøkonomisk forrentning.

42 34 Tabel 5-1 Vedvarende energianlæg til elproduktion Det ses, at kapitalomkostningen vejer tungest. For at nå frem til en produktionspris, som de fleste kan forholde sig til er investeringen omsat til den årlige kapitaludgift til et annuitetslån med nominel rente 5 % og med en løbetid svarende til levetiden (5 % og 20 år svarer eksempelvis til en ydelse på 8%). Solceller på taget og mikromøller er således ikke økonomisk og miljømæssigt bæredygtigt, da samfundsøkonomien sammenfatter disse to bæredygtighedsaspekter. Der er dog forventninger til, at solcellerne vil falde yderligere i pris, så de med tiden vil være samfundsøkonomisk fordelagtige. Solceller er indtil videre privatøkonomisk fordelagtige, da man ikke skal betale afgifter og distributionsafgifter. Derved får samfundet og de øvrige elforbrugere et tab, medens dem, som opstiller solcellerne, får en gevinst. Da ejere af solceller og vindmøller således begunstiges med tilskud og kan genere naboer er det desuden tvivlsomt om de kan siges at være socialt bæredygtige. Solceller på taget kommer alene ind i billedet, fordi det privat økonomisk set er den mest fordelagtige måde at imødekomme energirammekravet i BR. Det bør derfor overvejes, om det er rigtigt, at BR giver bygherren et indirekte økonomisk incitament til at gennemføre samfundsøkonomisk urentable investeringer i solceller. Det er altså både Mikro vindmøller 1,5 kw Solceller på taget 0,125 kw/m 2 Alternativ elproduktion til NYE Enhed Hav vindmøller 4,0 MW Elforbrug ved fuld udbygning MWh/år Benyttelsestid h Nødvendig areal m 2 Nødvendig kapacitet MW 1,4 3,6 6 Kapacitet pr mølle, ca. MW/stk 4 0,0015 Antal vindmøller stk 0, Kapacitet for solceller kw/m 2 0,125 Solcelleareal m Levetid år Årlig annuitet, 5% 8,0% 9,6% 6,5% Specifik anlægspris mio.kr/mw 23,1 15,6 12,5 Specifik D&V mio.kr/år/mw 0,52 0,31 0,20 Anlægspris mio.kr Årlig D&V mio.kr/år 0,7 1,1 1,3 Årlig kapitalomkostning mio.kr/år 2,5 5,4 5,1 Årlige omkostninger i alt mio.kr/år 3,2 6,5 6,3 Produktionspris kr/mwh det direkte incitament i form af nettomåleafregning og høj afregningspris samt det indirekte i form af krav om at mindske tilført energi til matriklen, som kan imødekommes ved at installere solceller på matriklen Der er desuden stor risiko for, at det samfundsøkonomiske tab ved at bygherren installerer solceller forstærkes ved at bygherren får incitament til at øge elforbruget og dermed den privatøkonomiske indtjening med solceller ved at installere en varmepumpe i stedet for den mere samfundsøkonomisk fordelagtige fjernvarme. 5.2 Køleforsyning I dette afsnit vurderes, om køling bør indgå i planlægningen af den bæredygtige byudvikling. Alle moderne kontorbygninger og butikscentre mv. har et kølebehov, som skal tilfredsstilles. Hvis der ikke tages hånd om køleproblematikken i arkitekturen og planlægningen vil køling ske med

43 35 individuelle anlæg. I lavenergihuse og i lejligheder med overophedning vil man opsætte individuelle køleanlæg typisk i vinduerne, som det ses i mange byer i varmere lande og i bygninger med ventilationsanlæg vil man etablere kompressorkøling med luftkølere på taget eller med individuelle grundvandskøleanlæg. Der er ikke fjernkøling i området, men fjernkøling bør vurderes som led i den strategiske energiplanlægning og byplanlægningen, jf. EU direktiverne og Lov om Kommunal Fjernkøling. Erfaring fra andre byudviklingsprojekter viser, at der i bycentre, typisk i stationsnære områder, etableres kontorbygninger, butikscentre og offentlige institutioner, som har et kølebehov. Dette behov blev tidligere ikke tilfredsstillet, eller der blev etableret luft-baserede køleanlæg. Sådanne anlæg støjer, de er ikke energieffektive, og de er ikke egnede til at indgå i fremtidens intelligente elsystem. Derfor er det reelle alternativ i dag, at bygherren etablerer grundvandskøling og evt. et mindre kølelager. Problemet er, at dette er en dyr løsning og, at grundvandsboringer skal koordineres i forhold til omkringliggende boringer samt ikke mindst vandindvindingsinteresser. Derfor er der synergi i at etablere en fælles fjernkøling i de tætte byområder med et kølebehov. Fordelene er eksempelvis følgende: Bygherren får en samlet løsning med 2 rør til varme og 2 rør til køling og kan dermed spare plads, investeringer og driftsudgifter Det kan være muligt at få adgang til områdets mest fordelagtige køleressource, eksempelvis havvand, grundvand, søvand eller åvand. Hvor der er tale om at bruge grundvand til køling, kan kommunen sikre en samlet koordinering i forhold til vandindvindingsinteresserne samt andre grundvandskøleanlæg, og kommunen får bedre mulighed for at overvåge anlæggenes drift Kølevandet kan transporteres over længere afstande end fjernkølevandet, som er bundet til områderne med kølebehov på grund af relativt store og dyre ledninger. Tracering og anlægsarbejder for fjernvarme og fjernkøling kan koordineres. Der kan etableres et større og mere effektivt kølelager på et egnet sted uden for det tæt bebyggede område Der kan spares kapacitet på grund af samtidighed og kølelager, som udjævner spidsbelastningen i elsystemet først på eftermiddagen (et problem som forårsager tvangsafkobling af elforbrugere på skift i byer med varmt klima og uden fjernkøling) Kølingen kan produceres som en optimal kombination af frikøling, kompressorkøling og absorptionskøling. Sidstnævnte dog kun, hvis der er adgang til varme ved en rimelig høj temperatur, som produceres meget effektivt eller ville gå til spilde om sommeren. Kompressorkølerens elforbrug kan ved hjælp af kølelagret optimeres i forhold til elprisen og bidrage til at integrere vindenergi i energisystemet. Kølekompressoren kan evt. udnyttes til at producere varme til fjernvarmen. I det aktuelle område 6 er ikke registreret kølebehov. Derimod vil der med stor sikkerhed være et kølebehov i centerområdet omkring letbanestationen. Fjernkøling bør således indgå i den langsigtede byudvikling, og Lystrup Fjernvarme og Tækker Group bør samarbejde om at etablere fjernkøling. Indtil videre kan dette kun ske, hvis man allierer sig med et selskab, som har risikovillig kapital til rådighed, da kommunerne, jf. Lov om Kommunal Fjernkøling endnu ikke må stille garantier til fjernkøleprojekter.

44 Samfundsøkonomi (NPV) mio. kr. BÆREDYGTIG ENERGIFORSYNING AF NYE Varmeforsyning I dette afsnit ses på de samfundsøkonomiske aspekter af varmeforsyningen. Varmeforsyningen reguleres af Lov om Varmeforsyning, og Kommunen er varmeplanmyndighed, som har ansvar for at arbejde med varmeplanlægning i samarbejde med berørte forsyningsselskaber som en integreret del af kommuneplanlægningen. Kommunen skal påse, at varmeforsyningen tilrettelægges på en samfundsøkonomisk måde heri inkluderet de miljømæssige omkostninger. Kommunen skal særligt sikre, at alle kollektive varmeforsyningsanlæg, dvs. anlæg med en kapacitet over 250 kw, får den mest samfundsøkonomisk fordelagtige forsyning og indsender projektforslag til vurdering, hvis der kan være andre relevante muligheder. I det aktuelle projekt er det oplagt at udnytte den fælles fjernvarme i Aarhus. Det vil med stor sikkerhed være den mest samfundsøkonomiske opvarmningsform, og det vil desuden bidrage til at sænke varmepriserne i Aarhus. Af hensyn til projektets generelle værdi belyses to alternativer for fjernvarmen, som sammenlignes med individuelle forsyningsformer. For det nye boligområde 6 i NYE er fjernvarme baseret på varme fra Varmeplan Aarhus sammenholdt med følgende alternative teknologier (reference 1-6 i efterfølgende tabeller): 1. Individuel naturgas 2. VP luft/luft + elvarme) 3. Olie 4. VP som gruppe varmepumpe 5. VP solceller 6. Elvarme Beregningsforudsætning for fjernvarmeforsyningen i Aarhus er 95 % varmeproduktion baseret på dels et mix af kul og halm, dels træpiller på Studstrupværket. Spidslast, som er baseret på gasolie, udgør 5 % af varmeproduktionen. 300 Nye - Lystrup Fjernvarme,Sammenstilling alternativer Kapital 50 D&V+ 0 Brændsel+ Figur 5-1 Sammenstilling samfundsøkonomiske beregninger Det ses, at fjernvarmen er lidt bedre end den fælles varmepumpe gruppe og markant bedre end alle øvrige løsninger.

45 37 Det ses, af figur 5, at bebyggelsesgraden for NYE som helhed er højere end bebyggelsesgraden i delområde 6. Fjernvarme synes derfor at være endnu mere fordelagtig for NYE end for område 6. Der kan dog opstå tvivl om det delområde 7, villabyen, som synes at få lidt mindre varmetæthed end delområde 6 samt mere plads til jordslanger. Den præcise områdeafgrænsning mellem fjernvarme og individuel jordvarme i delområde 7 vil efterfølgende skulle afklares i projektforslag iht. projektbekendtgørelsen, og det har ingen væsentlig betydning for det samlede projekt, om der etableres varmepumper eller fjernvarme i delområde 7. Dog kunne der være politiske grunde til at sikre samme forsyning til alle. Den endelige afgrænsning mellem fjernvarme og varmepumper i delområde 7 og den præcise afgrænsning mellem fjernvarme og varmepumper afhænger af mange forhold, der har betydning ud fra lokale hensyn, eksempelvis: Kan længden af stikledninger og distributionsledninger pr hus begrænses på en smart måde? Er husenes varmebehov optimeret, eller overinvesteres i isolering, som begunstiger varmepumpen (suboptimering)? Er der plads i haven til jordslanger eller forringer det mulighederne i haven? Kan byggemodningen koordineres, så omkostninger til fjernvarmearbejder reduceres? Er der ekstra plads til varmepumpen, eller skal der indregnes en omkostning for pladsen? Bortset fra disse fordele vil præcist det samme hus med et godt lavtemperatur varmeanlæg og en god varmeakkumulering kunne forsynes med enten varmepumpe eller fjernvarme. I det følgende er vist de samfundsøkonomiske omkostninger ved fjernvarmen sammenlignet med de 6 alternativer i tabeller. De samfundsøkonomiske omkostninger er opdelt på hovedkomponenter som nutidsværdi med renten 5 % i overensstemmelse med beregningsforudsætningerne. Samfundsøkonomi, Nutidsværdi af omkostninger i mio.kr Fjernvarme Tabel 5-2 Samfundsøkonomi Individuelle Naturgasfyr Varmepumpe luft-luft og el Individuelle Oliefyr Varmepume jord i gruppe Varmepumpe jord+solceller Direkte Elvarme Brændselsomkostninger 5,6 24,4 18,9 37,1 14,3 0,0 47,2 Drift og vedligehold 10,3 28,9 35,3 35,3 24,1 35,3 17,6 Kapitalomkostninger 33,1 41,1 47,9 43,8 40,7 260,3 23,8 Miljøomkostninger 0,4 0,3 0,9 1,1 0,7 0,0 2,3 CO 2 ækv-omkostninger 2,9 3,3 1,9 4,6 1,4 0,0 4,6 Afgiftforvridningseffekt -2,2-3,7-3,2-4,8-2,4 0,0-8,0 I alt Det ses af tabellen, at fjernvarmen er mest fordelagtig med den laveste totalomkostning på 50 mio.kr og, at jordvarme med gruppetilslutning er den næst bedste løsning med en omkostning på 79 mio.kr. Det ses desuden, at anlægsomkostningerne udgør den absolut største omkostning. Begge løsninger er meget kapitaltunge og har til gengæld lave energiomkostninger. Denne erkendelse forenkler sammenligningen af fjernvarme og varmepumper, da forskellen i anlægsomkostninger er dominerende og udviser samme tendens for samfundsøkonomi og selskabsøkonomi. 5.4 Samfunds- og brugerøkonomisk vurdering af klimaskærm Analysen i dette afsnit belyser det samfundsøkonomiske og brugerøkonomiske aspekt ved at forbedre klimaskærmen og således sætte anlægsomkostninger i klimaskærm op imod varmeudgifter i byggeriets levetid. Analysen er umiddelbart ikke nødvendig for at administrere lovgivningen, men den er vigtig for at forstå, hvorfor det er fordelagtigt at isolere bygningsdele, og hvorfor der ikke er økonomi i at isolere meget ud over det optimale.

46 38 Analysen kan med de rigtige priser indsat benyttes både til overvejelser om den samfundsøkonomiske og den brugerøkonomiske optimale løsning. Analysen gennemføres med forskellige antagelser om rente og brændselspriser. Analysens resultater kan derfor belyse både de samfundsøkonomiske forhold med 5 % i rente og priser på ca. 200 kr/mwh og de brugerøkonomiske forhold med 3,5 % i rente og ca. 400 kr/mwh variabel varmepris. Der er desuden benyttet priser op til kr/mwh for at vise forholdene for huse, der opvarmes med en meget dyr energikilde Investering i isolering kontra varmeudledningen Ved at investere i yderligere isolering i en konstruktionsdel, opnås som bekendt en bedre U- værdi, hvilket kan ses direkte på varmeforbruget til varmetransmission. Varmebehov til ventilation og til brugsvand berøres ikke. Varmetransmissionsmodstanden og anlægsinvesteringen er nogenlunde proportional med isoleringen, og varmetabet er omvendt proportionalt med modstanden. Dette betyder, at der nås et punkt, hvor prisen for de yderste mm isolering, overstiger den varmebesparelse, der opnås på grund af de yderste mm isolering i hele tidshorisonten. Funktionen er illustreret nedenfor. Figur 5-2 Uværdier ved forskellige isoleringstykkelser Det ses, at der er en meget stor besparelse ved at isolere en uisoleret konstruktionsdel med de første mm. Det ses også, at kurven begynder at flade ud, når isoleringen er over en tykkelse på mm og, at den nærmer sig vandret jo tykkere isoleringen bliver. Kurven viser, at en forbedring i klimaskærmen bør udføres jævnt i alle bygningsdele og ikke blot foregå ved at designe en tykkere væg eller et tykkere etagedæk. Alle konstruktionsdelene skal forbedres med næsten lige meget isolering, hvis man skal sikre sig, at isoleringen udnyttes bedst

