Estimering af typisk LF-fjernvarmeforbrug

Transkript

1 Estimering af typisk LF-fjernvarmeforbrug Indledning Når der varmeprissammenlignes, er der tradition for at anvende et standard hus på 130m2 som anvender 18,1 MWh/a. Der er flere årsager til, at husstanden sjældent oplever at have brugt den varmemængde. Årsagerne kan bero på såvel tekniske som adfærdsmæssige parametre, f.eks.: Forbruget på 18,1 MWh/a er ved klimatiske forhold svarende til et normalt graddag-år. Hvornår er ejendommen bygget? o Hvilken isoleringsklasse har ejendommen? o Er ejendommen blevet efterisoleret? Medregnes energiforbruget til produktion af varmvand? Er primærvarmekilden suppleres med f.eks. en hygge -pejs? Hvilken temperatur holdes i rummene? o Er dele af husstanden lukket ned, nu børnene flytter hjemme fra? Nærværende notat vil fremkomme med et bud på et varmeforbrug, som kan genkendes blandt forbrugerne på Lolland-Falster. Til estimeringen anvendes datagrundlaget for varmeforbruget i Stubbekøbing for fyringssæsonen 2015/16, hvis bygningsmasse skønnes repræsentativ for området generelt. Beregningerne er sammenholdt mod andre estimater. Indhold Indledning... 1 Konklusion... 2 Kalkulation på baggrund af data fra Stubbekøbing forbrug i fyringssæsonen 2015/ Tilpasning... 3 Det typiske hus i Stubbekøbing... 3 Estimeret normalårsforbrug... 3 Hvornår er bygningen bygget?... 4 Kandidatopgave om udkantskommuners gennemsnitlige varmeforbrug... 6 Bilag... 7 Bagvedliggende data... 7 Hvad er et normalgraddagsår?... 10

