Effektiv energibruk og fornybar energiproduksjon

Like dokumenter
FRÅ NULLUTSLEPPSBYGG TIL NULLUTSLEPPSBYDELAR

Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

The ZEB Research Centre and Pilot Buildings. Zero Emission Buildings fra forskning til praksis

Zero Village Bergen Norges mest ambisiøse område med nullutslippsbygg

Byggenæringen må ta, og tar klimautfordringene på alvor

Nullutslippsbygg. Design guidelines. Ambisjonsnivå hva betyr det for byggetekniske løsninger, materialvalg og installasjoner?

To biobaserte kraft-varmeanlegg Forgassing på Campus Evenstad

Smarte Hjem & Bygg Kan vi lage bygninger uten utslipp av klimagasser?

På vei mot nullutslippsbygg

Veien mot. nullutslippsbygg. Inger Andresen Professor Integrert Energidesign Institutt for byggkunst, historie og teknologi NTNU

Concepts and strategies for zero emission buildings

Forholdet mellom nullenergi og nullutslipp

FRA NULLUTSLIPPSBYGG TIL NULLUTSLIPPSBYDELER. Kari Sørnes, Siv.ing. Energi og Miljø Forsker SINTEF Byggforsk (Bergen)

Pilotbyggene i ZEB hva har vi lært? Inger Andresen, professor, NTNU

Neste steg fra passivhus til nullutslippsbygg

Hva betyr solenergi for å nå målet om nullutslippsbygg

Velkommen til. Norsk Bygningsfysikkdag Nytt fra forskningen Arild Gustavsen, NTNU

Energieffektivisering i bebyggelsen

Materialer i energi- og klimaregnskapet

Zero Emission Neighborhoods Hva skal til?

Bygningsintegrerte installasjoner Fremtidens kinderegg eller bygningsfysisk mareritt?

Fremtidens bygg hva er status

Hvilken rolle spiller solenergi for nullutslippsbygg i Norge?

Hvordan kan Europas energirevolusjon påvirke nordisk og norsk skogsektor?

Solvarme i kombinasjonssystemer

Towards Carbon Neutral Neighborhoods

Electricity Solutions and Distribution / 2011

Utvikling av energieffektive hus ZERO10, 23. nov Magnar Berge Høgskolen i Bergen og Asplan Viak AS

Kommunens eiendomsvirksomhet Delstrategi: Miljø- og energiledelse

WÄRTSILÄ MARINE SOLUTION POWER CONVERSION INNOVATIVE LAV- OG NULLUTSLIPPSLØSNINGER OG UTFORDRINGER MED Å FÅ DISSE INN I MARKEDET.

Forskningssenter for miljøvennlig energi Zero Emission Buildings

Research on Low Carbon Emissions - Road Transport in Norway

Fremtidens oppgradering av bygg brukererfaringer fra Powerhouse Kjørbo

FREMTIDENS ETTERSPØRSEL ETTER BIOMASSE

Arne Førland-Larsen Docent Sivilingeniør - Asplan Viak

EU Energi, SET-plan. Beate Kristiansen, Spesialrådgiver/EU NCP Energi

Lørenskog Vinterpark

Asplan Viak - Visjon. Vi skal være: Den fremste arena for samfunnsutvikling. Bilde fra Asplan Viaks kontor i Oslo Nominert til statens byggeskikkpris

Fremtidens bygg Hvordan kan vi ligge i forkant? Jette Cathrin Hopp Project Director, Senior Architect DI M.A. MNAL

Solceller og bærekraft Kulturhuset 19. juni 2019

Vindparktilkopling til offshore installasjonar

Nullutslipp er det mulig hva er utfordringene? Arne Førland-Larsen Asplan Viak/GBA

Solenergi og energisystemer Viken møte 16 januar 2019

Hvordan påvirker nullutslippsbygg effektbruken i Norge?

Powerhouse - Et bygg med fremtidens energistandard

SIMIEN Resultater årssimulering

NYE FORRETNINGSMODELLER FOR Å NÅ KLIMAMÅL. Anders Nohre-Walldén Virksomhetsutvikling/FoU

SIMIEN Resultater årssimulering

Powerhouse Kjørbo energikonseptet, balanseringen, optimaliseringen forbrukende og produserende elementer

Inger Andresen, seniorforsker SINTEF Bygggforsk, prof II NTNU

Geotermisk energi. Inga Berre

Norsk bygningsfysikkdag , Oslo. Oppgradering av. i PhD cand Birgit Risholt, NTNU/SINTEF. Hvilke tiltak er mest effektive?