47 39 muligt økonomisk. Dog skal der tages hensyn til forskellige følgeomkostninger i bygningskonstruktioner, da det er dyrt og pladskrævende at øge fundamentstykkelsen, medens der kan være plads nok ved lofter. Hvis klimaskærmen forbedres ligeligt, vil den bedste rentabilitet kunne opnås i forhold til det senere varmeregnskab for bygningen. Bygningsreglementet tager delvist højde for dette ved at stille krav om, at mindste U-værdier for de enkelte bygningsdele overholdes Årlig økonomi set som funktion af isoleringstykkelsen For at give et bedre billede af ovenstående, opstilles et eksempel hvor en 200 m 2 ydervæg er lagt ud med forskellige isoleringstykkelser, og anlægsudgiften beregnet for hver isoleringstykkelse. Klimaskærmen har en forudsat levetid på 50 år. For væggen i regneeksemplet svarer minimumskravet følgende isoleringstykkelser: BR mm BR mm BR mm Den årlige udgift som følge af varmetabet gennem væggen ved de varierende isoleringstykkelser, er afhængig af varmeprisen. På efterfølgende sider er udgiften til opvarmning som funktion af varmeprisen, lagt sammen med den årlige tilbagebetaling af anlægsinvesteringen ved den givne isoleringstykkelse i væggen. Den samlede omkostning er omregnet til den årlige udgift på 1 m 2 ydervæg som funktion af isoleringstykkelsen. Beregningen er opstillet for 5 forskellige varme eller brændselspriser, der i princippet kan være fra en hvilken som varmekilde. Beregningen er gennemført med en kalkulationsrente på 3,5 % og 5 % Figur 5-3 Optimal isoleringstykkelse ved 3,5 % rente

48 40 Figur 5-4 Optimal isoleringstykkelse ved 5 % rente 5.5 Lokalsamfundets økonomi til opvarmning I dette afsnit belyses den samlede økonomi for lokalsamfundet beregnet som nutidsværdi over 20 år med 3,5 % i diskonteringsrente i faste priser og med scrapværdi svarende til de tekniske levetider. Der regnes på følgende selskaber: Fjernvarmetransmissionen Varmeplan Aarhus, der sælger til Lystrup Fjernvarme og køber den marginalt producerede varme fra varmeproducenter eller brændselsleverandører til egne spidslastcentraler Lystrup fjernvarme (dvs. alle kunder), der køber af Varmeplan Aarhus og sælger til NYE til den nuværende tarif med rabat til ny bebyggelse Gruppen af nye kunder i NYE, der køber varme fra Lystrup Fjernvarme og sparer alternative omkostninger til individuel forsyning med varmepumper, lokal distribution og varmeregnskab Denne metode er velegnet til at vise, hvordan man finder den bedste løsning for lokalsamfundet i et åbent samarbejde, og den er egnet til at justere på tarifferne i en forhandling, så fordelen kommer alle parter til gode. Der ses følgende anlægskoncepter: Central varmepumpe For varmepumpeløsningen regnes med en fælles central varmepumpe til hver klynge huse og til hver større bygning, i alt 188 tilslutningspunkter. Bygherren etablerer desuden intern distribution til hver bolig eller lejemål, hvor der i hvert lejemål etableres en varmtvandsbeholder eller brugsvandsinstallation samt fordelingsmåler.

49 41 Alternativt etableres brugsvandet i en separat ledning, så varmen kan distribueres ved en lavere temperatur. Central forsyning med fjernvarme Der etableres en central forsyning med tilslutning til hvert tilslutningspunkt, hvor der etableres et udvendigt skab med stophaner og måler. Fjernvarmen tilsluttes i samme punkt, hvor der ellers ville være installeret en varmepumpe, og alle interne installationer samt administrationen er som i varmepumpeløsningen. Individuel forsyning med fjernvarme I forhold til den centrale forsyning etablerer bygherren en intern fordelingsledning som en forlængelse af fjernvarmeledningen, medens Lystrup Fjernvarme flytter afregningspunktet frem til hver lejlighed eller lejemål, hvor der opsættes en fjernvarmemåler. Derved etableres i alt kundeforhold i stedet for 188. Hos hver kunde etableres en gennemstrømningsvandvarmer. Fordelen ved individuel forsyning med fjernvarme i forhold til central forsyning er bl.a.: At bygningsejeren slipper for at etablere fordelingsmålere og udarbejde varmeregnskab hvert år At bygningsejeren slipper for at betale det interne varmetab i de interne fordelingsledninger At bygningsejeren i forhold til varmepumpeløsningen helt slipper for at afsætte ressourcer til bygningens varmeforsyning, som alene er et anliggende mellem fjernvarmen og slutforbrugerne At Lystrup Fjernvarme kan øge kundemassen for lave marginalomkostninger og om nødvendigt tilbyde at yde en vis rabat på tilslutning og årlige faste bidrag Bygningsejeren har det juridiske ansvar for de ledninger, der er etableret i bygningen og skal sikre, at de er isolerede. Endnu en fordel er, at metoden er mere i overensstemmelse med lovkrav om, at måling af energi skal ske så tæt på slutforbruget som muligt, når det er teknisk muligt. En variant af den individuelle løsning, til især række- og kædehuse er, at Lystrup Fjernvarme etablerer fordelingsledningerne langs fundamentet med meget kort stik til hvert hus og får deklareret ledningen på matriklen Varmeplan Aarhus Lystrup Fjernvarme skal ifølge budgettet betale 378 kr/mwh for fjernvarme leveret fra Varmeplan Aarhus. I lokalsamfundets økonomi er det interessant at se, hvor meget det betyder for den samlede varmeøkonomi i resten af Aarhus, hvis NYE tilsluttes fjernvarmen. Varmetabet i nettet samt drift, vedligehold og administration er faste omkostninger, ligesom der kan være faste komponenter i prisen på varmen fra leverandører. For at skønne de marginale omkostninger ved at levere en ekstra MWh varme til Lystrup Fjernvarme må beregnes en marginal lastfordeling til nettet. I tabellen nedenfor er vist, hvordan den nuværende lastfordeling leder frem til en middel variabel købspris på 256 kr/mwh, medens den marginale pris med en skønnet marginal lastfordeling beløber sig til ca. 305 kr/mwh. Denne pris vil dog sandsynligvis skulle justeres med jævne mellemrum og tilpasses de langsigtede forudsætninger for marginalomkostninger i det samlede system.

50 42 Det vil sige, at resten af Aarhus med denne foreløbige forudsætning tjener = 73 kr for hver MWh, der leveres ekstra til Lystrup Fjernvarme og videre til NYE. Desuden vil et større fællesskab inkl. NYE og andre potentielle kunder forbedre økonomien i de meget langsigtede tiltag for alle kunder i hele Varmeplan Aarhus område. Det er således vigtigt for resten af Aarhus, at NYE tilsluttes. Derfor er det også vigtigt, at Varmeplan Aarhus er med til at sikre, at der er de rette omkostningseffektive incitamenter til at tilslutte nye kunder. VEKS og CTR har eksempelvis indført et princip om, at der ydes 100 % rabat på den faste afgift for den varme, der tilgår nye kunder i de første 5 år. I det følgende antages som grundforudsætning, at der ydes rabat, så Lystrup Fjernvarme kun betaler den marginale omkostning de første 5 år. Desuden belyses følsomheden for denne forudsætning. Varmeplan Aarhus variabel og marginal varmeproduktion Varmekøb Varmekøb Købspris Middel Marginal Marginal Marginal Marginal mio.kr GWh kr/mwh % % GWh mio.kr kr/mwh MKS % 70% Halm % 10% Flis % 15% Affald % 0% 0 0 Affald % 0% 0 0 Olie % 5% I alt % 100% Tabel 5-3 Varmeplan Aarhus marginal produktionspris Lystrup Fjernvarme Lystrup Fjernvarme yder allerede i dag 50 % rabat på tilslutningsafgiften og på den årlige faste afgift til lavenergihuse for at fremme tilslutningen. I nedenstående beregninger er det desuden forudsat, at der ydes 50 % rabat på den årlige abonnementsafgift pr. kunde til alle kunder, som tilsluttes i fælles bebyggelser. Hvis en etagebolig med 10 lejligheder tilsluttes som én kunde ydes således ingen rabat, medens der ydes 50 % rabat til hver bolig, hvis de tilsluttes som individuelle fjernvarmekunder via et internt net i bygningen Kunderne Der er to betydende fordele ved fjernvarmen: Bygningsejeren har ikke problemer med at drive en kompliceret varmepumpeinstallation og sparer bl.a. drifts og vedligeholdelsesomkostninger. I nedenstående beregninger er antaget, at D&V omkostninger kun koster ca kr/år for en gennemsnitlig varmepumpe, jf. Energistyrelsens teknologikatalog. Bygningsejeren skal ikke stå for fordelingen af omkostninger mellem lejemål i erhverv og mellem lejligheder i etageboliger. I nedenstående beregninger er det antaget, at et fordelingsregnskab koster kr/ejendom/år, hvilket er lavt sat. Dog vil små ejendomme, hvor det er relativt dyrt med varmeregnskab, formentlig kunne få dispensation fra kommunen Fordeling af fordelen for lokalsamfundet Med ovennævnte forudsætninger fås følgende gevinst for lokalsamfundet, fordelt mellem de 3 hovedinteressenter, dels for central, dels for individuel fjernvarmetilslutning:

51 43 Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, central fjernvarme Varmeplan Aarhus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,4 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 10,4 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 33 kwh/m 2 5,4 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 20,2 mio.kr. Tabel 5-4 Lokalsamfundets gevinst ved central fjernvarmetilslutning Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, individuel fjernvarme Varmeplan Århus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,4 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 12,7 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 32 kwh/m 2 11,9 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 29,1 mio.kr. Tabel 5-5 Lokalsamfundets økonomi ved individuel fjernvarme De 3 hovedinteressenter i lokalsamfundet Aarhus er: Varmeplan Aarhus, dvs. alle eksisterende og nye fjernvarmeforbrugere, der modtager fjernvarme fra Varmeplan Aarhus Lystrup Fjernvarme, dvs. alle eksisterende og nye fjernvarmeforbrugere, der modtager varme fra det forbrugerejede varmeværk Lystrup Fjernvarme NYE, område 6, dvs. alle, der engagerer sig økonomisk i det første delområde i NYE som investorer og beboere Det ses: At der er en betydelig fordel for lokalsamfundet ved at vælge fjernvarme At det formentlig er mest fordelagtigt med individuel fjernvarme At Varmeplan Aarhus får en relativ stor del i gevinsten uden at tage del i projektet i øvrigt At Lystrup Fjernvarmes eksisterende fjernvarmekunder får en god gevinst, selv om der gives yderligere rabat på den årlige abonnementsafgift Sammenfattende kan konkluderes, at der er et stort incitament til, at de 3 parter samt de kommende individuelle bygherreorganisationer samarbejder i et åbent samarbejde om at dele denne relativt store gevinst for lokalsamfundet Aarhus. 5.6 Den mest bæredygtige energiforsyning I dette afsnit sammenfattes den mest bæredygtige energiforsyning med el, køling og varme til NYE på grundlag af de foranstående samfundsøkonomiske analyser og analyser af lokalsamfundets økonomi. Det er de løsninger, som kommunen bør fremme som myndighed og de løsninger, som alle aktører i lokalsamfundet bør fremme ud fra hensyn til bæredygtighed. I de efterfølgende afsnit ses på nogle af de overvejelser, som også er i spil og som kunne lede til andre beslutninger Elforsyning Alle bygningerne tilsluttes elnettet, og det er ikke samfundsøkonomisk fordelagtigt eller bæredygtigt at producere el i området. Beboere og virksomheder, som bosætter sig i området, kan eksempelvis bakke op om lokale initiativer som Aarhus Vindmøllelaug og investere i andele frem for selv at producere el.

52 Køleforsyning Det forventes, at bygningerne i område 6 kan designes af arkitekter og ingeniører, så de ikke får et kølebehov. Hvis bygningerne udformes med individuelle luft/luft varmepumper, som også kan køle, er der en risiko for, at beboerne vil bruge dem til køling, ikke mindst hvis bygningerne udformes som højisolerede lette konstruktioner, der let overophedes. Det vil naturligvis være godt, hvis beboerne derved kan få bedre termisk komfort, men forudsætningen for godkendelse efter BR falder væk. I området Midtbyen ventes et kølebehov i erhvervsbygninger, butikscentre og institutioner i centrum. Lystrup Fjernvarme bør derfor overveje at etablere et nyt forretningsområde med køling og indtil videre alliere sig med selskaber, der gerne bidrager med ekspertise og en begrænset ansvarlig indskudskapital Varmeforsyning Området er egnet til fjernvarme, da bebyggelsen planlægges samlet og har stor varmetæthed. Fjernvarmenettets og bebyggelsens struktur, som er foreslået i denne analyse, bør følges således, at bygninger eller grupper af bygninger samles fælles tilslutningspunkter tættest på fjernvarmenettet. Det er i samme punkt, at bygherren alternativt skulle etablere en varmepumpe. Det bør være helt åbent, om bygherren for en gruppe bygninger ønsker at købe varmen i et centralt punkt af Lystrup Fjernvarme ved det udvendige tilslutningsskab eller, om bygherren gerne vil have fjernvarmen leveret til hvert erhvervslejemål eller bolig i gruppen af bygninger. Hvis bygherren vælger den sidste løsning, kan Lystrup Fjernvarme tilbyde to muligheder: At bygherren selv etablerer interne isolerede ledninger, som kan godkendes af Lystrup Fjernvarme, hvorefter Lystrup Fjernvarme etablerer en måler til hver individuel kunde eller At Lystrup Fjernvarme etablerer en distributionsledning langs bygningens fundament og med et kort stik til hver individuel kunde Førstnævnte kan eksempelvis være interessant i en etagebolig, hvor bygherren vil undgå at skulle udarbejde varmeregnskab, medens sidstnævnte kan være interessant i en rækkehusbebyggelse med private lejligheder. Lystrup Fjernvarme og Tækker Group skal være opmærksomme på, at BR eller eksempelvis certificeringsordninger mv. kunne give en bygherre incitament til at fravige planen om fælles forsyning. Derfor bør det sikres, at der er forbud mod de ikke bæredygtige løsninger eller, at hver beslutningstager får incitamenter til at fremme de bæredygtige løsninger Bygningens udformning Det bør sikres, at bygningerne udformes, så de har et godt indeklima, og er økonomisk optimerede i forhold til de lokale forhold og muligheder i forsyningsformen, eksempelvis At bygninger med god termisk kapacitet, lavtemperatur varmeanlæg og optimal isolering fremmes At man undgår lette bygninger med urentabel stor isoleringstykkelse, ringe termisk kapacitet og uden vandbårne varmeanlæg At bygningerne udnytter mulighederne for at udnytte brugsvand og varme til vask, opvask og tørring

53 Selskabsøkonomi for Lystrup Fjernvarme Lystrup Fjernvarme skal sideløbende med de økonomiske analyser for den fælles fordel vurdere, hvordan projektet finansieres og indgår i selskabets økonomi, ligesom risici og muligheder skal belyses. Det er således ikke på forhånd givet, at Lystrup Fjernvarme, som skal varetage interesserne for alle de eksisterende forbruger, som ejer værket, vil påtage sig opgaven. Det kan være forbundet med risiko at etablere fjernvarmenet i ny bebyggelse, når der er risiko for, at et godkendt og samfundsøkonomisk fordelagtigt projekt kan bliver undergravet af BR s bestemmelser og beslutningsprocesser, der ikke foregår i et åbent samarbejde. Det er derfor nødvendigt at undersøge selskabsøkonomien grundigt og vurdere risikomomenter. Selskabsøkonomien vurderes: dels i en økonomisk analyse i faste priser med beregning af nutidsværdi med en diskonteringsrente - helt analogt til samfundsøkonomien dels i en finansiel analyse i løbende priser, som svarer til en fremskrivning af regnskabet med afskrivninger og lånefinansiering Den selskabsøkonomiske analyse i faste priser er illustreret på figuren nedenfor med en nutidsværdiberegning. Der er forudsat en tidshorisont på 20 år, en diskonteringsrate på 3,5 %, svarende til 2,5 % forventet reallånerente og 1 % risikotillæg, og der er indregnet scrapværdi svarende til den forventede levetid. Nutidsværdien udtrykker værdien i dagen i nutidskroner af den samlede investering. Analysen viser en fordel for Lystrup Fjernvarme på 10 mio.kr omregnet til nutidsværdi med en tidshorisont på 20 år og med indregning af scrapværdi. Springet fra 6 til 10 mio. kr. fra år 19 til år 20 udtrykker, at der er en restlevetid på yderligere 20 år i ledningerne, som kan nyttiggøres. Hvis anlægget mod forventning skal skrottes efter 10 år, vil det netop være tilbagebetalt. Det svarer til en intern forrentning i faste priser på 14 % ved central tilslutning og 16 % ved individuel tilslutning Økonomisk analyse Lystrup Fjernvarme ved central tilslutning Akkumuleret nutidsværdi kr Figur 5-5 Nutidsværdi akkumuleret

