OMRÅDEREGULERING FOR SLEMMESTAD SENTRUM VEDLEGG: ENERGIFORSYNING

Transkript

1 OMRÅDEREGULERING FOR SLEMMESTAD SENTRUM VEDLEGG: ENERGIFORSYNING

2

3 Oppdragsgiver: Røyken Kommune Oppdrag: Områderegulering Slemmestad Dato: Skrevet av: Mari Lyseid Authen og Liv B. Rindal Kvalitetskontroll: Liv Bjørhovde Rindal ENERGIFORSYNING INNHOLD 1 Innledning Forutsetninger Energi- og effektbehov Byggetrinn Arealer, energi- og effektbehov Mulige energiforsyningsløsninger Varmepumpe basert på grunnvarme Varmepumpe basert på varme fra sjøvann Fjernvarme fra VEAS Kostnadsanalyse Oppsummering Støtte fra Enova Kostnader for elforsyning Oppsummering og konklusjoner INNLEDNING I forbindelse med områderegulering for Slemmestad er det behov for å se på kostnader for infrastruktur for området. Dette notatet omhandler energiforsyning til hele Slemmestad sentrum inkludert Rortunet. Notatet er en oppdatering av utredningen som ble gjort i 2014 basert på oppdaterte arealtall for utvikling av Slemmestad sentrum. Et av hovedmålene i kommunedelplanen for Slemmestad er at klimahensyn skal være førende ved valg av energiforsyning. Det kan innebære tilrettelegging for fjernvarme/ nærvarme og CO 2 nøytrale energibærere. Det er foreløpig ikke utarbeidet en energi- og varmeplan for området. I denne analysen sammenlignes sjøvannsvarmepumpe og grunnvarme for Slemmestad sentrum. I tillegg er det gjort en vurdering av lønnsomhet for disse alternativene dersom energiforsyningen også skal inkludere Rortunet. Notat: Energiforsyning Side 1

4 2 FORUTSETNINGER NOTAT Energiforsyningen til området må tilfredsstille krav til fornybarandel iht. gjeldene byggteknisk forskrift (TEK10): Energiforsyning (1) Det er ikke tillatt å installere oljekjel for fossilt brensel til grunnlast. (2) Bygning over 500 m² oppvarmet BRA skal prosjekteres og utføres slik at minimum 60 % av netto varmebehov kan dekkes med annen energiforsyning enn direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler hos sluttbruker. (3) Bygning inntil 500 m² oppvarmet BRA skal prosjekteres og utføres slik at minimum 40 % av netto varmebehov kan dekkes med annen energiforsyning enn direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler hos sluttbruker. (4) Kravet til energiforsyning etter annet og tredje ledd gjelder ikke dersom det dokumenteres at naturforhold gjør det praktisk umulig å tilfredsstille kravet. For boligbygning gjelder kravet til energiforsyning heller ikke dersom netto varmebehov beregnes til mindre enn kwh/år eller kravet fører til merkostnader over boligbygningens livsløp. (5) Boligbygning som etter fjerde ledd er unntatt fra krav om energiforsyning skal ha skorstein og lukket ildsted for bruk av biobrensel. Dette gjelder likevel ikke boenhet under 50 m² oppvarmet BRA eller bolig som tilfredsstiller passivhusnivå. 0 Tilføyd ved forskrift 11 mai 2010 nr. 683 (i kraft 1 juli 2010). Energikravene i de tekniske forskriftene til plan- og bygningsloven ble revidert i 2010 (TEK 10), og trådte i kraft fra 1. juli TEK setter krav til at bygninger under 500 m 2 BRA skal prosjekteres og utføres slik at 40 % av netto varmebehov kan dekkes av annen energiforsyning enn direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler hos sluttbruker. For bygninger over 500 m 2 BRA gjelder kravet for 60 % av bygningens netto varmebehov. For boligbygning gjelder kravet ikke dersom netto varmebehov er mindre enn kwh/år. Videre presiseres det i forskrift at boligblokker, rekkehus og eneboliger i kjede regnes som én boligbygning. Det antas at alle bygg innenfor utbyggingsområdet er over 500 m 2 og må oppfylle kravet i punkt 2 over, dvs at minimum 60 % av netto varmebehov skal kunne dekkes med annen energiforsyning enn direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler. Det må derfor etableres en fornybar energiforsyning som kan dekke minst 60 % av netto varmebehov for alle byggene. Veiledningen foreslår følgende løsninger som kan bidra til å overholde kravet: «solfanger, fjernvarme, varmepumpe, pelletskamin, vedovn, biokjel, biogass, bioolje, etc». Eksempler på løsninger som ikke kan bidra til å overholde kravene, fordi det regnes som direktevirkende elektrisitet er: «panelovner, elektriske varmekabler, stråleovner, elektrobasert varmebatteri i ventilasjonsanlegg, elektrokjel, elektriske varmtvannsberedere o.l.» 3 ENERGI- OG EFFEKTBEHOV Det er antatt at en innstramming i krav til byggestandard vil gjøre seg gjeldende før denne utbyggingen gjennomføres. Bakgrunnen for dette valget er at det i høringsrunden for den nye tekniske forskriften er gitt signaler om at kravene til bygningers energiytelse vil ligge på passivhusnivå. Området skal bygges ut over en lang tidsperiode, og energikravene vil mest sannsynlig strammes ytterligere inn før hele dette området er ferdig utbygget. Det er usikkert Notat: Energiforsyning Side 2

