Region sør Vegavdeling Vestfold Plan og forvaltning Vestfold Dato: 24.09.13 Dynamisk og intelligent vegbelysning Mulighetene for Vestfold www.tu.no
Innholdsfortegnelse 0.1 Sammendrag... - 2-1.0 Bakgrunn... - 3-1.1 Oppdrag fra Vestfold fylkeskommune... - 3-1.2 Hypoteser... - 3-1.2.1 Miljøgevinst... - 4-1.2.2 Driftsmessige besparelser... - 4-1.2.3 Økonomisk gevinst... - 4-1.2.4 Trafikksikkerhet... - 4-2.0 Dagens situasjon i Vestfold... - 4-2.1 Dagens tenningsstrategi... - 5-2.2 Erfaringer med LED i Vestfold... - 5-3.0 Teknologi... - 5-3.1 Dynamisk belysning... - 6-3.2 Aktivitetsbasert belysning (intelligent)... - 6-3.3 Erfaringer på Natriumlamper i Østfold... - 6-3.4 Om LED fra Håndbok 264 «Teknisk planlegging av veg- og gatebelysning»... - 6-4.0 Erfaringer fra Oslo... - 7-5.0 Investeringer og tilbakebetalingstid... - 8-5.1 Investeringer og tilbakebetalingstid på teststrekningene... - 9-5.2 Investeringer og tilbakebetalingstid for hele Vestfold... - 10-6.0 Besvarelse på hypotesene... - 10-6.1 Miljøgevinst... - 10-6.2 Driftsmessige besparelser... - 10-6.3 Økonomisk gevinst... - 10-6.4 Trafikksikkerhet... - 11-6.5 Oppsamling... - 11-7.0 Strategi for vegbelysning i Vestfold... - 11-8.0 Støtteordninger... - 11-9.0 Vegdirektoratet... - 12-10.0 Konklusjon... - 12-11.0 Statens vegvesen anbefaler... - 14-12.0 Litteraturliste... - 14 - - 1 -
Tabelloversikt Tabell 1: Statens vegvesen anbefalte teststrekninger med teknologioversikt Tabell 2: Anslått energimengde brukt på vei, gate og tunnel i Norge i 2011 Tabell 3: Faktaboks over vegbelysning i Vestfold Tabell 4: Fordeler og ulemper ved høytrykks natrium og LED Tabell 5: Statens vegvesen anbefalte teststrekning FV 313 med kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid Tabell 6: Statens vegvesen anbefalte teststrekning FV 311 med kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid Tabell 7: Statens vegvesen kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid for veglysanlegg for hele Vestfold 0.1 Sammendrag Vestfold fylkeskommune ønsker at Statens vegvesen undersøker mulighetene for å innføre dynamisk og/eller intelligent vegbelysning i Vestfold. Det gjøres ut i fra en hypotese om at det både kan være energimessige som økonomiske besparelser i forhold til dagens system. Det er vurdert to strekninger: 1. På FV313 vurderes en teknisk oppgradering 2. På FV 311 vurderes nytt anlegg med LED-teknologi. FV 313 mellom Holmestrand og Sande er en strekning på 11 km og 450 armaturer. Strekningen har en forholdsvis lav trafikkmengde. Her er det mulig med både dimming og dynamisk belysning. Strekningen er vurdert til å representere en gjennomsnittsfylkesveg og erfaringene herfra antas å kunne overføres på andre fylkesveger. FV 311 Åsgårdstrandsveien mellom Gauterød og Ilebrekke er en strekning på 1 km. Her det det mulig å investere i et nyanlegg da det i dag ikke finnes vegbelysning på strekket. Alternativ Vegstrekning Teknologi 1 FV 313 (gl. E18) fra Holmestrand til Sande, 11 km. Det kan monteres nye armaturer med dynamisk teknologi. Dette vil overvåke og dimme anlegget. Dimmere kan regulere effekten fra 100% til 50% i 6 av de tente 8 timene. Det vil gi en besparelse på ca. 30% fra dagens situasjon. 2 FV 313 (gl. E18) fra Holmestrand til Sande, 11 km. 3 Fv 311 Gauterød Ilebrekke, 1 km. Tabell 1: Statens vegvesen anbefalte teststrekninger med teknologioversikt Det kan monteres nye armaturer med aktivitetsbasert styring. Det øker effekten fra 50% til 100% ved aktivitet på veien. Besparelsen er ukjent men med lite trafikk vil besparelsen være opp til 40% fra dagen situasjon. Den trafikk som er vil til en hver tid ha optimal belysning. LED med aktivitetsbasert styring Statens vegvesen anbefaler at det avsettes midler til å teste forskjellige typer av belysning på vegnettet i Vestfold. Det anbefales at man avsetter opp til 4 millioner kroner til videre arbeid med alternativene. - 2 -