54 46 Den finansielle analyse i løbende priser, svarende til en budgetfremskrivning med traditionel afskrivning og finansiering, er illustreret på figuren nedenfor. Der er forudsat 20 års afskrivning, 1,5 % inflation og 4 % nominel lånerente, svarende til 4-1,5 = 2,5 % i realrente Finansiel analyse Lystrup Fjernvarme ved central tilslutning Akkumuleret overskud kr lb. Priser Figur 5-6 Akkumuleret overskud for Lystrup Fjernvarme Ovenstående figur viser udviklingen i det akkumulerede overskud. Det ses, at der akkumuleres underskud de første 2-3 år. Dette underskud kan vokse betydeligt, hvis der ikke kommer den forventede udbygning eller tilslutning. Kurven viser symbolsk gevinsten udtrykt som den akkumulerede gevinst i løbende priser. Når det akkumulerede underskud er afviklet, og der er overskud, skal dette hvert år føres tilbage til alle forbrugerne, både de nuværende og de nye Følsomhed for svigtende tilslutning En følsomhedsberegning viser, at tilslutningsgraden skal over 50 % for netop at få positiv gevinst for Lystrup Fjernvarme ved individuel fjernvarme. Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, individuel fjernvarme Varmeplan Århus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 2,5 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 50% 0,3 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 32 kwh/m 2 5,5 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 8,4 mio.kr. Tabel 5-6 Lokalsamfundets økonomi med 50 % tilslutning Af figuren ses, at de øvrige parter får en gevinst, medens Lystrup Fjernvarme løber risikoen Samtidig ses, at lokalsamfundets økonomiske gevinst falder fra 29,1 til 8,4 mio.kr altså et markant tab ved, at der kun er 50 % tilslutning. For Lystrup Fjernvarme, som løber risikoen, er det imidlertid nødvendigt at sigte mod et vist overskud for at gardere sig mod risikoen og se på udviklingen i den finansielle fremskrivning. Nedenfor vises lokalsamfundets økonomi og Lystrup Fjernvarmes økonomi ved 65 % tilslutning.

55 47 Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, individuel fjernvarme Varmeplan Århus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 3,1 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 65% 4,0 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 32 kwh/m 2 7,4 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 14,6 mio.kr. Tabel 5-7 Lokalsamfundets økonomi ved 65 % tilslutning Økonomisk analyse Lystrup Fjernvarme ved individuel tilslutning Akkumuleret nutidsværdi kr Figur 5-7 Nutidsværdi akkumuleret ved 65 % tilslutning Den finansielle analyse på nedenstående figur viser, at tilslutningen helst skal være over ca. 65 % for at få en rimelig tilbagebetaling af det akkumulerede underskud Finansiel analyse Lystrup Fjernvarme ved individuel tilslutning Akkumuleret overskud kr lb. Priser Figur 5-8 Finansiel analyse ved 65 % tilslutning Følsomhed for højere varmebehov Hvis varmebehovet bliver 10 % højere end forventet, vil det kunne give problemer for løsningen med varmepumper, hvis de er udlagt til det alt for lave varmebehov.

56 48 Hvis det er muligt at indregne et 10 % højere varmebehov i den endelige dimensionering, vil varmepumpen blive dyrere, medens fjernvarmeforsyningen vil kunne klare den ekstra kapacitet uden at øge tilslutningsprisen og for meget begrænsede merinvesteringer. Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, individuel fjernvarme Varmeplan Århus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,8 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 13,2 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 35 kwh/m 2 14,4 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 32,3 mio.kr. Tabel 5-8 Lokalsamfundets økonomi med 10 % højere varmebehov Følsomhed for rabat på den varmetransmission i 5 år Hvis Varmeplan Aarhus eksempelvis ikke yder rabat på de faste omkostninger for varme til NYE i 5 år, fås følgende fordeling af gevinsten: Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, individuel fjernvarme Varmeplan Århus Rabat i 5 år 0 kr/mwh 5,8 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 11,3 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 32 kwh/m 2 11,9 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 29,1 mio.kr. Tabel 5-9 Lokalsamfundets økonomi uden rabat på transmission i 5 år Lystrup Fjernvarmes gevinst falder således fra 12,7 til 11,3 mio.kr, hvis Varmeplan Aarhus ikke yder en rabat, og gevinsten for Varmeplan Aarhus stiger tilsvarende fra 4,4 til 5,8 mio.kr. ved ikke at yde rabat. I dette tilfælde er rabatten ikke afgørende, men der vil være tilfælde, hvor rabatten netop er nødvendig for at mindske risikoen for Lystrup Fjernvarme, og hvor det er til fordel for hele lokalsamfundet at fjernvarmeprojektet gennemføres. 5.8 Analyse af BR s incitamenter til bygherren I dette afsnit ses på de incitamenter, som BR s krav giver bygherren til at vælge opvarmningsform. Tabellen nedenfor viser det energirammeforbrug som BR tillægger forskellige opvarmningsformer. I øverste del er vist den faktor, som energileveringen til bygningen giver anledning til. I nederste del er vist den faktor, som opvarmningsformen bidrager med til energirammeforbruget. Hvis en bygning eksempelvis har et varmebehov på 100 MWh så bliver varmens bidrag til bygningens energirammeforbrug efter BR10 100x1,0 = 100 MWh med fjernvarme og 100x0,83 = 83 MWh med en varmepumpe med COP=3,0 Og efter BR20: 100x0,60 = 60 MWh med fjernvarme og 100x0,45 = 45 MWh med en varmepumpe med COP=4

57 49 Energirammeforbruget i Bygningsreglementet BR10 BR15 BR20 Faktor varmeforbruget Faktor på energi Olie og gas 1,0 1,0 1,0 Fjervarme 1,00 0,80 0,60 Solceller på matriklen 0,0 0,0 0,0 Solvarme på matriklen 0,0 0,0 0,0 El 2,5 2,5 1,8 Olie eller gaskedel, virkningsgrad 90% 1,11 1,11 1,11 Fjernvarme 1,00 0,80 0,60 Varmepumpe, COP=3,0 0,83 0,83 0,60 Varmepumpe, COP=3,3 0,76 0,76 0,55 Varmepumpe, COP=4,0 0,63 0,63 0,45 Varmepumpe, COP=4,0 + 20% solvarme 0,50 0,50 0,36 Tabel 5-10 Energirammeforbruget I forarbejderne for revision af BR var det hensigten at undgå den ulighed, der er i BR10 mellem fjernvarme og varmepumper. Det er øjensynlig baggrunden for, at fjernvarme og en varmepumpe med COP = 3,0 er ligestillede i BR20. Problemet er imidlertid, at en bygherre får tilbudt varmepumper med væsentlig bedre COP værdier uden, at de af den grund bliver mere samfundsøkonomisk fordelagtige end fjernvarme. Hvis bygherren eksempelvis får tilbudt en varmepumpe, som tilsyneladende kan yde en COP på 4,0 og det godkendes af bygningsmyndigheden, så begunstiges varmepumpen i energirammeberegningen i BR20, som det ses af tabellen ovenfor med en faktor på 1,8/4 =0,45, medens fjernvarmen kun får en faktor 0,60. Det betyder, at bygherren ved valg af fjernvarme skal investere ekstra i klimaskærmen eller i elproducerende anlæg på matriklen. Om bygherren vælger fjernvarme eller varmepumpe afhænger derfor for en stor del af de incitamenter, som BR giver. Det har betydning, om bygherren skal afholde ekstra omkostninger til urentable investeringer, hvis bygherren vælger fjernvarme, eksempelvis en vindmølle eller solceller på taget eller til ekstra isolering ud over det rentable. Bygningsreglement har mindstekrav til de enkelte bygningsdele, som umiddelbart er uafhængigt af opvarmningsformen og derfor ikke påvirker bygherrens valg af energiforsyning. Den seneste ændring af BR fra BR10 til BR15 og BR20 indførte skærpede krav til varmetransmission, som var begrundet ud fra langsigtede hensyn. Det var begrundet i, at det var et politisk ønske, at man skulle investere svarende til 3,5 % i diskonteringsrente og kr/tons CO 2 i skyggepris. Dette politiske ønske svarer til en samfundsøkonomisk forrentning på ca. 0 %, jf. beregning i Varmeplan Danmark 2010, som er udført iht. Energistyrelsens beregningsforudsætninger. Denne ekstra investering i at sænke varmebehovet mere end det samfundsøkonomisk optimale har en lille indirekte påvirkning på valg af opvarmningsform, da det indirekte favoriserer varmepumpeløsninger frem for fjernvarme i de samfundsøkonomiske beregninger af områdeafgrænsningen mellem fjernvarme og varmepumper. Dette er dog af mindre betydning i forhold til de incitamenter, som BR s energirammeberegning giver til at fravælge fjernvarmen. BR giver således bygherren et direkte incitament til at fravælge den af kommunen planlagte fjernvarme i de områder, hvor fjernvarmen er mest samfundsøkonomisk fordelagtig.

58 50 I BR10 var diskrimineringen åbenlys, da fjernvarmen fik faktoren 1,0 medens en varmepumpe med COP på 3,0 kunne opnå en faktor på 2,5/3= 0,83. Det blev der tilsyneladende rådet bod på i den seneste revision af BR, idet man her argumenterede for en faktor på 3 mellem el og fjernvarme i BR20. Faktoren på 3 fremkommer ved, at der er en faktor 1,8 på el som med COP giver en faktor 0,6. Det er netop den faktor, som tildeles fjernvarmen. Problemet er imidlertid, at den relevante årsmiddel COP-værdi nu antages at være 3,3 i Energistyrelsens teknologikatalog og, at bygherren ofte overbevises om, at man kan antage, at de nye jordvarmepumper har en COP helt op til 4. Selv om det skulle være rigtigt, at den er 4, vil det kun påvirke valget af optimal områdeafgrænsning minimalt, da det ikke kun er COP værdien, men i højere grad investeringer i hhv. varmepumper og fjernvarmenet, som er afgørende. Problemet med ikke at kunne få plads til jordslanger kan dog også have betydning for det optimale valg. Bygherrens optimistiske antagelse om en COP på 4 vil således give et ekstra incitament til at fravælge fjernvarmen, da bygherren ifølge BR pålægges en ekstraomkostning til at gennemføre ekstra urentable investeringer på bygningen i fjernvarmeløsningen. Denne ekstra investering, som skal til for at kompensere for, at en varmepumpe med COP på 4 begunstiges i forhold til fjernvarmen, kunne være i vindmøller eller solceller på matriklen, eller det kunne være i yderligere isolering. I eksemplet med NYE er der ikke plads til vindmøller, og muligheden for solceller er begrænsede. Vindmøllers rentabilitet og effektivitet er afhængig af den energi, der er i vinden. Tækker har i planlægningen af Nye lagt vægt på bæredygtighed. Derfor har det også været et naturligt fravalg, ikke at planlægge for små landplacerede vindmøller i Nye. Det er Tækkers opfattelse, at mølleenergi bør komme fra møller med bedst samfundsøkonomi. Det betyder, at de bør placeres på havet. En attraktiv løsning kunne være et fælles ejerskab af havmøller, såfremt det kunne godskrives i energirammen, hvilket desværre ikke er muligt i dag. Endelig har der været en del overvejelser omkring den miljømæssige bæredygtighed i en bredere forståelse. I den sammenhæng er det Tækker Groups opfattelse, at såvel solceller som vindmøller passer meget dårligt ind i et bybillede. Desuden er møller en ikke uvæsentlig kilde til støj. Derfor kan ekstrem meget isolering eller valg af varmepumpe for alle anlæg under 250 kw, som ikke har krav om samfundsøkonomisk opvarmning, være den mest økonomiske løsning for bygherren. Prisen på at spare en MWh ved en merinvestering i isolering i forhold til mindstekravet er mindst kr./mwh beregnet som kapitalomkostning med 3,5 % i rente over 60 år. I værste fald kan den være kr. eller mere, se beregning i Varmeplan Danmark Ved at være tvunget til at afholde omkostninger, der svarer til eksempelvis kr/mwh varme, der spares i løbet af 60 år, vil både samfundet, bygherren, Lystrup Fjernvarme og Varmeplan Aarhus påføres et tab, da varmen kan tilvejebringes marginalt i systemet til en væsentlig lavere pris på rundt regnet 300 kr./mwh. I de følgende tabeller ses på, hvordan tabet fordeler sig i lokalsamfundet med disse forudsætninger og med forskellige antagelser om COP og for hhv. central fjernvarmetilslutning og individuel fjernvarmetilslutning.

