Byggebransjens klimautfordringer Professor Anne Grete Hestnes, NTNU Faglig leder, FME-senteret Zero Emission Buildings (ZEB)
Utfordringen: Halvering av utslippet av CO 2 i 2050 GtCO 2 pr år GtCO 2 per year KYOTO BÆREKRAFTIG 2050 2100 Kilde: Jørgen Randers, Lavutslippsutvalget
Hvordan: IPCC/IEA: For å nå IPCC målet om maks 2 ºC økning (CO 2 nivå på 450 ppm), som regjeringen har sluttet seg til, kreves drastiske tiltak. I følge IEA må over halvparten av utslippsreduksjonen skje ved energieffektivisering. EU: 20-20-20: Redusere klimagassutslippene og energibruken med 20 %, samt innfase 20 % mer fornybar energi innen 2020. EUs fornybardirektiv vil både sette krav til ny fornybar energi, men også energieffektivisering ( reduserer nevneren i brøken ). Revidert EU Bygningsenergidirektiv (EPBD): forslag om at alle bygg etter 2018 skal være selvforsynte med energi. Det vil bli en enorm fokus på energieffektivisering i tiden framover! 3
Nullutslippsbygg hvorfor: Bygninger forårsaker ca 40 % av alle klimagassutslipp (i et globalt og europeisk perspektiv). FNs klimapanel viser til at klimatiltak i byggsektoren er de mest lønnsomme (sammenlignet med de andre viktige sektorene).
Hvor er det lønnsomt å ta kuttene? Kostnader ved ulike klimatiltak i Europa, 2020. Kilde: McKinsey (2008) 5
Hvor er det lønnsomt å ta kuttene? Globalt representerer bygninger sektoren med størst potensial for klimagassreduksjoner, til lavest pris. Figuren viser økonomisk potensial for årlige reduksjoner under 100 US$ per tonn CO 2 -ekv. Kilde: IPCC: 2007. Mitigation of Climate Change
Klimagassutslipp fra norske bygg Energibruken i den norske byggsektoren utgjør omlagt 80 TWh per år. Av denne energibruken er ca 80 % basert på elektrisitet. Klimagassutslippene knyttet til elektrisitetsproduksjon i Norge er svært lave, noe som tilskrives at tilnærmet hele produksjonen er vannkraftbasert. Klimaeffekten av frigjort elektrisitet ved energieffektivisering skiller seg ikke fra effekten av å erstatte elektrisitetsforbruk med eksempelvis biobrensler, eller effekten av ny elektrisitet ved produksjon av vindkraft. Ny elektrisitet fra gasskraftverk med CO 2 - behandling (rensing, lagring), gir økte klimagassutslipp innenlands.
Potensial for reduksjon av nasjonale klimagassutslipp ved betydelig energieffektivisering mot 2020: Effekt av energieffektivisering Fordeling av Reduserte CO 2 - sparepotensial utslipp per år i (12,2 TWh) 2020 Elektrifisering av personbilparken 1 TWh 1,2 millioner tonn Elektrifisering av offshorevirksomheten 5,4 TWh 3,2 millioner tonn Utfasing av oljefyring 5 TWh 1,3 millioner tonn Mindre behov for fjernvarme 0,8 TWh 0,2 millioner tonn Sum 12,2 TWh 6 millioner tonn
State-of-the art - ny bolig Passivhus Løvåshagen Beregnet behov for levert/kjøpt energi: 65 kwh/m2år (ca 50 % av boliger bygget etter TEK07).
State-of-the-art - rehabilitering av boliger Husby terrasse, Stjørdal 110 leiligheter rehabilitert til lavenergi-standard i 2004 2005. Energibehov før/etter: 265/150 Wh/m 2 år Enebolig i Orkanger Rehabilitert til lavenergi-standard Energibehov før/etter: 270/130 kwh/m 2 år (levert energi). Kilde: Arkideco Kilde: SINTEF Byggforsk
State-of-the-art - nye næringsbygg Sparebank 1, Midt-Norge, Trondheim. Beregnet levert energi: ~ 102 kwh/m 2 år. Ferdigstilles i 2010. Illustrasjon: Agraff.AS Prof. Brocks gate 2, Trondheim. Beregnet levert energi: ~ 94 kwh/m 2 år. Ferdigstilt 2009. Illustrasjon: PKA Arkitekter
Nullutslippsbygg på vei inn i nasjonale krav/målsetninger: Kilde: Karsten Voss, Wuppertal University.
