og rentabilitet af besparelsesforslag Indhold: INTRODUKTION GENNEMGANG AF VÆRKTØJ ENERGIRAMMEN PRISSÆTNING RENTABILITET ØVELSER. Ole Balslev-Olesen Cenergia obo@cenergia.dk
Introduktion En energirenovering af en bygning omfatter ofte en vurdering af økonomien. Forskellige energibesparende tiltag skal prissættes samtidig med at besparelsen skal beregnes. Besparelsen beregnes i energi og omsættes til en årlig økonomisk besparelse ved at kende prisen på energi f.eks. naturgas, fjernvarme eller lign. Virkningsgraden for forsyningsanlægget skal også medregnes og visse finansielle parametre skal fastsættes. Det betyder, at der er mange kombinationsmuligheder for beregningen af rentabiliteten af et enkelt besparelsesforslag. Situationen er ofte den at der er flere forslag der skal vurderes med et ønske om at gennemføre de mest rentable løsninger så bygherren får mest for pengene. For at løse denne opgave, er der udviklet et edb-værktøj, hvor man enkelt og hurtigt kan finde den rigtige energimæssige løsning. Det skal understreges, at der er gjort visse forenklinger, da det har væres en balance at finde den rigtige detaljeringsgrad og samtidig bevare den nemme og hurtige beregning uden at det er gået ud over resultatets nøjagtighed. I et EFP støttet projekt med titlen Sol i Energirammen indgår udvikling af et beregningsværktøj, som kan beregne betydningen af forskellige energibesparende tiltag i relation til energirammen med særlig fokus på solenergi. Efter de nye energiregler trådte i kraft i foråret 2006 er myndighedsgodkendelsen af nybyggeri, ombygning og renovering blev ændret mærkbart. Det årlige energiforbrug til rumopvarmning, varmt brugsvand og visse elektriske installationen skal ligge indenfor en klart defineret energiramme. Energiforbruget skal beregnes efter SBi-anvisning 213, som kan udføres med edb programmet BE06. Som noget nyt omhandler godkendelsen nu en beregning af bygningens brutto energibehov herunder effektiviteten af varmeforsyningen, hvilket giver mange kombinationsmuligheder for at overholde energirammen. Kravene er således strammet gevaldigt op, og det forventes, at de nye regler vil øge energieffektiviteten i den danske boligsektor. Der er endvidere varslet yderligere stramninger på henholdsvis 25% og 50% med de allerede definerede lavenegiklasser 1 og 2. Alt sammen gode tiltag som vil mindske miljøbelastningen fra boligsektoren, men det har samtidig gjort det mere kompliceret for byggeriets parter. Nu ligger beslutningen om den energimæssige udformning hos
energispecialisten, hvor det er vanskeligt at finde den rigtige sammensætning af energieffektive løsninger herunder solenergi eller den mest energiøkonomiske løsning, og det er nærmest helt udelukket for andre herunder arkitekter og bygherre, at vurdere de foreslåede løsninger. Det er denne problematik, som har skabt behovet for et værktøj, som på simpel vis kan beregne hvilke tiltag der er mulige i en konkret byggesag herunder en energiøkonomisk vurdering af solenergi. Cenergia har således udviklet et edb-program som er beskrevet herunder. Gennemgang af værktøj Programmet har fire skærmbilleder: introduktion, referencebygning, optimering og finansielle data. I introduktionsbilledet (Figur 1) vælges om der er tale om et fritliggende parcelhus, et rækkehus eller en etageejendom og derudover angives etagearealet, antal etager samt antal boliger i bygningen. Figur 1 : Introduktionsside i beregningsværktøjet, hvor der vælges bygningskategori. De energimæssige data for den aktuelle bygning fastlægges i et nyt skærmbillede (Figur 2). Bygningens alder og isoleringsstandard vælges fra en liste svarende til de krav der var til