5 når tid disse endringene vil tre i kraft. Som et beregningsgrunnlag er det derfor lagt til grunn energiytelse pr bygningstype tilsvarende passivhusstandard i denne analysen. Det er tatt hensyn til at det er ulike energikrav for ulike bygningskategorier. Effektbehovene er beregnet med utgangspunkt i varmetapstall. Det er kontrollert mot flere SIMIEN-beregninger at det er godt samsvar mellom varmetapstallene og effektbehov. Tabellen under viser rammekrav for ulike bygningskategorier. Kilder: NS 3700:2013 Kriterier for passivhus og lavenergibygninger. Boligbygninger, NS 3701:2013 Kriterier for passivhus og lavenergibygninger. Næringsbygg, Byggteknisk forskrift, Det er tatt hensyn til en viss samtidighet i oppvarming og kjøling. Det er antatt 90 % samtidighet for kjølingen, og 80 % samtidighet for oppvarmingen. 3.1 Byggetrinn Det er antatt 4 byggetrinn med 5 års intervaller. Notat: Energiforsyning Side 3

6 - Byggetrinn 1: Vaterland - Byggetrinn 2: Fabrikktomta + Coop + Heimann - Byggetrinn 3: Norcemkaia + G1 + G2 - Byggetrinn 4: Norcemstranda + Tåjestranda 3.2 Arealer, energi- og effektbehov I tabellen nedenfor er vist beregnet planlagt utbyggingsareal (BRA) energi- og effektbehov for Slemmestad sentrum. Det er i beregningene benyttet en samtidighetsfaktor for oppvarming på 0,8 og for kjøling på 0,9. Byggetrinn Totalt areal Effektbehov oppvarming Energibehov oppvarming Effektbehov kjøling Energibehov kjøling [m 2 ] [kw] [kwh] [kw] [kwh] Vaterland (trinn 1) Fabrikktomta + Coop Heimann (trinn 2) Norcemkaia + G1 og G (trinn 3) Norcemstranda Tåjestranda (trinn 4) Totalt Inkl. samtidighet MULIGE ENERGIFORSYNINGSLØSNINGER I dette kapitlet presenteres kort mulige varmeforsyningsløsninger som kan benyttes for å oppfylle kravene til fornybar energi i TEK10. Det er ikke konsesjon for fjernvarme i området. Det er derfor ikke sett på løsninger med tradisjonell fjernvarme. Det er vurdert at ulike typer varmepumpeløsninger er det mest aktuelle for området. Varmepumper henter energi fra omgivelsene, fra uteluft, fra vann (sjøvann eller grunnvann) eller fra grunnvarme (jord eller fjell). Ved hjelp av varmepumpen omdannes temperaturen i for eksempel grunnvannet til et høyere nivå som kan anvendes til romoppvarming. 4.1 Varmepumpe basert på grunnvarme Varmen hentes fra borehull (energibrønner) i fjellet. Energipotensialet avhenger av berggrunnens egenskaper. Et borehullbasert grunnvarmeanlegg trekker varme ut av fjellet gjennom vinterhalvåret, mens om sommeren kan det nedkjølte fjellvolumet brukes til kjøling. Antall borehull og dybde avhenger av behovet, fordelingen av behovet og bygningsmassens størrelse. Fordelen med slike anlegg er at de er driftssikre, har lang levetid og stabil temperatur. Investeringskostnadene varierer i forhold til størrelsen på anlegget. Anleggene kan dimensjoneres og bygges ut trinnvis etter behov. Notat: Energiforsyning Side 4