1.0 Bakgrunn Det blir hvert år brukt store mengder energi på ulike formål for utendørsbelysning i Norge. Anslått mengde var i 2011[1]: Vei og gate 760 GWh Tunnel 140 GWh Tabell 2: Anslått energimengde brukt på vei, gate og tunnel i Norge i 2011 I veilederen T-1512 «Lys på stedet» står det følgende: «Målet for denne veilederen er å vekke interesse for bruk av utendørsbelysning i utvikling av norske byer og tettsteder, og i energi- og klimaarbeid.» «God lysbruk og riktig valg av tekniske løsninger kan redusere energiforbruket betydelig og bidra til reduserte klimautslipp.» «Riktig belysning med god ledeeffekt gjør det lettere for folk å lese omgivelsene Riktig belysning med gode kontraster gir økt oppmerksomhet og reduserer risikoen for ulykker» «Moderne lysteknologi og styresystemer kan bidra til en utstrakt behovsstyring av lyset, det vil si riktig menge lys til rett tid på rett sted. Spareeksempler: Dimming av gatelys (dagslys, snø, årsdøgnstrafikk (ÅDT) og tilstedeværelse) Bruk av moderne lysstyringsteknologi Bruk av LED Elektroniske komponenter i lysutstyret Reduserte lysnivåer» «Det finnes i dag utendørs belysningsprosjekter hvor man ved overgang til bruk av ny teknologi har en bekreftet energisparing på over 60 %.»[1] 1.1 Oppdrag fra Vestfold fylkeskommune Vestfold fylkeskommune ønsker at Statens vegvesen undersøker mulighetene for å innføre dynamisk og/eller intelligent vegbelysning i Vestfold. Det gjøres ut i fra en hypotese om at det både kan være energimessige som økonomiske besparelser i forhold til dagens system. Det vil som en del av oppdraget bli vurdert forskjellige tekniske løsninger og strategier for belysning på to forskjellige vegstrekninger i Vestfold. 1.2 Hypoteser Utgangspunktet for undersøkelsen er å få belyst om det er mulig med signifikant økonomisk- og energimessige besparelser i tillegg til besparelser på driften. Det kan ligge en miljømessig gevinst på materialesiden. Denne rapporten vil ikke omhandle livssyklusanalyser av materialer men ser kun på strømforbruk og drift. - 3 -
1.2.1 Miljøgevinst Dimming av veglyset og aktivitetsbasert belysning kan gi et mindre forbruk av Watt-timer. Det betyr mindre energibruk og derved mindre kraftproduksjon og dermed en miljøgevinst. 1.2.2 Driftsmessige besparelser Ved dynamisk belysning kan man spare på driftskostnadene da man har oversikt over hvert enkelt lyspunkt. Man kan derfor måltrette vedlikeholdet mer enn på dagens system. Ved LED-armaturer forlenges levetiden på lyskilden og dermed minskes de løpende vedlikeholdsutgifter. Med LED må hele armaturen byttes til nytt når levetiden på lyskilden opphører og dermed er det større investeringskostnader. På sikt vil det komme LED-armaturer hvor det er mulig kun å utskifte lyskilden og ikke hele armaturen som det er i dag. 1.2.3 Økonomisk gevinst Et mindre forbruk av Watt-timer og optimal drift vil resultere i en økonomisk besparelse. 1.2.4 Trafikksikkerhet Riktig lys på riktig tidspunkt. Aktivitetsbasert belysning som intensiveres fra 0% (LED) eller 50% (høytrykks natrium )til 100% av effekten når man kjører eller går forbi. For LED betyr det i tillegg bedre kontraster og fargegjengivelse hvilket har en positiv effekt for synligheten på fotgjengere[6]. 2.0 Dagens situasjon i Vestfold På fylkesvegnettet er det stor variasjon på lysanleggene i Vestfold. Det er en del gamle armaturer som fortsatt er i bruk og det er en del fylkesveger som er blitt omklassifisert fra riksveger og europaveger. Ifølge Håndbok 264 «Teknisk planlegging av veg- og gatebelysning» (veilederen omhandler tekniske krav til veg- og gatebelysning) må armaturene her skiftes så de passer til dagens veg og trafikkmengde. I tillegg til dette er det i dag kommunene som drifter en stor del av lysanleggene på fylkesveger. Fylkeskommunen drifter «kun» 200 km veglys. Nedenfor er listet en rekke fakta for fylkesveger Vestfold: Fakta Kommentar Antall lyspunkter Ca. 6000 November 2011. Dette tallet øker ettersom det bygges nye gang- og sykkelveger langs fylkesvegnettet. Samlet armatur effekt (2011) 1,4 MW 6 millioner kr i 2011 og 4,6 millioner kr i 2012. differansen skyldes lavere strømpris i 2012. Teknologi Høytrykks natrium 70W (gs), 150W, 250W og 400W To strekninger med LED FV 310 Skippergate i Horten FV 311 Åsgårdstrandsveien mellom Olsrød og Gauterød i Tønsberg. Antall km vegbelysning 200 Fylkesvegnettet er langt større, men mange kommuner drifter lysanlegg langs med fylkesveger. Tabell 3: Faktaboks over vegbelysning i Vestfold - 4 -
