Lavenergibebyggelse - for hver en pris? Jesper Møller Larsen, jeml@ramboll.dk
Mål og midler Slide 2
Myter i energiplanlægningen Energibesparelser er den billigste måde at reducere udledningen af drivhusgasser på! Fjernvarme er ikke en attraktiv forsyningsform i nye udbygningsområder! Varme = energi = CO2 besparelser Slide 3
Opfylde EU s og Danmarks overordnede energipolitiske målsætninger Spare fossile brændsler og dermed CO2- udslip på en omkostningseffektiv måde. Opfylde de nationale mål for Danmark med hensyn til at spare CO2 uden for det kvoteregulerede marked. Øge forsyningssikkerheden. Tilgodese miljøhensyn. Opfylde varmeforsyningslovens formål. Bane vejen for ønsket om et energiforsyning baseret 100% på vedvarende energi. Reducere forbrugernes samlede udgifter til at opfylde den termiske komfort. Direktivet om strategisk miljøvurdering, som slår fast, at der i en miljøvurdering af planer, politikker og programmer skal anlægges en samfundsmæssig vurdering på tværs af alle sektorer. Direktivet om kraftvarme, som skal fremme udbredelsen af kraftvarme i det liberaliserede elmarked-formål at spare fossilt brændsel og dermed CO2-udslip. Direktivet om bygningers energimæssige ydeevne, som skal fremme en omkostningseffektiv reduktion af fossilt brændsel og deraf følgende CO2-udslip til bygningers opvarmning ved en energiramme, hvor der er metodefrihed til at vælge den bedste løsning, og hvor der tages hensyn til lokale forhold, som fjernvarme, blokvarme, kraftvarme og evt. vedvarende energi. Direktivet om energiforbrugende produkter-fremme reduktion af fossilt brændsel og deraf følgende CO2-udslip i energiforbrugende produkter. Direktivet om vedvarende energi, som skal fremme udbredelsen af vedvarende energi som et middel til at reducere forbruget af fossilt brændsel og deraf følgende CO2-udslip. Slide 4
Udfordringen Ingeniørforeningen Danmark: Energiplan 2030 Fjernvarmesystemet og den høje udbygning med kraftvarmeværker og produktionsanlæg baseret på vedvarende energi er nogle af hjørnestenene i det nuværende effektive danske energisystem. Fjernvarmen står imidlertid overfor en række udfordringer, mest markant at varmebehovet i husholdningerne ventes reduceret betragteligt. Der vil således kun ske meget få udbygninger i nye villaområder, medens fjernvarmen med omtanke fortsat vil være den bedste opvarmningsform i tættere bebyggelser. For byggeriets parter og fjernvarmeselskaberne er det således en udfordring at udforme enkle, effektive vandbårne varmeanlæg i samspil med fjernvarmen i nyt lavenergibyggeri Slide 5
Målsætning for varmeforsyningen Tilfredsstille den termiske komfort på den mest økonomiske måde for hele samfundet, herunder: Fremme samfundsøkonomisk fordelagtige CO2 reduktioner Fremme brug af vedvarende energi Reducere forbruget af primært fossile brændsler og knappe ressourcer (forsyningssikkerhed). Samfundet omfatter alle led i kæden fra brændsel til komfort Fossile Brændsler og biomasse Produktion af varme og køling Distribution: fjernvarme fjernkøling Varmeanlæg Brugsvandsanlæg Køleanlæg Klimaskærm Nye bygninger Efterisolering Komfort varme varmt vand køling Slide 6
Fra en forbrugers synspunkt Slide 7
Resume af udviklingen og Rambølls vision Et kraftigt reduceret nettoenergibehov Specifikt varmebehov i kwh/m2 200 180 160 140 120 100 80 Varmebehov 60 40 20 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2020 Slide 8
Resume af udviklingen og Rambølls vision Fjernvarmemarkedet vokser stadig Fjernvarmeforsynet areal i m2 250 200 150 100 Fjernvarmefors ynet areal 50 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2020 Slide 9
Resume af udviklingen og Rambølls vision Fjernvarmesalg og produktion stiger moderat Fjernvarmesalg og nettab PJ 140 120 100 80 Netab 60 40 20 Fjernvarmesalg 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2020 Slide 10