2 Konklusion Anvendes middelværdien for målinger efter år 2000, fra de tre lokale målestationer rundt Lolland Falster, som typisk klima på Lolland Falster, vil et 130m 2 hus typisk have et varmebehov på 126,3±4 KWh/m 2, svarende til et årligt forbrug på 16,4±0,5 MWh 1. Behovet er ca. 10% lavere end Energitilsynets 18,1 MWh, som anvendes ved sammenligningsstatistikker af 130m 2 beboelsesejendom. Med meget svag korrelation er der en tendens til: Ældre ejendommen > større energibehovet per kvadratmeter Ældre ejendommen -> større areal Større areal -> mindre energibehov per arealenhed Det estimerede varmebehov for den typiske Stubbekøbingbeboelsesejendom på 112 m2 er 14,3±0,4 MWh/a, hvilket således er ca. 20% under sammenligningsstatistikkerne årsforbrug. Baseret på beboelsesejendommens areal og byggeår, kan følgende formel estimere en typisk Lolland- Falster ejendoms varmebehov: VVVVVVVVVVVVVVhoooo = 0,13866 AAAAAAAAAA 2 + AAAAAAAAAA 651,605 0,26274 Årr = 0, (651,605 0, ) = 16,409 MMMMh/aa Det er selvklart, at antallet af beboere i ejendommen, har indvirkning på varmebehovet, herunder specielt varmvandsforbruget. Hvis det antages, at der i Stubbekøbing gennemsnitligt bor 2,1 person i hver beboelse, i lighed med det øvrige Danmark, gælder ovenstående varmebehovsformel for 2,1 person, med et varmvandsforbrug på ca. 2,0 MWh per år. Ved hhv. flere eller færre personer, kan ovenstående korrigeres herfor, men et forbrug på 1,0 MWh per person. Opførelsesår Beboelsesareal 16, ,4 13,8 15,2 16,6 17,9 19,2 20,5 21,8 23,0 24,2 25,4 26,5 27,7 28,8 29, ,2 13,6 15,0 16,3 17,6 18,9 20,2 21,4 22,6 23,8 24,9 26,0 27,1 28,2 29, ,0 13,3 14,7 16,0 17,3 18,6 19,8 21,0 22,2 23,3 24,4 25,5 26,6 27,7 28, ,8 13,1 14,4 15,7 17,0 18,2 19,4 20,6 21,8 22,9 24,0 25,0 26,1 27,1 28, ,6 12,9 14,2 15,4 16,7 17,9 19,1 20,2 21,3 22,4 23,5 24,5 25,6 26,5 27, ,3 12,6 13,9 15,1 16,4 17,5 18,7 19,8 20,9 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 26, ,1 12,4 13,6 14,9 16,0 17,2 18,3 19,4 20,5 21,5 22,6 23,5 24,5 25,4 26, ,9 12,2 13,4 14,6 15,7 16,9 18,0 19,0 20,1 21,1 22,1 23,1 24,0 24,9 25, ,7 11,9 13,1 14,3 15,4 16,5 17,6 18,6 19,7 20,6 21,6 22,6 23,5 24,3 25, ,5 11,7 12,9 14,0 15,1 16,2 17,2 18,2 19,2 20,2 21,1 22,1 22,9 23,8 24, ,3 11,5 12,6 13,7 14,8 15,8 16,9 17,8 18,8 19,8 20,7 21,6 22,4 23,2 24, ,1 11,2 12,3 13,4 14,5 15,5 16,5 17,5 18,4 19,3 20,2 21,1 21,9 22,7 23, ,9 11,0 12,1 13,1 14,1 15,1 16,1 17,1 18,0 18,9 19,7 20,6 21,4 22,1 22, ,7 10,7 11,8 12,8 13,8 14,8 15,8 16,7 17,6 18,4 19,3 20,1 20,8 21,6 22, ,5 10,5 11,5 12,5 13,5 14,5 15,4 16,3 17,1 18,0 18,8 19,6 20,3 21,0 21, ,2 10,3 11,3 12,3 13,2 14,1 15,0 15,9 16,7 17,5 18,3 19,1 19,8 20,5 21, ,0 10,0 11,0 12,0 12,9 13,8 14,6 15,5 16,3 17,1 17,8 18,6 19,3 19,9 20,6 Figur 1 Typiske opvarmningsbehov for beboelsesejendomme på Lolland-Falster med 2,1 beboer. 1 Lolland forsynings netop besluttede projekt mod Bandholm, Reersnæs, Nørreballe og Østofte anvender på deres hjemmeside 120 KWh/m2, som overslagsberegning for brugerøkonomi. Det svarende til 15,6 MWh/130m2 standarthus. I projektforslaget for Fjernvarmeforsyning af Hillested ved Maribo Varmeværk a.m.b.a. er gennemsnitligt anvendt 137 KWh/m 2 ved kalkulation af varmebehovet. Det svare til 18,1MWh/130m 2 standarthus.

