Spir Arkitekter AS ENERGIUTREDNING SKOLMERØD NÆRINGSOMRÅDE SANDEFJORD

Transkript

1 Spir Arkitekter AS ENERGIUTREDNING SKOLMERØD NÆRINGSOMRÅDE SANDEFJORD Utredning av energibehov og mulighet for energiproduksjon for næringsbyggraveien 70, Sandefjord kommune.

2 Dokumentinformasjon Oppdragsgiver: Spir Arkitekter AS Tittel på rapport: Energiutredning Skolmerød Næringsområde Oppdragsnavn: Energiutredning Raveien 70 Oppdragsnummer: Utarbeidet av: Ole Harald Neergård, Cecilie Torhaug Oppdragsleder: Ole Harald Neergård Tilgjengelighet: Åpen Kort sammendrag Rapporten oppsummerer en utredning av energibehov og mulighet for energiproduksjon for næringsbygg Raveien 70 i Sandefjord kommune Kvalitetssikret og gjennomgått TTM OHN Nytt dokument TTM VERSJON DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KS

3 Forord Asplan Viak har vært engasjert av Spir Arkitekter AS planlegger for tiltakshaver Raveien 70 AS for vurdering av energi- og miljøtiltak i forbindelse med nye næringsbygg. Ole Harald Neergård og Cecilie Torhaug har utført arbeidet. Ole Harald Neergård har vært oppdragsleder for Asplan Viak. Tønsberg, Ole Harald Neergård Oppdragsleder Ole Harald Neergård Kvalitetssikrer side 2 av 15

4 Innhold 1. INNLEDNING ENERGI OG EFFEKTBEHOV Bygningsmasse Lading av elbiler ENERGITILGANG OG MULIGHETER FOR ENERGIPRODUKSJON Bioenergi: Bioolje, pellets, flis og briketter Varmepumper Luft-til-luft-varmepumpe Luft-til-vann-varmepumpe Vann-til-vann varmepumpe Solenergi Solvarme Solceller / solstrøm Fjernvarme Elektrisitet ENERGILØSNINGER FOR PLANOMRÅDET Energiløsning 1: Minimum krav Energiløsning 2: Passivhus med varmepumpe til tappevann og oppvarming UTNYTTELSE AV OVERPRODUKSJON OG UTVEKSLING AV ENERGI I OMRÅDET MILJØMESSIGE VURDERINGER ØKONOMISKE VURDERINGER Passivhus-standard eller tilsvarende Vannbåren varme Solenergi KONKLUSJON side 3 av 15

5 1. INNLEDNING Spir Arkitekter AS planlegger for tiltakshaver Raveien 70 AS utbygging av nye næringsbygg. Byggene er på til sammen m2 Figur 1: Illustrasjonsplan for området (Spir Arkitekter) I forbindelse med arbeidet med detaljregulering, kreves det undersøkelser og vurderinger av mulige energi og miljøløsninger. Disse skal i første rekke vektlegge Tekniske, miljømessige og økonomiske vurderinger knyttet både til investerings- og driftsfasen. Vurdering av energibehov, energitilgang, energiproduksjon, kapasitet/overkapasitet m.m. Utnyttelse av eventuell overproduksjon av energi. Avveining av ulike løsninger opp mot hverandre, og mulighet for kombinasjonsløsninger og fleksibilitet. Mulighet for sambruk/utveksling av energi innenfor aktuelt område. Sambruk/utveksling må også vurderes i forhold til eksisterende eller planlagte byggeprosjekt i rimelig nærhet. side 4 av 15