Det er besparelser i å oppgradere nåværende systemer til moderne armaturer med styring. Spørsmålet er om man skal rehabilitere med konvensjonell teknologi som høytrykks natrium eller om man skal gå for LED. En vurdering av dette er beskrevet i kapitel 5. 2.1 Dagens tenningsstrategi På vegnettet i Vestfold tennes armaturene hovedsakelig etter to forskjellige prinsipper: 1. Etter skumringstabell hvilket vil si at de tennes og slukkes på et fast tidspunkt etter sesong. 2. Det benyttes fotoseller som tenner lyset etter det stedlige lyset ved anlegget. Tennetiden er i dag gjennomsnittlig 8 timer per døgn. Avtalen man har med strømleverandørene går på at man betaler for den effekt (watt) som armaturen har multiplisert med det antall av timer som lyset er tent: Watt x timer. Det er en avtale som stammer fra den tiden E-verkene selv eide gatelyset. Slike anlegg passer ikke til fremtidens systemer med styring og dimming. Nettselskapene har et krav om at det skal monteres energimålere innen 2017. På en slik måte er det mulig å få hentet ut den gevinsten man har ved å styre lysstyrken og dermed betale for faktisk forbruk. Det bør derfor være den første investering som utbedres i det gamle systemet energimålere på alle veglysanlegg. 2.2 Erfaringer med LED i Vestfold På FV 311 Åsgårdstrandsveien fra Olsrød til Gauterød i Tønsberg har man erstattet vanlig armaturer med LED armaturer, dvs. rehabilitering av eksisterende system. Man har ikke endret på avstanden mellom mastene eller på høyden av mastene. Begge deler er nødvendige for at LED skal fungerer optimalt som teknologien ser ut i dag. LED har kortere rekkevidde og mindre intensitet enn høytrykks natrium Under disse forholdene er den målte lysintensiteten (LUX) 50% dårligere med LED. Det ble målt en strømbesparelse på LED-belysningen men vegen ble ikke opplyst etter de standarder som Vegvesenet krever i håndbok 264. Det finnes ikke målinger foretatt på FV 310 Skippergate i Horten. Målinger her vanskeliggjøres av at det er en bygate hvor det finnes mye annen belysning. Stokke kommune er i ferd med å bygge nytt LED anlegg i forbindelse med gang- og sykkelveg fra Vennerød til Valberg. Strekningen er på ca. 1,8 km og består av 55 lyspunkter. Dette anlegget skal også utstyres med aktivitetsstyrt belysning. 3.0 Teknologi Den primære teknologien som blir brukt i dag er høytrykks natrium armaturer. LED blir testet flere og flere steder og de erfaringer man har er at teknologien på LED bare blir bedre. Nedenfor er begrepene «dynamisk belysning» og aktivitetsbasert (intelligent) belysning beskrevet. - 5 -
3.1 Dynamisk belysning Operere på eksisterende system med høytrykks natriumarmaturer. Hver enkelt armatur kommuniserer med et sentralt system. Hvis det oppstår feil i den enkelte armatur rapporteres dette i systemet. Mulighet for dimming 1 trin hvilket vil si at det er mulig med to forskjellige lysstyrker: 50% og 100%. 3.2 Aktivitetsbasert belysning (intelligent) Operere både på eksisterende system med høytrykks Natriumlamper og på LED. En radar detekterer aktivitet og sender signal til de etterfølgende lamper om å gå opp eller ned i lysstyrke. Konvensjonelle systemer (Natrium) har to reguleringsnivåer 50% og 100%. LED belysning kan reguleres helt som man ønsker det. Skal man oppnå den fulle effekt av LED må man dimensjonere hele anlegget til LED. Belysningsteknologi Fordeler: Ulemper: Natrium høytrykk: LED: Billig armatur Kjent teknologi Lang levetid (15 år) Full fleksibilitet på styring av lysstyrke Tabell 4: Fordeler og ulemper ved høytrykks natrium og LED Liten fleksibilitet i lysstyrke (2) 4 årig levetid på lyskilde Uprøvd teknologi Mangler erfaring på lysintensiteten og drift over tid Større investering dyrere armaturer Etter levetid må hele armaturen utskiftes. Når man overveier et skifte fra konvensjonelle systemer som høytrykks Natriumlamper til LED er det både lysfleksibiliteten og driftskostnadene som fra produsentenes side ser positive ut. Erfaringene fra Oslo kommune tyder dog ikke på helt samme erfaringer[4]nesten tvert om. Med dynamisk vegbelysning med dimming kan man regulere lysstyrken. Armaturet kan reguleres til 50% av normal lysstyrke på de nattetimene hvor det er færrest biler. Den dynamiske delen gir kommunikasjon med hver eneste armatur. Hvis man i tillegg har aktivitetsstyrt belysning kan lampene stå på med 50% effekt. Ved registrering av bil, sykkel eller lignende får lampene full effekt. 