Nytt fra forskningen. Eksempler på nye publikasjoner og pågående forskning innen bygningsfysikk ved NTNU og SINTEF. Norsk bygningsfysikkdag

POWERHOUSE SOM INSPIRASJONSKILDE. Peter Bernhard Energi- og miljørådgiver Asplan Viak AS

Ett år med forskning på nullutslippsområder. Arild Gustavsen, leder FME ZEN, professor NTNU Inger Andresen, arbeidspakkeleder FME ZEN, professor NTNU

IEA PVPS. Trond Moengen. Global co-operation towards sustainable deployment of photovoltaic power systems

Vil ZEB-bygg sprenge nettet?

Fremtiden skapes nå! Teknologi for et bedre samfunn

Kostnadseffektive teknologiløsninger for ZEB-bygg i Norge

SIMIEN Resultater årssimulering

VANNBÅREN ELLER ELEKTRISK OPPVARMING?

ENERGIFORSYNING NØKKELEN TIL NULLUTSLIPPSBYGGET. Oslo, Magnhild Kallhovd, Asplan Viak AS

Fremtidens energisystem

NORGES FØRSTE NULLUTSLIPPSBYGG:

Climate changing homes? Impacts of low energy concepts on housing qualities

Norges energidager NVE, 16. oktober 2014

Stjørdalskonferansen

Energi og energiutfordringer globalt og nasjonalt

Lavenergi, passivhus og nullenergihus Definisjoner og løsninger

Resultater og erfaringer fra FME ZEB Forskningsrådet, Oslo

Teknologi for et bedre samfunn

SIMIEN Resultater årssimulering

Presentasjon på FAGSEMINAR FORNYBAR ENERGI I SOGN OG FJORDANE. Høgskulebygget i Sogndal fredag 18.januar kl

Inger Andresen Seniorforsker / Professor II SINTEF Byggforsk / NTNU

Horisont 2020 Sikker, ren og effektiv energi- Workshop utlysninger Energy efficiency. Mari Lyseid Authen NCP Energi, Forskningsrådet

Er det overhodet behov for å installere varmeanlegg i godt isolerte bygg Ulike løsninger overordnet diskusjon og prosjekteksempler

Fremtidens klimavennlige bygninger

Solenergi i Energimeldingen

Byggebransjens klimautfordringer. Professor Anne Grete Hestnes, NTNU Faglig leder, FME-senteret Zero Emission Buildings (ZEB)

SIMIEN Resultater årssimulering

Energiriktige bygninger i dag og i morgen Beyond tomorrow - Hvordan er veien videre? Kurs Lillestrøm, februar 2013

Smart Sustainable Cities Forskningsstatus

Aktiv energistyring i passive bygg

SIMIEN Resultater årssimulering

ffsimien Resultater årssimulering

Bærekraftig bygging Strategisk analyse

Miljøgevinstene ved å bygge i tre

Energibehov og energiforsyning -hvordan få dette til å henge sammen når målet er lavt CO 2 utslipp? Tore Wigenstad enova

SIMIEN Resultater årssimulering

NYE ENERGIKRAV I TEK HØRINGSMØTE Norsk Eiendom/ Grønn Byggallianse

SIMIEN Resultater årssimulering

BioCarb+ NFR KPN prosjekt MNOK. Enabling the biocarbon value chain for energy

ENERGIX. Seminar om INNOVASJONSPROSJEKTER I NÆRINGSLIVET relatert til ENERGIEFFEKTIVISERING I INDUSTRIEN

Bærekraftige bygninger Eksempler og veien videre. Per F. Jørgensen og Peter Bernhard Asplan Viak AS

SINTEF-seminarene Oslo, 19. mars Bli din egen strømprodusent hvordan anser markedet denne type bygg?

