Forholdet mellom nullenergi og nullutslipp 16 14 12 1 8 6 Biogas CHP- Electric Photo voltaics 4 Tor Helge Dokka, ZEB & SINTEF Byggforsk 2
KRITERIER REVIDERT ZEB-DEFINISJON: 1. Ambisjonsnivå 2. Beregningsforutsetning 3. Systemgrenser 4. CO2-faktorer (vektingsfaktorer) 5. Energikvalitet 6. Mismatch produksjon og behov 7. Minimumskrav energieffektivitet 8. Krav til inneklima 9. Verifisering (etterprøving)
1. AMBITION LEVEL kg/m²a 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, ZEB-AMBITION LEVEL 1 Construction process Embodied material emissions Appliances Lighting Fans&pumps Thermal supply system ZEB-COM ZEB-OM ZEB-O ZEB-O EQ ZEB-COM ZEB-OM ZEB-O ZEB-O EQ Final ZEB-ambition, where emission from the construction process, embodied emissions from materials and emission related to operation of the building (energy use)) are taken into account. Ambition where both operation and embodied emissions is counted for. Ambition where emissions from operation is counted for. Similar to ZEB-O but energy use for plug loads is not counted for.
Energibruk typisk yrkesbygg 35 3 25 kwh/m2år 2 15 1 5 Sol-produksjon Kjøling Teknisk utstyr Belysning Vifter og pumper Varmtvann Oppvarming -5-1
4.b. CO 2-EQ faktorer Energivare CO 2-EQ faktor (g/kwh) Olje 1 (fossil) 288 Gass 2 (fossil) 252 Avfallsforbrenning 3 184 Flis 4 4 Bio-pellets 5 7 Bio-etanol 6 86 Bio-olje 7 5 Bio-diesel 8 5 Biogass 9 25 CO2-faktor el: Snitt over 6 år: Ca. 13 g/kwh
Eksempel: ÅDLAND - BERGEN Utbygger: ByBo AS Ca. 5 boliger, totalt ca 45 kvm BRA. Bergen (6º nord) mildt og skyet: Årsmiddel temp: 7.5 ºC Årsmidlere horisontal innstråling: 76 kwh/m²a
Arealer Low density 7 6 5 3 4 High density 2 1 Antall kvm BRA Antall bygg Antall boliger Snittstørrelse Sydvent* takareal Potensiell** solproduksjon Område 1 28 m² 4 32 88 m² 838 121 51 kwh Område 2 384 m² 3 42 91 m² 693 1 485 kwh Område 3 384 m² 3 42 91 m² 693 1 485 kwh Område 4 69 m² 3 78 78 m² 1 62 153 99 kwh Område 5 1124 m² 7 133 85 m² 2 31 294 495 kwh Område 6 1 m² 4 8 125 m² 348 5 46 kwh Område 7 16 9 m² 26 156 18 m² 4 966 72 7 kwh SUM 45 71 m² 5 491 93 m² 1 631 1 541 495 kwh * Basert på assymetrisk 3º saltak. ** Potensiell årsproduksjon basert på solceller med 15 % årsvirkningsgrad.
To aktuelle energikonsepter 1. Bygningsintegrerte solfangere + bio- CHP* + PV** (bio&sol løsning) 2. Bygningsintegrerte solfangere + Varmepumper + PV** * Bio-CHP: Kombinert varme- og kraftproduksjon basert på bio ** PV: Solceller som produserer strøm.
1. Netto energibehov Annually net energy demand 15 kwh/sqm 9 kwh/sqm 4 kwh/sqm 11 kwh/sqm 3 kwh/sqm Space heating Domestic hot water Fans and pumps Lighting Appliances Totalt netto energibehov: 69 kwh/m²år
2. Termisk og elektrisk behov hele området Energy demand 969 /år (31 %) Thermal demand El-specific demand 2152 /år (69 %) 9 Monthly el-specific demand 3 Monthly thermal demand 8 7 6 5 4 3 25 Appliances 2 Lighting 15 Fans&pumps 1 Hotfill DHW Heating 2 1 5 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des
3. Termisk energiforsyning Solfgangere,Varmepumpe & PV: "All electric" - Thermal energy supply Electric energy use thermal system 3 Heat pump system 12 Heat pump system 25 Solar collector system 1 Solar collector system 2 8 15 6 1 4 5 2 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Brukt luft til vann VP med SPF = 2,7 3 Monthly thermal demand 25 2 15 Hotfill DHW Heating SF, VP&PV 1 5 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des
4. Brutto levert energi og CO2-utslipp Gross delivered electricity 43 /år 411 /år 411 /år 492 /år 183 /år Solar system Heat pump system Fans&pumps Lighting Appliances (electric) Gross CO2-emissions 6 ton/year SF, VP&PV 53 ton/year 53 ton/year 64 ton/year 24 ton/year Solar system Heat pump system Fans&pumps Lighting Appliances
5. ZEB-O CO2-balanse kg/m²year 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, El. energy demand CO2-balance PV-production Appliencies Lighting Fans & pumps Heat pump system Solar system PV * Trenger ca. 22 m² PV per bolig, eller 24 m² ber 1 kvm BRA. SF, VP&PV
6. Mismatch produksjon og behov (el) 3 25 Mismatch production and demand Total electric demand PV-production 2 15 1 5 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des PV dekker årlig 57 % av elektrisitetsbehovet, og 43 % må eksporteres til el-nettet. SF, VP&PV
3. Termisk energiforsyning Solfgangere,BIO-CHP & PV: "Bio & sol" - 3 25 Thermal energy supply Bio-CHP Solar collector system 6 5 Delivered energy thermal system Bio-CHP-system Solar collector system 2 4 15 3 1 2 5 1 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Brukt biogass kogenereringsmaskin (bio-chp) med 55 % termisk virkningsgrad, og 35 % elektrisk virkningsgrad 3 25 2 15 Monthly thermal demand Hotfill DHW Heating SF, Bio-CHP&PV 1 5 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des
4. Brutto levert energi og CO2-utslipp Gross delivered electricity Gross CO2-emissions 411 /år 43 /år 6 ton/year 183 /år 411 /år Solar system Bio-CHP 53 ton/year 64 ton/year Solar system Bio-CHP 492 /år Fans&pumps Lighting 53 ton/year 24 ton/year Fans&pumps Lighting Appliances (electric) Appliances SF, Bio-CHP&PV
5. ZEB-O CO2-balanse kg/m²year 5, 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, El. energy demand CO2-balance PV-production Appliencies Lighting Fans & pumps Bio-CHP Solar system PV * Trenger ca. 22 m² PV per bolig, eller 24 m² ber 1 kvm BRA. SF, VP&PV
6. Mismatch produksjon og behov (el) 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Mismatch production and demand Total electric demand PV&bio-CHP production Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec PV dekker årlig 1 % av elektrisitetsbehovet, og 31 % den totale PV-produksjonen må eksporteres til el-nettet (overskuddet). Nullutslipp bygg SF, VP&PV
Konklusjoner Ved en såkalt "all-electric" løsning, er det ingen forskjell på nullutslipp og nullenergi (i drift). Det er per i dag ikke klart om fremtidens bygg vil bli "all electric", eller med større innslag av bio-løsninger (bio-chp) Dette vil være avhengig av hvordan framtidens tariffer blir, og om det blir innført "feed-in-tariffer" for solenergi(pv).