NOTAT Skrevet av: Side: 1 av 8 Finn Drangsholt, juli 2015 Oppdatert og ferdigstilt av Kari Ekker, september 2015 Dato: 2016-01-13 Prosjektnr. / Prosjekt: T14007100 Reguleringsplan Lade idrettspark Tittel: Energi og effektbehov Lade idrettspark Kontrollert: Trygve Mørch Moen Godkjent: Gunhild Solem Fjernvarme og alternative energikilder 1. Innledning Det planlegges utbygging av idrettspark på Lade, og dette notatet ser på mulige energiløsninger for prosjektet. Anlegget ligger i konsesjonsområdet for Statnett fjernvarme og utgangspunktet er at denne skal være hovedvarmekilde for bygninger og anlegg. Det er likevel interessant å se på noen andre muligheter som kan være mer kostnadseffektive og miljøvennlige. Notatet inneholder et overordnet underlag for fjernvarmeforsyning av Lade idrettspark. Underlaget for dette notatet er mulighetsstudiet utarbeidet av Solem:arkitektur. Per i dag er ikke alle anlegg og bygninger planlagt, men vi har tatt utgangspunkt i det som er oppgitt i underlag for Trondheim kommune. 1
2. Energi og effektbehov basert på NS3031 og NS 3 701 Med basis i NS3031 «Beregning av bygningers energiytelse - metode og data» og NS3701 «Kriterier for passivhus og lavenergibygninger» samt areal op pgitt i underlag fra Trondheim k ommune, er det gjort overslagsberegninger på netto energibehov og effektbehov. Av tabell 2.1 fremgår det at t otalt areal for hele bygningsmassen blir på 23.325 m 2. Plan Bygg/anlegg Areal m2 P1 Tennis 2050 Idrettshall 1340 Svømmehall 2640 Fotballhall 2880 P2 Tennis/bordtennis 1010 Fitness 1210 Drift 655 P3 Kampsport 970 P3 Tennis 3980 Idrettshall 2300 Skyting 2730 Lager/teknisk 1560 SUM 23325 Tabell 2.1 Prosjektert areal Oppføres bygningsmassen i henhold til minstekrav i TEK10 kan årlig energi bruk beregnes med utgangspunkt i forskriftens 14-4 - energirammer. For idrettsbygning er rammekravet satt til 170 kwh/m 2 per år. Oppføres bygningsmassen i henhold til som passivhuskrav i NS3701 reduseres årlig energi bruk med størrelsesorden 40 %. Tallet er overslagsmessig og bygger på beregninger utført på flerbrukshall ene Åsveien skole, Thora Storm VGS og Heimdal VG S. Tabell 2. 2 oppsumme rer beregning av netto energi bruk. Areal TEK10 Passivhus Varmtvann (N S3031) m2 kwh/år kwh/år kwh/år 23325 3965250 2332500 1166250 Tabell 2.2 Årlig netto energi bruk For idrettsanlegg utgjør varmtvann en stor energipost. I NS3031 er varm t vann s forbruket i idrettsbygninger satt til 50 kwh/m 2 per år. Mye tyder på at dusjmønsteret de siste årene er endret og at tallet kan være for høyt i forhold til reelt varmtvannsforbruk. For svømmehaller opererer ENOVA med et gjennomsnittsforbruk på 592 kwh/m 2 år. Hensyntas dette tallet øker levert energi med 1 114000 kwh/år. 2
Termisk effektbehov beregnes med basis i normert driftstid (2640 timer), varmetapsfaktor og virkningsgrad på varmegjenvinning. For TEK 10-bygg er det benyttet en varmetapsfaktor på 0,55 W/m 2 K. For passivhus er varmetapsfaktoren satt til 0,33 W/m 2 K. Virkningsgrad på varmegjenvinnere er satt til henholdsvis 80 % og 85 % (TEK10 vs. Passivhus). Effektbehov til tappevann forutsettes utjevnet med varmeakkumulatorer. Med bassis i disse estimatene beregnes overslagsmessig effektbehovet til henholdsvis 1571 kw for TEK10 bygg og 1230 kw for passivhus. Beregningene er oppsummert i tabell 2.3 Post TEK10 Passivhus kw kw Oppvarming 513 327 Ventilasjon 616 462 Varm tappevann 442 442 Sum effekt 1571 1230 Tabell 2.3 Overslag - effekt behov Det er ikke funnet gode effektdata på svømmehaller. Divideres merforbruk i energi på antall timer i året gir dette et effektbidrag på 130 kw. 3