Resume af udviklingen og Rambølls vision Fjernvarmen udnytter nu mange effektive kilder Energiforbrug i GJ pr solgt GJ fjernvarme 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 CO2 neutralt Biomasse Fossilt affald Naturgas 0,20 0,00 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2020 Olie Kul Slide 11
Fjernvarmen»den store klunser«mange forsyningskilder Omkostningseffektivitet Det fleksible energisystem Forsyningssikkerhed Slide 12
Et projekt på 156 boliger Slide 13
Tekniske»fix«til forbedring af fjernvarmen Korte stikledninger Distributionsledninger på kundernes matrikler Stikledninger og evt. distributionsledninger i kundernes bygning Twinrør og andre effektive løsninger hvis muligt Udnyt maksimal afkøling og tryktab ved nye ledninger Suppler med lokal spidslast på de meget kolde dage frem for at opgive en ny kunde eller etablere en helt ny ledning Arbejd for lavere returtemperatur og optimer fremløbstemperaturen Slide 14
Midler til at fremme teknisk effektivitet Energieffektivitet - relation mellem el og varme Energieffektivetet udtrykt som relation mellem el og varme. Elkondens på marginalen Til 1 MWh el svarer Brændselsforbrug 40% følgende MWh varme: GJ br./gj varme VP, stor røggaskond. 12 0,21 VP, stor, lavtemperatur 6 0,42 VP individuel, lavtemperatur 3 0,83 VP individuel luft 2,5 1,00 KV stor, lavtemperatur 6 0,42 KV lille, lavtemperatur 4 0,63 KV damp 2,5 1,00 Elvarme 1 2,50 Slide 15
Midler til at fremme organisatorisk effektivitet Energistyrelsens forudsætninger, omregnet Samfundsøkonomiske varmepriser ab anlæg 700 600 500 kr./mwh. 400 300 200 100 0 Fjv.1 Fjv.2 Fjv.3 Fjv.4 Fjv.5 Indv.1 Indv.2 Indv.3 Indv.4 Indv.5 Fjv.1 Fjv.2 Fjv.3 Fjv.4 Fjv.5 Indiv.1 Indiv.2 Indiv.3 Indiv.4 Indiv.5 Stort centralt produktionsmix Grundlast 90%: Kraftvarmeværk gas CC cm=0,97 - Spidslast 10%: Kedelanlæg, naturgas Grundlast 90%: Større gasmotoranlæg, cm =0,90 - Spidslast 10%: Kedelanlæg, naturgas Grundlast 90%: Mindre gasmotoranlæg, cm =0,67 - Spidslast 10%: Kedelanlæg, naturgas Grundlast 90%: Kedelanlæg, træflis/halm - Spidslast 10%: Kedelanlæg, gasolie Nyt kondenserende gasfyr Ældre gasfyr Nyt oliefyr Ældre oliefyr Elvarme/ elvandvarmer Slide 16
Konvertering til fjernvarme Blå områder: Eksisterende forsyning fra Vestforbrænding i alt 300.000 MWh Orange områder: Potentiale for at konvertere 300.000 MWh fra naturgas til fjernvarme Potentiale på landsplan Scenarie 1: 3,8-4,7 mio. MWh Scenarie 2: 8,2-10,2 mio. MWh Scenarie 3: 12,4-15,5 mio. MWh med meget god samfundsøkonomi Slide 17
Midler til at fremme organisatorisk effektivitet Tolkning af bygningsreglements energiramme I tolkningen af BR08s energiramme sidestilles vandbåren varme med primær energi uanset hvordan det er opvarmet Praktiske eksempler med at implementere BR og BR kl. 2 viser: at BR er i strid med EU direktivet på flere punkter at BR blokerer for at udnytte VE i større omfang i ny bebyggelse at fordelene ved fjernkøling baseret på VE overses at BR fordyrer byggeriet unødigt at BR skaber unødig usikkerhed i kommunerne om hvad der er energi- og miljørigtigt Det haster derfor med at justere BRs energirammeberegning, særligt da regeringen nu prioriterer VE højt Slide 18
Lavenergibebyggelse og fjernvarme Samfundsøkonomisk vurdering inkl. klimaskærm (6%, 20 år) for en ny bolig med fjernvarmeunit og 15 m stikledning Ved dyr fjernvarme 400 350 300 1000 kr.. 250 200 150 Forbedring af klimaskærm Radiatorer og fjv.unit Fjernvarmestik Forsyning: Energi, D&V, miljø 100 50 0 Klasse 1 Klasse 2 BR2006 Slide 19
Lavenergibebyggelse og fjernvarme Slide 20
Lavenergibebyggelse og fjernvarme Slide 21
Midler til at fremme organisatorisk effektivitet Bygningsreglementet fører til suboptimering Bygningsreglementer fremmer CO2 neutrale huse (passiv huse) og blokerer for samarbejde om fælles bedste løsninger Passivhuse er bedste (og eneste) koncept for fritliggende huse I byområder er passivhuse en suboptimering man kan let finde bedre løsninger ved at se på helheden CO2 neutrale byområder er også en suboptimering Suboptimering er til stor skade for samfundet, miljøet eller varmeforbrugerne. Slide 22
