Notat Dato 16. desember, 2012 Til NOVAP Fra ADAPT Consulting Kopi til Emne Varmepumpens markedspotensial i forbindelse teknisk forskrift Innhold Sammendrag 2 1. Bakgrunn 3 2. Krav til energiforsyning i TEK10 3 3. TEK10 og mulighetene for tilrettelegging for bruk av varmepumper 4 4. Markedet for nybygg 5 5. Markedet for rehabilitering 7 6. Implikasjoner av fjernvarmetilknytning 8 7. Markedspotensial for varmepumper i forbindelse med TEK10 8 8. Økonomisk markedspotensial i forbindelse med TEK10 9 Referanser 11 1
Sammendrag Forskrift om tekniske krav til byggverk (TEK10) inneholder skjerpede krav til energiforsyning som er gjeldene for nybygg og søknadspliktige rehabiliteringer. Kravene innebærer at det ikke er tillatt å installere oljekjel for å dekke basisbehovet for oppvarming i bygg. Videre kreves det at det installeres oppvarmingsløsninger som baserer seg på alternativer til direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler. For bygg med over 500 m oppvarmet BRA skal minimum 60 % av samlet netto varmebehov til romoppvarming, oppvarming av ventilasjonsluft og varmt tappevann dekkes av alternativer, og for mindre bygg er andelskravet 40 %. Det kan gis unntak for andelskravene for boligbygg som har et samlet årlig oppvarmingsbehov på under 15 000 kwh, eller dersom det ikke er lønnsomt å tilrettelegge for bruk av alternativer over byggets levetid. På grunn av lave investeringskostnader og energipriser har bygg i et historisk perspektiv hovedsakelig basert varmeløsningene på olje eller elektrisitet. Ettersom nye krav til energiforsyning begrenser adgangen til bruk av disse løsningene, vil etterspørselen og markedet for alternativer basert på biomasse og varmepumper øke. Når det gjelder varmepumper, vil et punktvarmesystem som en enkelt luft-luft varmepumpeinstallasjon imidlertid ha problemer med å dekke en tilstrekkelig andel av totalt netto varmebehov slik at andelskrav til energiforsyning oppfylles. Slike systemer vil da kun installeres i boligbygg som omfattes av energiforsyningskravenes unntaksbestemmelser. Andre varmepumpeløsninger basert på f.eks. vannbåren varmeavgivelse vil derimot enkelt kunne oppfylle andelskravene. Totalt markedspotensial for varmepumper i forbindelse med TEK10 utgjør dermed alle nybygg og søknadspliktige rehabiliteringer. Ifølge statistikk fra SSB er det årlige potensialet for nybygg 3,3 millioner m² boligareal og 1,9 millioner m² areal i næringsbygg. Det føres ikke detaljert statistikk vedrørende rehabiliteringer, men basert på ulike beregninger kan det antas at det her dreier seg om et ytterligere årlig markedspotensial på 3,1 millioner m² boligareal og 1,5 millioner m² areal i næringsbygg. Ifølge data fra matrikkelen vil 94 % av boligbygningene være under 500 m², mens for næringsbygg er andelen 51 %. Det totale markedspotensialet for varmepumper vil imidlertid reduseres i de områder der det foreligger konsesjon og tilknytningsplikt for fjernvarme. Dette vil hovedsakelig dreie seg om tettbebygde strøk og de større byene. Dersom man legger tall for varmeinstallasjoner fra Holteprosjekt kalkulasjonsnøkkelen til grunn kan man anta et samlet markedspotensial i forbindelse med TEK for varmesystemer med forbrenningskjeler på ca. 6 milliarder for boliger og 2 milliarder for næringsbygg, inkludert vannbårent varmefordelingsutstyr. Løsninger basert på varmepumper vil ha en høyere installasjonskostnad, men vil for utbyggere likevel kunne fremstå som et lønnsomt alternativ på sikt gjennom lavere energiutgifter. Dersom man legger til grunn oppgitte investeringskostnader for varmepumpeinstallasjoner som mottatt støtte fra Enova vil det totale markedspotensialet for varmepumper kunne beregnes til rundt 9 milliarder for boliger og 3 milliarder for næringsbygg. 2