7 Figuren over viser grunnforholdene i det aktuelle området, og egnethet for grunnvarme. Som figuren viser er det gode grunnforhold for grunnvarme i Tåjeåsen og i de andre områdene som er grønnmarkert. I de mest sentrumsnære områdene er det mer usikkerhet rundt grunnforholdene, med mer løsmasser. Dette vil trolig gi dårligere forhold (og høyere borekostnader) for grunnvarmeløsninger i dette området. Energibrønner i fjell med lukket kollektorslange er den aktuelle grunnvarmeløsningen i Slemmestad. Plasseringen av energibrønnene og eventuelt tilhørende instruks for boring av brønnene må gjøres av/i samarbeid med rådgivende ingeniør geoteknikk (RIG). Foreløpig vurdering av behov for brønner viser at det er behov for ca. 118 brønner. Dette gjelder for hele det aktuelle utbyggingsområdet (trinn 1 til trinn 4 ekskl. Tåjeåsen). Energibrønnene klarer ikke å ta imot all overskuddsvarme fra kjølingen, og noe varme må dumpes til luft ved hjelp av tørrkjølere. Notat: Energiforsyning Side 5

8 På bildet over er det tegnet inn forslag til hovedledninger ved grunnvarme. Dette legges her opp til tre enkeltstående energisentraler, noe som kan tilpasses byggetrinnene og vil redusere behovet for lange fjernvarmeledninger (redusere investeringskostnader). Ledningsnett for kjøling begrenses til sentrumsområdet. For videre dimensjonering at et eventuelt grunnvarmeanlegg bør det i tillegg til å gjøre mer detaljerte beregninger av varme- og kjølebehovet, gjøres en termisk responstest i et testborehull på tomten. Resultatene fra en termisk responstest gir svar på viktige dimensjoneringsfaktorer for større grunnvarmeanlegg og vil ligge til grunn for endelig dimensjonering og prosjektering av grunnvarmeanlegget. 4.2 Varmepumpe basert på varme fra sjøvann Sjøvann er en gunstig varmekilde med en mye jevnere temperaturprofil enn luft. I tillegg har sjøvann en mye høyere temperatur enn luft om vinteren. Vann har i tillegg fire ganger så høy varmekapasitet som luft, og varmeegenskapene er betydelig bedre. Sjøvann gir også gode muligheter for frikjøling. I de øverste vannlagene i fjorden utenfor det aktuelle utbyggingsområdet, varierer temperaturen betydelig over året. Temperatursvingningene jevnes imidlertid ut når dybden økes. Det er derfor viktig å legge inntaket til sjøvannsvarmepumpen så dypt som mulig for å Notat: Energiforsyning Side 6