Powerhouse Kjørbo Rehabilitert plusshus

SIMIEN. Resultater årssimulering

Foreløpige energiresultater for Norwegian Wood prosjekter

Urban bebyggelse med ambisiøse energi- og miljømål

Energi og Teknologi i bygg. Jens Petter Burud, Direktør for Teknologi og Utvikling Oslo 5. september 2012

Transkript:

Hvordan redusere CO 2 utslipp i bygg og anleggsektoren? Effektiv energibruk og fornybar energiproduksjon Åse Lekang Sørensen SINTEF byggforsk TEKNA 23.februar 2017 SINTEF Building and Infrastructure 1

Denne presentasjonen Status i Norge: Energi i byggsektoren Kort om forskningssentrene Zero Emission Buildings (ZEB) Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities (ZEN) Energieffektiv energibruk i bygg Lokal fornybar varme- og strømproduksjon Eksempler SINTEF Building and Infrastructure 2

Status i Norge: Energi i byggsektoren SINTEF Building and Infrastructure 3

strøm Netto innenlandsk energibruk 1990 og 2014 Byggsektoren: Ca. 40 prosent av netto innenlands energibruk i Norge Kilde energibruk: Energimeldingen (Meld. St. 25 (2015-2016)) SINTEF Building and Infrastructure 4

Viktige mål for byggsektoren i Norge Skjerpe energikravene i byggeteknisk forskrift til passivhusnivå i 2015 nesten nullenerginivå i 2020 Energibruken i eksisterende bygg skal reduseres med 10 TWh innen 2030 SINTEF Building and Infrastructure 5

Kort om forskningssentrene Zero Emission Buildings (ZEB) Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities (ZEN) SINTEF Building and Infrastructure 6

Zero Emission Buildings (ZEB) Illustration: Snøhetta

ZEB Centre s main objective is to develop competitive products and solutions for existing and new buildings that will lead to market penetration of buildings with zero greenhouse gas emissions related to their production, operation, and demolition. Illustration: Snøhetta/MIR The centre encompass both residential, commercial, and public buildings. www.zeb.no Illustration: Snøhetta/MIR

Annually energy demand/production: kwh/m2 What is a zero emission building (ZEB)? Renewable energy sources produced or transformed at the building site have to compensate for CO 2 emissions from operation of the building and for production, transport and demolition of all the building materials and components during the life cycle of the building 250 200 150 100 50 0-50 -100 Energy standard, single family houses in Norway Today's average standard Buildings code, 2007 Energy demand Passive house standard Net zero energy Energy production Plus energy Source: SINTEF Byggforsk

Greehouse gas emissions* Different levels of ambition for ZEB * Greenhouse gas emissions are calculated as kg CO 2 -equivalents per m 2 heated floor area per year (distributed over a 60 years life time)

ZEB-O Energy use Generate renewable Emissions CO 2 energy. Payback CO 2 Materials Construction Use End of life

ZEB-O EQ Energy use Generate renewable Emissions CO 2 energy. Payback CO 2 Materials Construction Use End of life

ZEB-OM Energy use Generate renewable Emissions CO 2 energy. Payback CO 2 Materials Construction Use End of life

ZEB-COM Energy use Generate renewable Emissions CO 2 energy. Payback CO 2 Materials Construction Use End of life

ZEB Pilot Buildings Inger Andresen, professor NTNU

ZEB Ambition Levels Project Powerhouse Kjørbo Powerhouse Brattørkaia FLO Haakonsvern Campus Evenstad Ambition Level ZEB OM EQ ZEB OM EQ ZEB O EQ ZEB COM Heimdal VGS ZEB O - 20%M ZEB House Larvik Skarpnes Zero Village Bergen ZEB OM ZEB O ZEB O

Heimdal VGS* - 18 000 m 2-4 etasjer FLO Haakonsvern - 2 200 m 2-3 etasjer Campus Evenstad - 1 100 m 2-2 etasjer Powerhouse Brattørkaia - 14 800 m 2-10 etasjer Zero Village Bergen - 92 000 m 2-2-4 etasjer Powerhouse Kjørbo - 5200 m 2-3-4 etasjer ZEB Larvik: 202 m 2, 2 etasjer Skarpnes: 154 m 2, 2 etasjer Living Lab: 102 m 2, 1 etasje

Fra byggfokus til områdefokus Zero Emission Neighbourhood avsluttes SINTEF Building and Infrastructure

THE RESEARCH CENTRE ON Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities 20 ZEN The Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

Z E R O E M I S S I O N N E I G H B O U R H O O D S IN SMART CITIES FME ZEN FACTS Host: Norwegian University of Science and Technology Research partners: SINTEF Building and Infrastructure and SINTEF Energy Research Start date: Winter 2016/2017 Total budget: ca. 380 MNOK (2016 2024) Approximately 20 PhD candidates and 5 post docs 21 ZEN The Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