1. Bakgrunn Teknisk forskrift til plan- og bygningsloven (TEK10) setter krav til energiytelse for nybygg og søknadspliktige rehabiliteringer (forskriftens kapittel 14). Energikravene omfatter krav til energieffektivitet (maksimalt netto energibehov), krav til energiforsyning og krav til tilrettelegging for bruk av fjernvarme for prosjekter der det foreligger tilknytningsplikt. Krav til energiforsyning reguleres i forskriftens 14-7, og denne har til hensikt å sikre at det installeres varmeløsninger basert på alternativer til direktevirkende elektrisitet og fossilt brensel. I et historisk perspektiv har lave investeringskostnader og lave energipriser ført til at varmeløsninger basert på direkte bruk av elektrisitet eller oljefyr har dominert varmemarkedet. Folke- og boligtellingen i 2001 avslørte at hele 79,1 % av norske husholdninger baserte oppvarmingen på elektrisitet eller elektrisitet i kombinasjon med andre oppvarmingsløsninger. Nye skjerpede krav til energiforsyning vil imidlertid vri valg av varmeløsninger til alternativer basert på bioenergi eller varmepumper. Hensikten med dette notatet er å synliggjøre hvilket markedspotensial leverandører av varmepumper står ovenfor i nybygg og rehabiliteringer i forbindelse med nye krav til energiforsyning i TEK10. 2. Krav til energiforsyning i TEK10 Krav til energiforsyning reguleres av 14-7 i forskrift om tekniske krav til byggverk (TEK10). Forskriftsparagrafen lyden som følger: 14-7. 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 15 000 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. Paragrafens første ledd omtaler tilrettelegging for bruk av oljefyr og oljekjel. De nye kravene gjør at det ikke lenger er tillatt å installere oljekjel for å dekke basisbehovet for oppvarming. Tilrettelegging for bruk av oljekjel kan dermed kun gjøres for å dekke spisslastbehov. Statens byggtekniske etat skriver i sin veleider at kravet gjelder både ved rehabilitering og ved utskifting av hele, eller en vesentlig del av, byggets varmesystem. Ved kun utskifting av eksisterende kjel som et isolert tiltak, gjelder ikke dette kravet. 3
Forskriftens andre og tredje ledd beskriver krav om tilrettelegging for bruk av alternativer til elektrisitet og fossile brensler til oppvarming og skiller mellom bygg over 500 m² oppvarmet BRA og bygg under 500 m² oppvarmet BRA. For større bygg kreves det at det installeres varmeløsninger som sikrer at mer enn 60 % av netto varmebehov kan dekkes av alternativer til direktevirkende elektrisitet og fossile brensler. Med netto varmebehov menes behov for energi til romoppvarming, oppvarming av ventilasjonsluft og varmtvann. Tillatte varmeløsninger kan for eksempel være basert på solfanger, biokjel, varmepumper, pelletskamin, vedovn eller biogass. For bygg under 500 m² oppvarmet BRA er kravet at det skal tilrettelegges for at minimum 40 % av varmebehovet kan dekkes av alternativer til direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler. Tredje, fjerde og femte ledd redegjør for unntaksbestemmelsene til krav om tilrettelegging for bruk av alternativer til elektrisitet og fossile brensler. Her settes et tydelig skille mellom boligbygg og næringsbygg. For boligbygg er det mulig å fravike fra kravet om bruk av alternativer til direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler dersom det i et livssyklusperspektiv ikke er privat-/bedriftsøkonomisk lønnsomt. I tillegg er boligbygg som har et årlig netto varmebehov under 15 000 kwh unntatt kravet. Sistnevnte vil i praksis dreie seg om småhus og eneboliger under 170 m² oppvarmet BRA eller noe større bygg med lavenergi-/ eller passivhus utforming. Boligbygg som er unntatt kravet til alternativ forsyning og som ikke oppfyller kriterier for passivhusnivå må uansett installere skorstein/pipe og lukket ildsted for bruk av biobrensel, med mindre boligen tilfredsstiller passivhusnivå (NS 3700). Næringsbygg har svært begrenset med unntaksmuligheter fra kravet om tilrettelegging for bruk av alternativer til direktevirkende elektrisitet og fossile brensler til varmeformål. Betingelsen for unntak er at det må være «praktisk umulig å tilfredsstille kravet», noe som i praksis vil være begrenset