NOTAT 001 AKTUELLE ENERGIFORSYNINGSLØSNINGER INNHOLDSFORTEGNELSE 1. INNLEDNING 2. KORT OM PLANFORSLAGET

Transkript

1 NOTAT 001 Oppdragsnavn: BG14b Oppdragsnummer: Oppdragsgiver: KLP Eiendom AS Dato: 18. desember 2018 Revisjonsnummer: 0 Revisjonsdato: Utarbeidet av: Arnkell J. Petersen Sign: Sidemannskontroll: Jon Kåre Beisvåg Sign: Distribusjon: Hans Sund KLP Eiendom AS Odin Holen KLP eiendom AS AKTUELLE ENERGIFORSYNINGSLØSNINGER INNHOLDSFORTEGNELSE 1. INNLEDNING KORT OM PLANFORSLAGET PLASSERING OG MULIGE ENERGIKILDER AKTUELLE ENERGIFORSYNINGSLØSNINGER LAGRING AV ENERGI OPPSUMMERING INNLEDNING KLP Eiendom arbeider med et reguleringsforslag til Biskop Gunnerus gate 14b, hvor det planlegges et prosjekt som inneholder i all hovedsak kontor og hotell funksjoner. Dette inneværende notat har til formål å drøfte termiske energiforsyningsløsninger til prosjektet. 2. KORT OM PLANFORSLAGET Det foreliggende planforslaget er en bygningsmasse på ~ m 2 bestående av en base på omtrent m2, oven på denne står det to bygg. Det ene inneholder kontorfunksjoner Filsti: K:\AJP\ BG14b\04-Notater og Rapporter\02-RIEn\RIEN-001-Aktuelle energiforsyningsløsninger - Rev E.docx

2 NOTAT Side 2 av 12 og er omtrent m 2 i det andre planlegges hotell på omtrent m 2. En aksonometri fra sør fremgår av Figur 2-1. Figur 2-1 En aksonometri av planforslaget fra sør. 3. PLASSERING OG MULIGE ENERGIKILDER Prosjektet er plassert på Biskop Gunnerus gate 14b i Oslo sentrum, se Figur 3-1, og er innenfor konsesjonsområdet til Fortum Oslo Varme se Figur 3-2. Figur 3-1 Prosjektets plassering i kart angitt som blå firkant.

3 NOTAT Side 3 av 12 Figur 3-2 Konsesjonsområdet til Fortum Oslo Varme, med byggets plassering markert i oransje [ Tilgang på eksterne energikilder som energiforsyningen kan baseres på i området er begrenset til: Vann fra Akerselva Luft Brønnpark i grunn Sjøvann Vi ser det som lite aktuelt å hente vann fra Akerselva rett utenfor bygget, grunnet temperaturnivåer i elva vinterstid, lav vannføring når kjøle og varmebehov er på det største, den begrensede varmemengden en kunne levere til elva og risikoen for groing. En kan benytte lufttil drift av varmepumper og kjølemaskiner, hvis en kan frigi plass til disse på tak. Videre er det mulig å etablere en brønnpark under bygget, hvor en kan lagre byggets overskuddsvarme for å benytte til varmeformål eller frikjøle mot.

4 NOTAT Side 4 av 12 Den siste aktuelle eksterne energikilden er å hente sjøvann fra Oslofjorden, til drift av varmepumper og til frikjøling av bygget. Det er noen utfordringer her tilknyttet ønskede sjøvannstemperaturer, i utgangspunktet ønsker en ca. 20 m dybde, og lokal oppvarming av sjøen hvor en leverer varmen fra frikjøling. Et sjøkart av Bjørvika fremgår av Figur 3-3. Kartet viser at en vil måtte legge sjøvannsinntaketutenfor Vippetangen, for å oppnå ønsket dybde. Fra tomten ville en måtte legge en føring i kulverten under baneområdet til Oslo S, ut Akerselva og Bjørvika. Det er i prosjektet gjort en forstudie av dette, og etablering av sjøvannsinntak og føring av dette inn til bygget vurderes å være praktisk gjennomførbar. Figur 3-3 Kart over dybder i Bjørvika området [ 3.1 Eksisterende installasjoner som må ivaretas Det eksisterende bygg på BG14b og alle installasjoner vil fjernes ifbm. utbyggingen. Nabobygget, BG14a, har avtalefestet rett til å installasjoner på taket av BG14b som i utgangspunktet må videreføres til det nye bygget. Saken dreier seg om 6 stk tørrkjølere med en anslått kapasitet på kw, se Figur 3-4. Tørrkjølerne må holdes operative under hele bygge perioden. Dermed må det finnes en ny permanent plassering samt potensielt en