3. Energikilder Lade idrettspark ligger i konsesjonsområde for fjernvarme, og det er den mest aktuelle engergikilden for å dekke varmebehov i anleggene. Dette forutsetter vannbåren varmedistribusjon, som også gir mulighet til å utnytte andre energikilder til oppvarming. I dette kapittelet ser vi også på muligheten for å utnytte alternative energikilder for en mest mulig miljøvennlig og energieffektiv løsning for Lade idrettspark. 3.1 Fjernvarme Lade idrettspark ligger innenfor konsesjonsområdet til Statkraft varme. Fjernvarmeledninger har hovedtrase langs Håkon VII gate. Trase og avgreninger er inntegnet på kart figur 4.1 Figur 3.1 Fjernvarmeledning Statkraft fjernvarme Tekniske bestemmelser Statkraft varme Statkraft varme har utarbeidet et eget hefte «Tekniske bestemmelser for kundesentraler og innvendig røranlegg». Heftet omhandler saksgang, grunnleggende data, tekniske forhold og ansvar. Normalt bekoster Statkraft varme fremføring av ledningsnett til kundens husvegg. Innomhusinstallasjoner bekostes av kunden. Prismodell Statkraft varme Fjernvarmeprisen påvirkes av tre forhold: Forbruk Effekt Effektivitet Energiforbruket multipliseres med energiprisen. Ved korrekt avkjøling reduseres denne med 6 øre/kwh. Anleggets maksimaleffekt gjennom de siste 12 måneder multipliseres med effektprisen. Effektivitetsleddet er knyttet til sirkulert vannmengde. Ved korrekt avkjøling (ΔT=45 C) er prisen 6 øre/kwh. 4
Statkraft varme innførte fra 1.1.2014 ny prismodell: «I den nye modellen følger fjernvarmeprisen strømprisen i ditt område. Vi bruker spotpris og de samme beregningsmetoder som ditt lokale nettselskap, men vi tar ikke fastavgift. På den måten er vi alltid billigere enn strøm». 3.2 Varmepumpe Bruk av varmepumpe basert på grunnvarme kan redusere termisk energibehov og effektbehov. Hvorvidt varmepumpe er riktig valg for dette prosjektet må vurderes når det foreligger realistiske data på varmvannforbruk og når kostnadene til eventuell gjenbruk av overskuddsenergi fra City Lade er vurdert (se neste avsnitt). Bruk av varmepumpe basert på energibrønner og fjernvarme som spisslast, kan gi god økonomi. Det kan blant annet gi mulighet til «gratis» frikjøling fra brønnparken for å dekke kjølebehov om sommeren. Dette kan «lade opp» energi brønnene med varme som gir bedre utbytte om vinteren. (termisk lagring i grunnen). En varmepumpeløsning kan også gi mulighet for åutnytte overskuddsvarme fra et anlegg til oppvarming av andre. Eksempelvis kan man hvis det er aktuelt med kunstis på en av banene benytte overskuddsvarme n fra kunstisbanen til undervarme for kunstgressbaner. Utnyttelse av varmepumpeteknologi gir gode muligheter for en helhetlig energiløsning med lave driftskostnader. Dette stiller høye krav til et godt tilpasset styringssystem for anleggene. 3.3 Energioverskudd City Lade Nærliggende City Lade kjøpesenter har varmeoverskudd hele året. Driftssjef Morten Forbord i Trondos kan opplyse at det «dumpes» størrelsesorden 1 500 000 kwh/år over tak på City Lade. City Lade jobber aktiv med å utnytte overskuddsvarmen selv, og har i løpet av de siste årene redusert overskuddet fra 3 000 000 kwh/år til 1 500 000 kwh/år. City Lade stiller seg ikke uvillig til å selge overskuddsvarmen til Lade idrettspark. Det kan antas at temperaturnivået på varmes som «dumpes» ligger rundt 40-45 C. Energiprofil over året er ikke kjent men antas å kunne hentes ut via SD-anlegget. Utnyttelse av overskuddsvarme er et fornuftig og miljøvennlig alternativ, men det er behov for nærmere undersøkelser for å finne ut om det er realiserbart til en fornuftig kostnad og pris. 3.4 Solenergi Solenergi kan utnyttes til termisk energi via solfangere eller til strømproduksjon i solceller. Strøm Solceller kan omdanne energi fra sola til elektrisitet. Elektrisitet fra solceller gir ingen forurensning, sett bort fra produksjonsfasen, og produseres der hvor behovet er og kan benyttes direkte. Paneler med solceller kan plasseres på fasader og/eller tak og dermed erstatte byggematerialer. Det er høye investeringskostnader til solceller i forhold til den energimengden anlegget kan produsere. Også sammenlignet med andre fornybare energisystemer er investeringskostnadene høye. Tilbakebetalingstiden (30-40 år) overstiger som regel den tekniske levetiden til solcelle-anlegget. For å redusere investeringskostnadene ved eksisterende bygg er det en fordel at solceller installeres i forbindelse med nødvendig rehabilitering av tak- og/eller fasader. I Enovarapport fra 2013 «Kostnadsstudie, Solkraft i Norge 2013 er det beregnet en energikostnad på litt over 2 kroner/kwh for installert effekt på 100 kwp på næringsbygg i Trondheim. 5