til et ubetydelig antall bygg. 3. TEK10 og mulighetene for tilrettelegging for bruk av varmepumper Varmepumper kan dekke termisk energibehov til romoppvarming, ventilasjon og tappevann. TEK10 stiller skjerpede krav til netto energibehov i nye bygg og rehabiliteringer, noe som gjør at varmebehovet vil være vesentlig lavere enn for bygg bygget etter eldre forskriftskrav (TEK97 og tidligere). Tabell 1 gir en oversikt over energibudsjett til varmeformål i bygninger som tilfredsstiller minimumskrav til energieffektivitet i TEK10. Årlig netto varmebehov i kwh/m² oppvarmet BRA Småhus Boligblokk Kontor Hotell Skolebygg Sykehus Romoppvarming 49 28 19 52 23 42 Ventilasjon 6 7 21 25 27 30 Tappevann 30 30 5 30 10 30 Sum 85 65 45 107 60 102 Andel av totalt varmebehov Småhus Boligblokk Kontor Hotell Skolebygg Sykehus Romoppvarming 58 % 43 % 42 % 49 % 38 % 41 % Ventilasjon 7 % 11 % 47 % 23 % 45 % 29 % Tappevann 35 % 46 % 11 % 28 % 17 % 29 % Tabell 1: Energibudsjett til oppvarming i TEK10 bygg (Kilde: BE og Xrgia) Varmepumper fanger termisk energi fra omgivelsene (luft, grunn, vann), og kan ha luftbåren eller vannbåren varmeavgivelse. Luft-luft varmepumper er et punktvarmesystem og kan kun 4
dekke deler av behov til romoppvarming og oppvarming av ventilasjonsluft, avhengig av lokale klimaforhold, bygningens størrelse og bygningens utforming. En vanlig oppfatning er at en luftluft varmepumpe kan dekke 50 % av samlet behov for romoppvarming og ventilasjonsluft. Dersom det ikke tilrettelegges for alternativer til elektrisitet og fossile brensler for oppvarming av tappevann, vil det kun være mulig å installere luft-luft varmepumpe i bygg som omfattes av unntaksbestemmelsene i krav til energiforsyning. Det vil si småhus/eneboliger som er mindre enn 170 m² oppvarmet BRA eller der det ikke er lønnsomt å tilrettelegge for bruk av alternative varmeløsninger basert på vannbåren varmeavgivelse i et livssyklusperspektiv. En interessant observasjon man kan gjøre ut fra energibudsjettet er at behovet for tappevann i boligblokk utgjør 46 % av totalt varmebehov. Dette innebærer at bruk av varmepumper tilknyttet varmtvann vil være en tilstrekkelig løsning for å oppfylle energiforsyningskravet i bygg under 500 m² oppvarmet BRA. Varmepumpeløsninger som baserer seg på vannbåren varmeavgivelse vil uansett bygningskategori og bygningsstørrelse være i tråd med forskriftens krav. Det stilles ikke krav til varmepumpes teknologi eller effektivitet i denne sammenheng. Grunnen til dette er at elektrisitet som tilføres varmepumpesystemet ikke regnes som direktevirkende bruk av elektrisitet. Ifølge rapporten Grunnvarme i Norge Kartlegging av økonomisk potensial (NVE/Asplan viak, 2011) er det teknisk mulig å dekke alt varmebehov i den norske bygningsmassen med varmepumper. Markedspotensialet for varmepumper i forbindelse med TEK10 vil derfor være alle nybygg og søknadspliktige rehabiliteringer. 4. Markedet for nybygg SSB og Prognosesenteret fører statistikk over nybyggsprosjekter, både i areal og i antall bygg, Statistikken har blitt lagt til grunn i en rekke utredninger. Tabell 2 under viser ulike beregninger for årlige tilfang av nybygg i ulike analyser, fordelt på boliger og næringsbygg. Oppvarmet BRA Xrgia (2009) Lavenergiutvalget NVE - Klimakur Boliger 3,3 mill 2,9 mill 2,8 mill Næringsbygg 1 mill (i 2020) 2,5 mill 1,4 mill Tabell 2: Vurderinger av årlig nybygging, oppgitt i oppvarmet bruksareal NVEs sektorstudie for bygg som ble utført i forbindelse med Klimakur er en vanlig referanse for omfanget av nybygg. NVE har basert sine beregninger på Prognosesenterets tall for gjennomsnittlig nybygget areal fra 1990-2005. Gjennomsnittlig tilgang på areal i næringsbygg i denne perioden var 1,6 millioner m² per år. NVE viser til at tallene for nybygg riktignok har vært høyere de fire påfølgende årene, men NVE mener at dette er nært knyttet til den finansielle utviklingen i næringslivet og valgte derfor å legge til grunn et noe mer konservativt anslag. Statistikk fra SSB viser oss at nybyggstakten har sunket noe i kjølvannet av finanskrisen, men ikke så mye som nivåer før 2005. Figur 1 viser årlig utbygging av næringsbygg for perioden 1996-2011 (tall for 2011 gjelder perioden januar t.o.m. oktober). Tallene inkluderer ikke bygg innen industri, fisk, jordbruk og transport. Figur 2 viser årlig igangsatt utbygging av boligbygg. Figur 3 viser årlige aggregerte arealer for alle nybygg, både boliger og næringsbygg. 5