5 NOTAT Side 5 av 12 provisorisk plassering under byggetiden. Eventuelt kunne en tilby BG14a muligheten til å levere denne overskuddsvarmen til BG14b, og den håndteres sammen med øvrig overskuddsvarme/kjøling i BG14b. Figur 3-4 Eksisterende tørrkjølere på tak. De tørrkjølere som tilhører Biskop Gunnerus gate 14A er markert med rødt, disse bør finnes en ny plasseringpå det nye bygget [ 4. AKTUELLE ENERGIFORSYNINGSLØSNINGER Basert på vår innledende vurdering av de fysiske forhold anser vi de følgende energiforsyningsløsninger til å være mest aktuelle for BG14b: Fjernvarme fra Fortum Oslo Varme (varme) Fjernkjøling fra en ekstern aktør (kjøling) Kjølemaskiner tilkoblet tørrkjølere (kjøling) DX-kjøling på ventilasjonsaggregater (kjøling) Frikjøling, varmepumper og kjølemaskiner basert på sjøvann (varme & kjøling) Varmepumpedrift basert på energibrønner supplert med tørrkjølere etter behov (varme & kjøling) Sorptiv kjøling basert på fjernvarme (kjøling) Evaporativ kjøling (kjøling) Absorpsjonskjøling basert på fjernvarme og kjøling mot sjøvann (kjøling) Solceller integrert i fasaden og plassert på tak (elektrisitet) Etterfølgende diskuteres de mest aktuelle energiforsyningsløsninger samt de viktigste fordeler og -ulemper kortfattet.

6 NOTAT Side 6 av 12 Fjernvarme Bygget er plassert sentralt i konsesjonsområdet til Fortum Oslo Varme og det ligger fjernvarmerør i umiddelbar nærhet til bygget og vil i plan bli underlagt tilknytningsplikt. Det er mulig å søke unntak fra tilknytning til fjernvarme, hvis en kan dokumentere at løsningen er miljømessig bedre (se evt i PBL). Enkelt grensesnitt Driften ligger hos konsesjonshaver Stor forsyningssikkerhet Krever forholdsvis små tekniske arealer Lite gunstig mht. energimerke Fjernvarme basert på avfallsforbrenning vurderes som bærekraftig i dag, se f.eks. NS 3720 Metode for klimagassberegninger for bygninger, men det er sannsynlig at dette ikke er tilfellet på sikt ved økt kildesortering og reduksjon av avfall som brennes. Generelt sett en løsning med moderat miljøbelastning. Fjernvarme er en aktuell løsning for bygget, og bør inngå som et element i en endelig løsning. Fjernkjøling Det er pt. ingen leverandør av fjernkjøling i området, men det ligger føringer til fjernkjøling i gaten uten at disse er tilkoblet en energisentral. Enkelt grensesnitt Driften ligger hos en evt. leverandør Stor forsyningssikkerhet Krever forholdsvis små tekniske arealer Ingen nevneverdige En miljømessig bærekraftig løsning, hvis fjernkjølingen er basert på sjøvann eller lignende. Generelt sett en løsning med lav miljøbelastning. Fjernkjøling er en interessant løsning, forutsatt at det kommer på plass en leverandør og at de økonomiske betingelsene er tilfredsstillende.