59 Central fjernvarme COP 3,3 I den første tabel antages som i rapportens basis beregninger, at fjernvarmen tilsluttes centralt til hver bygningsklynge på samme sted, som varmepumpen. Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, central fjernvarme Varmeplan Aarhus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,4 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 10,4 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 33 kwh/m 2 5,4 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 20,2 mio.kr. BR10: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,3 VP faktor 0,76 Fjv. Faktor 1,00 BR10 forbrug til central VP MWh/år BR10 forbrug central fjernvarme MWh/år BR10's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP MWh/år BR10 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 1,2 mio.kr. BR10 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 1,0 mio.kr. BR10 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 9,2 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR10 11,4 mio.kr. BR15: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,3 VP faktor 0,76 Fjv. Faktor 0,80 BR15 forbrug til central VP MWh/år BR15 forbrug central fjernvarme MWh/år BR15's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 246 MWh/år BR15 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,2 mio.kr. BR15 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,2 mio.kr. BR15 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 1,6 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR15 2,0 mio.kr. BR20: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,3 VP faktor 0,55 Fjv. Faktor 0,60 BR20 forbrug til central VP MWh/år BR20 forbrug central fjernvarme MWh/år BR20's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 316 MWh/år BR20 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,3 mio.kr. BR20 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,2 mio.kr. BR20 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 2,1 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR20 2,6 mio.kr. Tabel 5-11 BR ekstraomkostning til fjernvarme central tilslutning og COP 3,3 Det ses, at fordelen for slutforbrugerne i NYE på 5,4 mio.kr ved at vælge fjernvarme reduceres med ca. 2,1 mio.kr af BR20-krav

60 Central fjernvarme COP 3,0 I den næste tabel er benyttet samme forudsætninger bortset fra, at COP er sat til 3,0, som var forudsat ved revision af BR. Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, central fjernvarme Varmeplan Aarhus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,4 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 10,4 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 33 kwh/m 2 8,5 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 23,3 mio.kr. BR10: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,0 VP faktor 0,83 Fjv. Faktor 1,00 BR10 forbrug til central VP MWh/år BR10 forbrug central fjernvarme MWh/år BR10's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 967 MWh/år BR10 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,8 mio.kr. BR10 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,7 mio.kr. BR10 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 6,3 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR10 7,8 mio.kr. BR15: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,0 VP faktor 0,83 Fjv. Faktor 0,80 BR15 forbrug til central VP MWh/år BR15 forbrug central fjernvarme MWh/år BR15's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP -193 MWh/år BR15 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: -0,2 mio.kr. BR15 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: -0,1 mio.kr. BR15 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: -1,3 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR15-1,6 mio.kr. BR20: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,0 VP faktor 0,60 Fjv. Faktor 0,60 BR20 forbrug til central VP MWh/år BR20 forbrug central fjernvarme MWh/år BR20's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 0 MWh/år BR20 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,0 mio.kr. BR20 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,0 mio.kr. BR20 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 0,0 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR20 0,0 mio.kr. Tabel 5-12 BR ekstraomkostning til fjernvarme central tilslutning og COP 3,0 Det ses, at gevinsten ved fjernvarme vokser en smule til 23,3 mio.kr. Desuden ses, at ekstraomkostningen er nul for BR20, som det netop var tiltænkt ved revisionen af BR, hvor der var forudsat en COP på 3,0

61 Central fjernvarme COP 4,0 I den næste tabel er benyttet samme forudsætninger om, at fjernvarmen afregnes centralt til hvert tilslutningspunkt, hvor der alternativt er en varmepumpe bortset fra, at COP er sat til 4,0. Selv om det er svært at dokumentere denne COP ud fra valide målinger af årlige forbrug af el til kompressor og pumper, er det dog et faktum, at sådanne værdier ofte benyttes af bygherren og dennes rådgiver som beslutningsgrundlag. Derfor er det interessant, dels at se på konsekvenserne for de neutrale beregninger, hvor der er samme klimaskærm, dels at se på den ekstraomkostning, som pålægges fjernvarmeløsningen. Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, central fjernvarme Varmeplan Aarhus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,4 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 10,4 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 33 kwh/m 2 0,0 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 14,8 mio.kr. BR10: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 4,0 VP faktor 0,63 Fjv. Faktor 1,00 BR10 forbrug til central VP MWh/år BR10 forbrug central fjernvarme MWh/år BR10's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP MWh/år BR10 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 1,9 mio.kr. BR10 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 1,6 mio.kr. BR10 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 14,2 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR10 17,6 mio.kr. BR15: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 4,0 VP faktor 0,63 Fjv. Faktor 0,80 BR15 forbrug til central VP MWh/år BR15 forbrug central fjernvarme MWh/år BR15's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP MWh/år BR15 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,9 mio.kr. BR15 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,7 mio.kr. BR15 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 6,6 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR15 8,2 mio.kr. BR20: krav om ekstra omkostning til central fjernvarme Forventet COP i ansøgning 4,0 VP faktor 0,45 Fjv. Faktor 0,60 BR20 forbrug til central VP MWh/år BR20 forbrug central fjernvarme MWh/år BR20's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 870 MWh/år BR20 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,7 mio.kr. BR20 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,6 mio.kr. BR20 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 5,7 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR20 7,1 mio.kr. Tabel 5-13 BR ekstraomkostning til fjernvarme central tilslutning og COP 4,0 Det ses, at gevinsten for lokalsamfundet ved fjernvarme reduceres fra 20,2 mio.kr til 14,8 mio.kr ved at COP vokser fra 3,3 til 4,0. Det ses desuden, at gevinsten for slutforbrugerne falder betydeligt fra 8,5 til 0 mio.kr ved at COP stiger fra 3 til 4 og, at ekstraomkostningen for at vælge fjernvarme vokser til 5,7 mio.kr ved BR20. Derved er der en samlet ekstraomkostning for slutforbrugerne ved at vælge fjernvarme frem for varmepumpe lig med 5,7 mio.kr. hvis COP er lig med 4.

62 Individuel fjernvarme COP 3,0 I de næste 2 tabeller er benyttet samme forudsætninger som ovenfor med hhv. COP på 3 og 4 bortset fra, at fjernvarmen afregnes til hver bolig, således at fjernvarmen påføres det interne nettab. Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, individuel fjernvarme Varmeplan Århus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,4 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 12,7 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 32 kwh/m 2 15,0 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 32,1 mio.kr. BR10: krav om ekstra omkostning til individuel fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,0 VP faktor 0,83 Fjv. Faktor 1,00 BR10 forbrug til central VP MWh/år BR10 forbrug indiv. fjernvarme MWh/år BR10's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 667 MWh/år BR10 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,6 mio.kr. BR10 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,5 mio.kr. BR10 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 4,4 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR10 5,4 mio.kr. BR15: krav om ekstra omkostning til individuel fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,0 VP faktor 0,83 Fjv. Faktor 0,80 BR15 forbrug til central VP MWh/år BR15 forbrug individuel fjernvarme MWh/år BR15's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP -433 MWh/år BR15 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: -0,4 mio.kr. BR15 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: -0,3 mio.kr. BR15 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: -2,8 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR15-3,5 mio.kr. BR20: krav om ekstra omkostning til individuel fjernvarme Forventet COP i ansøgning 3,0 VP faktor 0,60 Fjv. Faktor 0,60 BR20 forbrug til central VP MWh/år BR20 forbrug individuel fjernvarme MWh/år BR20's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP -180 MWh/år BR20 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: -0,2 mio.kr. BR20 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: -0,1 mio.kr. BR20 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: -1,2 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR20-1,5 mio.kr. Tabel 5-14 BR ekstraomkostning til fjernvarme individuel tilslutning og COP 3,0 Det ses, at gevinsten ved fjernvarme stiger fra 23 til 32 mio.kr. med COP på 3. Tilsvarende ses, at den samlede virkning er, at BR20 begunstiger den individuelle fjernvarmeløsning i forhold til den centrale varmepumpeløsning med 1,2 mio.kr ved BR20. Det er en mindre reduktion end i tilfældet med central fjernvarme, og det skyldes, at nettabet i de interne fordelingsledninger med denne afregningsform forudsættes at være en del af fjernvarmeleverancen.

63 Individuel fjernvarme COP 4,0 I den næste tabel er benyttet samme forudsætninger om, at fjernvarmen afregnes til hver bolig bortset fra, at COP er sat til 4,0. Selv om det som nævnt i tilfældet med central fjernvarmetilslutning er svært at dokumentere denne COP ud fra valide målinger af årlige forbrug af el til kompressor og pumper, er det dog et faktum, at sådanne værdier ofte benyttes af bygherren og dennes rådgiver som beslutningsgrundlag. Derfor er det interessant, dels at se på konsekvenserne for de neutrale beregninger, hvor der er samme klimaskærm, dels at se på den ekstraomkostning, som pålægges fjernvarmeløsningen. Lokalsamfundets fordel ved fjernvarme, individuel fjernvarme Varmeplan Århus Rabat i 5 år 73 kr/mwh 4,4 mio.kr. Lystrup Fjernvarme Tilslutning 100% 12,7 mio.kr. NYE område 6, fjernvarmebehov 32 kwh/m 2 6,5 mio.kr. Lokalsamfundets fordel i alt 23,7 mio.kr. BR10: krav om ekstra omkostning til individuel fjernvarme Forventet COP i ansøgning 4,0 VP faktor 0,63 Fjv. Faktor 1,00 BR10 forbrug til central VP MWh/år BR10 forbrug indiv. fjernvarme MWh/år BR10's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP MWh/år BR10 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 1,6 mio.kr. BR10 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 1,4 mio.kr. BR10 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 12,3 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR10 15,2 mio.kr. BR15: krav om ekstra omkostning til individuel fjernvarme Forventet COP i ansøgning 4,0 VP faktor 0,63 Fjv. Faktor 0,80 BR15 forbrug til central VP MWh/år BR15 forbrug individuel fjernvarme MWh/år BR15's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 775 MWh/år BR15 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,7 mio.kr. BR15 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,6 mio.kr. BR15 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 5,1 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR15 6,3 mio.kr. BR20: krav om ekstra omkostning til individuel fjernvarme Forventet COP i ansøgning 4,0 VP faktor 0,45 Fjv. Faktor 0,60 BR20 forbrug til central VP MWh/år BR20 forbrug individuel fjernvarme MWh/år BR20's ekstra krav til fjernvarme i forhold til VP 690 MWh/år BR20 påfører Varmeforbrugerne i Aarhus et tab på: 0,6 mio.kr. BR20 påfører Lystrup Fjernvarmes forbrugere et tab på: 0,5 mio.kr. BR20 påfører slutforbrugere i NYE en ekstraomkostning på: 4,5 mio.kr. Samlet ekstraomkostning for lokalsamfundet ved BR20 5,6 mio.kr. Tabel 5-15 BR ekstraomkostning til fjernvarme individuel tilslutning og COP 4,0 Det ses, at gevinsten for slutforbrugerne ved at vælge fjernvarme falder fra 15,0 til 6,5 mio.kr ved at COP stiger fra 3 til 4 og, at ekstraomkostning for at vælge fjernvarme vokser til 4,5 mio.kr ved BR20. Derved er den samlede fordel ved at vælge fjernvarme for slutforbrugerne reduceret til 6,5-4,5 = 2 mio.kr til trods for, at fjernvarmen påtager sig nettabet i det interne net.

64 Sammenfatning af BR s incitamenter til bygherren Den samlede konklusion er: At den enkelte bygherre får et stærkt incitament til at fravælge den planlagte løsning med fjernvarme At bygherrens beslutning meget vel kan baseres på et udokumenteret grundlag og At beslutningen meget vel træffes uden, at den har været drøftet i et samarbejde mellem parterne eller afprøvet af nogen klageinstans Konsekvenserne af, at nogle af de aktuelle bygherreorganisationer vælger at lade sig lede af BR og fravælger fjernvarmen for at undgå de ekstra urentable investeringer er, at tilslutningen bliver reduceret. Det indebærer en risiko for, at fjernvarmeselskabet påføres et tab og derfor ikke vil engagere sig i lignende tilfælde. Konsekvensen for bygherren kan endvidere vise sig at være fatal, hvis det viser sig, at forudsætningen om COP 4,0 ikke holder, og varmepumpen og jordslangerne derfor er underdimensionerede. Det kan blive dyrt i ekstra energiregning eller udvidelser, og det vil blive væsentlig dyrere at etablere fjernvarmen efterfølgende. 5.9 Bygherrens overvejelser om bygningscertificering Mange bygherreorganisationer ønsker, at bygge så bæredygtigt som muligt indenfor rimelige økonomiske rammer. Bæredygtighed indenfor byggeri inkluderer mange aspekter, herunder valg af materialer, lokalisering, indeklima, særlige faciliteter for brugerne, valg af energiløsning mv. Det er således svært at finde et fælles mål for, hvor bæredygtig en bygning er. Der findes forskellige certificeringssystemer, som søger at give et samlet vægtet mål for bæredygtighed. I dette afsnit gives en kort redegørelse for, hvordan de tre mest udbredte certificeringssystemer for bæredygtigt byggeri påvirker bygherres beslutningsproces i relation til energiforsyning. Oplysningerne er baserede på følgende versioner af de respektive certificeringssystemer: LEED 2009 for bygninger (New Constructions), BREEAM International 2010 /Europe Commercial 2009 og DGNB-DK fra Alle de nævnte systemer opdateres med 2-3 års mellemrum LEED LEED er det amerikanske certificeringssystem for bæredygtige bebyggelser og bygninger. LEED systemet refererer udelukkende til Amerikanske standarder og metoder. Det er derfor det certificeringssystem, der kræver mest dobbelt dokumentation. Læs mere om LEED her: Der findes forskellige manualer, og dermed forskellige kriterier, for hhv. bebyggelser og bygninger. Der er en god sammenhæng mellem manualerne for hhv. bygninger og bebyggelser. På bygningssiden motiverer LEED systemet bygherre til enten: at vælge et forsyningsselskab, der har en god miljøprofil (dvs. lav CO 2 -emission) og som samtidig er effektiv (dvs. med minimalt ledningstab og minimalt tab i produktionsprocessen). CO 2 er indtil videre den eneste miljøindikator for energiforsyningen i LEED. En opdateret version (LEED 2012) er under udarbejdelse, og det kan ske, at man i den forbindelse udvider antallet af miljøindikatorer for forsyningen at reducere miljøpåvirkningen fra energiforbrug via tiltag på grunden (f.eks. vedvarende energikilder)

65 57 at vælge en kombination af ovenstående Der er flere erfaringer fra Danmark, eksempelvis følgende: I Aarhus har fokus på høj klassificering efter LEED f.eks. resulteret i at en stor virksomheds hovedkvarter har implementeret en hel del energireducerende og vedvarende energiteknologier på matriklen frem for at tilslutte sig fjernvarmen i Aarhus for at imødekomme LEED's energikrav. I en mindre by har en meget stor virksomhed imødekommet LEED's energikrav ved at benytte den lokale kollektive fjernvarmeforsyning i byen, hvor den primære brændselsform er træflis/biomasse kombineret med gasfyret kraftvarme. Det er dog fliskedlen, som har været pointgivende, og ikke den gasfyrede kraftvarme, ligesom det heller ikke har været pointgivende, at virksomheden understøtter det lokale samfunds økonomi ved at deltage i den fælles forsyning BREEAM BREEAM er det engelske system for bæredygtige bebyggelser og bygninger. Systemet for bebyggelser er relativt nyt og ikke særlig operationelt, mens systemet for bygninger er meget operationelt og meget konkret. Der er dog udfordringer, når man arbejder i en dansk kontekst udfordringer, som bl.a. Rambøll allerede har påtalt overfor BRE (den engelske ækvivalent til SBi) i forbindelse med opdatering og forbedring af systemet, som frigives 2012/2013. BREEAM fokuserer på forbedringer i forhold til den nationale lovgivning med udgangspunkt i den antagelse at disse er på niveau med eller skrappere end europæiske og britiske standarder. Læs mere her: På bygningssiden motiverer BREEAM bygherre til enten: at vælge et forsyningsselskab, der har en god miljøprofil (i BREEAM svarer dette til lav CO 2 og lav NO x udledning) og som samtidig er effektiv (dvs. med minimalt ledningstab og minimalt tab i produktionsprocessen) at reducere miljøpåvirkningen fra energiforbrug via tiltag på grunden (f.eks. vedvarende energikilder med lav/ingen CO 2 og NO x * udledning. Bygherren kan også vælge en kombination af ovenstående. NO x udledningen er kun i relation til varmeforsyningen og ikke elforsyningen. En betydelig CO 2 udledning koster BREEEAM-credits i begrænset omfang, men der er ingen tvivl om, at det er væsentligt lettere at komme ned i det man kalder 'Carbon Neutral' og 'True Carbon Neutral' energiprofil med en energiforsyning, der allerede er CO 2 neutral eller som er tæt på at være det. Til gengæld koster det mange BREEAM-credits, hvis der er en høj emission til atmosfæren af NO x fra varmeforsyningen, medens immissionen af NO x i mg/m 3 luft i gadeniveau ikke tillægges nogen betydning. Såfremt den mulige fjernvarme til den aktuelle bygning er baseret på forbrænding af affald, vil point for NO x udledningen straffe fjernvarmen i forhold til eksempelvis en gaskedel, fordi emissionen er højere for affaldsvarme og uanset immissionen er højere for gaskedlen. Såfremt en bygherre meget gerne vil have en høj score i BREEAM, vil dette sandsynligvis resultere i, at denne vælger en lokal energiforsyning frem for kollektiv energiforsyning, såfremt den kollektive energiforsyning har en dårlig miljøprofil efter BREEAMs målestok på NO x og CO 2 - af den

