Temperaturstyringsutstyr for privatboliger - Innvirkning på privatøkonomi og miljø.

Avdeling for teknologiske fag Bachelorutdanningen RAPPORT FRA 1. SEMESTERS PROSJEKT HØSTEN 2010 PRG106 - F1 Prosjekt: Prosjektmetodikk F1-27-10 Temperaturstyringsutstyr for privatboliger - Innvirkning på privatøkonomi og miljø. Avdeling for teknologiske fag Adresse: Pb 203, 3901 Porsgrunn, telefon 35 02 62 00, www.hit.no/tf Bachelorutdanning - Masterutdanning Ph.D. utdanning

Avdeling for teknologiske fag Bachelorutdanningen RAPPORT FRA 1. SEMESTERS PROSJEKT HØSTEN 2010 Emne: PRG106 - F1 Prosjekt: Prosjektmetodikk Tittel: Temperaturstyringsutstyr for privatboliger - Innvirkning på privatøkonomi og miljø. Rapporten utgjør en del av vurderingsgrunnlaget i emnet. Prosjektgruppe: F1-27-10 Gruppedeltakere: Kristoffer Greve Iversen Tord Sæbøe Johansen Bjarne Ånestad Kleppe Ole André Kristiansen Kristoffer Sundet Lorentsen Eirik Byggstøyl Martinsen Tilgjengelighet: Åpen Hovedveileder: Morten Borg Sensor: Magne Waskaas Biveileder: Magne Waskaas Godkjent for arkivering: Sammendrag: Markedet for temperaturstyringer øker på grunn av økende miljø- og energiøkonomiseringsfokus. Rapporten tar for seg ulike aspekter ved temperaturstyring av norske privatboliger. Elektrisk oppvarming er mest utbredt i Norge i dag og har derfor hovedfokus. Andre energikilder er tatt med for gi relevante sammenligninger. Effektbehov og reduksjon i oppvarmingsforbruk er beregnet ut fra tre forskjellige boligeksempler med ulike varmetapstall. Disse er beregnet i Husbankens varmetapskalkulator og behandlet videre med graddagstall. Oppvarmingsforbruket kan reduseres med 7 % ved å redusere innetemperaturen med én grad. Ved å redusere temperaturen fra 21 til 16 C, 100 timer i uken, i en bolig med isolasjonsstandard fra 1985 vil det totale energiforbruket kunne reduseres med 14 %. Rapporten inneholder en utredning om hvilke muligheter og metoder forbrukere kan benytte for å regulere temperaturen i en bolig. Det er eksemplifisert hvordan temperaturen kan styres med en enkel termostat, termostat med tidsstyring og styring med sentral. En undersøkelse viser at CO 2 -utslipp og pris på strøm og fyringsolje er høyere enn ved bruk av pellets per kwh. All informasjon og beregninger ender opp i en oppsummering om dagens temperaturstyringer, deres fordeler og ulemper, samt mulige forbedringer. Det meste finnes på markedet i dag, men prisen er høy i forhold til sparingspotensiale. Kompatibilitet mellom systemer og andre produkter er et stort mangelområde. Høgskolen tar ikke ansvar for denne studentrapportens resultater og konklusjoner Avdeling for teknologiske fag

Forord FORORD Denne rapporten er skrevet av seks studenter som går første semester på Informatikk og Automatisering - Y-VEI, ved Høgskolen i Telemark. Samtlige studenter har fagbrev i elektrofag. Rapporten er en del av faget Prosjektmetodikk, hvor vi skal lære å jobbe med prosjekt. Oppgaveteksten og fremdriftsplan er vedlagt som Vedlegg A og Vedlegg B. Dataverktøy som er brukt i prosjektprosessen er programmer i Microsoft Office-serien - Word, Excel, Visio, Project. I tillegg er Husbankens varmetapskalkulator brukt i varmeberegningen. Rapporten er bygget opp slik at alle skal kunne lese den uten noe særlig relevant kjennskap til emnet fra før. Forsidebildet er en kollasj av bilder tilgjengelig på internett, satt sammen av gruppas medlemmer. Vi vil gjerne takke Morten Borg, vår veileder, for støtte og gode tilbakemeldinger. Kristoffer Greve Iversen Tord Sæbøe Johansen Bjarne Ånestad Kleppe Ole André Kristiansen Kristoffer Sundet Lorentsen Eirik Byggstøyl Martinsen Porsgrunn, 16. november 2010 F1-27-10 2

Nomenklaturliste NOMENKLATURLISTE GDT Graddagstall GSM Global System for Mobile Communication ISO International Organization for Standardization NVE Norges vassdrags- og energidirektorat F1-27-10 3