7 NOTAT Side 7 av 12 Kjølemaskiner tilkoblet tørrkjøler Den mest brukte løsningen for kjøleproduksjon i næringsbygg, hvor overskuddsvarme fra bygget dumpes over tak på tørrkjøler. Dette systemet kan levere frikjøling når utetemperaturen er 3-4 C lavere enn turtemperatur på kjølesystemet. En kjent løsning Mulighet for frikjøling Mulighet for gjenvinning av overskuddsvarme til varmeformål Robust løsning Krever tekniske rom for kjølemaskiner Betydelige installasjoner på tak, anslått arealbehov m² avhengig av tillatt lydnivå og høyde på installasjoner Støy til omgivelsene fra tørrkjølere En løsning basert på kjølemaskiner er en kjent robust løsning som benytter elektrisitet til å fjerne kjøling med et forholdstall på 1:2,4 og miljøbelastningen er dermed i avhengig av vekting av elektrisitet. Generelt sett en løsning med moderat miljøbelastning. En aktuell løsning for bygget, hvis arealbehov på tak til dette anlegget samt anlegget til BG14a kan sikres. Løsningen kan enkelt kombineres med et varmepumpeanlegg, hvor varmepumpen driftes som kjølemaskin ved kjølebehov. DX-kjøling på ventilasjonsaggregater Ventilasjonskjøling kan baseres på direkte ekspansjon i aggregatene, DX kjøling, hvorved den sentrale kjøleinstallasjon avlastes. Dette kan være hensynsmessig, idet ventilasjonskjøling står for en stor del av det totale effektbehov, men har en forholdsvis kort varighet. Dermed fås et sentralt kjølesystem som har en jevnere drift, og dermed bedre driftsbetingelser. Avlaster det sentrale kjølesystem, dermed blir denne mindre Moderat reduksjon av arealbehov kjølesentral Økt plassbehov i alle tekniske rom for ventilasjon Mange mindre desentrale anlegg med o Mer arbeidskrevende drift og vedlikehold o Mer kuldemedia volum o Kuldemedia på desentrale steder, med behov for påfylling og risiko for lekkasjer

8 NOTAT Side 8 av 12 Høyere trykkfall på avkast, hvilket medfører høyere SFP og dermed økt energibruk til vifter Per dags dato ikke mulig å få levert med naturlige kjølemedier En løsning basert på DX-kjøling er en kjent robust løsning som benytter elektrisitet til å fjerne kjøling med et forholdstall på 1:2,4 og miljøbelastningen er dermed i avhengig av vekting av elektrisitet. Generelt sett en løsning med moderat miljøbelastning. Det er uvanlig å benytte DX kjøling i bygg av denne størrelsen som har isvannskretser til andre formål, da ulempene veier tungt sammenlignet med fordelene. De tyngste argumenter for DX-kjøling er i dette tilfellet reduserte installasjoner på tak hvis øvrig kjøling dumpes mot tørrkjølere. Frikjøling, varmepumper og kjølemaskiner basert på sjøvann Forutsatt at en etablerer et sjøvannsinntak i Bjørvika, vil det være veldig aktuelt å lage en energiforsyningsløsning hvor en kombinerer frikjøling med varmepumpedrift mot sjøvann, og i perioder med høy kjølebelastning kan varmepumpene levere supplerende kjøling. Mulighet for frikjøling Har positiv effekt på energimerke God kapasitet for både varme og kjøleproduksjon Kjent og robust teknologi God virkningsgrad, for eksempel bedre enn kjølemaskiner tilkoblet tørrkjølere Gir mulighet for gjenvinning av kjøling til varmeformål i bygget Mulig å søke støtte til Enova Krever spisslast på varme Krevende med tillatelser for føringsvei fra BG14b ned til sjøen Lang og vanskelig føringsvei Tilknytningsplikt fjernvarme vanskeliggjør utnyttelse av varmepumpen til varmeproduksjon, og reduserer kostnadseffektiviteten Krever lavtemperaturanlegg Løsningen er veldig effektiv mht. å redusere behovet for tilført energi til produksjon av varme og kjøling. Miljøbelastningen avhenger av hvilken elektrisitet benyttes til drift av anlegget. Ved bruk av el med opprinnelsesgarantier er miljøbelastningen svært lav. Generelt sett en løsning med lav miljøbelastning. Denne løsningen er svært aktuell hvis tørrkjølere på tak ikke er ønskelige og fjernkjøling ikke er tilgjengelig. Videre er dette en veldig gunstig løsning til egen varmeproduksjon.