6 2. ENERGI OG EFFEKTBEHOV 2.1. Bygningsmasse Til grunn for beregning av energibehov fordelt på ulike typer i henhold til tabell under. Tabell 1: Boligenheter, antall og areal Type BRA Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Sum bygninger Vi har gjort beregninger av energiforbruk basert på TEK17 krav og for passivhusstandard, med følgende enhetsforbruk lagt til grunn: Tabell 2: Energibehov i ulike typer boliger i TEK17 og Passivhus-standard Energibehov [kwh/m²] Lett industribygg Tek 17 Lett industribygg Passivhus Romoppvarming Ventilasjonsoppvarming 7 Tappevann Vifter/pumper 18 8 Belysning Teknisk utstyr Romkjøling 0 7 Ventilasjonskjøling 15 Totalt Tabellene og figurene under viser resulterende energibehov spesifisert på varme og el de forskjellige byggene side 5 av 15

7 kwh/år Tabell 3: Energibehov for planområdet ved TEK17-standard. TEK 17 m² Alle verdier oppgitt i kwh/år Totalt Type BRA kontor Varmebehov El-spesifikt energibehov Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Sum Tabell 4: Energibehov for planområdet ved passivhus-standard. Passivhus m² Alle verdier oppgitt i kwh/år Totalt Type BRA kontor Varmebehov El-spesifikt energibehov Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Bygg Sum Energibehov ved TEK 17 standard Bygg 1 Bygg 2 Bygg 3 Bygg 4 Bygg 5 Bygg 6 Bygg 7 Bygg Varmebehov El-spesifikt side 6 av 15

8 Figur 2: Energibehov i bygningsmassen ved TEK17-standard. ENERGIBEHOV VED PASSIVHUS-STANDARD Varmebehov El-spesifikt r /å h W k Bygg 1 Bygg 2 Bygg 3 Bygg 4 Bygg 5 Bygg 6 Bygg 7 Bygg Figur 3: Energibehov i bygningsmassen ved passivhus-standard Lading av elbiler Detstyres politisk mot en utfasing av nye bensin-og dieselbiler innen Hvilken betydning dette har på energi-og effektbehov i kontorprosjekterer usikkert, da det foreløpig finnes lite erfaringstall og man kanregne med store forandringer i batteri-og ladeteknologi over de neste årene. Dersom vi tar utgangspunkt i at vi i løpet av prosjektets levetid får en overgang til 100% elektrisk transport, kan vi gjøre noen beregninger for hva dette har å si for energi-og effektbehov. Vi bruker videre følgende forutsetninger: - Årlig kjørelengde på km - Forbruk på 0,20kWh/km - 80% av lading vil foregå hjemme, resten på jobb, hurtiglader og andre lademuligheter - Andel parkeringsplasser settes tilca35%av arbeidstokk Tabell 5: Lading elbiler Type Antall parkeringsplasser Energibehov kwh/år Gjennomsnittlig effekt v/7t lading kw Gjennomsnittlig effekt v30% samtidig 6kW lading Lokaler Tabellenover viser oversikt overforventetårlig energiforbruk for planområdet og et gjennomsnittlig effektbehov til elbilladingved lading 7timer per dag. Man må påregne at maksimalt effektbehov for elbillading er vesentlig høyere. Dersom 30% av bilene lader samtidig ved 6 kw effekt gir dette ytterligerebehov. Forå begrense dette anbefales det å etablere felles ladeløsning med fordeling av tilgjengelig effekt i planområdet. side7 av 15