3.3 Erfaringer på Natriumlamper i Østfold. Statens vegvesen kan vise til gode erfaringer på strekningene i Østfold. Vegvesenet i Østfold har gjort målinger på anlegget med og uten aktivitetsbasert belysning og kan vise til en strømbesparelse på over 40% på det aktuelle anlegget. Størrelsen på besparelsen vil naturligvis variere fra prosjekt til prosjekt på grunnlag av trafikkmengden på stedet. Veg med lite trafikk vil være dempet over lengre perioder enn veg med mye trafikk. 3.4 Om LED fra Håndbok 264 «Teknisk planlegging av veg- og gatebelysning» «Det antas at LED vil bli mer benyttet til vegbelysning etter hvert som kvaliteten øker, prisene går ned og andre lyskilder fases ut. LED har lang levetid og god fargegjengivelse. Lysutbyttet [lumen/watt] er i 2012 omtrent som for natrium høytrykk og metallhalogen, men det har i årene 2005 2011 økt med ca. 7 % per år. LED-armaturer lar seg lett dimme, og strømbesparelsen er større ved dimming av LED enn ved dimming av andre aktuelle lyskilder. Kvaliteten på ulike LED-armaturer er imidlertid svært forskjellig, og det er viktig å verifisere de dataene som blir oppgitt.»[2] - 6 -
«Undersøkelser har vist at vegbelysningen ofte tennes for tidlig eller slukkes for seint, slik at lyset står på til tider hvor det ikke har noen nytte. Det kan derfor oppnås store besparelser med riktig kvalitet, installasjon, drift og vedlikehold av fotoceller til tenning og slukking. Å regulere belysningsanlegget etter prinsippet opprettholdt luminans kan være svært energieffektivt i Norge, hvor vi har lange overgangsperioder mellom natt og dag og hvor vi har lange perioder med snø langs vegene og på vegene.»[2] «Hovedkonklusjoner: Til tunnelbelysning er allerede nå de beste LED-armaturene et brukbart alternativ til tradisjonell belysning, særlig til nattbelysning og til belysning i indre sone på dagtid Til vegbelysning ligger tidspunktet for å ta i bruk LED i større omfang et par år fram i tid, i påvente av armaturer som gir mer lys og har bedre lysfordeling, lavere pris og mer forutsigbar levetid. Oppgitte data fra leverandøren på driftssikkerhet og levetid på alle komponenter bør verifiseres. Det er det svakeste leddet som bestemmer armaturens levetid.»[2] Det ser ut til at man med moderne høytrykksnatriumløsninger får minst like god effekt som med LED[5]. Der hvor det kan ligge besparelser er: Hvis man skifter ut gamle konvensjonelle systemer med nye moderne konvensjonelle systemer Ved styring (dynamisk/aktivitetsbasert) o En følgeeffekt ved styring er at driften optimeres. Ved utbygging av helt ny system med LED, energimåling og intelligent styring av lyset. 4.0 Erfaringer fra Oslo Statens vegvesen var den 3. juni på møte med Oslo kommune Bymiljøetaten da de har testet ut forskjellige vegbelysningsmodeller. Nedenfor er gjengitt hovedkonklusjonene. På langt de fleste lyspunktene har man høytrykks natrium som i Vestfold. Man har installert dynamiske løsninger på 14000 av sine armaturer hvilket vil si at de kan overvåkes online. På en del av disse har man dimming men ikke på alle. Dimmingen følger skumringstabellen. I tillegg har man på mange av strekningene installert energimålere. Oslo kommune har 100% belysning i timene rundt skumring og daggry og har hele natten redusert effekt til 50%. I gangfelt er det konstant en 100% belysning. Oslo kommune overholder kravene i Vegvesenets håndbok, HB264 om belysningsintensitet. Erfaringene med dynamiske løsninger, med energimålere og dimming er ganske gode. Den dynamiske delen gjør at man har kommunikasjon med hver eneste lampe. Er det er feil på lampen kommer det inn i systemet og man kan reagere umiddelbart. Energimålere gjør at man kan måle det faktiske forbruket, hvilket er mindre enn det man betaler for hos strømleverandøren sin. Man ser for seg at man på sikt kan spare opp i mot 50% av dagens el regning. Positive opplevelser av dimming. De forespurte innbyggere registrerte ikke forskjellen men energimålene gjorde! - 7 -