66 58 simple årsag, at det er lettere at efterkomme emissions-kravene på egen matrikel, både i designfasen og i driftsfasen. Der er flere erfaringer fra Danmark, hvor fjernvarme er blevet straffet fordi BREEAM ikke tager højde for samfundsøkonomien, hvori der er inkluderet miljøomkostninger for totale emissioner til atmosfæren, og fordi BREEAM ikke tager højde for, at fjernvarmen reducerer skadesemissioner fra eksempelvis NO x i gadeniveau betydeligt i forhold til gaskedler DGNB DGNB er det tyske system for bæredygtige bygninger og byplaner. DGNB systemet er relativt nyt i international sammenhæng, men det har et stort internationalt potentiale. I Danmark har det danske green building council (DK-GBC) valgt at tilpasse DGNB til dansk byggeskik og danske standarder. Det er derfor det system, som alle nationale og offentlige bygherrer forventes at vælge fremadrettet. Vi oplever dog fortsat en efterspørgsel på især LEED og i noget omfang BREEAM fra multinationale private bygherrer. Læs mere om DGNB her: og DGNB-DK systemet anvender de nationale generiske data for hhv. fjernvarme, el og naturgas forsyning. Disse gennemsnit fremkommer af den europæiske ESUCO database. På det konkrete projekt holdes det beregnede energibehov (fra Be10) fordelt på forsyningstyper op imod ESUCO datablade for de forskellige forsyningsformer. Dette sammenlignes med energirammen ganget med et nationalt gennemsnit for miljøækvivalenter for den samlede danske forsyningsprofil (dvs. et landsgennemsnit på tværs af naturgas, olie, kul, affaldsvarme osv.). Dette nationale gennemsnit forventes at blive korrigeret med jævne mellemrum, efterhånden som andelen af vedvarende energiproduktion i Danmark vokser. DGNB systemet favoriserer i sin nuværende form ikke enkelte forsyningsselskaber med en lav miljøpåvirkning, ligesom det ikke straffer forsyningsselskaber med en høj miljøpåvirkning. På den anden side belønnes projekter, der anvender egne vedvarende energikilder, hvilket i sidste ende betyder, at kollektive forsyningsselskaber står dårligt sammenlignet med lokal produktion af vedvarende energi. Dette gælder således også forsyningsselskaber med en lav miljøpåvirkning (sammenlignet med landsgennemsnittet for hhv. fjernvarme, el og naturgas), som således ikke belønnes for deres arbejde med at nedbringe emissionerne, idet de alligevel kan risikere at blive fravalgt til fordel for lokal energiproduktion. Ovenstående problemstilling er påtalt af RAMBØLL overfor SBi og DK-GBC's bestyrelse, hvilket på sigt kan betyde, at beregningsmetoden ændres til, at man kan vælge at anvende enten nationale standardværdier eller anvende lokale værdier for de enkelte forsyningsselskaber på baggrund af årsrapporter eller en EPD (environmental product declaration) for det enkelte forsyningsselskab. Der indgår flg. miljøindikatorer i DGNB og forsyningsprofiler i ESUCO databasen: Global Warming Potential (GWP) Ozone Depletion Potential (ODP) Photochemical Ozone Creation Potential (POCP) Acidification Potential (AP) Eutrophication Potential (EP) Non-renewable Primary Energy Demand (PEne) Total Primary Energy Demand (PEtot) og Proportion of Renewable Primary Energy (PEe) Disse indikatorer vægtes forskelligt i DGNB, hvor GWP og PE nc vægtes med en faktor 3 PE tot og PE e tilsammen vægtes med en faktor 2 (hvor PE tot vægtes dobbelt sammenlignet med PE e i den indbyrdes vægtning for indikatoren) og de øvrige indikatorer vægtes med en faktor 1.

67 Sammenfatning af bygningscertificeringens rolle Bygningscertificering bliver mere og mere udbredt og det er 3 systemer fra USA, Storbritannien og Tyskland, som dominerer markedet. Man er næsten færdige med at udvikle et dansk system, som ligger tæt op ad det tyske. De 3 udenlandske systemer og det nye danske bygger i hovedtræk på følgende principper: Der fokuseres på miljømæssige emissioner og forbrug af energi i energienheder Der fokuseres på emissioner til atmosfæren i stedet for forurening på gadeniveau Der anvendes dels nationale gennemsnit frem for lokale værdier for det lokale net Energi på matriklen favoriseres frem for forsyning fra nettet Samfundsøkonomi eller selskabsøkonomiske kriterier indgår ikke Der tages ikke hensyn til den valgte løsnings indvirkning på lokalsamfundets økonomi Der tages ikke hensyn til, om der er planlagt eller etableret en kollektiv varmeforsyning Der tages ikke hensyn til, at EU direktiverne henstiller, at kommuner planlægger fjernvarme og fjernkøling så bygninger kan få tilført energi via disse net hvor det er omkostningseffektivt Der er således ingen af de nævnte systemer, end ikke det danske, som tager hensyn til den gældende nationale lovgivning. Sammenfattende kan konkluderes, At de nævnte bygningscertificeringer ordninger vildleder beslutningstagerne til at vælge løsninger, der ikke er bæredygtige indenfor hverken økonomisk, miljømæssig eller social bæredygtighed. At de nævnte ordninger diskriminerer fjernvarmen og favoriserer matrikelløsninger At ingen certificeringsordning tager højde for fjernvarmens positive indvirkning på det lokale miljø med hensyn til luftforurening og støj i forhold til lokal varmeproduktion Da Danmark er årtier foran de fleste Europæiske lande med hensyn til planlægning af en bæredygtig opvarmning i byerne, bør Danmark tage initiativet til at udarbejde en bygningscertificering, der med hensyn til energi giver en positiv score ved: At bygningen lokaliseres hensigtsmæssigt i forhold til kommunens planlægning af infrastruktur for trafik, fjernvarme og evt. fjernkøling At bygningen tilsluttes den aktuelle kollektive varmeforsyning og/eller køleforsyning iht. kommunens planlægning At bygningens energimæssige ydeevne udformes på en økonomisk effektiv måde i forhold til energisystemet

68 Brugerøkonomiske overvejelser om BR beregning I dette afsnit ser vi på de økonomiske overvejelser en bygherre kan gøre sig for at leve op til BR s krav. Vi ser på hvilke anlægsomkostninger, der er til forskel ved at opføre henholdsvis et BR10- BR15- og BR20-byggeri. Formålet ved dette er at opstille en model, som er repræsentativ for fremtidige byggerier, og dermed kan illustrere hvilke økonomiske tiltag, der er nødvendige for at tilfredsstille kravene fra BR15 og BR20. Vi undersøger et basis parcelhus, et basis etagehus og et basis kontorhus. Der er taget afsæt i eksempelsamlingen fra Erhvervs- og Byggestyrelsens hjemmeside ( ), samt SBIanvisning 213: Bygningers energibehov. Eksempelsamlingen udgør en overordnet ramme for de opstillede modeller, men specifikke forslag til konstruktionsopbygninger er foreslået af ILK. Bygningernes overordnede rammer er som følger: Basis parcelhus: Parcelhuset er et 1-plans længehus på 150 m 2 opført i Aarhus-området med fjernvarme som energikilde. Huset er 8,5 m bredt og 17,64 m langt med en etagehøjde på 2,5 m. Vinduer og døre har et areal på 22 % i forhold til etagearealet, og fordelingen er herunder 40 % i sydlig, 30 % i nordlig og 15 % i henholdsvis østlig og vestlig orientering. De specifikke konstruktionsopbygninger ses på en skitse over bygningen nedenfor. Figur 5-9 Basis parcelhus Basis etagehus: Etagehuset er en ejendom i tre etager, samt en uopvarmet kælder. Hver etage er 360,4 m 2, og det samlede opvarmede etageareal er på m 2. Huset er 10,6 m bredt og 34 m langt med en etagehøjde på 2,8 m. Det er opført i Aarhus-området med fjernvarme som energikilde. Vinduer og døre har et areal på 23 % af det opvarmede etageareal, og fordelingen er herunder 40 % i sydlig, 30 % i nordlig og 15 % i henholdsvis østlig og vestlig orientering. De specifikke konstruktionsopbygninger ses på en skitse af bygningen ses nedenfor.

69 61 Figur 5-10 Basis etagehus Basis kontorhus: Kontorhuset er en ejendom i fire etager, samt en uopvarmet kælder og et uopvarmet teknikum på taget. Det samlede opvarmede etageareal er på m 2. Bygningen er 50,7 m lang og 16,4 m bred med en etagehøjde på 3,6 m. Den er opført i Aarhusområdet med fjernvarme som energikilde. Vinduer og døre har et areal på 27 % af det opvarmede etageareal ligeligt fordelt i nordlig og sydlig orientering. De specifikke konstruktionsopbygninger ses i tabel 3, og en skitse af bygningen ses nedenfor. Figur 5-11 Basis kontorhus Projektets fremgangsmåde Som udgangspunkt er der taget kontakt til en række virksomheder, der står bag opførsel af typehuse. Dette havde til formål at afdække hvilke tiltag de har taget i forhold til udformningen af parcelhuse for at imødekomme de nye energirammer, samt hvor store økonomiske omkostninger det kræver. Rundspørgen er udelukkende lavet i forhold til parcelhus-modellen, da det vurderes, at typehusfirmaernes villighed til at dele erfaringer på dette område er størst, og at udbyttet ikke skal benyttes til at drage nogle specifikke konklusioner på. Efterfølgende er en specifik model opstillet ud fra ILK s bud på specifikke konstruktionsopbygninger, hvorover der er lavet en økonomisk analyse Virksomhedernes erfaringer Forudsætninger for rundspørgen er følgende: Huset er forsynet med fjernvarme Huset er et enfamiliehus, gerne et typehus, med simple konstruktionsdele Der skal, hvis muligt, tages afstand til løsninger som solceller, jordvarme osv., da rapporten søger at opstille økonomien bag forbedringer i klimaskærmen Under samtalerne med virksomhedernes salgsafdelinger og ingeniører blev der taget udgangspunkt i de forslag virksomheden vil give en eventuel bygherre for at forbedre energirammen. De forslag der normalt vil blive opstillet for den private bygherre er, at man kan ændre på energirammen ved at opføre solceller, jordvarme eller lignende. Dette skyldes, at virksomhedernes erfaring er, at omkostningerne for at hæve et byggeri fra BR10 til BR15 vil ligge imellem kr. og kr. ved hjælp af solceller, og denne investering på grund af nettomåleafregningen har en tilbagebetalingstid på omkring ti år. Hovedparten af virksomhederne mener derfor, at det er lettere at forbedre energirammen ved at producere energi på matriklen end ved at forbedre klimaskærmen. Dette er på trods af, at omkostningerne ved en ændret klimaskærm vil ligge i et prisleje ikke meget over solcellerne, og at denne har en meget længere levetid.

70 62 Kun et fåtal af de kontaktede virksomheder har erfaringer med BR20-byggerier, og hvert firma havde sin idé til, hvordan en forbedring af energirammen skal foregå. Dette gør det svært at beskrive de omkostninger som i praksis kræves for at forbedre et byggeris klimaskærm således, at BR20-energirammen opnås. Det betyder, at sælgerne og ingeniørerne kun kunne gisne om en investering i klimaskærmen, og at det ville koste et sted mellem kr. og kr. at hæve energirammen fra BR10 til BR20, alt afhængig af metoden. Størstedelen af virksomhedernes holdning var, at de ville foreslå bygherren en kombineret løsning med solceller og en forbedret klimaskærm, da dette ville være billigere end blot at ændre klimaskærmen Opstilling af modellen For at modellen skal give det bedste repræsentative billede af bygningerne i forhold til nutidens byggerier, er de økonomiske beregninger foretaget ved hjælp af V&S-prisdatas vejledende kvadratmeterpriser for anlægsomkostningerne ved nybyggeri. Klimaskærmen er opbygget således, at simple ændringer, som forbedring af isoleringsklassen og forøgelse af tykkelsen, vil være i stand til at forbedre energirammen. Dette betyder, at de få ændringer i klimaskærmen efterfølgende kan beregnes i V&S-prisdata, hvilket vil gøre det muligt at fremstille en pris på de tre byggerier, der er så realistisk som mulig. Størstedelen af konstruktionsdelene i de tre modeller er dermed holdt konstante, således at der kan opstilles en direkte sammenligning mellem forbedringer i energirammen og den ekstra udgift på klimaskærmen. Der er taget kontakt til Energistyrelsen, for at få adgang til en nyere eksempelsamling, eller eventuelt en mere detaljeret eksempelsamling, end den der var adgang til, da den originale eksempelsamling blev taget af hjemmesiden i Den originale eksempelsamling findes i SBI- 213 samt i rapporten Energikrav til nybyggeriet 2020 økonomisk analyse, hvilket er grundlaget for modellerne, men som sagt er de specifikke konstruktionsopbygninger foreslået af ILK. Den nye eksempelsamling skulle være udkommet sommeren 2012, men er ifølge Energistyrelsen forsinket til efteråret Forudsætninger for modellen I modellen antages følgende forudsætninger at være opfyldt generelt: Den overordnede udformning af de tre typer bygninger er identisk i alle tre bygningsreglementer, herunder placering af vinduer, døre, orientering på grunden og den udvendige solafskærmning De har et identisk, indvendigt ventilationsanlæg, således der ikke er varierende elforbrug til lufttransport, da dette vil have stor betydning for energiregnskabet. BR20-kravet er imødekommet Lufttætheden er også identisk, og dermed sat til 0,5 for at imødekomme BR20-kravet på dette område Derudover er varmetab på alle installationer, det interne varmetilskud og elforbrug også identisk i de tre huse. Den specifikke konstruktionsopbygning, som kan udstyres med varierende isolering, findes i følgende tabeller. Tabellens isoleringstykkelser tilfredsstiller kravene for de respektive bygningsreglementer, hvilket er illustreret i bilag 3. Bilaget viser en udskrift fra beregningsprogrammet Rockwool Energy Design, der er anvendt til beregningerne Brugerøkonomiske overvejelser I dette afsnit ses på de økonomiske overvejelser brugeren kan gøre sig for at vælge opvarmningsform ud fra de givne rammebetingelser.