9 side 8 av 15

10 3. ENERGITILGANG OG MULIGHETER FOR ENERGIPRODUKSJON De energiløsninger som er aktuelle til dekning av behovet for energi i planområdet, er: - Bioenergi - Varmepumper - Solenergi - Elektrisitet I det følgende gis en kort vurdering av hvert alternativ Bioenergi: Bioolje, pellets, flis og briketter Bioolje fungerer i prinsippet som vanlig (fossil) fyringsolje, men er produsert av fornybare ressurser. Bioolje brukes til oppvarmingsformål, men produseres fortsatt i relativt små mengder. Fremtidig tilgjengelighet og priser på bioolje ser ut til å kunne variere mye. Og rammebetingelsene for å bruke bioolje vurderes som mer usikre enn for andre oppvarmingsløsninger. I dette ligge bl.a. krav til dokumentasjon av bærekraft i produksjon, som i den senere tid har blitt innskjerpet. Pellets representerer en moden forsyningsløsning, både teknologisk og markedsmessig. Pelletsfyring er imidlertid forholdsvis arealkrevende både på grunn av plassbehov for brensellager og manøverområde for transport. Utslipp fra pelletsfyring vil kunne overholde nødvendige myndighetskrav. Utnyttelse av flis og briketter krever mer areal enn pelletsløsninger og egner seg i større anlegg Varmepumper Varmepumper henter energi fra omgivelsene, fra uteluft, fra vann (sjøvann eller grunnvann) eller fra grunnvarme (jord eller fjell). Ved hjelp av varmepumpen løftes temperaturen fra varmekilden f.eks. i sjøvann til et høyere nivå som kan anvendes til romoppvarming. Oppvarmingen av bygg skjer via luft eller normalt via vannbåren varme. Virkningsgraden til varmepumpen avhenger av temperaturnivået til kilden som varmen skal hentes fra og temperaturnivået man trenger i varmeanlegget. Lavt temperaturløft betyr høy varmefaktor. Varmefaktoren er forholdet mellom avgitt effekt (som tilføres som varme) og tilført elektrisk energi til kompressoren(e). Typisk varmefaktor er 2,5-3,5. Det betyr at dersom man tilfører varmepumpen 1 kwh elektrisk energi, vil man få levert 2,5 3,5 kwh som utnyttbar varme Luft-til-luft-varmepumpe En luft-til-luft varmepumpe henter energien fra uteluften, og leverer varmen inn i bygget i form av varm luft. En luft/luft varmepumpe vil typisk ha en varmefaktor på 2,5. Varmepumpene kan hente energi helt ned til ca. -20 C uteluft, men da vil varmefaktoren være lavere. Mange eneboligeiere har i de senere år investert i slike varmepumper. Luft/luft varmepumper kan være en aktuell løsning for varmeforsyning til næringsbyggene Luft-til-vann-varmepumpe En luft-til-vann-varmepumpe henter også varmen fra uteluft. Varme distribueres i bygget via vannbåren gulvvarme eller radiatorer. En varmepumpe med spesielt kuldemedium, f.eks. CO2, kan også brukes til oppvarming av tappevann opp til ca. 80 o C. En avtrekksvarmepumpe henter varme fra ventilasjonsluft. Varmen brukes som oftest til oppvarming av tappevann og til oppvarming av selve boligen via et vannbårent system. Investeringskostnadene til en luft/vann varmepumpe er noe høyere enn for luft/luft varmepumper. side 9 av 15