10 Public partners 20 Industry partners Research partners Oslo, Bergen, Trondheim Bodø, Elverum, Steinkjer Sør-Trøndelag fylkeskommune Statsbygg NVE Norges vassdrag og energidirektorat DiBK Direktoratet for byggkvalitet ByBo, Elverum Tomteselskap TOBB Snøhetta, Reinertsen, Asplan Viak Multiconsult, SWECO, Civitas FutureBuilt Energi Norge, Norsk Fjernvarme NTE Nord-Trøndelag Energiverk Hunton, Moelven Norcem Numascale Smart Grid Services Cluster Skanska GK, Caverion NTNU SINTEF 22 ZEN The Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

Z E R O E M I S S I O N N E I G H B O U R H O O D S IN SMART CITIES VISION: «Sustainable neighbourhoods with zero greenhouse gas emissions» 23 ZEN The Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

Z E R O E M I S S I O N N E I G H B O U R H O O D S IN SMART CITIES RESEARCH QUESTIONS How should the sustainable neighbourhoods of the future be designed, built, transformed and managed to reduce their greenhouse gas emissions towards zero? 1 2 3 Which integrated decision- and design support methods, processes and tools are needed? How to optimize the building stock to achieve low energy demand as well as high flexibility towards smart energy grids? Which energy systems and services can contribute towards achieving zero GHG emissions at the neighbourhood level? 24 ZEN The Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

Z E R O E M I S S I O N N E I G H B O U R H O O D S IN SMART CITIES WORK PACKAGES WP1: Analytical Framework for Design and Planning of ZEN WP2 Policy measures, innovation and business models WP3 Resource and energy efficient buildings WP4 Energy flexible neighbourhoods WP5 Neighbourhoods in the larger energy system WP 6 Pilot projects and living labs 25 ZEN The Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

Energieffektiv energibruk i bygg SINTEF Building and Infrastructure 26

Energibruk i bygg i Norge Byggteknisk forskrift (TEK) regulerer energibruk i nye bygg og omfattende rehabiliteringer Energikravene er strammet inn de senere år 25 % i 2007 20-25 % i 2016 TEK10 gjelder nå Kilde: Energimeldingen (Meld. St. 25 (2015-2016)) SINTEF Building and Infrastructure 27

Energibehov og levert energi Teknologi Levert energi Strøm Fjernvarme Olje Ved Solceller Solfangere Varmepumpe Vedovn Systemtap og virkningsgrader Energibehov Varme og varmtvann Vifter og pumper Belysning Teknisk utstyr Kjøling Eksempel med varmepumpe (SCOP 3): Varmebehov på 6 000 kwh kan dekkes med 2 000 kwh levert strøm Eksempel med solceller (4 000 kwh): Strømbehov på 10 000 kwh kan dekkes med 6 000 kwh levert strøm (netto) SINTEF Building and Infrastructure

Ønsker lavt netto energibehov, kwh/(m 2 år) 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Kjøling Utstyr Belysning Vifter og pumper Tappevann Ventilasjonsvarme Romoppvarming *design values

Godt isolerte bygg: Eksempel u-verdier yttervegg (W/(m 2 K)) 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 *design values

Tette vegger: Eksempel lekkasjetall, n 50 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 *green are design values, blue are measured values

God varmegjenvinning, ventilasjonssystem (%) 100 80 60 40 20 0 *design values, average during operation

Lokal fornybar varme- og strømproduksjon SINTEF Building and Infrastructure 33

Eksempler på fornybar varme- og strømproduksjon Varmepumpe Grunnvarme Ved og pellets Solceller CHP Combined heat and power Solfangere Fjernvarme * Vindmølle Vannkraft SINTEF Building and Infrastructure 34

Renewable electrical sypply Project Powerhouse Kjørbo Powerhouse Brattørkaia FLO Haakonsvern Campus Evenstad Heimdal VGS ZEB House Larvik Skarpnes Zero Village Bergen Systems Photovoltaics Photovoltaics Photovoltaics CHP system based on gasification of wood chips Photovoltaics + CHP Photovoltaics Photovoltaics Photovoltaics (+CHP?)