71 63 Den privatøkonomiske analyse viser, hvordan klimaskærmen kan forbedres således, at et byggeri kan flyttes fra én energiramme til en anden samt hvilken årlig privatøkonomi, der er for den enkelte boligejer ved valget. Modellerne er sat op til at vurdere, om en forbedring af klimaskærmen er at foretrække frem for at installere en alternativ energiforsyning. Et eksempel på en sådan beregning er, at vi sammenligner forbedringen af klimaskærmens isolering med den samme energirammeløsning, der opnås ved eksempelvis at installere et jordvarmeanlæg. Beregningerne er gennemført for opgradering fra BR 10 til BR 15 og for opgradering fra BR 15 til BR 20 for standardparcelhuset og for etageejendommen. For etageejendommen er endvidere lavet en beregning ved en kollektiv tilslutning/afregning Forudsætninger for energiforsyningen Der er af Tækker Group fremført en række forslag til alternative energiforsyninger, der kan benyttes i den fremtidige bebyggelse og samtidig passe ind i fremtidens energisystem, som skal være uafhængigt af fossile brændsler. Forslagene er: Fjernvarme, Fjernvarme + solvarme for brugsvand, Fjernvarme + solvarme kombibeholder (både varme og brugsvand), Fjernvarme + Solceller, Jordvarme, Jordvarme + solvarme, Jordvarme + solceller, Luft/luft varmepumpe + Solvarme Løsningen med jordvarme for etageboliger har vi undladt at regne på, da det ikke er realistisk, at der er plads til et horisontalt net, og heller ikke realistisk at der må etableres vertikale boringer. Dels er anlægsomkostningerne pr. meter i størrelsesordnen 10:1 for en vertikal boring i forhold til en horisontal, og dels er der vandindvindingsinteresser i området. Derfor vil næppe blive givet til vertikale boringer. Desuden er der meget få erfaringer med denne løsning. Løsningen med Luft/luft varmepumpe for etageboligerne, er også undladt, da det ville resultere i individuelle løsninger, der næppe vil kunne etableres i praksis med tilfredsstillende resultat for beboerne og deres naboer. Luft/luft varmepumper suppleret med elvarme har været overvejet men er udelukket på grund af dårlig komfort og dårlig energiøkonomi samt manglende evne til at afbryde elforbruget selv i korte perioder med høje elpriser. Denne varmepumpe er den billigste i anlæg, men den har klare ulemper i en tæt bebyggelse i form at støj og synlige luftkølere. Derfor regnet Tækker Group ikke med denne mulighed. Da det kun er løsninger med solceller, der kan opfylde energirammerne sammen med en varmepumpe eller solvarme - uden samtidig at forbedre klimaskærmen, har vi for de øvrige løsninger også medregnet en forbedring af klimaskærmen. Der er ligeså mange løsninger på forbedring af klimaskærmen, som der er huse der tegnes. Vi har derfor valgt at medregne den meromkostning, der vil være på forbedring af klimaskærmen som et forhold mellem den nødvendige klimaskærmløsningen ved forsyning med fjernvarme, og bruge prisen som en enhedspris pr. kwh, der mangler i beregningerne, for at kunne opfylde den enkelte energiramme. Ved at bruge modellen fra basisparcelhuset vil en forbedring i klimaskærmen fra BR 10 til BR 15 kræve, at forbruget sænkes fra 57,4 kwh/m 2 til 36,4 kwh/m 2 = 21kWh/m 2. Den samlede udgift til forbedring af klimaskærmen i modellen, så varmebehovet reduceres med 21 kwh/m 2 jf. del 1, er kr.

72 64 Dette svarer til, at hver gang vi forbedrer klimaskærmen med 1 kwh/m 2 koster det kr. Denne pris er anvendt ved beregningen af de tillæg i klimaskærm, der er nødvendige til de enkelte alternative løsninger. Det svarer også til, at den varme som spares ved den ekstra isolering koster ca kr/mwh forudsat amortisering med 4 % i rente over 60 år. (Basishuset på 150 m 2 sparer ca. 3 MWh/år og den årlige ydelse på det fiktive lån er kr/år) Det bemærkes, at denne pris stiger progressivt, jo mere der isoleres. Denne pris kan også umiddelbart sammenlignes med den langtidsvariable varmepris, som er væsentlig lavere for fjernvarmeforsyningen, både for samfundet og selskabet. Forholdet mellem effekt og pris for de enkelte produktionsdele i solcelleanlæg og solvarmeanlæg, er forudsat at være ligefrem proportionale. I beregningerne er således forudsat, at to solcellepaneler vil producere præcis den dobbelte effekt af ét solcelle-panel, og at prisen på disse vil være det dobbelte af et enkelt. Der er en fejlkilde ved denne forudsætning, da prisen reelt vil forandres ved installering af et større antal af de enkelte dele. De varmepumpeanlæg og solcelleanlæg, hvor der sker den største udvikling, og dermed er den største priskonkurrence på er anlæg til enfamiliehuse. Det er derfor ikke sandsynligt, at der anlægsmæssigt spares væsentligt på installationen til de 12 boligenheder. Samlet vurderes fejlkilden at have meget lille betydning for vort regneeksempel med 12 boligenheder. Det betyder dog, at der skal tages hensyn til denne fejlkilde, hvis der skal regnes på installationer til væsentlig flere boliger. Endvidere antages det, at referenceværdierne er så repræsentative, at forudsætningen er tilladelig Årlige låneomkostninger De årlige låneomkostninger beskriver de låneomkostninger, der vil være, når det forudsættes at investeringen optages som et lån, og afvikles efter en annuitet med en rente på 4 %. I diagrammerne er låneomkostningerne delt op i udgiften til klimaskærm, udgiften til fjernvarme og udgiften til den/de alternative løsninger. For at kunne opnå valide sammenligninger, er levetiden for hver af de forskellige løsninger vurderet og omregnet til 20 år for alle anlæg. Eksempelvis har et solcelleanlæg ikke den samme levetid som et jordvarmeanlæg eller en klimaskærm. Et jordvarmeanlæg har efter 20 år stadig en restværdi. De årlige tilbagebetalinger af lånet til jordvarmeanlægget fordeles derfor over 30 år i stedet for 20 år Faste udgifter De faste udgifter for hver forsyningsmetode beskriver de omkostninger, der er ved drifts- og vedligeholdelse af de enkelte løsninger samt faste bidrag, der er forbundet med at være tilsluttet til fjernvarmenettet Årlige forbrugsomkostninger til brændsel De årlige forbrugsomkostninger er den variable del af varmeforbruget. Brændselsudgiften er i diagrammerne opdelt i fjernvarmeforbrug og elforbrug. Der er taget afsæt i priserne for el og varme i Lystrup, og forbruget er taget direkte fra energiberegningerne, der er for bygningerne i det foregående afsnit. Det er alene det elforbrug, der anvendes på bygningsdriften, der er medtaget. Lys og kraftforbrug er således ikke medregnet. For løsningen med solceller er modellerne opstillet, så antal af solcellerne netop er nok til at dække kravet i BR 15 og i BR 20. Dette betyder, at solcellerne der er valgt til BR 15 løsningen ikke kan dække elforbruget til bygningsdriften, mens solcellerne der er valgt til opfyldelse af BR 20 dækker en større del af bygningens elforbrug.

73 65 Figur 5-12 Parcelhus fra BR10 til BR15 Figur 5-13 Parcelhus fra BR15 til BR20

74 66 Figur 5-14 Etagehus fra BR10 til BR15 Figur 5-15 Etagehus fra BR15 til BR20

75 67 Figur 5-16 Etagehus fra BR10 til BR15, kollektiv afregning Figur 5-17 Etagehus fra BR15 til BR20, kollektiv afregning

76 Den fiktive forbedring af klimaskærmen i BR Ser vi på den udvikling der sker i øjeblikket, hvor mange byggefirmaer indenfor privatboliger tilbyder at opføre BR 15 huse, der blot er BR 10 huse med en alternativ energiforsyning, bliver mange nybyggere forledt til at tro, at deres hus vil have et mindre energiforbrug, hvis de bygger efter BR 15, fordi huset kan blive godkendt til et BR 15 hus uagtet at der reelt ikke er brugt penge på at forbedre klimaskærmen. Nedenstående diagram, viser sammenligningen med en BR 10 klimaskærm og forskellige forsyningsformer 1. Søjle viser den årlige udgift ved et BR15-byggeri, hvor forbedringen fra BR10 til BR15 udelukkende består af en forbedring i klimaskærmen. Huset forsynes med fjernvarme. 2. Søjle viser den årlige udgift der er ved et byggeri der er forbedret fra BR10 til BR15 udelukkende ved at opstille solceller, der er ingen forbedring af klimaskærmen 3. Søjle viser den årlige udgift der er ved et byggeri, der er forbedret fra BR10 til BR15 ved at installere et jordvarmeanlæg i stedet for en fjernvarmetilslutning. Forbedringen fra BR10 til BR15 kan ikke foregå udelukkende ved at installere jordvarmeanlægget, hvorfor der også er en investering i klimaskærmen 4. Søjle viser den årlige udgift der er ved et byggeri der er forbedret fra BR10 til BR15 udelukkende ved at installere et jordvarmeanlæg og solceller. Der er ingen forbedring af Klimaskærmen 5. Søjle viser den årlige udgift der er ved et byggeri der overholder BR10 med fjernvarmeforsyning, uden alternative energiforsyninger, hvorved Lystrup Fjernvarme ikke giver 50 % rabat på den faste udgift. Figur 5-18 Sammenligning af BR10 og BR15 klimaskærm

77 69 Figur 5-19 Sammenligning af BR10 og BR20 klimaskærm 5.12 Konklusion på beregningerne Som det ses i diagrammerne, er det stort set fjernvarmen, der sammen med en opgradering af klimaskærmen, er den bedste privatøkonomiske løsning uanset om huset etableres som et BR 15 hus eller et BR 20 hus. Det kan endda betale sig, at forbedre sin klimaskærm fra BR 10 til BR 15 på grund af det mindre varmeforbrug og det mindre effektbidrag til Lystrup Fjernvarme. Effektbidraget fra Lystrup Fjernvarme ydes for at gøre fjernvarmen konkurrencedygtig og dermed kompensere for, at den diskrimineres i forhold til varmepumpen. Den betales således af alle de andre fjernvarmeforbrugere. Hvis man ligestiller fjernvarmen med varmepumpen, så de to løsninger har samme omkostning til klimaskærm og undlader rabat på den faste afgift, vil fjernvarmen være den billigste løsning for forbrugeren. For parcelhuset vinder jordvarmepumpen med solceller ved BR 20 løsningen. Prisen på den leverede fjernvarme, skal dog ikke falde ret meget, før det for BR 20 løsningen også her bliver fjernvarmen, der vinder. Diagrammet viser også, at så snart man er uden for fjernvarmeområderne, er det jordvarmen med solceller, der er den bedste privatøkonomiske løsning. For parcelhuset, kan det ikke betale sig privatøkonomisk, at vælge en BR 20 løsning frem for en BR 15 løsning. På grund af den mindre effekt for uværdien af de yderste mm isolering (se afsnit om effekten af øget isolering), bliver udgiften til klimaskærmen så stor, at den samlede udgift ligger kr. over udgiften for en BR 15 løsning. For etagehuset er prisen på en BR 15 og BR 20 løsning ens. For etagehuset betyder valget af individuel eller kollektiv tilslutning en stor forskel. Der er en forskel på kr. årligt, hvilket skyldes, at den afregningsform, der er ved tilslutningen til fjernvarmen og det årlige abonnement, der er forbundet med fjernvarmen afregnes individuelt.

78 70 Udgangspunktet i denne rapport er tilslutningsbestemmelserne for Lystrup Fjernvarme. Disse bestemmelser varierer fra værk til værk og forskelsprisen er derfor ikke et udtryk for, at prisforskellen er så stor alle steder i landet. Det bør derfor vurderes fra sted til sted, om forbrugeren tilskyndes til at vælge en individuel eller kollektiv afregningsform. Det der viser sig som den største post i beregningerne, er tilbagebetalingen af den investering der kræves til hver løsning. Investeringen skal betales tilbage inden løsningens levetid er udløber. Eksempelvis ses det i diagrammerne, at en kombination af solvarme og jordvarme har for store anlægsomkostninger til, at det er økonomisk rentabelt, mens en investering udelukkende i solvarme er mere rentabel. Dette betyder, at udvikling af bedre og billigere alternative forsyningsformer der kombinerer flere brændsler er nødvendig, hvis løsningerne skal kunne konkurrere. Bedre isoleringsklasser for isoleringsmaterialerne og billigere isoleringsmaterialer vil kunne give større incitament til at forbedre klimaskærmen. Investering i klimaskærmen er mere langsigtet end løsningerne med alternative forsyningsformer, da denne løsning giver en større pengebinding til det pågældende byggeri. Investeringen i klimaskærmen vil først blive tilbagebetalt ved videresalg, men da boligmarkedet er bestemmende for prissætningen, er det ikke sikkert at en merinvestering hverken i klimaskærmen eller i alternative forsyningsformer, kommer hjem igen. Det kræver en større indsats fra de projekterendes side at nå energirammen udelukkende med klimaskærmen i forhold til at sætte solceller op. Brugen af solceller på enfamiliehuse, er samfundsøkonomisk urentabel, men økonomisk fordelagtig for brugerne på grund af den meget gunstige nettomåleordning og de fordelagtige beskatningsregler. Det må derfor forventes, at dette kraftige privatøkonomiske incitament bliver mindre i fremtiden. I BR er fastsat 2 politisk bestemte faktorer, der skal anvendes, når energirammen skal udregnes. Således bliver elforbruget ved BR 10 og BR 15 indregnet med en faktor 2,5. Denne faktor er den primære årsag til, at energirammen kan nås så let ved blot at sætte solceller op, eller vælge en varmepumpe til opvarmning frem for fjernvarme. En varmepumpe med effektfaktor 4 vil kunne opnå en faktor på 2,5/4=0,63, hvor fjernvarmen til sammenligning har faktoren 1,0 efter BR10 og 0,8 efter BR15 Faktoren på el sættes ned til 1,8 for 2020 rammen samtidig med, at faktoren på fjernvarme sættes ned til 0,6. Derved fortsætter diskrimineringen af fjernvarmen i forhold til varmepumpen, da en varmepumpe med effektfaktor 4 kan opnå faktoren 1,8/4=0,45 efter BR2020. Faktoren 1,8 til el er begrundet af, at der kommer mere vedvarende energi ind i elsystemet primært fra vindenergi, men det afspejler ikke, at en bygning med et vandbaseret system og god varmeakkumulering har bedre mulighed for at afkoble elforbruget i perioder med høje elpriser og kondensbaseret elproduktion. Faktoren diskriminerer således de gode vandbaserede varmepumper i forhold til de dårligere luftbaserede varmepumper med tilskud af elvarme om vinteren. De politisk valgte faktorer er således med til at fordreje det reelle billede af, hvad der er den energimæssige bedste løsning. Derved giver de bygherren incitament til at vælge løsninger, der ikke er samfundsøkonomisk fordelagtige eller fordelagtige for lokalsamfundet, ligesom de heller ikke er så egnede til at indpasse vedvarende energi.