11 Store luft-vann varmepumper krever store utendørs installasjoner, og vil f.eks. kunne legge beslag på takareal man vil kunne ønske å benytte til andre formål (takterrasse, grønt tak, solceller). Videre vil slike installasjoner kunne medføre støyproblematikk, og under visse klimatiske betingelser vil ising kunne opptre på fordampersiden. På grunn av relativt varmt klima kan likevel luft/vann varmepumpe være en aktuell løsning for tappevann og romoppvarming i planområdet Vann-til-vann varmepumpe Grunnvarme er energi lagret i berggrunn, grunnvann og sjøvann. En vann-til-vann varmepumpe henter energien fra disse kildene. Sjøvann er ikke aktuelt for Raveien 70 AS, da avstanden til sjøen er for stor. Berggrunn energibrønner i fjell med lukket kollektor Varmen hentes fra borehull (energibrønner) i fjellet. Energipotensialet avhenger av berggrunnens egenskaper. Energibrønner i fjell er den vanligste grunnvarmeløsningen, og kan etableres stort sett i hele Norge. Fordelen med slike anlegg er at de er driftssikre, har lang levetid og stabil temperatur. Investeringskostnadene varier i forhold til størrelsen på anlegget, og grunnforholdene. Anleggene kan dimensjoneres og bygges ut trinnvis etter behov. Grunnvarmeanlegg kan utformes for kun uttak av varme (eller kjøling), eller som et energilager med balansert uttak og tilbakeføring av varme, det vil si der netto varmeuttak fra brønnene over året er null. På denne måten kan grunnen betraktes som en akkumulator eller en stor lagertank der sommerens overskuddsvarme lagres til bruk på kalde vinterdager. Forutsatt balansert, vil et energilager dekke samme energibehov med færre borehull ved bruk av mindre areal på grunn av kortere avstand mellom borehullene, energilageret har lavere investeringskostnader, kortere inntjeningstid og deretter store besparelser hvert år. Et energilager i fjell med lukket kollektor består av flere energibrønner plassert tett inntil hverandre. For bygg uten kjølebehov, kan balansen i energilageret opprettholdes ved å tilbakeføre annen overskuddsvarme, for eksempel fra overskuddsvarme fra butikkjøling, salg av kjøling til nabobygg, avkastluft fra ventilasjonsanlegget, uteluft eller varme fra solfangere montert på vegg eller tak. Grunnvann energi fra oppumpet grunnvann Store energimengder kan hentes ut fra grunnvannsbrønner forutsatt tilgjengelige grunnvannsressurser. Energipotensialet er bestemt av mengde vann som kan pumpes opp og temperaturen på vannet. Grunnvannskvaliteten har også betydning for drift av anlegget, og må undersøkes. Varmegjenvinning fra gråvann Med gråvann menes avløpsvann fra oppvask, vask og dusj. For næringsbygg med lite varmtvannsforbruk er dette sannsynligvis ikke en aktuell løsning til varmekilde. Hvis det er vaskeri eller storkjøkken med høyt varmtvannsforbruk kan det være aktuelt. temperaturnivå på gråvannet vil ligge mellom C. For å kunne utnytte gråvann på en kostnadseffektiv måte, er det viktig å få konseptet inn tidlig for utforming av hensiktsmessige rørsystemer i det aktuelle bygget. Det finnes flere ulike varmegjenvinningssystemer og tilsvarende stor variasjon i gjenvinningsgrad, typisk 20-40% gjenvunnet varme. side 10 av 15

12 3.3. Solenergi Solvarme Solvarme produseres først og fremst når solen er tilstede, og utnyttelse må enten skje i takt med produksjonen, eller så må solvarme lagres for anvendelse senere. Solvarmeanlegg kan med fordel kombineres med grunnvarme/varmepumpeløsninger. Det er primært i sommerhalvåret solvarme kan produseres, altså utenom fyringssesongen. Solvarme tilbyr dermed ikke et selvstendig alternativ for romoppvarming, og er mest interessant for oppvarming av tappevann. Dersom det etableres en varmesentral, brønnpark og en form for nærvarmesystem vil solvarme kunne etableres og mate inn varme i varmesentralen som enten kan brukes direkte eller lagres for utnyttelse i vintersesongen Solceller / solstrøm I de senere år har solceller/solstrøm har falt betydelig i enhetskostnader. Solstrøm, utover det som kan utnyttes av produsenten selv, kan selges til el-nettet, og på den måten gi anleggseier inntekter. Solstrøm produseres primært på den lyse årstiden og vil uansett bare representere en delvis energiforsyningsløsning. Solceller kan monteres på tak og i fasade på de deler av bygget som er eksponert for sol. På tak kan solceller imidlertid være i konkurranse med andre formål, som tekniske installasjoner, takterrasser og grønne tak. I Vestfold kan solceller produsere årlig opptil kwh per m 2 solcelleareal ved optimal vinkling av solcellemodulene. Dersom man ønsker å benytte seg av solcellepaneler anbefales det at man tilpasser arkitekturen med pulttak som vender i sørlig retning, for best mulig produksjon. Større flate tak kan også egne seg bra for installasjon av solcellepaneler. Dersom 50% av alle takarealer i planområdet dekkes med solcellemoduler, beregner vi at det vil være mulig å produsere ca 0,80 GWh/år solstrøm Fjernvarme Utbyggingsområdet i Raveien 70 er ikke tilknyttet noe fjernvarmeinfrastruktur. Dermed er tradisjonell fjernvarme ikke en opsjon for utbyggingen Elektrisitet Elektrisitet er nødvendig for dekning av el-spesifikke behov (lys, vifter, pumper, IT-utstyr mm), og er også den viktigste energibæreren for oppvarming av bygg. side 11 av 15