Innholdsfortegnelse INNHOLDSFORTEGNELSE Forord... 2 Nomenklaturliste... 3 Innholdsfortegnelse... 4 1 Innledning... 6 2 Relevant bakgrunnstoff... 7 2.1 Virkemåte og prinsipp for varmekilder relevante for prosjektet og regulering av disse... 7 2.1.1 Panel- og radiatorovner... 7 2.1.2 Varmekabler og gulvvarme... 8 2.1.3 Varmepumper... 8 2.1.4 Vannbåren varme... 8 2.2 Virkningsgraden for forskjellige typer oppvarmingskilder... 9 2.3 Reguleringsutstyr for styring av varmekilder... 9 2.3.1 Termostaten... 9 2.2.1 Gulvvarmeregulering... 10 2.2.2 Tidsstyring... 10 2.2.3 Styring med sentral... 10 2.2.4 Varmepumperegulering... 10 2.2.5 Regulering av vannbåren varme... 11 2.3 Priser på ulike energibærere... 12 2.3.1 Pris elektrisk energi... 12 2.3.2 Pris på fyringsolje... 12 2.3.3 Pris på pellets... 13 2.4 Utslippsfaktorer for ulike energibærere... 13 2.4.1 Utslippsfaktor for elektrisitet... 14 2.4.2 Utslippsfaktorer for fossile brensler og bioenergi til bruk i private boliger... 16 2.5 Pris og utslippsfaktorer for ulike energibærere oppsummert... 16 2.6 Holdninger til varmestyringssystemer... 16 2.6.1 Nordmenns holdning til energieffektivisering med temperaturstyringsystemer... 17 2.7 Boliger brukt for kalkulasjoner i rapporten... 18 2.7.1 Bolig brukt som utgangspunkt for beregninger og scenarioer... 18 2.7.2 Energibruk for eneboliger i dag... 18 3 Målemetodikk... 20 3.1 Bakgrunn for utregninger av teoretisk forbruk og besparelse... 20 3.1.1 Utregning av varmetapstall for scenarioer... 21 3.2 Sammenligning av produkter... 22 3.3 Priser på produkter i rapporten... 22 4 Resultat av undersøkelser og beregninger... 23 4.1 Styringsutstyr for elektrisk oppvarming tilgjengelig på det norske markedet i dag... 23 4.1.1 Bryter Nivå 1... 23 4.1.2 Reguleringsbryter Nivå 2... 24 4.1.3 Termostat Nivå 3... 24 4.1.4 Termostat med tidsstyring Nivå 4... 24 4.1.5 Styring med sentral Nivå 5... 27 4.1.6 Priseksempler på sentralsystem med ulike utgangspunkt... 28 4.1.7 Et åpent alternativ for varmestyring?... 30 4.1.8 Hva er KNX?... 30 4.1.9 Fordeler og ulemper ved KNX-systemet... 31 4.2 Styringsutstyr for vannbåren oppvarming... 32 4.2.1 Manuell styring av vannbårne varmeanlegg Nivå 1 og 2... 32 4.2.2 Termostatstyring Nivå 3... 32 4.2.3 Tidsstyring Nivå 4... 33 4.2.4 Styringssentral Nivå 5... 33 F1-27-10 4

Innholdsfortegnelse 4.3 Besparelse ved bruk av temperaturstyringssystemer... 33 4.3.1 Besparelse som følge av senking av komforttemperatur... 33 4.4 Reduksjon i utgifter og utslipp som følge av tidsstyring... 35 4.4.1 Inntjeningstid for anlegg som følge av tidsstyring... 36 4.5 Resultat av beregninger opp mot scenarioer... 37 4.5.1 Besparelse i Norge som en helhet... 38 5 Diskusjon... 39 5.1 Fordeler og ulemper ved ulike aspekter av temperaturstyringsystemer... 39 5.2 Er beregningene gode nok?... 40 5.3 Energibærere vurdert i rapporten... 40 5.4 Undersøkelsene av markedet: Er de gode nok?... 40 5.5 Svakheter ved dagens systemer... 41 6 Oppsummering... 42 Referanser... 43 Vedlegg... 46 F1-27-10 5