79 71 6. GODE RÅD VED UDBYGNING MED FJERNVARME I dette afsnit sammenfattes de gode råd vi er nået frem til med hensyn til at sætte fjernvarmeselskabet i stand til at være drivkraft i at udvikle den mest samfundsøkonomiske løsning og implementerer den. For at man kan finde den rigtige løsning og implementere den, er det vigtigt, at alle berørte parter samarbejder om det fælles mål: At fremme den mest samfundsøkonomiske løsning for opvarmning, som kan være fjernvarme eller varmepumpe afhængig af de lokale forhold At fremme den bedste løsning for lokalsamfundet i Aarhus indenfor de mulige rammebetingelser At dele gevinsten rimeligt mellem de berørte parter, så alle har incitament til at arbejder for at realisere planerne. Der er enighed blandt de lokale beslutningstagere i lokalsamfundet Aarhus, at der skal etableres en energiforsyning, som anvender nyeste teknologi og som har den højeste energieffektivitet med mindst mulige miljøpåvirkning og som samtidig fungerer i et markedsorienteret område. Det er desuden et ønske, at den valgte løsningen skal fremme udviklingen af NYE, ligesom løsningen skal være robust overfor skiftende hastighed i udviklingen af det samlede område. I det følgende beskrives på generel form de væsentligste punkter i implementeringen af en ny bydel, som i det aktuelle tilfælde i NYE skal ske i et samarbejde mellem Aarhus Kommune, byudviklingsselskabet Tækker Group, Lystrup Fjernvarme, øvrige fjernvarmeselskaber, Varmeplan Aarhus og kommende bygherreorganisationer: Kommuneplanens mange udbygningsområder bør prioriteres ud fra strategiske overvejelser således, at man i højere grad færdiggør områderne et for et fremfor, at mange områder er længe under vejs Varme- og køleplanlægningen bør indgå som en integreret del af kommuneplanlægningen og koordineres især med den kollektive trafik, da alle 3 typer infrastruktur passer sammen med tæt bebyggelse, som er typisk for fremtidens bæredygtige byudvikling I lokalplanlægningen inddrages alle de lokale varmeforsyningsselskaber for at skitsere mulighederne for at forsyne områderne Hvis der ikke foreligger et godkendt projektforslag, angives i lokalplanerne, at områderne forventes forsynet med fjernvarme, lokal blokvarme eller individuelle varmepumper og, at endelig beslutning om kollektiv varmeforsyning, dvs. fjernvarme og individuelle anlæg med en samlet varmekapacitet over 250 kw, skal tages i et projektforslag iht. Varmeforsyningsloven. Fjernvarmeselskabet, øvrige fjernvarmeselskaber i området, byudviklingsselskabet og bygherren samarbejder i et åbent samarbejde så tidligt som muligt i processen om at etablere en fordelagtig og bæredygtig helhedsløsning for bygninger og varmeforsyning samt evt. køleforsyning Parallelt med lokalplanlægningen udarbejder Fjernvarmeselskabet et projektforslag for fjernvarme, som behandles af kommune iht. projektbekendtgørelsen og tilslutningsbekendtgørelsen Når der foreligger et godkendt projektforslag, kan lokalplanen stille krav om, at bygningerne tilsluttes fjernvarmen og, at bygningerne til en vis grad udformes på en måde, som understøtter den bæredygtige forsyning, eksempelvis grønne tage uden solceller og vindmøller, vandbårne systemer med lav temperatur mv.

80 72 Fjernvarmeselskabet og byudviklingsselskabet kan desuden aftale tinglysning af ledningstraceer, der passer ind i bebyggelsen og koordineres med øvrige ledninger. Lokalplanen kan også stille krav om, at byggeriet skal udformes som lavenergibyggeri iht. BR, men kommunen bør sikre sig, at dette krav ikke påfører bygherren en unødvendig udgift, som ikke er samfundsøkonomisk begrundet, eller at kravet ikke tilskynder bygherren til at fravælge fjernvarmen. I givet fald kan kommunen vælge at dispensere fra eget skærpede krav, hvis de medfører unødvendige omkostninger i eksempelvis vindmøller eller solceller på taget ved tilslutning til fjernvarme Fjernvarmen, byudviklingsselskabet og bygherren samarbejder om at nå frem til et forsyningskoncept og tilslutningsbetingelser, som er i fælles interesse, således at den fælles fordel ved fjernvarmen kommer alle parter til gode Fjernvarmeselskaberne samarbejder om at tilvejebringe den nødvendige kapacitet for grundlast og spidslast, herunder evt. lokal midlertidig spidslast. Fjernvarmeselskaberne samarbejder desuden om at sikre, at fjernvarmen er konkurrencedygtig, herunder at både det regionale fjernvarmeselskab (Varmeplan Aarhus) og fjernvarmeselskabet (Lystrup Fjernvarme) overvejer at yde en rabat, der sikrer dette. F&U projektet har udviklet en foreløbig udbygningsplan som inkluderer følgende tiltag i Lystrup Fjernvarmes område, se bilag 2: Udbygningen i området NYE sættes i gang af kommunen ud fra strategiske overvejelser, eventuelt i forbindelse med den strategiske miljøvurdering, i forhold til andre udbygningsområder, og udbygningen forudsættes afsluttet indenfor en overskuelig årrække Lystrup Fjernvarme byggemodner områderne med fjernvarme og starter med område 6 med tilslutning til stikledningen mod Elev, hvor den tangerer område 6 Nettet i område 6 forberedes til at forsyne de øvrige områder i samspil med en midlertidig spidslastcentral og hovedledning til Lisbjerg Problematikken omkring placering af bygninger oven på ledningen til ELEV afklares, så enten ledning eller bebyggelse flyttes nogle få meter. Lystrup Fjernvarme etablerer en boosterpumpestation for at øge kapaciteten til NYE Lystrup Fjernvarme stiller krav om 30 grader returtemperatur ved en fremløbstemperatur på 60 grader som design kriterium (hvilket om muligt bør understøttes af lokalplanen) Når varmebehovet er vokset så meget, at der er kapacitetsproblemer, øges fremløbstemperaturen til op mod 85 grader de koldeste dage Når varmebehovet er vokset yderligere, etableres en ca. 3 MW midlertidig spidslastcentral syd for område 6 Lystrup Fjernvarme samarbejder med fjernvarmeforsyningen af det planlagte byudviklingsområde ved Lisbjerg om at dele en hovedledning, der forsyner begge bebyg-

81 73 gelser og samkøres med Lystrup Fjernvarmes net, hvorefter spidslastcentralen kan fjernes. Parallelt hermed skal Lystrup Fjernvarme, som bygherre for den fælles energiforsyning sikre sig, at investeringerne tager højde for usikkerheder og, at projektet vil bidrage positivt til selskabets økonomi på lang sigt. Den økonomiske analyse i faste priser med beregning af intern rente og nutidsværdi er egnet til denne vurdering og kan sammenlignes med en tilsvarende gevinst for de øvrige parter, som beregnes på samme måde. På figuren nedenfor gengives denne udvikling fra analysen ovenfor. Der er valgt tilfældet med direkte tilslutning Økonomisk analyse Lystrup Fjernvarme ved individuel tilslutning Akkumuleret nutidsværdi kr Figur 6-1 Økonomisk analyse, akkumuleret nutidsværdi Det er desuden interessant, hvordan udbygningen påvirker selskabets budgetfremskrivninger og med speciel fokus på behovet for finansiering af et eventuelt akkumuleret underskud. Det kan således blive nødvendigt at akkumulere underskud i de første år ud fra en traditionel lineær afskrivning. Det betyder, at det formelle driftsunderskud skal lånefinansieres. På figuren nedenfor vises desuden en simpel finansiel analyse i løbende priser svarende til en fremskrivning af langtidsbudgettet for området, som det vil bidrage til selskabets økonomi for den direkte tilslutning.

82 Finansiel analyse Lystrup Fjernvarme ved individuel tilslutning Akkumuleret overskud kr lb. Priser Figur 6-2 Finansiel analyse, akkumuleret overskud Resultatet i diagrammet er det akkumulerede under/overskud. Når dette bliver positivt, skal de enkelte års overskud anvendes til at sænke varmeprisen for alle kunder, herunder også de nye kunder. I tabellen er det akkumulerede overskud et udtryk for, hvad den samlede gevinst ville være i år 2032 hvis beløbet blev stående på en konto med den aktuelle rente. Dertil kommer den tekniske restværdi af anlægget, som har en forventet levetid, som overgår den benyttede afskrivningsperiode.

83 1-1 BILAG 1 KORT Det ses på kortet, at den foreløbige lokalisering af bebyggelsen tyder på, at de østligste bygninger skal placeres oven på fjernvarmeledningen til Elev. Der er således ekstra grund til at samordne byudviklingen og fjernvarmeforsyningen, ligesom det er et eksempel på, at ledningstraceer så vidt muligt bør placeres under hensyntagen til fremtidige anlægsarbejder.

84 2-1 BILAG 2 UDBYGNING AF LYSTRUP FJERNVARME I dette bilag analyseres mulighederne i Lystrup Fjernvarmes ledningsnet for at forsyne med fjernvarme til det nye område NYE, syd for Elev. Forsyningen skal kunne dække behovet i en spidslastsituation og samtidig sikre, at der overføres tilstrækkelig grundlast i den fuldt udbyggede situation. Da det samlede behov til NYE er lavt i sammenligning med det samlede behov til Lystrup Fjernvarme, antages, at vekslere fra transmissionsnettet, pumper på varmeværket, reserve kedler samt Varmeplan Aarhus transmissionsledningen til Lystrup, kan levere den ekstra effekt og vandmængde til at forsyne NYE. Eventuelle udgifter til forstærkninger i form af øget vekslerkapacitet vil være relativt beskedne. Sammenfatning Det forudsættes at NYE tilkobles til Lystrup Fjernvarmes net på hovedledningen mellem Lystrup og Elev. Det eksisterende fjernvarmenet i Elev, er ikke dimensioneret til fremtidige udvidelser. NYE delområde 6 forventes at have et varmebehov på ca MWh/år inkl. varmetabet i ledningsnettet i NYE. Lystrup Fjernvarme kan ikke forsyne delområde 6 af NYE i en spidslast situation, med den nuværende fremløbstemperatur og de trykforhold, der kan leveres hvor NYE forventes tilkoblet. Delområde 6 kan derimod forsynes fra Lystrup Fjernvarmes eksisterende net: Ved at forøge fremløbstemperaturen fra maksimalt 75 grader (som den er i dag) til maksimalt 92 grader i de koldeste perioder eller Ved at etablere en pumpestation i Lystrup, kan Lystrup Fjernvarme forsyne NYE delområde 6. Det anbefales, at der etableres en pumpestation, hvis Lystrup skal forsyne på denne måde i flere år, da varmetabet fra ledningerne og slid på ledningsnettet forøges ved en så høj fremløbstemperatur som 92 grader selv om det kun er i få kolde perioder og højst timer om året.

85 2-2 Det er desuden vurderet hvor stor en del af hele bebyggelsen NYE, Lystrup fjernvarme kan forsyne ved at forøge fremløbstemperaturen til 85 C og etablere en pumpestation. Ved disse tiltag kan Lystrup Fjernvarme forsyne de tre delområder (delområde 4, 6 og 7). Ved yderligere udbygning af NYE skal der etableres en spidslastcentral ved NYE for at dække spidslastbehovet, medens der fortsat vil kunne leveres grundlast. Hvis spidslastcentralen f.eks. kan levere 3 MW, kan to yderligere delområder forsynes (delområde 3 og 5). Det skal dog på dette tidspunkt vurderes om det er mere fordelagtigt, at etablere en ny hovedledning fra Varmeplan Aarhus net i Lisbjerg, som samtidig forsyner byudviklingsområdet i Lisbjerg. En ny transmissionsledning fra Lisbjerg forventes at være væsentlig billigere end en ny transmissionsledning fra Lystrup Fjernvarme, pga. de forskellige traceforhold. Ledningen fra Lystrup skal føres igennem bymæssig bebyggelse som er væsentlig dyrere end traceet fra Lisbjerg, som fortrinsvis ligger i det åbne land og i skov. Den samlede konklusion er: At det eksisterende fjernvarmenet i Lystrup ikke umiddelbart har kapacitet til at forsyne de nye områder At kapaciteten imidlertid let kan øges ved en kombination af følgende tiltag: Højere fremløbstemperatur de koldeste dage Højere pumpeløft fra hovedcentralen Boosterpumpe Ledningsforstærkning Ringledning fra Lystrup Ringledning fra Lisbjerg Lokal midlertidig spidslastkedel på ca. 3 MW indtil ringledning er etableret At følgende kombination synes mest fordelagtig Boosterpumpe og en lidt højere fremløbstemperatur de koldeste dage, som er nok til at forsyne område 6 og eksempelvis område 4 og 7 Midlertidig lokal spidslast, så flere områder kan forsynes med grundlast Ringledning fra Lisbjerg så forsyningen bliver komplet og lokale spidslast kan undværes. Forslag til et internt hovedledningsnet i NYE På baggrund af resultaterne af de hydrauliske analyser, er der udarbejdet et forslag til et internt hovedledningsnet i det fuldt udbyggede NYE. På nedenstående skitse er følgende signaturer: den eksisterende hovedledning mellem Lystrup og Elev markeret med en sort streg (hovedledningen som Lystrup skal forsyne NYE med), forslag til internt hovedledningsnet i NYE er markeret med en rød streg, hovedledning fra Lisbjerg markeret med en blå streg og en evt. spidslastcentral markeret med en rød firkant

86 2-3 Dimensionerne og trace er kun vejledende. Beregninger Beregningerne for Lystrup Fjernvarmes eksisterende foretages i DFF ledningsregistrerings og beregningsprogram MAP, medens dimensioneringen af det nye net i NYE er foretaget i System Rørnet. Beregningsforudsætninger Der regnes på en situation der er den koldeste kendte dag. Data udlæst fra SRO d kl Effekt 29,7 MW Flow 683 m3/h Fremløbstemperatur: 75,6 oc Returtemperatur: 37,5 o C Afkøling 38,1 o C I denne beregning forudsættes, at et differenstryk på 15 mvs er tilstrækkeligt, til at forsyne NYE. NYE tilkobles Lystrup Fjernvarmes eksisterende net, på hovedledningen mellem Lystrup og Elev, som ligger langs Elstedvej, placeringen af tilkoblingen kan ses på skitsen i ovenstående afsnit. Beregningsforudsætninger i MAP MAP beregner forholdene i ledningsnettet ud fra års forbrug, dvs. års varmeforbrug (MWh pr. år) eller års vandmængder (m 3 /år). Omregningsfaktoren til effekter, det såkaldte ækvivalente timetal, beregnes automatisk og globalt for hele byen af MAP. Det ækvivalente timetal er beregnet til i spidslastsituationen. Da der regnes med årsforbrug, regnes der også med en gennemsnitlig årsafkøling. Den gennemsnitlige årsafkøling for NYE vurderes til at være 35 grader. Variationer i afkølingen justeres op og ned i beregningen vha. en såkaldt afkølingsfaktor. Afkølingsfaktoren har MAP beregnet til 1,359 i en spidslast situation for Lystrup Nord. Dvs. afkølingen for NYE i en spidslast situation er 35 x 1,359 = 47,6 grader.