13 4. ENERGILØSNINGER FOR PLANOMRÅDET Energikravene for bygg er regulert i byggteknisk forskrift (TEK17) kapittel 14, og har virket fra 1. januar Det stilles krav til hvor energieffektive bygg skal være, og hvilken energiforsyning bygg kan ha. Kravet til energiforsyning er regulert i Første ledd i bestemmelsen forbyr varmeinstallasjon for fossilt brensel, og innebærer at energibruk i nye bygg ikke har klimagassutslipp. Andre ledd krever at bygg over 1000 m 2 oppvarmet BRA skal ha energifleksible systemer, hvor formålet er å sikre en miljøvennlig, fleksibel og sikker energiforsyning i bygg. I forskriftsveilederen fremgår det at kravet kan oppfylles ved å bygge energifleksible systemer som dekker minimum 60 % av normert netto varmebehov Energiløsning 1: Minimum krav Byggestandard Oppvarming bygg større enn 1000 m² Tappevann bygg større enn 1000 m² Energiproduksjon Resulterende årlig netto el-forbruk* Resulterende dimensjonerende effektuttak el* *Ekskludert lading av elbil Fordeler: TEK17 Krever elkjel med vannbåren varme Felles varmtvannsbereder, elektrisk Ingen 2,58 GWh 1,3 MW - Enkel løsning. - Relativt enkelt å oppgradere til varmepumpe eller biokjel for tappevann og oppvarming Ulemper: - Vil kunne bli kostbart for leietakere. - Vil kunne føre med seg høye kostnader for effektledd i et fremtidig strømmarked der effekt prises høyere enn i dag. side 12 av 15

14 4.2. Energiløsning 2: Passivhus med varmepumpe til tappevann og oppvarming Byggestandard Oppvarming bygg større enn 1000 m² Tappevann bygg større enn 1000 m² Energiproduksjon Resulterende årlig netto el-forbruk* Resulterende dimensjonerende effektuttak el* *Ekskludert lading av elbil Fordeler: Passivhus Vannbåren varme, grunnvarmepumpe, elkjel til dekning av spisslast og reservelast. Felles varmtvannsbereder, grunnvarme Varmepumper/bergvarme: 0,66 GWh/år 0,93 GWh 0,46 MW - Lavere energikostnader for leietakere - Mulighet for effektlagring i akkumulatortanker - Reduserte kostnader til effektledd - Energifleksibel løsning (vannbåren varme og kjøling) Ulemper: - Høyere investeringskostnader enn alternativ UTNYTTELSE AV OVERPRODUKSJON OG UTVEKSLING AV ENERGI I OMRÅDET Muligheten for å utveksle varme/kjøling med andre bygg i området kan utredes nærmere. En eventuell brønnpark på planområdet kan utnyttes til sesonglagring av solvarme som kan hentes fra solfangere installert på bygninger, og eventuelt overskuddsvarme fra drivhus i sommermånedene. Eventuelle solcelleanlegg vil være tilknyttet el-nettet. I perioder med overskuddsproduksjon kan elektrisitet fra solcelleanlegget selges til kraftselskap. Best lønnsomhet oppnås når solcelleanlegget er tilpasset eierens eget el-forbruk. Da vil solstrømproduksjonen «fortrenge» kjøp fra nettet, og dermed representere en verdi som inkluderer markedspris, nettleie og avgifter, grovt regnet øre/kwh. Salg av strøm til nettet vil bare gi markedspris for strømmen (ofte spotpris), om lag øre/kwh. For å redusere for salg til det offentlige leveranse til nettet kan systemet utformes slik at det også er mulig å levere produsert el internt mellom enhetene i reguleringsområdet. Slike løsninger testes ut i flere pilotprosjekter i Norge i dag, og det er forventet en høring fra NVE i løpet av 2019, om endringer i regelverket som vil tillate lokal utveksling av strøm. Ladeløsning for elbiler bør tilrettelegges for å kunne nyttiggjøre tilgjengelig overskuddsstrøm fra solcelleanlegg til lading. Lagring av elektrisitet i batterier er per i dag ikke lønnsomt, men dette kan endre seg i løpet av få år, og man bør vurdere på utbyggingstidspunktet om man bør investere i elektrisk energilager. side 13 av 15