3 Kalkulation på baggrund af data fra Stubbekøbing forbrug i fyringssæsonen 2015/16 Tilpasning Data er udtræk fra DFF s afregningssystem, for REFA Stubbekøbing A/S for fyringssæsonen 2015/16. Af 820 poster er frasorteret poster indeholdende varmeforbrug til erhverv (helt eller delvist). Ligeledes er ejendomme uden forbrug frasorteret. Tilbage er 695 poster. Det typiske hus i Stubbekøbing Den typiske ejendom i Stubbekøbing er således på 112 m 2, bygget i 1933 og brugte 122,7 KWh/m 2 fjernvarme i fyringssæsonen 2015/16, svarende til 13,7 MWh/a. Estimeret normalårsforbrug Et 130m2 ækvivalent anvendte 15,8 MWh i varmeåret 2015/16. Ved en antagelse om, at 12,7% 2 af varmeforbruget er graddagsuafhængigt, vil selvsamme husækvivalent have et varmebehov på 18,1 MWh/a efter DMI normalåret. Hvis DMI s seneste klimanormal for lokalområdet anvendes som reference, vil 130m 2 ækvivalenten typisk have varmeforbrug på 16,8 MWh/a. Hvis middelværdien for de tre lokale målestationer på Lolland Falster anvendes, vil et 130m 2 hus typisk have et varmebehov på 126,3±4 KWh/m 2, svarende til et årligt forbrug på 16,4±0,5 MWh 3. Det er ca. 10% lavere end det i sammenligningsstatistikkerne typiske anvendte 130m 2 /18,1MWh. Det estimerede varmebehov for den typiske Stubbekøbingejendom på 112 m2 er 14,3±0,4 MWh/a, hvilket således er ca. 20% under sammenligningsstatistikkerne årsforbrug. Figur 2 130m 2 beboelsesejendommens normalvarmeforbrug ved forskellige graddagesnormaler 2 Et normtal fortæller at varmvandsproduktion kræver 850 KWh/a/person. Men ud over antal af medlemmer i husstanden, er det graddagsuafhængige forbrug bestemt af virkningsgradens på den varmvandsproducerende enhed. Hvis DFF default-værdi på 25% anvendes, at hver 130m2/18,1MWh ækvivalent har et graddagsuafhængigt forbrug på 4,5 MWh. Forbruget synes umiddelbart stort, men tabet i selve varmesystemet er vanskeligt at opgøre. I beregningerne er regnet med 1MWh per person til varmtvandsopvarmning, og 2,1 person per ejendom. 3 Lolland forsynings netop besluttede projekt mod Bandholm, Reersnæs, Nørreballe og Østofte anvender på deres hjemmeside 120 KWh/m2 som overslagsberegning for brugerøkonomi.

4 Hvornår er bygningen bygget? De ganske omfattende skærpelser i Bygningsreglementernes krav til isoleringsstandarden har gennem de sidste år også haft en kolossal effekt på et konstant faldende energiforbrug i såvel nybyggeri som ved energirenovering i den bestående bygningsmasse. Areal (m2) < Figur 3 Faktiske gennemsnitlige værdier for varmebehov til rumopvarmning (eksklusiv varmt brugsvand) i kwh/m 2 pr.år som funktion af byggeår og bygningsareal for bygninger, hvor energimærker ligger til grund Varmvandsproduktion er ikke graddagsafhængigt, hvilket der skal tages med i beregningen ved udregning af en bygnings varmebehov. Man skal således trækker en procentdel fra det totale varmeforbrug, og den procentdel er så graddagsuafhængigt. Resten af varmeforbruget graddagskorrigeres. Typisk er en større del af varmeforbruget graddagsuafhængigt i etageboliger, mens en mindre del er graddagsuafhængigt i parcelhuse. Energistyrelsen har anført andelen til 35% 4. For Kettinge forsyning har jeg selv anvendt 15%. Løgstrup fjernvarme fortæller at man normalt antager 25% 5, hvilket også er defaultværdien i dansk fjernvarmeforenings afregningssystem. Andre steder er 20% anvendt. Gennemsnitligt vurderes det, at nettovarmeforbruget til varmtvand er kWh/a/person, men med stor spredning. Desuden er tabet forbundet varmvandsproduktion, ganske afhængig af varmekilden