Erfaringene fra Ensjøveien viser at LED ikke holder lysintensiteten som produsenten har lovet. I tillegg er det ikke en strømbesparelse på bruken av LED ut i fra det konvensjonelle systemet som man har sammenlignet med [3] og [4]. Erfaringer fra Oslo over 3 år er at LED taper 25% av lysstyrken Ensjøveien[3][4]. Bruker man LED direkte overført på eksisterende systemer risikerer man enten at lyset ikke rammer bredt nok da LED ikke har samme rekkevidde og intensitet som konvensjonell belysning. Hvis man forsøker å omgå dette ved å endre på vinkelen til LED-lampen risikerer man i høy grad at LED-armaturen kommer til å blende trafikantene. Anbefalingen fra Oslo kommune er på nåværende tidspunkt å optimere dagens system med gode høytrykks natriumlamper kombinert med et dimmingssystem. LED bør kun brukes på nyanlegg hvor hele systemet, lampeavstand, høyde etc. er rettet mot det. Erfaringene fra Oslo kommune bymiljøetaten er samsvarende med det Norconsults lys ingeniør uttaler i Teknisk Ukeblads juninummer 22[3]. 5.0 Investeringer og tilbakebetalingstid Teststrekningene er valgt ut i fra en mulig sammenligning av før og etter situasjonen samt ut fra å kunne teste allerede installert teknologi, hvilket vil gjøre testinvesteringene rimeligere. Det er vurdert fire muligheter: 1. Oppdatering av eksisterende system. Riktig effekt på riktig vegstrekninger. 2. Rehabilitering av eksisterende system med el-måling, riktig effekt og dynamisk belysning med dimmingsmulighet 3. Rehabilitering av eksisterende system med el-måling, riktig effekt, dynamisk -og aktivitetsbasert belysning. 4. Nytt anlegg med LED og aktivitetsbasert belysning. Det er i tillegg vurdert forskjellige strategier for tennetider. 1. Eksisterende system etter en skumringstabell eller fotoceller. 2. Eksisterende system med dimming (Oslo). 3. Fleksibelt (aktivitetsbasert) system. Alternativ Vegstrekning Teknologi 1 FV 313 (gl. E18) fra Holmestrand til Sande, 11 km. Her finnes energimålere. Det kan monteres nye armaturer med dynamisk teknologi. Dette vil overvåke og dimme anlegget. Dimmere kan regulere effekten fra 100% til 50% i 6 av de tente 8 timene. Det vil gi en besparelse på ca. 30% fra dagens situasjon. 2 FV 313 (gl. E18) fra Holmestrand til Sande, 11 km. 3 Fv 311 Gauterød Ilebrekke, 1 km. Tabell 1: Statens vegvesen anbefalte teststrekninger med teknologioversikt Her finnes energimålere. Det kan monteres nye armaturer med aktivitetsbasert styring som øker effekten fra 50% til 100% ved aktivitet på veien. Besparelsen er ukjent men med lite trafikk vil besparelsen være opp til 40% fra dagen situasjon. Den trafikk som er vil til en hver tid ha optimal belysning. LED med aktivitetsbasert styring - 8 -
FV 313 Fjordveien/ Gamle Sørlandske mellom Holmestrand og Sande har en årsdøgntrafikk, ÅDT 3000. Det er en strekning på ca. 11 km. Her tenkes et av to alternativer: dynamisk belysning eller aktivitetsbasert belysning. I 2012 monterte Vegvesenet energimålere på det i elektriske anlegget på Fv 313. Det hadde en kostnad på 1,1 millioner kr for 9 tennskap. Denne kostnad må man forvente kommer i tillegg på de fleste andre fylkesveger i Vestfold da det er et krav fra netteier (Skagerak Nett) at alt veglys skal være energimålt innen 2017. FV 311 Åsgårdstrandsveien mellom Gauterød og Ilebrekke, ÅDT 9300. Strekningen er på ca. 1 km og har i dag ikke vegbelysning. Her kan man tenke seg å investere i et nytt anlegg med LED og aktivitetsbasert styring. 