isoleringsstandarden på opførelsestidspunktet. Tilsvarende vælges ventilationsprincip, termisk akkumuleringsevne samt varmeforsyning (fjernvarme, el, naturgas, varmepumpe osv.). Vinduesarealet indtastes som procent af etagearealet og vinduernes relative fordeling angives for fire facader samt orientering og hældning for mulig placering af solenergianlæg. Det aktuelle årlige energiforbrug beregnes efter ISO standard og sammenlignes med energirammen i tabel og grafisk. Efter at den aktuelle bygning er defineret vælges forskellige forbedringer i det tredje skærmbillede (Figur 3). Der kan vælges solvarmeanlæg, solcelleanlæg, anden isoleringstykkelse i klimaskærmen, andre vinduer, ventilationsprincip og lufttæthed samt forskellige tiltag imod overophedning. Ved hvert valg beregnes energibesparelsen og en anslået investering samt forskellige økonomiske nøgletal, som ydelse på et annuitetslån, simpel tilbagebetalingstid, nuværdi og en energisparepris. Vælges flere tiltag er resultatet for den samlede pakke. Figur 2 : Skema til indtastning af referencebygning samt beregning af energirammen. Figur 2 og 3 viser, at i et nybygget parcelhus opvarmet med naturgas, er det økonomisk attraktivt at forbedre husets energimæssige ydeevne, ud over energirammen, ved at installere solvarme til brugsvand, lavenergivinduer, ventilation med varmegenvinding samt en øget tæthed udover kravet i bygningsreglementet på 1,5 l/s/m2 ved 50 Pa. Huset overholder kravet til lavenergi klasse 2 og med en investering på 54.000 kr inkl. moms vurderes det at være an attraktiv investering for bygherren, da nuværdien er positiv. I beregningen er der gjort en række økonomiske antagelser, som kan
ændres af brugeren efter behov. Resultatet vil være værdifuldt i en diskussion mellem byggeriets parter, og der vil kunne indhentes yderligere dokumentation, hvis der er forhold som ønskes belyst mere detaljeret inden projektet gennemføres. Programmet vil være velegnet i forbindelse med en energimærkning specielt med henblik på at supplere et beregnet energiforbrug med en totaløkonomisk vurdering af energimæssige forbedringer. Det vil være muligt indenfor en begrænset tid at lave et kvalificeret udkast til en energiplan. Et andet område, hvor programmet kan have sin berettigelse, er hvis vinduesarealet ønskes gjort større og kravet til energirammen så ikke kan overholdes. Her vil værktøjet så kunne beregne om et solvarmeanlæg kan kompensere for det større varmetab fra vinduerne. I det hele taget vil programmet være nyttigt for en optimal udnyttelse af de frihedsgrader i bygningsudformningen, som energiramme-kravene giver. Figur 3: Skema til valg af energibesparende tiltag.
Energirammen Energiforbruget til småhuse består af energi til rumopvarmning, det varme brugsvand og visse elektriske installationer. Elforbruget i energiforbruget bliver vægtet med en faktor 2,5 så hvis huset har elvarme multipliceres rumopvamning med 2,5 således at det er vanskeligt at overholde energirammen. Energiforbruget ser typisk således ud: Resultat - referencebygning nedenstående energibehovet er angivet pr. m²-etagemeter Energibehov til rumopvarmning 55.7 Energibehov til varmt brugsvand 17.5 RV+BV+tab 83.3 kwh/m² Energibehov til køling 0.2 0.2 kwh/m² El til pumper og ventilatorer 1.6 4.1 kwh/m² Energibehov 87.5 kwh/m² Energiramme 83.8 kwh/m² Klasse 2 60.0 kwh/m² Klasse 1 41.9 kwh/m² Varmesæson 265 dage Prisen på de energimæssige tiltag som benyttes i værktøjet er de totale priser inkl. montering og moms. Priserne er angivet i de efterfølgende tabeller. Der er angivet tre priser priser for nybygning, renovering og driftsudgifter. Der skelnes mellem nybygning og renovering, da der for visse tiltag er forskel på om forbedringen sker når bygningen opføres eller i en eksisterende bygning. Solvarmeanlæg Der skelnes mellem om prisen på solvarmeanlægget indeholder beholder eller om en eksisterende beholder kan benyttes. Størrelsen af solfangerne fremgår af sidste kolonne, dvs. 5 m 2 til et parcelhus, 3,0 m 2 pr. bolig til et rækkehus og 2 m 2 pr. lejlighed i en etageejendom. Driftsudgiften er årlig udgift til eftersyn og evt. påfyldning af væske. Driftsudgiften for solvarme i etageejendom er mindre da anlægget er tænkt som et fællesanlæg.