5 Areal (m2) ,0 14,6 15,2 14,8 13,1 10,7 11,2 7, ,8 16,4 16,9 16,7 14,3 12,1 12,1 8, ,1 18,2 18,6 18,3 16,3 13,8 13,8 9, ,0 20,3 20,3 20,3 18,3 15,5 15,5 10, ,5 20,8 21,8 21,6 19,9 17,2 17,0 11, ,0 21,8 23,2 23,4 21,5 18,2 17,7 12, ,8 23,6 23,1 24,4 22,7 19,5 18,8 13, ,5 34,9 34,9 36,0 32,8 29,3 30,0 18,8 Figur 4 Energibehovet for en olie-ejendom med 2,1 personer; Egen kalkulation baseret hvor energimærker ligger til grund Areal (m2) ,5 14,0 14,6 14,2 12,7 10,4 10,8 7, ,1 15,8 16,2 16,0 13,8 11,7 11,7 8, ,4 17,5 17,9 17,6 15,6 13,3 13,3 9, ,2 19,5 19,5 19,5 17,6 14,9 14,9 10, ,6 19,9 20,9 20,7 19,1 16,5 16,4 11, ,0 20,9 22,2 22,4 20,6 17,5 17,0 11, ,8 22,6 22,2 23,4 21,8 18,7 18,1 12, ,0 33,4 33,4 34,4 31,4 28,1 28,7 18,0 Figur 5 Energibehovet for en olie-ejendom på LF (5% varmere klima jf. ovenfor), med 2,1 personer; Egen kalkulation baseret hvor energimærker ligger til grund En gennemsnitlig dansk olie-ejendom før år 2000, men 2,1 personer i husstanden, har gennemsnitligt et varmebehov på 16,7 MWh/a. På Lolland-Falster er varmebehovet gennemsnitlig 16,1 MWh/a for en tilsvarende ejendom, hvilket således er 11% lavere end 18,1MWh/130m 2 standardhuset.

6 Kandidatopgave om udkantskommuners gennemsnitlige varmeforbrug En kandidat opgave fra 2015 har beregnet at et parcelhus i udkantskommuners (dem som er kraftigt optrukket) har et gennemsnitligt årligt varmeforbrug på 125,7 kwh/m 2 (16,34 MWh/a ved 130m 2 ), hvilket stemmer ganske godt overens med ovenstående betragtninger. Figur 6 Oversigt over energiforbrug per m2 (kilde

7 Bilag Bagvedliggende data

8 Kolonne1 Boligareal Opførelsesår Varmebehov m2 år kw/m2 Middelværdi 120, ,7 Median 112,0 1932,0 117,6 Standardafvigelse 45,0 48,9 46,6 Minimum 60, ,2 Maksimum 316, ,3 Antal 695,0 694,0 695,0 Største(10) 261, ,4 Mindste(10) 60, ,2 Konfidensniveau(95,0%) 3,3 3,6 3,5 Figur 7 deskriptiv databeskrivelse over Stubbekøbing fyringssæsonen 2015/16

9 Det standarthus i Stubbekøbing er således på 112 m 2, er bygget i 1933 og brugte 122,7 KW/m 2 fjernvarme i fyringssæsonen 2015/16, svarende til 13,7 MWh. Kolonne1 Boligareal Opførelsesår Varmebehov Middel - 1. std. 87, ,1 Middel (median fsva arealet) 112, ,7 Middel - 1. std. Afv. 143, ,3 Har anvendt median og kvartiler for areal Med meget svag korrelation er der en tendens til: Ældre ejendommen > større energibehovet per kvadratmeter Ældre ejendommen -> større areal Større areal -> mindre energibehov per arealenhed

10 Hvad er et normalgraddagsår? Vejret er nu engang som vejret er. Det varierer naturligt fra år til år. Men der synes konsensus om, at klimaforandringerne har øget jordklodens gennemsnitstemperaturen, men også Danmarks temperatur synes øget. Omvendt er der registeret flere kraftige storme, som alt efter hvordan graddagssystemet opgøres kan have indflydelse på det kalkuleret varmeforbrug. Figur 8 Varmebehovet opgjort efter teknologiskinstituts skyggegraddagssystem Desuden kan lokale klimatiske forhold gøre, at enkeltejendomme, grupper af ejendomme eller landsdele oplever anderledes normal-år. Her er emner som kystnære område, bebyggelsestætheden og meget andet faktorer som har indvirkning.