9 NOTAT Side 9 av 12 Varmepumpedrift basert på energibrønner supplert med tørrkjølere etter behov Det er mulig å lagre overskuddsvarme fra bygget i energibrønner, for å benytte den vinterstid. Slike systemer er særdeles fordelaktige i bygg hvor det er store variasjoner mellom dag og natt, for eksempel hotell og til mindre grad kontorer. En slik løsning krever at det er rimelig balanse mellom kjøle- og varmebehov i løpet av en syklus i systemet. Kjent og robust teknologi Har positiv effekt på energimerke Mulighet for frikjøling Mulig å søke støtte til Enova Forholdsvis dyrt Risiko tilknytte dybde og overgang til fjell Begrenset kapasitet grunnet både treghet i fjelletog begrenset areal til brønnpark Dybde til fjell medfører risiko i gjennomføring Løsningen er veldig effektiv mht. å redusere behovet for tilført energi til produksjon av varme og kjøling. Miljøbelastningen avhenger av hvilken elektrisitet benyttes til drift av anlegget. Ved bruk av el med opprinnelsesgarantier er miljøbelastningen svært lav. Generelt sett en løsning med lav miljøbelastning. Denne løsning er aktuell, hvis en ønsker å redusere/unngå tørrkjølere på tak og det viser seg å være vanskelig få til sjøvannsinntak. Sorptiv kjøling basert på fjernvarme (kjøling) Det er mulig å basere kjøling av ventilasjonsluft på en prosess om benytter fjernvarme til fordunsting av nettvann. Dermed benyttes overskuddsvarme i fjernvarmeanlegget sommerstid, som ellers ville bli dumpet av Fortum, til kjøling i bygget. Benytter restprodukt fra avfallsforbrenning Forholdsvis dyrt i investering Bruker nettvann til kjøling, vann kan være en mangelvare fremover Medfører større aggregater, og dermed også tekniske rom oppe i etasjene, dette reduserer utleiebart areal Økt tyngde teknisk anlegg opp i etasjene Noe usikkerhet tilknyttet drift, men bør kunne håndteres med gode rutiner

10 NOTAT Side 10 av 12 Kjøling basert på fjernvarme med avfallsforbrenning som kilde vurderes som bærekraftig i dag, se f.eks. NS 3720 Metode for klimagassberegninger for bygninger, men det er sannsynlig at dette ikke er tilfellet på sikt ved økt kildesortering og reduksjon av avfall som brennes. Videre er vannforbruket tilknyttet løsningen en miljøbelastning, selv om denne ikke medtas i beregning av klimagassbelastninger eller BREEAM vurdering. Generelt sett en løsning med moderat miljøbelastning. Vi ser denne løsningen som lite aktuell i et bygg av denne typen, med evt. unntak av enkelte større aggregater som forsyner konferansedelen i bygget eller lignende. Evaporativ kjøling (kjøling) Det er mulig å redusere kjølebehovet til ventilasjon med ~40 % ved å fordunste vann i avtrekkskanalen, og dermed kjøle denne for siden å overføre varme fra tilluften til denne kjøligere luften. Reduserer behov for andre kjøleinstallasjoner Bruker nettvann til kjøling, vann kan være en mangelvare i varme perioder Medfører noe større aggregater, og dermed også tekniske rom oppe i etasjene, dette reduserer utleiebart areal Videre er vannforbruket tilknyttet løsningen en miljøbelastning, selv om denne ikke medtas i beregning av klimagassbelastninger eller BREEAM vurdering. Generelt sett en løsning med moderat miljøbelastning. Dette kan være en aktuell løsning i bygget som et supplement til en annen primærløsning til produksjon av kjøling. Absorpsjonskjøling basert på fjernvarme og kjøling mot sjøvann (kjøling) Det er mulig å produsere kjøling ved å benytte fjernvarme til drive en absorpsjonsprosess. Løsningen baseres på absorpsjon for å oppnå fordamping ved lavt trykk, og kan dekke alle kjøle- og frysebehov. Dekker all kjøling Benytter restprodukt fra avfallsforbrenning Enkel og robust løsning i drift Mulig å søke støtte til Enova