Her er det planer om å bygge idrettshall, svømmehall, fotballhall og tennishall. Det betyr relativt store arealer på tak der det kan plasseres solceller for strømproduksjon. Med dagens strømpriser vil det ikke være god økonomi i solcelleanlegg, men dersom man har ambisjoner om «nullenergi», eller «plusshus» må det produseres egen energi, og solceller anses da som nødvendig. Strøm fra solcellene kan benyttes til alle strømspesifikke formål, og kan også leveres til strømnettet. Varme Solfangere fungerer som vannbårne varmelager for solinnstråling. De er best egnet der hvor varmen kan overføres til både oppvarming av tappevann og til oppvarming av bygget. Overføringen av varme må foregå i et vannbårent varmeanlegg. Det er en fordel dersom det er behov for varmt tappevann året rundt, og at dette forbruket er av en viss størrelse. Derfor kan solfangere være godt egnet på bygg som for eksempel svømmehaller, idrettshaller og hoteller. Lade idrettspark har både idrettshaller og svømmehall, og det kan derfor være interessant å se nærmere på en løsning med solfangere. Dersom det er lagt undervarme med vann-glykolrør i fotballbanene er det også en mulighet bruke fotballbaner som solfangere i sommerhalvåret. Dette er gjort på Marienlyst i Drammen, i nærvarmenett som forsyner skoler, idrettshaller svømmehall mm. 6
4. Energibruk og energieffektivisering For et stort anlegg med store energibehov til drift, er det viktig å legge til rette for et lavest mulig energibehov og et effektivt styringssystem. 4.1 Elektrisitet Elektrisitet er nødvendig for belysning, drift av pumper og vifter og annet teknisk utstyr. For å redusere elbehovet til et minimum, er det viktig å velge energieffektivt utstyr og gode styringssystemer. For belysning kan LED armaturer være lønnsomt, og pumper og vifter med lav SPP og SFP. Bygninger og anlegg vil uansett måtte knyttes til el-nettet, men ved å installere solceller på tak og/eller fasader vil behovet for kjøpt energi bli redusert. Strøm fra solcellene kan også benyttes til å forsyne ladestasjoner for elbiler. 4.2 Varme Varmebehovet kan reduseres gjennom at de planlagte bygningene oppføres som passivhus. I tillegg er det avgjørende at styring av undervarme på banene fungerer optimalt. Det kan også gjøres tiltak for å gjenvinne mest mulig av varmen, både fra luft og vann. Gråvannsgjenvinning og effektiv gjenvinning i ventilasjonsanlegg etc. 4.3 Enova Enova har tilskuddsprogrammer for varmesentraler og det er også mulig å få tilskudd til prosjekter solenergi og prosjekter med null- og eller plusstandard. Før man søker om tilskudd bør prosjektet være kommet noe lenger, men det skal søkes før tiltakene igangsettes. For områder der det er tilknytningsplikt til fjernvarme er det i utgangspunktet ikke tilskudd til varmesentral. Dersom man får skriftlig godkjenning fra fjernvarmeleverandør, kan de likevel være mulig å få tilskudd fra Enova. 7
5. Konklusjon Lade idrettspark ligger i konsesjonsområdet for fjernvarme, men det er fogs andre muligheter for å dekke varmebehovet. Det anbefales å se nærmere på muligheter med varmepumpe, utnyttelse av overskuddsvarme og sol, der fjernvarmen kan være sikkerhet og spisslast i et nærvarmeanlegg for idrettsparken. For å redusere varmebehovet til et minimum, bør det vurderes å oppføre bygningene etter passivhusstandard (NS 3701). Dersom man velger en slik løsning kan det være mulig å søke om tilskudd fra Enova. Dersom man ønsker at prosjektet skal ha et lavest mulig klimafotavtrykk og komme i kategorien nulleller plusshus, må det produseres egen energi, og da vil det måtte legges opp til utnyttelse av solenergi. Referanser TEK 10 NS 3700 NS 3031 Enova energistatistikk Enova Rapport Kostnadsstudie solkraft 2013 8