11 Figur 9 LF ligger i et område med højere gennemsnitstemperatur en landet som helhed (8,7 C) Generelt er en normal -graddag et udtryk for en forskel på 1 C mellem en døgnmiddeltemperatur på 17 C og den faktiske udvendige døgnmiddeltemperatur i et døgn. Døgnets graddagetal udregnes derfor som forskellen mellem 17 C og den udvendige døgnmiddeltemperatur. M.a.o. så skønnes det, at man har behov for at tilføre boligen varme, når døgnmiddeltemperaturen er under 17 C. Der anvendes begreberne skyggegraddage som er normal -graddage. Dertil kan ses korrektioner for solindstråling og vindafkøling. Skyggegraddage kan således korrigeres med tillæg fra sol og vind: GGGGGGGGGGGGGG = GGGGGGGGGGGGGG ssssssssssss + GGGGGGGGGGGGGG ssssss + GGGGGGGGGGGGGG VVVVVVVV

12 Figur 10 Dele af de kystnære områder rundt Lolland-Falster har årsmiddelvind )over gennemsnit for Danmark (4,7 m/s) Ved kraftig vind vil luftskiftet i en bolig øges pga. større drivtryk på boligen forårsaget af vinden. Ved en temperaturdifferens på 17 C og en vindhastighed på 4 m/s er luftskiftet (N) omkring 0,5 gange pr. time. I særligt vindudsatte områder bliver luftskiftet dog større. Ved en vindhastighed på 10 m/s bliver luftskiftet omkring 0,76 gange pr. time. 67 GGGGGGGGGGGGGG vvvvvvvv = GGGGGGGGGGGGGG SSSSSSSSSSSS (0,03 VVVVVVVVhaaaaaaaaaaheeeeeeee mm 0,12) ss GGGGGGGGGGGGGG ssssss = (0, ,0197 SS ) (0,5 SS) SS = 2,13 TTTTTTTTTT ssssssssssssssssss tttttt ssssssssssssssssssss ( GGGGGGGGGGGGGGGGGGållllllll EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEållllllll 0,2) Teknologisk Instituts graddagesystem anvender temperaturen skyggegraddage med normalår , som defineres og udregnet til graddage. Grundlaget for beregninger af graddage, som Teknologisk Institut udsender, er døgnmiddeltemperaturerne målt ved Landbohøjskole i København af DMI 8. Fyringssæsonen påbegyndes om efteråret, når den udvendige døgnmiddeltemperatur kommer ned på 12 C og derunder i mindst 3 sammenhængende døgn og ophører om foråret når den når op på 10 C eller derover i mindst 3 sammenhængende døgn. 6 F:\Varme i det åbne land\varmepumper\ny mappe\miljøstyrelsen vindkorrigeret graddage.htm

13 Hvis der efter fyringssæsonens start skulle blive mindst 3 døgn, hvor temperaturen når op på over 12 C ophører graddagetællingen, indtil temperaturerne atter går ned under 12 C, og om foråret, hvis temperaturen går ned under 10 C i mindst 3 døgn genoptages graddagetællingen. Fyringssæsonens normalår opgøres med 40 års mellemrum beregnet som et gennemsnit over de forudgående 40 sæsoners graddagetal. Normalåret er opdelt i månedsværdier - normalmåneder, idet det er den mest praktiske periodestørrelse at basere energikontrol på Total Figur 11 Teknologisk instituts graddagesystem Dansk fjernvarme: Graddage er baseret på Teknologisk Instituts seneste opgørelser over graddage 9. Dansk fjernvarme bruger som normalår, og kommer frem til graddage. Dansk fjernvarme kalder deres graddage EMO-graddage (tror det står for Energimærkeordningen-graddage) og har tidligere kaldt dem ELO-graddage (Energiledelsesordningen-graddage). ELO-graddage er et sted set udregnet som gennemsnittet over de seneste 23 år 10. Til EMO-graddagesystem beregner Teknologisk Instituttet skyggegraddage hele året altså også i sommerhalvåret. Der vil derfor normalt altid være flere skyggegraddage i EMO-graddagesystemet end i ovenstående skyggegraddagesystem fra teknologisk institut