SINTEF Building and Infrastructure

Plusskunder Illustrasjon: Lovinda Ødegården SINTEF Building and Infrastructure

SINTEF Building and Infrastructure

Yearly output per m 2 PV area, kwh/m 2 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Photovoltaic panels Kjørbo and Skarpnes 20,4 % Sunpower E20 ZVB 18,3 % LG 300 N1 Larvik 15,2 % ITS EcoPlus

Eksempel fra kontorbygg i Bergen 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 Levert energi og solstrømproduksjon (kwh) 0 jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des Faktisk levert energi, korrigert Faktisk solstrøm-produksjon 254 solcellepaneler a 333 kw, Areal 414 m 2, Effekt 85 kw

Strøm og varme fra biomasse Combined Heat and Power CHP

CHP anlegget på Evenstad Volter 40 Effekt: 40 kw strøm (45 kw generator) 100 kw varme Energi-anslag: 133 000 kwh strøm 325 500 kwh varme Virkningsgrader Strøm: ca. 20 % Varme: ca. 50 % Totalt: ca. 70 % Figur: ETA Norge

CHP-anlegget på Evenstad Foto: ETA Norge

Flis til CHP-anlegget Lokal leverandør av flis: Rena Forst Bioenergi AS Behov treflis: 800-1000 m 3 pr. år Sammensetning og opprinnelse Biomasse av treverk fra skog eller plantasje I henhold til standard ISO 17225. Dimensjoner Størrelse hovedfraksjoner: 8 mm P 50 mm Innhold av finstoff (mindre enn 3,15 mm): < 1% Maksimal størrelse fraksjoner: < 63 mm I henhold til standard ISO 17827-1 Foto: Statsbygg Fuktinnhold Maksimalt fuktinnhold: M15 ( 15 %) I henhold til standarder ISO 18134-1 og ISO 18134-2 Foto: ETA Norge

Energiforsyning på Campus Evenstad Energiforsyning Strøm og varme fra CHP-anlegg basert på gassifisering av lokal flis Andre energikilder på Campus Solfangere produserer varme Solceller produserer strøm Foto: ETA Norge

Campus Evenstad er det første ZEN-pilotområdet De andre: Oslo/Furuset, Zero Village Bergen, Elverum/Ydalir, Trondheim, Bodø/flyplassområde, Steinkjer Totalt: Ca 11 000 m 2 bygg, ulike byggkategorier. Ca energibruk: 900.000 kwh el og 530.000 kwh varme Energisentral med flis-basert CHP Strøm: 40 kw, ca.200.000 kwh? Varme: Ca. 500.000 kwh? Solfangere Varme: Ca 48.000 kwh? Første ZEN-pilot: Demonstrere samspill mellom Strømkilder (solceller, CHP, nett) Varmekilder (CHP, solfangere) Varmelager og batteri Energibruk: Ulike bygg/bruksprofiler Solceller 60 kw. Strøm: Ca. 62.000 kwh 50 ZEN The Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods in Smart Cities

Eksempel til slutt: Bolig i Larvik SINTEF Building and Infrastructure 51

The ZEB pilot house Larvik ("Multikomfort-house") Two-storey single-family residential building Demonstration and exhibition house Heated floor area: 201.5 m 2 Opening Autumn 2014 photo: Brødrene Dahl/Paal-André Schwital

Design criteria: ZEB-OM + transport M O + Electrical car Source: A Norwegian ZEB Definition Guideline

The building envelope Reduce the need for heating Well insulated Airtight Avoid the need for cooling Solar protection (bedroom windows) Windows placed shaded from the sun

Overview of the energy system Electricity: Solar cells Battery bank Heat: Geothermal heat pump Solar thermal panels Ventilation system: High efficiency heat recovery Grey water heat recovery systems

Illustration: Snøhetta

Solar cells and battery bank 22.75 kw p PV system, 150 m 2, 91 modules (Innotech Solar) Each module: 15.5% efficiency, peak power 250 W p Calculated: 19,200 kwh per year Connected to the utility grid Battery bank with 24 batteries: 48V at 600Ah in total

Calculated electricity production

Geothermal heat pump and Solar thermal panels Ground-source-to-water heat pump, 3 kw Cover 80% of the heating load Solar thermal collector system, 16.8 m² Cover 20% of the heating load Hot water is collected in a 400 liter tank Low temperature distribution system

Radiators

Grey water heat recovery systems

Spørsmål? Takk for meg! Åse Lekang Sørensen Ase.Sorensen@sintef.no SINTEF Building and Infrastructure