Innledning 1 INNLEDNING Elektrisitet har lenge vært den primære måten å varme opp norske boliger på. I Norge har strøm vært en naturlig kilde til oppvarming med rimelig pris og lave investeringskostnader, sammenlignet med varmekilder ikke basert på strøm. De siste årene har økende strømpriser og et stadig økende fokus på miljøvennlighet ført til en oppfordring fra myndighetene om å energiøkonomisere. Oppvarming av boligen utgjør en stor andel av en husholdnings totale strømforbruk og er derfor interessant å redusere. Mange forbrukere oppgir i spørreundersøkelser at de ønsker å redusere sitt forbruk. Dette har i større grad enn tidligere skapt et marked for produkter som muliggjør temperaturstyring. Sammen med en statlig støtteordning for energireduserende tiltak fra Enova gjør dette temperaturstyring til et interessant tema. Prosjektets mål er å gå temperaturstyring av privatboliger nærmere i sømmene. Dette er gjøres ved å undersøke hvilke typer systemer som er tilgjengelige i dag, og sammenligning av disse. Hvilke systemer finnes, hvordan kan vi spare penger og miljøet ved å bruke slike systemer? Hva kan systemene på markedet gi brukeren, hva kan være problematisk med dem? Er dagens systemer gode nok? Rapporten undersøker om forskjellene i pris kan forsvares av funksjonaliteten og utstyrets evne til å redusere forbruket, og om det fra privatøkonomiske hensyn kan lønne seg å gå til anskaffelse slik styring. Varmetapstall, sammen med temperaturer for Porsgrunn i 2009 vil være utgangspunktet i en enkel varmeberegning for å finne et teoretisk sparepotensial. Beregningen vil vise hvordan ulike isolasjonsstandarder og innetemperatur påvirker forbruket og potensiell reduksjon. Disse reduksjonene vil bli brukt for å gjengi økonomisk besparelse og reduksjon av CO 2 -utslipp. Kapittel 2 inneholder generelt bakgrunnsstoff om temperaturstyringer og varmekilder, i tillegg til informasjon om energibærere. Kapittel 3 inneholder beskrivelse av undersøkelsene, mens kapittel 4 presenterer resultatene av disse. I kapittel 5 diskuteres opplysningene som har kommet frem gjennom undersøkelser og beregninger for å i kapittel 6 kunne oppsummere svar på prosjektets problemstillinger. F1-27-10 6

Relevant bakgrunnstoff 2 RELEVANT BAKGRUNNSTOFF 2.1 Virkemåte og prinsipp for varmekilder relevante for prosjektet og regulering av disse Tabell 2-1 Oppvarmingskilder for boliger i dag Oppvarmingskilder Elektriske varmeelementbaserte Panelovn/radiatorovn Vifteovn Andre elektriske Varmepumpe El. kolbe til vannbåren varme Stråleovn Varmekabler Ikke elektriske Vedovn Pelletsovn Oljefyr Fjernvarme Indirekte varmekilder Personer og husdyr Varmeproduksjon av annet elektrisk utstyr (komfyr, belysning, elektronikk, varmtvannstank) Varme fra underliggende/sammenkoblet leilighet Solinnstråling Solfangere Tabell 2-1 viser oppvarmingskilder for boliger. I tillegg til det som regnes anerkjennes som varmekilder er det flere andre indirekte varmekilder som bidrar til oppvarming av boligen. 2.1.1 Panel- og radiatorovner Prinsippet bak panelovnen er at den ved hjelp av et varmeelement varmer opp ett eller flere panel eller plater med mellomrom. Konveksjon gjør at luft blir trukket opp gjennom platene og varmeelementet og på den måten varmer opp rommet og omgivelsene. Panelene gjør at ovnen får en lavere overflatetemperatur og reduserer på den måten brannfaren og risiko for forbrenning ved berøring. Luften får dog anledning til å passere varmeelementet som brenner eventuelt støv og forurensing, som kan føre til helseplager. Radiatorovnen varmer også rommet ved hjelp av konveksjon og plater, men varmeelementer ligger i olje som sirkulerer i hulrom i ovnen. Dette gjør at hele ovnen får en tilnærmet lik overflatetemperatur og ikke brenner. F1-27-10 7

Relevant bakgrunnstoff 2.1.2 Varmekabler og gulvvarme Varmekabler er i prinsippet et varmeelement utformet som en kabel, typisk forlagt i gulvet. Fordi varmeeffekten blir fordelt utover et større område, trenger ikke effekten å være så stor per meter varmekabel eller per kvadratmeter gulv. Dette gir en relativt lav overflatetemperatur og man vil dermed ikke få støv som brennes. Varmen i gulvet avgis til rommet, og luften og omgivelsene blir varmet opp. 2.1.3 Varmepumper Varmepumper fungerer på samme prinsipp som kjøleskap. Ved å utnytte et kjølemedies evne til å ta opp og gi fra seg energi når den evaporerer og kondenserer - oppnås en varmekilde som har potensiale til å gi en virkningsgrad over 100 %, i enkelte tilfeller opptil 300 %[1]. Varmepumpen utnytter den energien som måtte finnes i f.eks. uteluft, sjø, elv eller jord/berg til å fordampe kjølemediet. Energien avgis innendørs når kjølemediet kondenseres i en varmeveksler. En kompressor komprimerer og driver rundt kjølemediet i systemet. Lavere utetemperatur inneholder mindre energi og vil føre til at virkningsgraden reduseres. En varmepumpes effekt avhenger av størrelsen på kompressor, kondensator og evaparator, samt temperaturen hvor det kondenseres og evaporeres. Effekten kan reguleres ved å endre kompressorens turtall. 2.1.4 Vannbåren varme Vannbåren varme er vann som varmes opp og sirkulerer rundt i huset, enten i rør i gulvet (gulvvarme), eller gjennom radiatorer. Vannet varmes opp i en varmesentral. For å varme opp vannet kan det blant annet brukes energi fra olje, gass, elektrisitet, fjernvarme, pellets, varmepumpe, solen eller en kombinasjon av disse. F1-27-10 8