15 6. MILJØMESSIGE VURDERINGER Hensyn til energi (utslipp) og miljø får stadig sterkere betydning for utviklingen av de fleste prosessene i samfunnet. Myndigheter på alle nivå signaliserer ambisiøse klimamål. Forbrukere (boligkjøpere) ser på sin side også ut til å la miljøhensyn påvirke sine preferanser, og man ser at utbyggingsprosjekter med ambisiøse mål tiltrekker seg flere kunder. Det er også viktig å tenke på miljømessig bærekraft i materialvalg og i selve utbyggingsprosessen med tanke på bruk av elektriske anleggsmaskiner, minimere avfall fra byggeprosessen, etc. 7. ØKONOMISKE VURDERINGER Det er ikke gjort noen konkrete økonomiske vurderinger med hensyn på lønnsomhet, da prosjektet er på et tidlig stadium og man kan forvente endringer i kostnadsbilde og forandringer i byggeteknisk forskrift før prosjektet realiseres. Felles for tiltak for å redusere energibehov og produsere energi lokalt er at det øker investeringskostnaden samtidig som beboerne får lavere driftskostnader i byggenes levetid Passivhus-standard eller tilsvarende Det forventes at det vil være økonomisk forsvarlig å legge byggestandarden til passivhus-nivå. Det er sannsynlig at endringer i byggeteknisk forskrift vil gjøre at nivået på nødvendig byggestandard nærmer seg dagens passivhus-nivå Vannbåren varme Vannbåren varme er et konkurransedyktig alternativ. Dersom det bygges egen varmesentral og man eventuelt kan utveksle varme med nærliggende bygninger. Varmepumper og energibrønner Varmepumper av ulik type og energibrønner er økonomisk konkurransedyktige løsninger og bør utredes nærmere før en utbygging Solenergi Bruk av solenergi i boliger er en enkel løsning for å øke produksjonen av energi lokalt. Lønnsomheten avhenger av hvordan kostnadsbildet utvikler seg videre, samt regelverk for utveksling av strøm lokalt i industriområdet. Hvorvidt det er aktuelt med solvarme vil avhenge av hvilket type system som etableres for varmedistribusjon, og eventuelt en felles varmesentral vil være positivt for lønnsomheten i en investering i solvarme. side 14 av 15

16 8. KONKLUSJON Energibehovet i bygningsmassen for planområdet er estimert til 2,58 GWh/år med et varmebehov på 1,39 GWh og et elspesifikt behov på 1,19 GWh. Ved overgang til passivhus, fleksibelt varmesystem og benyttelse av varmepumper og energibrønner kan behovet for netto tilført energi til 0,93 GWh, med 0,38 GWh varmeproduksjon lokalt vha varmepumper. I tillegg regnes det som realistisk å kunne produsere 0,8 GWh solenergi ved installasjon av solcellepaneler på deler av tak og fasader. Hvilke tiltak man ønsker å gjennomføre må vurderes ut ifra krav og kostnadsbilde når utbyggingen nærmer seg. Kravene i TEK om energifleksibel løsning gjelder for bygg større enn 1000 m 2. Utbygging av egen varmesentral for produksjon og distribusjon av varme kan være interessant, og spesielt dersom man ser at det vil være overskuddsvarme og behov for kjøling i eventuell industri som etableres i fremtiden i nærområdet. side 15 av 15