9 unngå for store svingninger og for lave minimumstemperaturer vinterstid. Ekstremt kalde vintre kan også forekomme i sjøen og må tas hensyn til. Det gir bedre lønnsomhet å installere en større varmepumpe kontra flere mindre enkeltstående varmepumper, men ved trinnvis utbygging kan det være gunstig med to eller flere mindre pumper som settes i drift i takt med veksten i varmebehovet. I tillegg er varmepumper lite effektive på lav belastning, og bruk av to eller flere varmepumper muliggjør bedre driftsbetingelser (mer effektiv drift) for varmepumpen i perioder med lavt energibehov. Dybdeforholdene i det aktuelle området for plassering av sjøvannsinntak er gunstige med tanke på løsning med sjøvannsvarmepumpe. For å oppnå best mulig driftsforhold for varmepumpen (med tanke på begroing, jevne temperaturforhold og lignende) bør sjøvannsinntaket ligge helst på ca. 50 m dybde eller dypere. Vi vurderer dybdeforholdene i området som gunstige for utbygging av sjøvannsvarmepumpe. Det forutsettes tre hovedledninger for varmedistribusjon. Stikkledninger er ikke tegnet inn på kartet. Bildet under viser traseen for kjøling: Notat: Energiforsyning Side 7

10 Kjølebehovet dekkes av frikjøling og kjøling fra fordamperen til varmepumpen. Det er dermed ikke behov for tørrkjølere i dette alternativet. Dette må utredes nærmere ved videre detaljering av prosjektet. Figuren under viser dybdeforholdene utenfor Slemmestad sentrum. Det er behov for et sjøvannsinntak på ca. 650 m ut fra kysten for å oppnå en dybde på ca. 50 m. Notat: Energiforsyning Side 8

11 Arealbehovet for en energisentral for sjøvannsvarmepumpe kan anslås til ca m 2. Andre anlegg som er sammenlignbare har bygg på ca. 50 m 2 for å få plass til alle tekniske installasjoner. Det er også viktig at man har god adkomst for evt. utskifting av maskiner og service. Det vil være en fordel om dette arealet er nært sjøen, da det skal trekkes sjøvannsledning ut i fjorden, men det er ikke en absolutt nødvendighet. Det er en fordel om rør til sjøvannstraseen kan legges i samme grøft som annen infrastruktur bl.a. VA. 4.3 Fjernvarme fra VEAS I 2013 ble det gjort en analyse av muligheter for avsetning av varme fra VEAS. Der kom det frem forslag om fjernvarmenett i Slemmestad sentrum basert på spillvarme fra avløpet fra VEAS. Etter utbygging av VEAS blir dette et stort anlegg med mer enn stor nok kapasitet til å levere tilstrekkelig varme til bebyggelsen i Slemmestad. Det er relativt lang avstand (3 km), og lønnsomheten avhenger av at det kommer tilstrekkelig mengde brukere (dvs. varmebehov) i Slemmestad. Slik utbyggingen er planlagt i Slemmestad pr i dag er det lite sannsynlig av det er et stort nok varmebehov til at dette alternativet vil medføre lønnsomhet. Konseptet er interessant og det er mulig at et slikt konsept vil kunne utløse ekstra investeringsstøtte fra Enova. 5 KOSTNADSANALYSE Det er gjort en vurdering av lønnsomheten ved utbygging av to ulike alternativer for energiforsyning til Slemmestad sentrum. I tillegg er det også sett på hvordan utbygging av energiforsyning til Rortunet vil slå ut i kostnadsanalysen. Noen ganger vil større anlegg ha bedre lønnsomhet. Dette forutsetter at avstanden mellom energisentral og forbrukssted ikke er for lang. Elkjel er benyttet som spisslast i alle alternativer. Analyseperioden er 20 år og det er benyttet en kalkulasjonsrente på 4%. Notat: Energiforsyning Side 9