Midler til at fremme organisatorisk effektivitet 2) Case: solvarme til individuel eller vandbårne net Bebyggelse Alle 200 huse Organisering Individuelle Én bygherre Blokvarme Fjernvarme Fjernvarme Varmekilde Indiv. Sol/VPIndiv.Sol/VP Sol/træpiller Sol/træflis Sol/gas KV Varmeproduktion i fjernvarmenet tæt ved bebyggelsen MWh 0,0 0,0 0,0 20.000 20.000 Eksisterende solvarmeanlæg i fjernvarmesystem m2 0,0 0,0 0,0 10.000 10.000 Solvarmepaneler i alt pr hus m2/hus 4,0 4,0 5,0 5,5 5,5 Ekstra solvarmepanel til ny bebyggelse m2 800 800 1.000 1.100 1.100 Størrelse på største solvarmeanlæg m2 800 800 1.000 11.100 11.100 Ydelse på solvarmeanlæg kwh/m2 450 450 540 550 550 Årlig produktion fra solvarmeanlæg til ny bebyggelse MWh 360 360 540 605 605 Lagerbehov m3/m2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Arealbehov til anlæg på jord m2/m2 0 0 2,5 2,5 2,5 Anlægsinvestering til ny bebyggelse Solvarmeanlæg inkl veksler kr/m2 8.000 5.500 2.500 1.250 1.250 Solvarmelager, individuelt eller ekstra fællesanlæg kr/m2 500 500 400 200 200 Grundpris til anlæg på jord kr/m2 500 500 500 50 50 Solvarmeanlæg inkl veksler kr 6.400.000 4.400.000 2.500.000 1.375.000 1.375.000 Solvarmelager kr 400.000 400.000 400.000 220.000 220.000 Grundpris kr 0 0 1.250.000 137.500 137.500 Solvarmeanlæg i alt kr 6.800.000 4.800.000 4.150.000 1.732.500 1.732.500 Solvarmeanlæg i alt kr/bolig 34.000 24.000 20.750 8.663 8.663 Varmeproduktionspris ab solvarmeanlæg Kap udg., 20 årig annuitet med 5% 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 Eludgifter kr/kwh 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 Drifts og vedligeholdelse kr/m2 30 30 20 10 10 Kap udg. solvarme, 20 årig annuitet med 5% kr/mwh 1.511 1.067 615 229 229 Eludgifter kr/mwh 7 7 6 5 5 Drifts og vedligeholdelse kr/mwh 67 67 37 18 18 Solvarme ab anlæg i alt kr/mwh 1.584 1.140 657 253 253 Slide 23
En løsning Energiindholdet i varmt og koldt vand fra kollektive varmeforsyningsanlæg (fjernvarme og blokvarme), der tilføres matriklen fastlægges ud fra det faktiske brændselsenergiforbrug for samfundet Der tages derfor hensyn til faktuelle lave fossile brændselsforbrug til varmeproduktionen i henhold til det godkendte projektforslag Der ses på projektets marginale konsekvenser for samfundet Hvis der ikke investeres i produktion i projektet, er det den marginale produktion, som indgår Hvis produktionsanlæg medfølger i projektet (for eksempel mere kollektiv solvarme) indgår dette beregningen. Slide 24
Forslag til Primary Ressource Factors (PRF) Slide 25
Varmeplan Danmark En vision for fremtidens varmeforsyning Varmeplan Danmark viser, at udviklingen kan fortsætte, således at CO2-udslippet fra opvarmningssektoren kan halveres endnu engang inden år 2020 og, at opvarmningssektoren stort set kan være CO2-neutral allerede omkring 2030. Varmeplan Danmark viser, hvordan ovennævnte fordele eksempelvis kan gennemføres 2020: Forbrugerne sparer yderligere 25 % på varmen og sænker returtemperaturen. Fjernvarmen udbygges fra 46 % til ca. 60 % af markedet. Størstedelen af ny bebyggelse, formentlig omkring 70 %, forsynes med fjernvarme. Fjernvarmesystemerne sammenkobles yderligere bedre udnyttelse + konkurrence. Fjernvarmeproduktionen udbygges med flere varmelagre, mere VE og overskudsvarme, herunder affaldsvarme, kraftvarme, industrioverskudsvarme, biogaskraftvarme, storskalasolvarme, biomasse kraftvarme, geotermi, biomassekedler, varmepumper samt elkedler til opsamling overskydende vindenergi. Slide 26
EUDP lavenergi fjernvarme 1. Bygningsreglementet og fjernvarmen 2. Energy flexhouse 3. Ring Søpark Brædstrup - demonstrationsprojekt 4. Forsyningskatalog- Best Practice Slide 27
Så derfor Lavenergihuse bør være undtagelsen i områder med kollektiv varmeforsyning men reglen I det åbne land. Kollektive varmeforsyninger udnytter VE kilder mere omkostningseffektivt og miljømæssigt bedre end individuelle varmeinstallationer. Slide 28