Relevant bakgrunnstoff 2.2 Virkningsgraden for forskjellige typer oppvarmingskilder Ulike oppvarmingskilder har ulik virkningsgrad. Tabell 2-2 viser at vann-til-vann varmepumpe gir en virkningsgrad på 226 %, mens direkte elektrisk oppvarming ligger tett opp mot 100 %. Rehabiliterte varmeanlegg benytter seg mer effektivt av den tilførte energien enn eksisterende eldre anlegg. Tabell 2-2 Virkningsgrad for oppvarmingskilder[2] Virkningsgrad Teknologi Eldre varmeanlegg Nye/rehabiliterte varmeanlegg Oljekjel 72 % 77 % Gasskjel 77 % 81 % Parafinkjel 72 % 77 % Elkjel 86 % 88 % Panelovn 1 100 % 100 % Fjernvarme 86 % 88 % Vedovn 60 % 75 % Pellets 68 % 73 % Varmepumpe vann-vann 208 % 226 % Varmepumpe luft-luft 198 % 216 % 2.3 Reguleringsutstyr for styring av varmekilder 2.3.1 Termostaten En komponent som muliggjør automatisering av temperaturstyringsprosessen er termostaten. Termostater til bruk i elektriske installasjoner kan deles opp i to hovedgrupper: mekaniske og elektroniske. Mekaniske termostater kan bruke et bimetall-element. I prinsippet er dette to ulike typer metall satt sammen, som utvides/krymper ulikt når utsatt for endringer i temperatur. Dette blir utnyttet til å få bimetallelementet til å bøye seg og betjene en elektrisk kontakt. Denne typen blir brukt i installasjoner der termostatenheten skal måle temperaturen akkurat der den står, f.eks. som romtermostat. 1 Virkningsgraden er juster fra 98 % til 100 % basert på at alle eventuelle tap er varmetap, og dermed bidrar til oppvarming. F1-27-10 9

Relevant bakgrunnstoff Elektroniske termostater benytter seg av en termistor som føler temperaturen og elektronikk som betjener en elektrisk kontakt. Denne typen termostat har potensiale til kunne regulere varme mer nøyaktig enn mekaniske termostater. Elektroniske termostater benyttes der målingen av temperatur foregår en annen plass enn der termostatenheten er plassert, f.eks. ved måling av gulvtemperatur i gulvvarmeinstallasjoner. I tillegg til selve termostatelementet, kan en termostatenhet inneholde andre komponenter og elektronikk for å få en mer nøyaktig regulering eller tilleggsfunksjoner. Utover i rapporten er det slike enheter som omtales når ordet termostat brukes. Termostaten blir brukt til å automatisere prosessen som innebærer å holde temperaturen på et visst nivå. Brukeren trenger ikke å skru av og på varmen eller justere effekten til varmekilden for å ha det komfortabelt varmt. Komforten økes gjennom at brukeren slipper å utføre noen justering. Forbruket kan reduseres ved at varmen aldri vil stå på mer enn nødvendig og lufting for å kjøle ned overoppvarmede rom ikke behøves. 2.2.1 Gulvvarmeregulering I en gulvvarmeinstallasjon kan det være kritisk at temperaturen ikke overstiger et visst nivå pga. komfort eller potensiale for skade på gulv. For å unngå ubehagelige temperaturer i gulvet, er det vanlig at en gulvføler legges mellom varmekablene/rørene. Ved hjelp av denne kan termostaten legge ut effekten selv om ikke lufttemperaturen er oppnådd. Dette vil ikke gå utover virkningsgraden, men vil gjøre oppvarmingsprosessen tregere. 2.2.2 Tidsstyring Når temperaturen automatisk blir regulert til et gitt nivå, kan forbruket senkes ytterligere ved å senke temperaturen i rommet eller hele boligen når det ikke har behov for komforttemperatur. Dette er typisk om natten og i arbeidstiden. Termostater som har denne funksjonen kalles ofte nattsenkingstermostater eller urtermostater. I rapporten er denne funksjonen omtalt som tidsstyring. 2.2.3 Styring med sentral Sentralstyrte varmestyringsanlegg fungerer på samme måte som med termostater, men kan gi økt komfort og enklere kontroll over anlegget gjennom at brukeren ikke trenger å justere hver termostat for seg selv. Det monteres en sentral som kommuniserer med termostatene eller komponentene ute i anlegget. Slike sentraler leveres ofte med flere avanserte funksjoner. Sentralstyringer finnes som ferdige, tilpassede sentraler, men kan også være en del av et større styrings- eller smarthussystem. 2.2.4 Varmepumperegulering På grunn av relativt høyt strømforbruk og slitasje under oppstart, samt den relativt store kapasiteten/effekten en varmepumpe gjerne har - vil ikke å starte/stoppe varmepumpen være fordelaktig fra henholdsvis energiøkonomiske, vedlikeholds- eller komfortmessige hensyn. Varmepumpens effekt kan derimot reguleres ved å endre kompressorens turtall. Temperaturstyringen justerer dermed effekten etter temperaturen. Denne prosessen skjer internt i varmepumper i dag. Dermed må styringssystemer ha mulighet til å sende styringssignaler til varmepumpen, som selv utfører reguleringen. F1-27-10 10