Hvor går vi? Klimaforliket på Stortinget i februar 2008 : Det skal vurderes å innføre passivhusstandard for nybygg i 2020. Lavenergiutvalgets rapport, august 2009: Anbefalt forhåndsannonsert trinnvis skjerping. Skjematisk framstilling av hvordan man trinnvis kan skjerpe energikravene fra TEK08-nivå til nullenerginivå i 2027. Kilde: Lavenergiutvalgets rapport, 2009
Vårt svar: Zero Emission Buildings (ZEB) NTNU er vertskap for et nasjonalt forskningssenter som vil plassere Norge i front innen forskning, innovasjon og implementering mht bygninger med svært lavt energibehov og uten netto klimabelastninger. ZEB s hovedmål: Utvikle produkter og løsninger for eksisterende og nye bygninger, boliger så vel som næringsbygg, som vil lede til markedsgjennombrudd for bygninger med null klimagassutslipp knyttet til produksjon, drift og avhending.
Hvordan oppnå ZEB? Senteret skal fokusere arbeidet innenfor fem store arbeidspakker, som alle avhenger av hverandre: WP1: Avanserte materialer WP2: Teknologier for adaptive og energiproduserende klimaskall WP3: Energiforsyning og tekniske installasjoner WP4: Bruk, drift og implementering WP5: Konsepter og strategier for nullutslippsbygg www.zeb.no
ZEB et landslag: For å nå målsetningen i ZEB dekker senteret hele verdikjeden av aktører innenfor den norske byggesektoren. Forskning og undervisning Produsenter av bygningsmaterialer og bygningsprodukter Entreprenører, rådgivende ingeniører, arkitekter Bransjeorganisasjoner Eiendomsforvaltere og brukere Offentlig forvaltning NTNU SINTEF SINTEF Energiforskning Skanska Maxit Isola Glava Protan Hydro Aluminium YIT DuPont Multiconsult Brødrene Dahl Snøhetta ByBo Forsvarsbygg Statsbygg Husbanken Byggenæringens landsforening Norsk Teknologi Statens Byggetekniske Etat
Utfordringen vår: Energy standard, single family houses in Norway Kompensere klimagassutslipp fra produksjon av materialer og bygg ved å produsere mer energi enn bygget behøver til drift. Annually energy demand/production: kwh/m2 250 200 150 100 50 0-50 -100 Today's average standard Buildings code, 2007 Passive house standard Net zero energy Plus energy Energy demand Energy production Kilde: SINTEF Byggforsk
Redusert energibruk + energiproduksjon Men svaret bør i de fleste tilfeller være lokal produksjon på eller i nærheten av bygget. Preikestolhytta Arkitekt: Helen og Hard Kilde: Ecobox
Strategi: Trias Energetica Miljøvennlig energitilførsel Gjenvinn energi Reduser behovene Kilde: Lechner, Lysen, og fler Den mest miljøvennlige kilowatt-timen er den som ikke blir brukt! Kilde: Ecobox v/stein Stoknes
Første skritt redusert behov Dvs. minst lavenergi og passivhus
Neste skritt energiproduksjon (fornybar energi)
Miljøbelastning ved bruk av ulike energikilder: UTSLIPP [CO 2 ] FRA ULIKE ENERGIKILDER Gram CO2 pr. levert kwh energi 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Sol Bio Elektrisitet, vannkraft Fjernvarme (landssnitt) Varmepumpe, el fra gass uten CO2 fangst LNG Gass direkte bruk Fyringsolje, propan etc. Elektrisitet, via gasskraft uten CO2 fangst Kilde: Tore Wigenstad, SINTEF
Klimagassutslipp fra produksjon av materialer og bygg må også minimeres I alle tilfeller livsløpsbetraktninger ved materialvalg - dvs. fra vugge til grav : energiinnhold i materialene (produksjon av byggevarer, transport av byggevarer, byggevirksomhet) Laftehus, Sverresborg Folkemuseum Kilde: A.S.Nordby, NTNU materialenes effekt på energibruk i driftsfasen gjenbruk Klosterenga, Oslo Kilde: GASA Arkitekter
Levetid og klimabelastning Klimabelastning per m 2 for alternative veggkonstruksjoner med U-verdi = 0,20 W/m 2 K Stor forskjell mellom ulike materialtyper! Kilde: A.S.Nordby, NTNU
Hva må gjøres: Vi må redusere energibehovet til et minimum (passivhus osv.). Vi må bruke ren, fornybar energi til å dekke det resterende behovet for varme og/eller kjøling. Vi må bruke fornybar energi til å dekke behovet for elektrisitet. Vi må vurdere materialbruken. Kilde: Tor Helge Dokka
Hva må gjøres: Og, vi må se på sammenhengen mellom bygninger og transport. Hva med bilen som både energikonsument og energiprodusent? Kilde: Statsbygg
Arkitektur kan være et godt virkemiddel for å få til en ønsket utvikling og et viktig redskap for å møte klimautfordringen. Sitat Stein Stoknes, Ecobox Dvs. God arkitektur uten klimagassutslipp!.