5.1 Investeringer og tilbakebetalingstid på teststrekningene FV 313 mellom Holmestrand og Sande er en strekning på 11 km med 450 armaturer og en forholdsvis lav trafikkmengde. Strekningen er vurdert til å representere en gjennomsnittsfylkesveg og erfaringene herfra antas å kunne overføres på andre fylkesveger. Fv 313 Moderne Natrium høytrykk armaturer á 2500 kr. Investering Besparelse per år* Tilbakebetalingstid [år] [mill. Kr.] [mill. Kr.] 1,13 0 - Dimming á 3000 kr. 1,35 0,1 14 Dynamisk + Dimming á 2,25 0,1 23 5000 kr. Aktivitetsbasert styring á 2,03 0,1 21 4500 kr. Aktivitetsbasert styring + 2,93 0,1 30 dynamisk á 6500 kr. Tabell 5: Statens vegvesen anbefalte teststrekning fv 313 med kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid *Besparelsen er beregnet til 30% hvor man tenker seg dimming til 50% av effekten i 6 av de 8 tente timer. Aktivitetsbasertstyring kan muligens komme helt opp på 40% besparelse. LED ses ikke som et alternativ på FV 313 da det i tillegg vil kreve flere og mindre master da de eksisterende har for stor en avstand og er for høye for LED, se avsnitt 2.2. FV 311 Åsgårdstrandsveien mellom Gauterød og Ilebrekke er en strekning på 1 km. Her det det mulig å investere i et nyanlegg da det i dag ikke finnes vegbelysning på strekket. Referanseprisene er fra det nye anlegget i Stokke hvor 1,8 km belysning koster ca. 3,5 mill. kr. FV 311 Investering Besparelse per år** Tilbakebetalingstid [år] [mill. Kr.] [ mill. Kr.] LED m. aktivitetsbasert 2,0?? styring. Tabell 6: Statens vegvesen anbefalte teststrekning FV 311 med kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid **Besparelsen er vanskelig å beregne da strekket har en høy trafikkmengde og det ved aktivitetsbasert styring tennes ved aktivitet. Men en viss besparelse er sannsynlig da lyskilden kan slukkes helt når det er ingen aktivitet, for eksempel på natten. - 9 -
5.2 Investeringer og tilbakebetalingstid for hele Vestfold Tabell 7 viser en oversikt over alternative tekniske løsninger, investeringsrammen og den teoretiske tilbakebetalingstid. Prisene for hele fylket har en del usikkerheter da anleggene er så forskjellige. Vestfold Investering Besparelse per år* Tilbakebetalingstid [år] [mill. Kr.] [mill. Kr.] Moderne armaturer á 2500 kr. 15 1,3 - Dimming á 3000 kr. 18 1,3 23 Dynamisk + Dimming á 5000 kr. 30 1,3 32 Aktivitetsbasert styring á 4500 kr. 27 1,3 30 Aktivitetsbasert styring + 39 1,3 39 dynamisk á 6500 kr. LED** 350 2,2 159 Tennskape á 100.000 kr. 12,5 Tabell 7: Statens vegvesen kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid for veglysanlegg for hele Vestfold *Besparelsen er beregnet til 30% hvor man tenker seg dimming til 50% av effekten i 6 av de 8 tente timer. Aktivitetsbasertstyring kan muligens komme helt opp på 40% besparelse. Med LED er det mulighet for enda høyere besparelser da man kan dimme det til langt under 50% av effekten. **Estimatet er beregnet ut i fra nytt anlegg i Stokke. Besparelsen er beregnet ut fra 50% reduksjon i strømforbruk. Uansett er beregningen usikker. Størrelsen av besparelsen avhenger i tillegg av aktuell strømpris. Utgangspunktet for beregningene er 1 kr per kwh. I tillegg kommer kostnader til tennskape med energimålere. På fylkesvegnettet trenger det ca. 125 nye tennskape hvis man skal kunne oppgradere til de dynamiske eller intelligente løsningene og kunne måle det eksakte energiforbruket. Tilbakebetalingstiden overstiger på alle investeringene levetiden for anleggene. Det viser litt om at det er penger å spare men at besparelsen har mer enn vanskelig ved å tjene seg selv hjem. Man bør derfor velge system etter hvilket lys man ønsker på vegnettet. 6.0 Besvarelse på hypotesene 6.1 Miljøgevinst Dimming og styring av veglyset gir en reduksjon i Watt-timer. Vi vurderer en mulig besparelse opp til 40% av dagens forbruk. 6.2 Driftsmessige besparelser Ved dynamisk belysning kan man målrette driften av veglyset da man har oversikt over hvert enkelt lyspunkt. Ved LED-systemer bør vedlikeholdet gå avgjørende ned. 6.3 Økonomisk gevinst Den økonomiske gevinsten kan finnes mange steder: Ved å oppdatere til riktig effekt på det riktige sted med moderne armaturer Installasjon av energimålere som gir mulighet for ny avtale med strømleverandøren - 10 -