Relevant bakgrunnstoff 2.2.5 Regulering av vannbåren varme Styringssystemer for oppvarming med vannbåren varme utføres på forskjellige måter. Det skilles mellom vannbåren gulvvarme og radiatorer. Dette er fordi utformingen av disse to anleggene ofte gjøres på helt forskjellige måter. Enkelte anlegg kan også bestå av en kombinasjon av disse. I hovedsak er det hvor styringen er plassert som skiller de to typene. Sone 1 Sone 2 Returvann Turvann Fordelerstokk Figur 2-1 Prinsippskisse for vannbårne gulvvarmeanlegg Figur 2-1 viser at ventilene for justering av vannmengde står på fordelerstokken, før vannet går ut i anlegget til de forskjellige sonene. Dette betyr at alle styringssignaler må tilbake til fordelerstokken for å regulere sonene. Sone 1 Sone 2 Radiator Radiator Radiator Returvann Turvann Figur 2-2 Prinsippskisse vannbårne radiatoranlegg Figur 2-2 viser at radiatoranlegg har tur/retur-rør felles for flere temperatursoner, og dermed må reguleres ute i systemet, lokalt på hver radiator. Felles for anleggene er blandeventilen mellom tur og returvannet. Den brukes til å regulere temperaturen på vannet som sendes ut i systemet ved å blande returvann inn i turvannet. F1-27-10 11

øre/kwh øre/kwh Høgskolen i Telemark Relevant bakgrunnstoff 2.3 Priser på ulike energibærere 2.3.1 Pris elektrisk energi Figur 2-3 viser strømprisens utvikling fra 1998 til 2010[3]. Den justerte strømprisen er justert for kjerneinflasjon 2, og er oppgitt i 2010-kroner. Figuren viser at gjennomsnittsprisen på elektrisk energi gjorde et hopp i 2003, og har beveget seg opp og ned siden da. 120 100 80 60 40 20 Strømpriser for det private marked 1998-2010 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Justert kraftpris Kraftpris med nettleie og avgifter Figur 2-3 Prisutvikling for Norsk elektrisk energi 1998-2010 I denne rapporten legges det til grunn et gjennomsnitt for energipris og nettleie de siste 10 årene, justert for kjerneinflasjon. Dette gjennomsnittet er 86,8 øre/kwh, basert på tall fra 2001-2010. 2.3.2 Pris på fyringsolje Figur 2-4 viser priser for fyringsolje i 2009 og 2010 justert for kjerneinflasjon. Tallene er hentet fra SSB[3]. Tallene viser en liten økning i prisen i løpet av de to siste årene. I denne rapporten legges det til grunn et gjennomsnitt av prisene for fyringsolje for 2009 og 2010. Dette gir en gjennomsnittspris på 64,16 øre/kwh tilført energi. 80 60 40 20 0 Pris fyringsolje 2009-2010 Pris kwh justert Pris kwh Figur 2-4 Prisutvikling for fyringsolje 2009-2010 2 Konsumprisindeks utenom energivarer og avgifter F1-27-10 12