Figur 1: Årlig igangsatt næringsbygg oppgitt i BRA (Kilde: SSB) Figur 2: Årlig igangsatt næringsbygg oppgitt i BRA (Kilde: SSB) Figur 3: Årlig igangsatt nybygg oppgitt i BRA (Kilde: SSB) 6
Dersom vi legger til grunn gjennomsnittlig nybygging i årene 1996 til 2010 får vi årlig tilfang nybygg på totalt 5,1 millioner m² BRA, fordelt på 3,3 millioner m² BRA for bolig og 1,9 mill m² BRA for næringsbygg. 5. Markedet for rehabilitering Krav til energiforsyning i TEK10 er gjeldene både for nybygg og søknadspliktige rehabiliteringer. I Norge føres det dessverre ikke detaljert statistikk på hverken rehabilitering eller sanering/rivning av eksisterende bygningsmasse. Rehabiliteringsraten er imidlertid drøftet i en rekke studier. Disse studiene baseres sine antagelser om rehabilitering i hovedsak på data fra SSB og Matrikkelen. Ulike antagelser om rehabiliteringsraten er gjengitt i tabell 3. Rehabiliteringsrate Xrgia (2009) Lavenergiutvalget NVE - Klimakur Boliger 4 % 1,5 % 1,5 % Næringsbygg 5 % 1,5 % 1,5 % Tabell 3: Antatt rehabiliteringsrate fra ulike beregninger Det er grunn til å tro at antagelser om rehabiliteringsrate generelt er for optimistiske i de ulike utredningene. F.eks. Lavenergiutvalget sier at rehabiliteringsraten forutsetter implementering av en rekke energipolitiske virkemidler. Eldre publikasjoner gir indikasjoner på en noe lavere rehabiliteringsrate. Eksempelvis legger Enovas Byggstudie far 2003 til grunn en rehabiliteringsrate på 0,6 % for næringsbygg. I dette notatet er det valgt å bruke en konservativ rehabiliteringsrate på 1,2 % for både boliger og næringsbygg. For å vurdere markedet for rehabilitering man ta utgangpunkt i den totale bygningsmassen i Norge. Statistikken for bygningsmassen er heller ikke komplett, og man må basere seg på beregninger på grunnlag av data hos SSB og Matrikkelen. Figuren under gir en oversikt over en slik beregning av norsk bygningsmasse i 2010, oppgitt i bruksareal. Tallene er utarbeidet av Multiconsult i samarbeid med blant annet Prognosesenteret og NHO-Service og er benyttet som innspill til grunnlagsfakta i kommende Stortingsmelding om bygningspolitikken (forventes offentliggjort våren 2012). Oversikten viser at Norges bygningsmasse består av 385 millioner m², der 33,5 % er yrkesbygg og 66,5 % er boliger. Figur 4: Norges bygningsmasse i areal i 2010 (Kilde: Bjørberg, Multiconsult 2011) 7
Basert på valgte rehabiliteringsrater vil dermed årlig marked for rehabilitering kunne beregnes til 3,1 millioner m² BRA for boliger og 1,5 millioner BRA for næringsbygg. 6. Implikasjoner av fjernvarmetilknytning Krav til tilrettelegging for bruk av fjernvarme i TEK10 gjør at markedspotensialet for varmepumper er svært begrenset i områder der det foreligger konsesjon og tilknytningsplikt til fjernvarme. Dette gjelder særlig de største byene i Norge der fjernvarmenettet er godt utbygd.. Figuren under gir en fylkesoversikt over igangsatt bygging av bruksareal i 2010, da det totalt ble det igangsatt bygging av 5,56 millioner m² BRA 1, fordelt på 55 % boliger og 45 % næringsbygg. Denne oversikten viser seg at nybyggingen i hovedsak finner sted i tett befolkede fylker som også har områder med godt utbygd infrastruktur for fjernvarme. Figur 5: Igangsatt bygging bruksareal i 2010, fylkesfordelt Norges største fjernvarmeselskap er Hafslund som leverer fjernvarme i Oslo. Hafslund har de siste 10 årene doblet sin fjernvarmeproduksjon til 1782 GWh i 2010. 