Det ligger en mulig besparelse i å endre på strategien for belysning. Kan man dimme et system og få feilmeldinger via nettet kan det skape besparelse og forbedret overblikk. Med dimming og aktivitetsbasert system vil armaturene være mindre i bruk og dermed totallsett et mindre effektforbruk. 6.4 Trafikksikkerhet «Riktig lys på riktig tidspunkt. Aktivitetsbasert belysning som intensiveres når man er kjører eller går forbi. Det betyr bedre kontraster og fargegjengivelse (LED).» At fargegjengivelsen og kontrastene er bedre med LED kan dokumenteres. Men om det har en trafikksikkerhetsmessig effekt er fortsatt usikkert. Det handler igjen om at testperiodene for LED-anleggene ikke har vært lange nok og at alt for få har testet LED til å kunne komme med en endelig konklusjon. 6.5 Oppsamling Det bemerkes at det finnes steder i Vestfold hvor man med en oppdatering av eksisterende løsning kan få en ganske høy besparelse på strømforbruket. Mange steder kan man få forbedret lys og mindre strømkostnader ved en oppdatering til moderne løsninger. I denne rapporten er utgangspunktet det litt mer konservative dimmingsprinsipp hvor vi vet at vi kan spare minst 30% av strømmen ved å dimme på nattetid. Jo mer styring jo større mulighet for besparelse. 7.0 Strategi for vegbelysning i Vestfold Den strategi som skal velges bør henge sammen med den teknologi som man ønsker å ha på vegnettet sitt. I Vestfold i dag er det enten på fotoceller eller skumringstabell. Erfaringene fra Oslo kommune om dimming til 50% om natten virker til å ha en god effekt. Dette på konvensjonelle armaturer. Hvis man i tillegg har dynamisk belysning kan man enten regulere effekten via en pc, fotoseller eller tabell når armaturene skal skifte mellom 50% og 100%. Hvis man har aktivitetsbasert belysning er det en strategi i seg selv som krever en større investering. 8.0 Støtteordninger Enova har mulige støtteordninger. Via hjemmesiden www.enova.no står det: «Enova vil gjennom programmet Støtte til energitiltak i anlegg bidra til miljøvennlig omlegging av energibruk og -produksjon i anlegg i Norge. Støtte gis som investeringsstøtte og utmåling av støtte baserer seg på reglene for statsstøtte til miljøtiltak. Det tas utgangspunkt i godkjente ekstrakostnader (For momspliktige virksomheter og virksomheter med momsrefusjon skal det legges til grunn kostnader eks mva. Virksomheter uten slik ordning kan ta med mva i sine kostnader) forbundet med å gjennomføre tiltaket, en vurdering av lønnsomhet, samt energiutbytte per støttekrone Programmet omfatter kun permanente anlegg, eller anlegg av permanent karakter, og et prosjekt må ha et samlet årlig energimål på minimum 100 000 kwh.»[7] - 11 -
9.0 Vegdirektoratet Vegdirektoratet er interessert i optimal vegbelysning. De har derfor et program som heter LEIV(lavere energiforbruk i SVV). De har midler til evalueringer og utredninger - ikke til innkjøp av utstyr. I teksten nedenfor er sitert Per Ole Wanvik i Vegdirektoratet. «Vegdirektoratet er svært interessert i et samarbeide om belysningsprosjekter i Vestfold. Dette kan og bør inngå i etatsprogrammet LEIV.»[6] «Vi har i år 400 000 kr fra LEIV til strømbesparende veg- og tunnelbelysning. Ca. halvparten av dette, dvs. ca. 200 000 kr, går til strømbesparende vegbelysning. Jeg disponerer i tillegg også litt penger fra et budsjett på min egen seksjon i Vegdirektoratet. I 2014 vil jeg trolig disponere ca. 400 000 kr fra LEIV til utvikling av mer strømbesparende vegbelysning, og kanskje også det samme 2015. Det er mest aktuelt å bruke disse midlene til utprøving av LED-armaturer hvor lysnivået styres og tilpasses behovet til enhver tid. Behovet for tilført lys fra vegbelysningen endrer seg over døgnet og over året med skiftende lysforhold i omgivelsene (skiftende himmellys, skiftende vær, snø i landskapet, snø på vegen) og skiftende trafikkforhold (vi trenger mindre lys på vegen om natten når det er lite trafikk). Vi ønsker å prøve ut teknologien for lysstyring av LED og undersøke strømbesparelser, synbarhet, trafikksikkerhet. Målet er å ikke bruke mer strøm til vegbelysningen enn det som er nødvendig for å ivareta trafikksikkerheten. Vi sparer mer strøm ved å dimme LED enn ved å dimme andre lyskilder og vi ønsker å benytte armaturer som belyser vegen på en god måte (god jevnhet, lite blending ) uten å sende lys ut til sideområder som ikke skal belyses. Utviklingsarbeidet vil bli knyttet opp til prosjekter i regionene, og det kan være interessant å vurdere en tilknytning til prosjekter i Vestfold. Vegdirektoratets midler skal benyttes til utredninger, målinger, evaluering, rapportering, og ikke til innkjøp av belysningsutstyr.»