øre/kwh inkl mva Høgskolen i Telemark Relevant bakgrunnstoff 2.3.3 Pris på pellets Pris for pellets 2005-2008 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2005 2006 2007 2008 Justert pris for bulk Bulk Figur 2-5 Pellets levert som bulk 2005-2008 justert for kjerneinflasjon Figur 2-5 viser prisutviklingen for pellets for 2005-2009[4]. I denne rapporten brukes en gjennomsnittspris for alle fire årene for pellets levert i bulk 3. Dette er fordi bulklevering er den mest benyttede leveringsmetoden[4]. Dette gjennomsnittet ligger på 37,6 øre/kwh. 2.4 Utslippsfaktorer for ulike energibærere Utslipp til luft fra oppvarming av boliger er avhenging av hvilken energikilde som brukes. Utslippsfaktoren regnes i antall gram CO 2 -ekvivalenter per kwh. Livsløpsregnskap Livsløpsregnskap, eller livsløpsanalyser defineres som: sammenstilling og evaluering av inngangsfaktorer, utgangsfaktorer og de potensielle miljøpåvirkningene til et produktsystem gjennom dets livsløp [5]. Hensikten med slike analyser er å fastslå miljøpåvirkningene som følge av et produkt. Ved å bruke en livsløpsanalyse for et vannkraftverk kan man fastslå utslippene som følge av produksjonen. CO 2 ekvivalenter Når man beregner utslipp er det vanlig å bruke CO 2 -ekvivalenter. Tallet man oppgir er effekten utslippet har på global oppvarming. Forskjellige gasser har forskjellig oppvarmingspotensiale, og man nytter da CO 2 -ekvivalenter som felles betegnelse. CO 2 -utslipp brukes som referanse, og regnes med oppvarmingspotensiale lik 1. Metan (CH 4 ) er gitt oppvarmingspotensiale 21, og lystgass (N 2 O) 310[6]. Et tonn utslipp av hver av disse tre gassene gir et utslipp på 332 tonn CO 2 ekvivalenter. 3 Bulklevering er leveringer som skjer i store kvanta fra tankbil. F1-27-10 13

Relevant bakgrunnstoff 2.4.1 Utslippsfaktor for elektrisitet Selv om Norsk energi fra vannkraft regnes for å være ren energi, vil det være feil å legge vannkraft til grunn for en utslippskalkulasjon ved bruk av elektrisk energi i Norge. Varedeklarasjon Norsk strøm 2009 Kjent import; 5,70% Ukjent/udef.; 42,80% Vannkraft; 46,80% Varmekraft; 4,20% Vindkraft; 0,50 % Figur 2-6 Varedeklarasjon for Norsk strøm 2009 - NVE[7] Figur 2-6 viser at energien norske forbrukere betaler for bare består av i overkant av 47 % norsk vann og vindkraft. I tillegg til selve produksjonen av energien kommer livsløpsregnskap for kraftverkene, overføring av kraft, utvinning av brensel m.m. Gjennom Norpool og det europeiske kraftmarkedet er energien norske forbrukere benytter seg av, forurenset av varmekraft fra fossile energikilder, i tillegg til våre egne gasskraftverk. NVE bruker europeisk miks som den ukjente i sine utslippsberegninger. Det er stor uenighet om hvor mye utslipp som skal ligge til grunn for å bestemme hvor mye drivhusgass som slippes ut som følge av norsk elektrisitetsforbruk. Som det er vist i Figur 2-7 er det mange, svært varierende, alternativer for kalkulering av utslipp ved bruk av elektrisk energi. F1-27-10 14

Relevant bakgrunnstoff g CO 2 /kwh 1400 CO 2 utslipp 1200 1000 800 600 400 200 0 Figur 2-7 Ulike utslippsgrunnlag av CO 2 -ekvivalenter fra elektrisk energi. I denne rapporten brukes Europeisk miks (560 g CO 2 ekvivalenter per kwh tilført energi[8]) på bakgrunn av at Norsk forbruksreduksjon gir redusert drift ved fossilbaserte kraftverk i Europa. Det er den ukjente delen i Figur 2-6 som reduseres ved bruk av forbruksreduserende temperaturstyringssystemer. F1-27-10 15