Solvarmeanlæg uden beholder, kr. pr. anlæg areal ingen solvarmeanlæg 0 0 0 0 Parcelhus 28,000 28,000 250 5 Rækkehus 19,000 19,000 250 3 Etageejndom 6,000 6,000 50 2 Solceller Solceller, kr pr. Wp Solvarmeanlæg med beholder, Nybygninverinudgifter Reno- Drifts- areal kr. pr. anlæg ingen solvarmeanlæg 0 0 0 0 Parcelhus 36,000 36,000 250 5 Rækkehus 27,000 27,000 250 3 Etageejndom 8,000 8,000 50 2 ingen solceller 0 0 0 5 Wp pr. etageareal 40 40 0 10 Wp pr. etageareal 40 40 0 15 Wp pr. etageareal 40 40 0 20 Wp pr. etageareal 40 40 0 25 Wp pr. etageareal 40 40 0 30 Wp pr. etageareal 40 40 0 35 Wp pr. etageareal 40 40 0
Isolering Prisen på isolering er angivet pr. kvm. klimaskærm. Hvis det er en renovering er der tillagt ekstra 75% til dækning af ny facadebeklædning, stillads og lignende. Ekstra 100 mm isolering på loft/tag koster således 100 kr./m 2 i nybyggeri og 175 kr./m 2 ved renovering. Tagisolering, kr pr. kvm isolering Reference 0 0 0-100 mm isolering -100-175 0-50 mm isolering -50-88 0 50 mm ekstra isolering 50 88 0 100 mm ekstra isolering 100 175 0 150 mm ekstra isolering 150 263 0 200 mm ekstra isolering 200 350 0 250 mm ekstra isolering 250 438 0 Facadeisolering, kr pr. kvm isolering Reference 0 0 0-100 mm isolering -200-350 0-50 mm isolering -100-175 0 50 mm ekstra isolering 100 175 0 100 mm ekstra isolering 200 350 0 150 mm ekstra isolering 300 525 0 200 mm ekstra isolering 400 700 0 250 mm ekstra isolering 500 875 0 Terrændækisolering, kr. pr. kvm isolering Reference 0 0 0-100 mm isolering -100-175 0-50 mm isolering -50-88 0 50 mm ekstra isolering 50 88 0 100 mm ekstra isolering 100 175 0 150 mm ekstra isolering 150 263 0 200 mm ekstra isolering 200 350 0 250 mm ekstra isolering 250 438 0 Vinduer For vinduer er det prisen pr. kvm. vindue. Prisen varierer afhængig af vinduets energimæssige kvalitet, og der kan vælges mellem følgende:
Vinduer Reference 3,300 0 0 1.50 0.63 0.8 0.8 1-lags klart glas 2,000 2,000 0 5.80 0.85 0.8 0.8 2-lags klart glas 3,000 3,000 0 2.80 0.75 0.8 0.8 3-lags klart glas 4,000 4,000 0 1.50 0.65 0.8 0.8 2-lags energirude BR06 3,300 3,300 0 1.50 0.63 0.8 0.8 2-lags energirude 3,400 3,400 0 1.20 0.63 0.8 0.8 3-lags energirude 4,400 4,400 0 0.90 0.53 0.8 0.8 Solafskærmende glas 3,300 3,300 0 1.50 0.30 0.8 0.8 I nybygning er det merprisen i forhold til vinduet i referencebygningen og i renovering er det den totale pris for hele vinduet, som benyttes til beregning af anlægsprisen. Ventilation Prisen på ventilation er angiver pr. etagemeter og afhænger af den energimæssige standard, dvs. virkningsgrad og ventilatorens elforbrug. Prisen er merprisen i forhold til referenceanlægget. Hvis der er balanceret ventilation med krydsvarmeveksler og gode ventilatorer/kanaler i referencebygningen, og der vælges modstrømsvarmeveksler