11 NOTAT Side 11 av 12 Medfører at en stor varmemengde på dumpes, dvs. både fjernvarmen som går til prosessen og kjølingen fra bygget. Forutsetter i praksis et sjøvannsinntak grunnet varmemengden som må dumpes Noe større teknisk areal i sentral enn en konvensjonell løsning Prising av fjernvarme til dette formål er uklar Kjøling basert på fjernvarme med avfallsforbrenning som kilde vurderes som bærekraftig i dag, se f.eks. NS 3720 Metode for klimagassberegninger for bygninger, men det er sannsynlig at dette ikke er tilfellet på sikt ved økt kildesortering og reduksjon av avfall som brennes. Generelt sett en løsning med moderat miljøbelastning. En aktuell løsning hvis en får etablert et sjøvannsinntak, og konsesjonshaver tilbyr forsvarlige økonomiske ramme. Solceller integrert i fasaden og plassert på tak (elektrisitet) Det er rivende utvikling av solceller til produksjon av elektrisitet, det er mulig å plassere solceller både på tak og som en integrert del av fasaden(bivp). Enkel løsning uten bevegelige deler Stor signaleffekt Bruk av BIPV kan utløse ENOVA støtte Ikke lønnsomt i dagens marked uten støtte fra ENOVA e.l. Fasaden må tilpasses modulstørrelse hvis en skal benytte BIPV Installasjon av solceller medfører en betydelig økning i klimagassbelastning ved bygging, men klimagassreduksjonen ved produksjon av solstrøm tilbakebetaler denne belastning i løpet av ~10-15 år forutsatt at den erstatter ved normal europeisk el-miks. En aktuell løsning som bør vurderes implementert i byggets fasadedesign. 5. LAGRING AV ENERGI Det at lagre energi lokalt, kan bidra til å redusere den maksimale belastning byggets behov for varme, kjøling og elektrisitet har på nett og fjernvarme. Slike løsninger er sjelden lønnsomme i dag men i takt med at en forventer effekt vil prises dyrere i fremtiden, og energi billigere så er det sannsynlig at slike løsninger vil være svært aktuelle for implementering i dette prosjekt mht. forventet ferdigstillingsdato. De mest aktuelle teknologier er å: lagre termisk energi i en brønnpark i lengre eller kortere perioder, som beskrevet over noe som vil medføre redusert behov for kjøp avenergi.

12 NOTAT Side 12 av 12 lagre termisk energi i faseskiftetankerfor å redusere/bufre døgnsvingninger. Dette vil likedan som en brønnpark redusere behov for kjøp av energi men også redusere størrelse på sentrale kjøleinstallasjoner, som kjølemaskiner og tørrkjølere på tak. lagre elektrisitet i batteribanker mht. å øke den andel av egen produsert el som benyttes i bygget, istedenfor å selge elektrisiteten rimelig til nettet for å kjøpe den dyrere tilbake. Videre kan det være aktuelt å benytte batteribanken til å redusere effekttopper. I det videre prosjektforløp vil lagring av energi som beskrevet i dette avsnitt her utredes i videre detalj. 6. OPPSUMMERING KLP Eiendom arbeider med et reguleringsforslag til Biskop Gunnerus gate 14b, hvor det planlegges et prosjekt som inneholder i all hovedsak kontor og hotell funksjoner. Dette inneværende notat har til formål å drøfte termiske energiforsyningsløsninger til prosjektet. Prosjektet er fortsatt i en tidlig fase, og det er for tidlig å konkludere om hvilken kombinasjon av energiforsyningsløsninger bør velges til bygget. Men det er enkelte hovedmomenter som bør være i særlig mente i den videre prosessen: et bygg av denne størrelsesorden vil ha kontinuerlig varme og kjølebehov hele året og det er naturlig at denne overskuddsvarmen gjenvinnes til intern bruk i bygget kombinasjonen av ulike funksjoner i byggetsom hotell og kontorer er svært gunstig i forhold til å kunne utnytte kjølebehovet til å dekke deler av varmebehovet kjølebehovet for et bygg som dette er svært stort, og nødvendig areal til tørrkjølerinstallasjoner overgår sannsynligvis avsatt areal til dette. Dermed bør en tilstrebe å få på plass en løsning med kjøling mot sjøvann alternativt en ekstern leveranse av kjøling. det å basere termisk energiproduksjon, både kjøling og varme, på sjøvann er en svært effektiv løsning med hensyn på å redusere behovet for tilført energi til tomta. Og gir dermed en varig robusthet mht. å oppnå en lav klimagassbelastning. videre medfører bruk av sjøvann at kjøleinstallasjoner på tak utgår, noe som åpner for bruk av disse arealene til andre formål som fordrøyning av takvann. det å etablere et sjøvannsinntak for BG14b er utfordrende og kostbart, og det er naturlig å søke samarbeid med andre interessenter i området slik at installasjonen kan komme disse prosjekter til gode også. Videre studier og detaljering av energiforsyningsløsninger vil være et fokusområde i de kommende prosjekteringsfaser. Men prosjekt har som hensikt å jobbe mot å etablere en løsning basert på sjøvann, i fellesskap med andre interessenter i området.