Relevant bakgrunnstoff 2.4.2 Utslippsfaktorer for fossile brensler og bioenergi til bruk i private boliger Tabell 2-3 viser utslippene fra fossile brensel og bioenergi. Disse verdiene inkluderer ikke livsløpsregnskap. Utvinning, foredling, transport og lignende er ikke tatt med i tallene. Dette betyr at tallene reelt sett vil være høyere. Tabell 2-3 Utslippsfaktorer for fyringsolje og bioenergi[9] Energibærer Ved (ovn) 24 Pellets 22 Fyringsolje 265 Gass 227 Gram CO 2 /kwh 2.5 Pris og utslippsfaktorer for ulike energibærere oppsummert Tabell 2-4 viser at elektrisitet kommer dårlig ut på både pris og utslipp til luft. Som nevnt er utslippstallene for fyringsolje og pellets ikke helt reelle, og mest sannsynlig mye høyere. Tallene er korrigert opp mot virkningsgrad for nye/rehabiliterte varmeanlegg i Tabell 2-2. Virkningsgraden for elektrisitet er hentet fra panelovner. Tabell 2-4 Utslipp og pris på energibærere benyttet energi oppsummert Energikilde Pris (øre/kwh) Utslippsfaktor (g CO 2 /kwh) Elektrisitet 87 560 Fyringsolje 83,1 344 Pellets 51,5 30,2 2.6 Holdninger til varmestyringssystemer Gjennom bl.a. EU/EØS og FN er Norge med på å nå målet om bærekraftig utvikling i verdenssamfunnet (FNs tusenårsmål nr. 7). Gjennom EU/EØS er Norge med på en rekke tiltak for energibesparelse. Energimerking av boliger og husholdningsutstyr, utfasing av glødepærer til fordel for LED og sparepærer, og energieffektivitetskrav til boliger er noen tiltak. Gjennom Kyoto-avtalen har Staten forpliktet å begrense sitt klimagassutslipp til maks 1 % over 1990- nivå[10]. Dette målet er vi langt fra per dags dato. NOU 2006:18 fastslår at 7 % av Norges totale energiforbruk kan spares inn ved å energieffektivisere private boliger. Varmestyringssystemer, sammen med bl.a. etterisolering, utskifting av vinduer, varmepumper og varmegjenvinning er eksempler på tiltak som kan bidra til at Norge når sitt mål. Rapporten har som en del av sin hovedløsning Energieffektivisering i bygg gjennom strengere bygningsstandarder, miljømerking og støtteordninger. [11]. F1-27-10 16

Relevant bakgrunnstoff Klimakur 2020, utgitt i 2010, lyder noe av det samme. Hoveddelen av utslippsreduksjonen beregnes å komme fra konvertering av oppvarmingsanlegg fra fyringsolje til varmepumper og bioenergi. Energieffektivisering regnes også som et viktig tiltak. Dette gjenspeiles også i det faktum at det er spesifikke avgifter både på elektrisitet og fyringsoljer, i tillegg til at begge energibærere kommer dårlig ut når boliger energimerkes. I 2006 ble det besluttet at Enova skulle opprette en tilskuddsordning til private husholdninger som ønsket å investere i energieffektiviseringstiltak. Denne støtteordningen gir bl.a. støtte til installasjon av sentrale varmestyringsanlegg. Fra oppstart, frem til 2010 gikk 8,7 % av alle bidrag fra Enova til installasjon av sentralt varmestyringsanlegg. Bidraget til varmestyringssystemer begrenses til 20 % av dokumenterte kostnader, maks kr 4 000,-[12]. Enova har også rollen som informasjonsorgan og er en del av Statens ønske om å opplyse det norske folk om gevinsten ved å energieffektivisere. I tillegg er det enkelte kommuner som tilbyr støtte til energieffektiviseringstiltak i privatboliger. 2.6.1 Nordmenns holdning til energieffektivisering med temperaturstyringsystemer Den jevne nordmann er interessert i å energieffektivisere boligen sin. I en undersøkelse utført av Sentio Research[13], på vegne av NVE, svarte 8 av 10 personer at de var opptatt av energisparetiltak. Undersøkelser viser at halvparten av norske boligeiere planlegger å investere i tiltak for å redusere energibruken i sin bolig. Undersøkelsen gjelder ikke spesielt for temperaturstyringssystemer, men heller generelt for effektiviseringstiltak. En undersøkelse gjennomført som en del av Karen Hauges masteroppgave ved Norges Landbrukshøgskole viser at motivasjonen til å investere i energisparetiltak i hovedsak er vektlagt mot egeninteresse, i form av reduserte utgifter og bedret inneklima[14]. Miljøgevinst spiller en mindre rolle når forbrukere skal investere i temperaturstyringssystemer. Nesten halvparten av utvalget som oppga at de ikke hadde noen grunn til å investere i temperaturreguleringssystemer oppga at ulønnsomhet var en viktig grunn for ikke å gjennomføre. En av fire oppgav at de ikke hadde tenkt på muligheten. En av fire oppgav at de ikke hadde noen interesse av å begrense sitt forbruk. Undersøkelsen viser også at økte energipriser høyner ønsket om å energieffektivisere. Høyere lønn har negativ innvirkning på ønsket om å effektivisere. F1-27-10 17