14 Dansk fjernvarmeforening anvender tre dage i træk med døgnmiddeltemperaturer over 10 C som afslutning af fyringssæsonen. Figur 12 Dansk fjernvarmes skyggegraddagsmetode Yderligere opgør Dansk fjernvarme solkorrigeret graddage, som naturligt ligger lavere end de skyggebaserede. Får varmesæsonen 2015/16 er skyggegraddagene opgjort til 2.715, mens solgraddagene er opgjort til Figur 13 Dansk fjernvarmes solkorrigeret graddage

15 DMI Normalåret er excl. sommerperioden er baseret på perioden , og kalkuleret til (skygge)graddage. Der findes både opgørelse af solgraddage og skyggegraddage. DMI s graddagesystem er baseret på DMI s målinger foretaget på omkring 600 meteorologiske stationer rundt i Danmark, og kalkulerer et middeltal baseret på et arealvægtede gennemsnit. (Skygge)graddagetallene i sommerperioden er kun målt fra Gennemsnittet for sommerperioden er 195, hvorved normalårets graddagetal bliver i alt graddage. DMI definere fyringssæsonen som værende mellem 1. september 31. maj. DMI har før i tiden udgivet et vindkorrigeret graddagsantal, hvor middelbindhastighed omsættes til Beafourt og hvis graddage*beafourt > 40 korrigeres for vinden jf.:. GGGGGGGGGGGGGGGG + (gggggggggggggggg BBBBBBBBBBBBBBBB 40) 20 Figur 14 DMI graddage for Danmark DMI offentliggør også lokale graddage, og har tre målestationer på Lolland-Falster. I forbindelse med udregning af en nyt klimareferenceår er anvendt perioden ,

16 hvoraf det fremgår, at Lolland-Falster er graddageantal er ca. 5% lavere end Landbrughøjskolens, som er referencen for Teknologisk institut og Dansk Fjernvarmeforening graddagesystem. % af Landbrug % af Landbrug højskole (hele højskole (1/9- station Sted jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec år 1/9-31/5 året) 31/5)) 6138 Langø 472,6 429,2 416, ,5 56,5 11, ,8 197, ,7 2816,5 2738,5 91,9 92, Abed 484,9 433,8 418,6 271,1 151,7 67,4 17,6 17,3 81,6 223,9 327,6 452,3 2947,9 2845,5 96,2 96, Gedser 481,3 435,2 434,4 304,6 172,9 66,5 12,9 11,1 69,4 201, ,3 2945,5 2854,9 96,1 96, Landbrughøjskole 494,2 452,3 440,2 283,4 156,7 66,6 17,6 19,8 89,7 239,9 342,2 462,6 3065,3 2961, Figur 15 Lokale DMI graddage, reference år Sammenholdning af graddagesystemerne Overordnet set følges systemerne af, når der ses på det enkelte års graddags-% ud ad systemets total. TI system har dog en tendens til at ligge lavere, i varme år, hvilket er naturligt for modellen, da sammentællingen trigges af et specificeret temperaturmønstre, mens de øvrige modeller alene baserer sig på sammentællinger over hhv. hele året, eller en afgrænset periode defineret som fyringssæsonen. Figur 16 Sammenligning af de fire skyggegraddagesystemer, som % af deres respektive normalgraddageår. Alle graddagesystemerne er enige om at 2010 (index. 112) var eneste år i perioden 1999 til og med 2015 som krævede mere varme end normalår. Alle systemer er også enige om, at år 2014 (index 77,5) var det år som krævede mindst varme. Det koldeste år ligger gennemsnitligt index 112. I perioden har gennemsnitsgraddageantallet ligget på index 89,5 i forhold til normalår.