80 % av nye tilknytninger til fjernvarme er eksisterende bygningsmasse. Her kommer fjernvarme som regel til erstatning for en eksisterende oljekjel. 20 % av Hafslunds nytilknytninger består av nybygg. 7. Markedspotensial for varmepumper i forbindelse med TEK10 Krav til energiforsyning i TEK skiller mellom bygg over og under 500 m² BRA, der mindre bygg må tilrettelegge for at minimum 40 % av varmebehovet kan dekkes av alternativer til elektrisitet, og 60 % gjelder for større bygg. SSB fører ikke statistikk over bygningsspesifikke areal for nybygg, og som nevnt tidligere i notatet føres det ikke statistikk over rehabiliteringer. Man kan imidlertid anta at fordelingen av byggstørrelser er konstant for eksisterende bygg, nybygg og rehabiliteringer. Matrikkelen har data om størrelsesfordeling, og Xrgia har på bakgrunn av disse beregnet fordeling av størrelser både for boliger og nybygg. 1 Statistikken inkluderer ikke bygg i industri, fiskenæringen og bygge- og anleggsbransjen. 8
Figur 6: Fordeling av byggstørrelser per sektor (Kilde: Xrgia) Xregia definerer bygg under 550 m² som «ekstra små». Dersom vi antar at 10 % areal ikke er oppvarmet BRA vil bygg i denne kategorien bli gjenstand for krav om tilrettelegging før minimum 40 % oppvarming basert på alternativer til elektrisitet og fossile brensler. Samlet markedspotensial for varmepumper, oppgitt i BRA er gjengitt i tabell 4. Nybygg Rehabilitering Andel bygg <500 m² Bolig 3,3 mill m² BRA 3,1 mill m² BRA 94 % Næringsbygg 1,9 mill m² BRA 1,5 mill m² BRA 51 % Tabell 4: Samlet markedspotensial for varmepumper ifm TEK10, nybygg og rehabiliteringer 8. Økonomisk markedspotensial i forbindelse med TEK10 Det ligger utenfor dette notatets rammer å beregne nøyaktig økonomisk markedspotensial for varmepumper i forbindelse med TEK10. Kostnader knyttet til varmepumpeinstallasjoner vil være svært prosjektspesifikke, og variere ut ifra blant annet valgt teknologi, bygningstørrelse, bygningskategori, dimensjonering, lokalt klima, etc. Tallene fra Holteprosjekt baserer seg på olje/elektro/biokjel med vannbåren varmefordeling. Disse som har en langt lavere investeringskostnad enn varmepumper. Disse merinvesteringen kan imidlertid ofte forsvares økonomisk over varmesystemets levertid da løpende energikostnader blir betraktelig lavere enn for alle andre varmeløsninger. Tabell 4 sammenligner investeringskostnadene ved ulike lokale varmesentraler. Kostnadstallene er hentet fra Enovas portefølje over prosjekter som har mottatt støtte via varmeprogrammet og Holteprosjekt kalkulasjonsnøkkelen. Kr/kW Små (<500 kw) Mellomstor (500-1000 kw) Stor (>1 MW) Olje/Elektro 5 000 4 000 2 000 Flis 6 000 5 300 5 300 Pellets 5 800 4 900 2 200 Varmepumpe (grunn) 15 000 14 000 9 000 Varmepumpe (luft-vann) 10 600 6 000 - Tabell 5: Kostnadstall lokale varmesentraler 9
Dersom man legger tall for varmeinstallasjoner fra Holteprosjekt kalkulasjonsnøkkelen til grunn vil man kunne se for seg et samlet markedspotensial for varmesystemer på ca. 6 milliarder for boliger og 2 milliarder for næringsbygg, inkludert vannbårent varmefordelingsutstyr. Legger man derimot til grunn tilsvarende tall for varmepumper vil markedspotensialet for varmeinstallasjoner som baserer seg på disse kunne øke opp mot 9 milliarder for boliger og 3 milliarder for næringsbygg. 10
Referanser Lavenergiutvalget, Energieffektivisering, 2009 Hafslund fjernvarme, Fjernvarme vs lokal energiproduksjon, presentasjon på frokostmøte i regi av NBEF, 7. juni 2011 Holteprosjekt, Kalkulasjonsnøkkelen, 2006 Multiconsult, Innspill til Faktakapittel i Stm Bygningspolitikk, 2011 NVE/Asplan viak, Grunnvarme i Norge Karlegging av økonomisk potensial, 2011 NVE, Tiltak og virkemidler for redusert utslipp av klimagasser fra norske bygninger, 2010 Prognosesenteret, Kostnader ved installasjon av vannbåren varme, 2010 SSB, Statistikkbanken - Byggeareal, 2011 Vista Analyse, Fremskriving av varmepumpens bidrag til det norske energisystemet, 2006 Xrgia, Potensial for fornybar varme og kjøling i 2020 og 2030, 2011 11