som forbedring, er merprisen 170 150 = 20 kr/m 2 svarende til 3000 kr. for hus på 150 m 2. Temperaturvirkningsgraden for krydsvarmeveksler er sat til 65% og 85% for modstrømsvarmeveksler. Elforbruget angives ved SEL faktoren kj/m3. Luftmængden er sat til 0,32 l/sm 2. ne (kr/år pr. anlæg) indeholder udgifter til filterskift og renhold. Ventilation, kr, pr. etagemeter U-værdi g faktor arealfaktor afskærmning qm SEL % Reference 0 0 0 0.32 0.00 0% Naturlig ventilation 0 0 0 0.32 0.00 0% Mekanisk udsugning 60 70 250 0.32 1.25 0% Balanceret mek.vent. 100 110 500 0.32 2.10 0% Krydsvarmeveksler og middel vent 130 140 500 0.32 2.10 65% Krydsvarmeveksler og gode ventila 150 160 500 0.32 1.40 65% Modstrøms veksler og gode ventila 170 180 500 0.32 1.40 85% Modstrøms veksler og ekstra gode 180 190 500 0.32 1.00 85%
Overtemperatur Overtemperaturer kan begrænses ved at øge den naturlige ventilation om sommeren. Ekstra sommerventilation er foranstaltninger som kan sikre en effektiv ventilation ved åbning af vinduer og lemme. Ekstra sommerventilation med automatik er automatisk styret naturlig ventilation f.eks. motorstyret vinduer (Windowmaster). Overtemperaturer, kr. pr. etagemeter Reference 0 0 0 0.9 Ekstra sommer vent 40 40 0 1.2 Ekstra sommer ventilation med aut 120 120 0 1.8 qs Lufttæthed Prisen for opnåelse af en vis lufttæthed er angivet i tabellen herunder pr. etagemeter. Der kan vælges mellem tre lufttæthedskvaliteter som er udtrykt ved et luftskifte (l/s pr. opvarmet etageareal) ved trykprøvning med 50 Pa. Lufttætheden for referencebygningen afhænger af hvor gammel bygningen er: Før BR82: BR82 BR95 BR06 5 l/s pr. m2 4 l/s pr. m2 3 l/s m2 1,5 l/s m2 Programmet benytter merprisen i forhold til referencen. Lufttæthed, kr. pr. etagemeter Reference 0 0 0 Tæthed for nybyg 50 50 0 Ekstra god tæthed 75 75 0 Tæthed svarende til "passiv House 100 100 0
Rentabilitet Anuitetslån Idet finansiering af energibesparelsestiltag forudsættes finansieret 100 % ved et lån, angiver Annuitetslån pr. år de samlede udgifter til lån (renter og afdrag mm.). Skattefradraget for renter er ikke medregnet. Selvom Annuitetslån pr. år til et energitiltag eventuelt er større end uden energitiltaget, kan energitiltaget godt betyde en økonomisk besparelse over en længere årrække. Annuitetslån pr. år siger kun noget om økonomien det 1. år, og kan ikke anvendes, hvis man er interesseret i økonomien på længere sigt. Simpel tilbagebetalingstid: Den simple tilbagebetalingstid er anlægsinvesteringen divideret med den årlige besparelse fratrukket de årlige udgifter til vedligehold. Den simple tilbagebetalingstid siger kun noget om økonomien det 1. år, og kan ikke anvendes, hvis man er interesseret i økonomien på længere sigt. Tid = Io / (bo-uo) Hvor Io bo uo anlægsinvestering besparelsen første år [kr/år] udgifter til vedligehold første år [kr/år] Nuværdiberegning: Nuværdimetoden er beskrevet i SBI-anvisningen 132 Økonomisk vurdering af energibesparende foranstaltninger og bygger på, at resultatet for et projekt angives i den kroneværdi, som er gældende på investeringstidspunktet, dvs. at alle fremtidige besparelser og udgifter omregnes til investeringstidspunktet. Nuværdien udtrykkes ved:
Nu = Bo Uo Io Investeringen er lønsom hvis Nu > 0. Eksempel solvarmeanlæg: Nuværdi 1 Entreprisesum inkl. moms, Io kr 28,000 2 Nominel kalkulationsrente 6.0% 3 Skatteprocent af renteindtægter 0.35 4 Forventet prisstigningstakt for energi 3.0% 5 Forventet prisstigningstakt for løbende udgifter 2.0% 6 Økonomisk levetid, år, n 20 7 Fysiske levetid år, nt 30 8 Reale kalkulationsrente for besparelser, r rb 0.009 9 Reale kalkulationsrente for løbende udgifter, r ru 0.019 10 Nuværdifaktor besparelser, f nvb 18.3 11 Nuværdifaktor for løbende udgifter, f nvu 16.6 12 Løbende udgifter, uo kr/år 250 13 Nuværdien af løbende udgifter, Uo 4,143 14 Besparelsen, bo kr/år 1,355 15 Nuværdien af besparelsen, Bo 24,760 16 Samlet nuværdi = Bo - Uo - Io -7,383 Energisparepris [reference: Ellehauge og kildemose] Nuv = B o U o I o + Rest Idet B o = p * b energi *f nvb fås ved at sætte nuværdi til 0: p = U o b + I energi o Re st f nvb p: energipris (energisparepris) kr/kwh b energi : energibesparelse kwh/år
f nvb : nuværdifaktor for besparelser f nvb 1 (1 + r = r rb rb ) n r rb = r (1 s) i n 1+ i e e r n : i e : kalkulationsrente energiprisstigningstakt U o = u o *f nvu u o: årlige driftsudgifter kr/år f nvu 1 (1 + r = r ru ru ) n r ru = r (1 s) i n 1+ i u u i u : Rest: prisstigningstakt for driftsudgifter nuværdi af restværdi af investering Re st = I o ( nt n) n (1 + r t n ru )
Øvelser. Eksempel 1 - Kan det betale sig at bruge solenergi til at overholde energirammen for et enfamiliehus? For at overholde den nye energiramme har bygningsdesigneren en række muligheder til at nedsætte husets samlede energiforbrug, således at det overholder energirammen i bygningsreglementets energibestemmelser. Ofte tænkes der mest på at forøge isoleringstykkelserne i klimaskærmen, men et solenergianlæg kan også benyttes til at overholde energirammen. Hvordan er økonomien for et solenergianlæg sammenlignet med andre tiltag til at overholde energirammen? Som husinvestor er man interesseret i at kunne opfylde energirammen med så små anlægsudgifter som muligt. Eksempel 2: af parcelhus. En energimærkning omfatter en beregning af husets energibehov og forslag til mulige energimæssige forbedringer. Eksemplet viser totaløkonomisk ved af forskellige energibesparende tiltag. Eksempel 3: Større vinduesareal Vurder forskellige muligheder for at kompensere for et større vinduesareal i et nyt parcelhus.