Relevant bakgrunnstoff 2.7 Boliger brukt for kalkulasjoner i rapporten 2.7.1 Bolig brukt som utgangspunkt for beregninger og scenarioer Den gjennomsnittlige boligen i dag er i overkant av 120 m 2 [3]. Tabell 2-5 viser utgangspunktet for tre ulike scenarioer, hvor en to-etasjes enebolig med fire soverom, to bad, stue og kjøkken er gitt tre forskjellige isolasjonsstandarder. Tegninger av boligen og utdypende informasjon om bygningstekniske spesifikasjoner finnes i Vedlegg C. Dette er gjort for å kunne se en sammenheng mellom bygningsstandard og besparelse eller lønnsomhet. Tabell 2-5 Scenarioer, med beskrivelser og utvalgte verdier Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Beskrivelse Eldre enebolig med Ny enebolig med Ny enebolig med lite isolasjon dagens standard passivhus-standard Byggeår rundt 1985 rundt 2005 rundt 2010 Isolasjon i vegger 150 mm 250 mm 350 mm Isolasjon i tak 200 mm 350 mm 500 mm Varmegjenvinner Nei Nei Ja (0,85) 4 2.7.2 Energibruk for eneboliger i dag 98 % av nordmenn oppgav i 2006 at de hadde elektriske ovner eller varmekabler[15]. 69 % av husstandene oppgav å ha vedovn eller peis, men oftest i kombinasjon med elektriske ovner. 8 % av dagens boligeiere har installert varmepumpe, og 9 % har sentralfyring. Tabell 2-6 viser forbrukstall for en gjennomsnittlig bolig. Tabell 2-6 Gjennomsnittlig energiforbruk for en 120m² enebolig, med to voksne og to barn[16] Elektrisk utstyr: Forbruk (kwh/år): Komfyr: Kjøkkenvifte Kaffetrakter Oppvaskmaskin Kjøleskap Fryseboks Brødrister 800 10 270 730 470 640 10 Vaskemaskin 520 4 Virkningsgrad for varmegjenvinner. F1-27-10 18

Relevant bakgrunnstoff Tørketrommel Hårtørker Barbermaskin Tv Stereoanlegg Støvsuger Vannoppvarming Belysning 480 40 0 120 40 50 3 600 2 800 Totalt forbruk utenom oppvarming 10 580 Oppvarming av boligen 15 000 Totalt forbruk 25 580 F1-27-10 19

Målemetodikk 3 MÅLEMETODIKK 3.1 Bakgrunn for utregninger av teoretisk forbruk og besparelse Beregningene gjelder for et ideelt, tomt hus, uten aktivitet, der oppvarming av hele huset, uten unntak, blir styrt av termostater gjennom hele året. Alle beregninger er for huset beskrevet i kapittel 2.7.1 som også er utgangspunktet for scenarioene. Alle data for beregningene kan finnes igjen i Vedlegg C. Varmetapstall Summen av bygningskonstruksjoners varmetapstall gir byggets totale varmetapstall (U). Dette er oppgitt i watt per kvadratmeter ved én grad differanse på inne- og utetemperatur ( ). En godt isolert bolig vil ha et lavere varmetapstall enn en dårlig isolert bolig. Utetemperatur i beregninger Utgangspunktet for varmeberegninger i denne rapporten er månedlige GDT for Porsgrunn i 2009[17]. GDT er tallforskjellen mellom døgnmiddeltemperaturen og en basistemperatur på 17 C. Er døgnmiddeltemperaturen 17 C eller høyere, settes GDT til 0. For å tilpasse GDT til komfort- og senketemperatur, må en eventuell temperaturdifferanse(nt) mellom 17 C og den aktuelle temperaturen bli ganget med antall dager i den aktuelle måneden eller året (D) før det legges til eller trekkes fra det aktuelle GDT: (( ) ) Dette gir et temperaturtilpasset GDT. Er tallet lavere enn 0, settes det til 0. Ved å gange sammen varmetapstall (U) med et oppvarmingsareal (A), et GDT og 24 (for antall timer i et døgn) kan et teoretisk effektbehov beregnes. Ved å dele på 1000 vil produktet bli oppgitt i kwh: Dette gir mengden energi som må tilføres for å holde temperaturen i det aktuelle huset på 17 C. Innetemperatur Komforttemperaturen i beregningene i denne rapporten er 21 C. Komforttemperaturen ligger innenfor nivået for optimal operativ innetemperatur[18]. Flere termostatfabrikanter bruker 5 C som standard temperaturreduksjon ved tidsstyring av varme. Derfor er senketemperaturen i denne rapporten på 16 C. Senkningstider Utregningene i rapporten forutsetter at styringen senker temperaturen til sparenivå på arbeidsdager mellom 22:30-06:30 og 08:00-16:00. På helgedager senkes den mellom 23:00-09:00. De resterende timene i døgnet blir holdt på komforttemperatur. I løpet av en uke gir dette 100 timer ved senketemperatur og 68 timer ved komforttemperatur. Utregning av forbruk Et teoretisk forbruk ved ulike kriterier kan regnes ut ved hjelp av disse formlene: F1-27-10 20