87 2-4 Nuværende forsyningsforhold Beregningerne tager udgangspunkt i forsyningsforholdene efter renoveringerne foretaget i Forsyningsforhold ved tilkobling af NYE, delområde 6 Forsyningsforholdene i Lystrup Vest, efter en tilkobling af NYE. I beregningen regnes der med fremløbstemperaturen som angivet i afsnit 2.1, dvs. 75,6 grader. Data for NYE, MAP regner med årsforbrug derfor indsættes disse værdier: Nettoenergiforbrug MWh Varmetab i ledningsnet 15% 835 MWh Bruttoenergibehov MWh Afkøling til ved spidslast 47,6 o C Fremløbstemperatur fra værk 75,6 o C Resultat af tilkoblingen af NYE, del område 1 Differenstrykket går i nul allerede før det når ud af Lystrup vest, dvs. en del af den eksisterende by kan ikke forsynes og slet ikke NYE. Lystrup Fjernvarme vil ikke kunne forsyne delområde 6 delvist, med de nuværende forsyningsforhold. Dette skyldes at den nordvestlige del af Lystrup er den hårdest belastede del, dvs. der hvor der er lavest differenstryk og derfor vil en lille forøget vandmængde i ledningerne mod Elev resultere i et kritisk lavt differenstryk i den nordvestlige del af Lystrup. Tiltag for at kunne forsyne NYE Pumperne på værket Fremløbstrykket uden for værket er lige over 60 mvs i en nuværende spidslastsituation, og kan derfor ikke hæves. Ang. pumpernes kapacitet skal det undersøges nærmere, om de kan håndtere den større vandmængde. Opdimensionering af flaskehalse Der er ikke nogle deciderede flaskehalse på strækningen fra varmeværket og til tilkoblingspunktet for NYE. Den eneste strækning som evt. kunne opdimensioneres er en strækning på ca. 330 meter i Bystævnet. En opdimensionering vil kun have en lille forbedrende indvirkning på forsyningsforholdene til NYE, største del af ledningsstrækningen er blevet renoveret i 2002 og en udskiftning af ledningsstrækningen vurderes til at koste knap 2 mio. kr., med baggrund i ovenstående, fravælges opdimensionering af ledningsstrækning i forhold til at forbedre forsyningsforholdene for NYE. Fremløbstemperaturen op til 85 C i en spidslastsituation I beregningen hæves fremløbstemperaturen med ca. 10 C til 85 C. Teoretisk vil returtemperaturen ikke ændre sig, da der er direkte tilslutning med shunt, men erfaringer siger, at den vil hæves i huse med enstrengede anlæg og dårlig regulering. På den sikre side antages derfor at returtemperaturen hæves til 40 C (oprindelig returtemperatur 37,5 C). Hvis der havde været indirekte tilslutning med vekslere ville returtemperaturen reduceres som følge af en højere fremløbstemperatur. Delkonklusion En forøgelse af fremløbstemperaturen til 85 C er ikke tilstrækkelig, dvs. der kan ikke leveres 15 mvs i differenstryk, hvor NYE tilkobles. Hvis Lystrup Fjernvarme skal kunne opretholde et differenstryk på 15 mvs ved tilkoblingspunktet, kan der maksimalt leveres MWh omregnet til effekt ca. 1,6 MW i en spidslast situation til delområde 6. Det udgør ca. 60 % af delområde 6 samlede effektbehov i en spidslastsituation.

88 2-5 Fremløbstemperaturen op til 92 C en spidslastsituation I beregningen hæves fremløbstemperaturen med ca. 17 C til 92 C i de koldeste perioder. Det antages, med samme begrundelse som ovenfor, at returtemperaturen hæves til 42 C (oprindelig returtemperatur 37,5 C) En forøgelse af fremløbstemperaturen til 92 C er kun lige nøjagtig tilstrækkelig til at kunne levere det nødvendige differenstryk til NYE, dvs. der kan præcist leveres 15 mvs i differenstryk hvor NYE tilkobles. Etablering af pumpestation med returpumpe I beregningen har returpumpen en løftehøjde på 15 mvs. Det er omtrent den maksimale løftehøjde. Hvis løftehøjden bliver større, bliver returtrykket kritisk lavt i visse områder af byen. Forsyning af delområde 1 med returpumpe Del konklusion 1 Ved at etablere en pumpestation, kan med uændret maksimal fremløbstemperatur leveres det nødvendige differenstryk hvor NYE forventes tilkoblet (16,5 mvs). Del konklusion 2 Ved at etablere en pumpestation med en lille løftehøjde på 5 mvs, og hæve fremløbstemperaturen med 10 C kan der leveres det nødvendige differenstryk, hvor NYE forventes tilkoblet (15,6 mvs). Maksimal forsyning fra Lystrup Fjernvarme til NYE I de foregående afsnit udført beregninger alene for delområde 6, som inkl. varmetab har et samlet varmebehov på ca MWh Nettovarmebehovet for de resterende delområder, er beregnet ud fra boligarealet, som er oplyst af Tækker, og et varmebehov på 32 kwh/m 2, bruttovarmebehovet er på den sikre side tillagt et varmetab på 15 %. Effekten er beregnet ud fra en benyttelsestid/ et ækvivalenttimetal på timer. Netto varmebehov Brutto varmebehov Effekt Delområde 1: MWh MWh 8,3 MW Delområde 2: MWh MWh 3,5 MW Delområde 3: MWh MWh 1,2 MW Delområde 4: 700 MWh 800 MWh 0,3 MW Delområde 5: MWh MWh 2,0 MW Delområde 6: MWh MWh 2,7 MW Delområde 7: MWh MWh 0,5 MW Nedenfor er det vurderet hvor stor en del af hele NYE, som Lystrup Fjernvarme kan forsyne. Maksimal kapacitet ved returpumpe og 85 C Hvis fremløbstemperaturen hæves til 85 C i en spidslast situation og der etableres en pumpestation med en returpumpe med en løftehøjde på 15 mvs, kan Lystrup levere MWh i tilkoblingspunktet til NYE. Ud fra varmeforbruget i de enkelte delområder kan Lystrup Fjernvarme levere varme til delområde 4, 6 og 7. Nedenfor er vist et resume af de hydrauliske beregninger ved forsyning af delområde 6 efter forøgelse af fremløbstemperatur til 85 C og returpumpe med en løftehøjde på 15 mvs. Forsyningsforholdene i Lystrup Vest og Elev er beregnet til følgende: Elleparken, yderste gade Differenstryk: 10,4 mvs Fremløbstryk: 20,5 mvs

89 2-6 Fremløbstemp: 82 o C Forventet tilkoblingssted for NYE (Aflæst ved knudepunkt ELEV003) Differenstryk: 15,9 mvs Fremløbstryk: 36,5 mvs Fremløbstemp: 84,1 o C Målepunkt Engelsktoften 42 Differenstryk: 10,1 mvs Fremløbstryk: 30,4 mvs Fremløbstemp: 82 o C Trykforholdene i det eksisterende net er vist i nedenstående illustration: Farveskala for differenstryk intervaller Etablering af spidslast central Når Lystrup ledningsnet er fuldt udnyttet i spidslasttilfældet, kan der etableres en lokal midlertidig spidslastcentral i NYE. Spidslast centralen kan være midlertidig, indtil en ny transmissionsledning fra Lisbjerg bliver etableret. Set i det større perspektiv er det ikke fordelagtigt at have permanente små spidslastcentraler i nettet, når det er muligt at tilvejebringe kapaciteten via nye hovedledninger.

90 2-7 Lystrup Fjernvarmes ledningsnet kan levere MWh, og den samlede varmebehov for NYE fuldt udbygget vurderes til ca MWh. Hvis det omregnes til effekt vha. en benyttelsestid (ækvivalenttimetal) på timer, resultere det i følgende: Effekt leveret fra Lystrup: 4,6 MW Nødvendig effekt NYE fuldt udbygget 16 MW Der kan derfor eksempelvis etableres en spidslastcentral på 3 MW, hvorved det samlede maksimale varmebehov kan øges med ca MWh til i alt MWh. Derved kan delområde 3, 4, 5, 6 og 7 forsynes, da de har et anslået samlet varmebehov på MWh. Ny hovedledning fra Lisbjerg Ved yderligere udbygning ud over varmebehovet på MWh må det forventes, at der også er sket en udbygning i byudviklingsområdet ved Lisbjerg. Derfor må det forventes, at det vil være mere fordelagtigt at bygge en ny hovedledning fra Lisbjerg til NYE, for at sikre en effektiv varmeproduktion på årsbasis. Samtidig etableres en ringforbindelse, som øger forsyningssikkerheden og fleksibiliteten i driften. En ny ledning fra Lisbjerg, som indgår i forsyningen af byudviklingsområdet der, forventes at være væsentlig billigere end en ny ledning fra Lystrup Fjernvarme, pga. længere afstande og de forskellige traceforhold. Ledningen fra Lystrup skal føres igennem bymæssig bebyggelse som er væsentlig dyre end traceet fra Lisbjerg, som fortrinsvis ligger i det åbne land og i skov. Strækningen fra Lisbjerg til NYE udgør knap 2 km, og vil på en del af strækningen også kunne forsyne byudviklingsområdet ved Lisbjerg.

91 3-1 BILAG 3 BEREGNING AF VARMETRANSMISSION Forudsætninger for modellen Nogle af de forudsætninger der er opstillet i det nedenstående, er ikke et krav i byggerier opført efter BR10, som eksempelvis den store tætning det er påkrævet i BR20. Men fordi en stor forbedring af energirammen kan opnås ved en forbedring af sådanne parametre, er de fastholdt konstante, da de i højere grad afhænger af håndværkernes udførsel end materialepriser. De økonomiske omkostninger ved sådanne faktorer er svære målbare faktorer, hvorfor følgende forudsætninger er opstillet: Den overordnede udformning af de tre typer bygninger er identisk i alle tre bygningsreglementer, herunder placering af vinduer, døre, orientering på grunden og den udvendige solafskærmning. De har et identisk, indvendigt ventilationsanlæg, således der ikke er varierende elforbrug til lufttransport, da dette vil have stor betydning for energiregnskabet. BR20-kravet er imødekommet Lufttætheden er også identisk, og dermed sat til 0,5 for at imødekomme BR20-kravet på dette område Derudover er varmetab på alle installationer, det interne varmetilskud og elforbrug også identisk i de tre huse Den specifikke konstruktionsopbygning findes i følgende tabeller.

92 3-2 BR10 BR15 BR20 Ydervægge Hulmur opbygget af mangehulssten med lav densitet (1600 kg/m 3 ) 150mm (1 x 150mm) Rockwool A-Murbatts, klasse 37 Hulmur opbygget af mangehulssten med lav densitet (1600 kg/m 3 ) 190mm (1 x 190mm) Rockwool Super A- Murbatts, klasse 34 Hulmur opbygget af mangehulssten med lav densitet (1600 kg/m 3 ) 240mm (1 x 240 mm) Rockwool Super A- Murbatts, klasse 34 U-værdi = 21 U-værdi = 0,16 U-værdi = 0,13 150mm (1 x 150mm) G80 Styrolit gulvisoleringsplader, klasse 38. Virker kapillarbrydende. U-værdi = 0,19 Terrændæk 325mm (200mm+125mm) G80 Styrolit gulvisoleringsplader, klasse 38. Virker kapillarbrydende. U-værdi = 0,10 500mm (2 x 150mm+200mm) G80 Styrolit gulvisoleringsplader, klasse 38. Virker kapillarbrydende. U-værdi = 0,07 45 x 195mm spærfod pr. 1000mm med Rockwool Super Flexibatts, klasse 34, imellem spærene Isolerende del af tagkonstruktion 145mm (1 x 145mm) Rockwool Super Flexibatts, klasse 34 ovenpå spærfoden 45 x 195mm spærfod pr. 1000mm med Rockwool Super Flexibatts, klasse 34, imellem spærene 290mm (2 x 145mm) Rockwool Super Flexibatts, klasse 34 ovenpå spærfoden 45 x 195mm spærfod pr. 1000mm med Rockwool Super Flexibatts, klasse 34, imellem spærene U-værdi = 0,20 U-værdi = 0,10 U-værdi = 0,07 Alle vinduer er 2-lagsruder med en U-værdi på 1,39 Én 2-lags terrassedør med en U-værdi på 1,39 Én facadedør med en U- værdi på 0,62 Vinduer og døre Alle vinduer er 2-lagsruder med en U-værdi på 1,39 En 2-lags terrassedør med en U-værdi på 1,39 Én facadedør med en U- værdi på 0,62 Alle vinduer er 3-lagsruder med en U-værdi på 0,75 En 3-lags terrassedør med en U-værdi på 0,75 Én facadedør med en U- værdi på 0,62 Varmetransmission i basis parcelhus Ovenstående tilfredsstiller kravene for de respektive bygningsreglementer, hvilket er illustreret i nedenstående, som er en udskrift fra beregningsprogrammet Rockwool Energy Design, der er anvendt til beregningerne:

93 3-3 BR10 BR15 BR20 Monitor-overblik fra Rockwool Energy Design Design af isolering for parcelhus BR10 BR15 BR20 Ydervægge Let ydervæg opbygget af 45 x 145mm lodrette vægreglar pr. 600mm med klasse 37 Rockwool Flexibatts imellem Let ydervæg opbygget af 45 x 145mm lodrette vægreglar pr. 600mm med klasse 37 Rockwool Flexibatts imellem 45mm klasse 37 Rockwool Flexibatts Let ydervæg opbygget af 45 x 145mm lodrette vægreglar pr. 600mm med klasse 37 Rockwool Flexibatts imellem 145mm klasse 34 Rockwool Flexibatts U-værdi = 0,28 U-værdi = 0,21 U-værdi = 0,13 150mm betondæk 120mm Rockwool Flexibatts, klasse 37 med 45mm træ pr. 1000mm Etageadskillelse, Kælder-Stue 150mm betondæk 120mm Rockwool Flexibatts, klasse 37 med 45mm træ pr. 1000mm 150mm betondæk 145mm Rockwool Flexibatts, klasse 37 med 45mm træ pr. 1000mm U-værdi = 0,30 150mm (1 x 150mm) G80 Styrolit gulvisoleringsplader, klasse 38. Virker kapillarbrydende. U-værdi = 0,30 Terrændæk 150mm (1 x 150mm) G80 Styrolit gulvisoleringsplader, klasse 38. Virker kapillarbrydende. U-værdi = 0,25 150mm (1 x 150mm) G80 Styrolit gulvisoleringsplader, klasse 38. Virker kapillarbrydende. U-værdi = 0,19 125mm Rockwool Terrænbatts Erhverv, klasse 38 U-værdi = 0,29 U-værdi = 0,19 Kældervægge 125mm Rockwool Terrænbatts Erhverv, klasse 38 U-værdi = 0,29 U-værdi = 0,19 125mm Rockwool Terrænbatts Erhverv, klasse 38 U-værdi = 0,29

94 3-4 BR10 BR15 BR20 Isolerende del af tagkonstruktion 45 x 195mm spærfod pr. 1000mm med Rockwool Super Flexibatts, klasse 34, imellem spærene U-værdi = 0,19 45 x 195mm spærfod pr. 1000mm med Rockwool Super Flexibatts, klasse 34, imellem spærene U-værdi = 0,19 45 x 195mm spærfod pr. 1000mm med Rockwool Super Flexibatts, klasse 34, imellem spærene 290mm (2 x 145mm) Rockwool Super Flexibatts, klasse 34 Alle vinduer er 2-lagsruder med en U-værdi på 1,39 To facadedøre med en U- værdi på 0,62 Vinduer og døre Alle vinduer er 3-lagsruder med en U-værdi på 0,75 To facadedøre med en U- værdi på 0,62 U-værdi = 0,07 Alle vinduer er 3-lagsruder med en U-værdi på 0,75 To facadedøre med en U-værdi på 0,62 Varmetransmission i basis etagehus Ovenstående tilfredsstiller kravene for de respektive bygningsreglementer, hvilket er illustreret i nedenstående tabel, som er en udskrift fra beregningsprogrammet Rockwool Energy Design, der er anvendt til beregningerne: BR10 BR15 BR20 Monitor-overblik fra Rockwool Energy Design Design af isolering for etagehus Den type model der er opstillet for et basis parcelhus og et basis etagehus kan ikke opstilles for kontorbyggeriet med de angivne rammer, hvilket skyldes følgende: En grundlæggende forudsætning for opstillingen af modellen er, at varmetab på installationer, elforbrug, internt varmetilskud, lufttæthed osv. holdes konstant ved opførsel af byggeriet i de tre bygningsreglementer. Dette betyder, at energirammen skal forbedres udelukkende ved at lave forbedringer af isoleringstypen, isoleringstykkelsen eller U-værdien på døre og vinduer.