12 5.1 Oppsummering Slemmestad eks Rortunet grunnvarme sjøvann NOTAT Slemmestad inkl. Rortunet grunnvarme sjøvann Investering år Investering år Investering år Investering år Energi- og driftskostnad Energi- og driftskostnad Energi- og driftskostnad Energi- og driftskostnad Nåverdi kostnader, NOK Støtte fra Enova Det er mulig å søke støtte til etablering av fjernvarmeanlegg hos Enova. Det finnes ulike programmer som er tilpasset ulike prosjekter. Program for fjernvarme er en investeringsstøtteordning. Støttebehovet skal dokumenteres gjennom en kontantstrømanalyse, jfr. elektronisk søknadsskjema. Enova vurderer støttebehovet opp mot en avkastning tilsvarende normal avkastning for varmebransjen. Det endelige støttebeløpet fastsettes på grunnlag av konkurranse prosjektene i mellom. Det anbefales at det inngås dialog med Enova før en evt. investeringsbeslutning skal tas. 5.3 Kostnader for elforsyning En overordnet vurdering av den elkrafttekniske infrastrukturen i området viser at det er nok kapasitet i overordnet nett til den planlagte utbyggingen i Slemmestad. Det må bygges to nye trafostasjoner/nettstasjoner med en totalkostnad på ca. 1 mill. kr. Ved nærmere planlegging av området bør det utarbeides en plan for dette. 6 OPPSUMMERING OG KONKLUSJONER Viktige konklusjoner fra analysen nevnes i det følgende. Slemmestad eks Rortunet Slemmestad inkl. Rortunet grunnvarme sjøvann grunnvarme sjøvann Nåverdi kostnader, NOK Notat: Energiforsyning Side 10

13 Analysen viser at det for Slemmestad sentrum trolig vil være mest lønnsomt å bygge ut en felles energisentral basert på sjøvannsvarmepumpe. Dette skyldes at mesteparten av kjølebehovet er knyttet til byggetrinn 2 og 3 som ligger sentralt og nært sjøen. Nærheten til sjøen vil gi frikjøling til nærings- og kontorbygg. Generelt betyr dette at ved økt kjølebehov vil sjøvannsvarmepumpen bli mer lønnsom. Dersom kjølingen må fraktes over lenger avstander reduseres lønnsomheten pga. kostnader for rør/grøft. I tillegg er det usikre grunnforhold i sentrumsområdet, noe som kan bety mye løsmasser og økte kostnader i forbindelse med boring av energibrønner. Analysen viser at det trolig ikke vil være lønnsomt å knytte Rortunet til sjøvannsvarmepumpen, men at det vil være mer økonomisk å basere energiforsyningen til Rortunet på et separat grunnvarmesystem. Det er gode grunnforhold for grunnvarme i Tåje-området. I tillegg er det bratt terreng, og relativt langt å føre frem fjernvarmerør fra en sjøvannsvarmepumpe ved sjøen. Bebyggelsen er hovedsakelig boliger og har lavt varmebehov samt ikke behov for kjøling. Dette gjør at det kunne vært aktuelt å skille ut dette området for grunnvarme selv om resten av Slemmestad sentrum forsynes av sjøvannsvarmepumpe. Det er ikke gjort beregninger på dette, men vår vurdering er at dette også vil kunne medføre økt lønnsomhet på sjøvannsanlegget i sentrum, og redusere de totale kostnadene for området som helhet. Dette bør vurderes nærmere ved utbygging av området. Det anbefales at følgende utredes i det videre arbeidet med utvikling av Slemmestad sentrum: - Sjøvannsvarmepumpe for utbyggingstrinn 1, 2 og 3. - Egen grunnvarmesentral for Rortunet. - Egen grunnvarmesentral for byggetrinn 4 og evt. byggetrinn 5 (Tåjeåsen). - Termisk responstest bør gjennomføres i områdene der det er aktuelt med grunnvarme. - Det bør opprettes dialog med Enova ang muligheter for støtte til etablering av energisentral og tilhørende infrastruktur. Det er lagt til grunn at hele utbyggingsområdet bygges ut i løpet av 20 år, med et intervall på 5 år mellom hvert byggetrinn. Utbygging av energiforsyning for området bør tilpasses den faktiske utbyggingen som kommer i området. Notat: Energiforsyning Side 11