[6] 10.0 Konklusjon Vestfold fylkeskommune ønsker at Statens vegvesen undersøker mulighetene for å innføre dynamisk og/eller intelligent vegbelysning i Vestfold. Det gjøres ut i fra en hypotese om at det både kan være energimessige som økonomiske besparelser i forhold til dagens system. Alternativ Vegstrekning Teknologi 1 FV 313 (gl. E18) fra Holmestrand til Sande, 11 km. Det kan monteres nye armaturer med dynamisk teknologi. Dette vil overvåke og dimme anlegget. Dimmere kan regulere effekten fra 100% til 50% i 6 av de tente 8 timene. Det vil gi en besparelse på ca. 30% fra dagens situasjon. 2 FV 313 (gl. E18) fra Holmestrand til Sande, 11 km. 3 Fv 311 Gauterød Ilebrekke, 1 km. Tabell 1: Statens vegvesen anbefalte teststrekninger med teknologioversikt Det kan monteres nye armaturer med aktivitetsbasert styring. Det øker effekten fra 50% til 100% ved aktivitet på veien. Besparelsen er ukjent men med lite trafikk vil besparelsen være opp til 40% fra dagen situasjon. Den trafikk som er vil til en hver tid ha optimal belysning. LED med aktivitetsbasert styring - 12 -
FV 313 mellom Holmestrand og Sande er en strekning på 11 km og 450 armaturer. Strekningen har en forholdsvis lav trafikkmengde. Strekningen er vurdert til å representere en gjennomsnittsfylkesveg og erfaringene herfra antas å kunne overføres på andre fylkesveger. FV 313 Investering Besparelse per år* Tilbakebetalingstid [år] [mill. Kr.] [ mill. Kr.] Moderne armaturer á 1,13 0-2500 kr. Dimming á 3000 kr. 1,35 0,1 14 Dynamisk + Dimming á 2,25 0,1 23 5000 kr. Aktivitetsbasert styring á 2,03 0,1 21 4500 kr. Aktivitetsbasert styring + 2,93 0,1 30 dynamisk á 6500 kr. Tabell 5: Statens vegvesen anbefalte teststrekning FV 313 med kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid *Besparelsen er beregnet til 30% hvor man tenker seg dimming til 50% av effekten i 6 av de 8 tente timer. Aktivitetsbasertstyring kan muligens komme helt opp på 40% besparelse. FV 311 Åsgårdstrandsveien mellom Gauterød og Ilebrekke er en strekning på 1 km. Her det det mulig å investere i et nyanlegg da det i dag ikke finnes vegbelysning på strekket. Referanseprisene er fra det nye anlegget i Stokke hvor 1,8 km belysning koster ca. 3,5 mill. kr. FV 311 Investering Besparelse per år** Tilbakebetalingstid [år] [mill. Kr.] [ mill. Kr.] LED m. aktivitetsbasert 2,0?? styring. Tabell 6: Statens vegvesen anbefalte teststrekning FV 311 med kostnadsoversikt og tilbakebetalingstid **Besparelsen er vanskelig å beregne da strekket har en høy trafikkmengde og det ved aktivitetsbasert styring tennes ved aktivitet. Men en hvis besparelse er sannsynlig da lyskilden slukkes helt etter endt aktivitet. Med mer fleksibel styring må man ha LED. Her kan man styre effekten som man måtte ønske det men dog fortsatt overholde Håndbok 264. Det er fortsatt usikkert hva de reelle driftskostnadene er på LED-systemene. Produsentene lover lang levetid (15 år) med høy lys intensitet men dagens erfaringstall er ikke helt så positive[5]. Ingen anlegg med LED har vært i drift i de 15 år som produsentene lover at armaturene skal holde da teknologien er så ung. Uavhengig av teknologi er det avgjørende for en økonomisk besparelse å få installert energimålere på hver strekning og få endret på de avtaler som er med strømleverandørene. Bruk av tenningsstrategi avhenger selv sagt av valgt lysstyring. - 13 -
11.0 Statens vegvesen anbefaler Hvis man ser på hvor besparelsene ligger med dagens teknologi ligger det i å styre lyset. Natrium høytrykk gir mulighet for å dimme med 50% mens LED gir mulighet til en vilkårlig dimming. Uansett teknologi må vi per i dag holde oss innenfor de spesifikasjoner som ligger i håndbok 264. Dette kan sette en begrensning på hvor mye man kan dimme. Har man i tillegg til dimming aktivitetsbasert styring får man håndbokkravene oppfylt når det er aktivitet på vegen. Statens vegvesen har interesse i å få testet ut de tre forskjellige alternativene. Statens vegvesen anbefaler teststrekninger hvor de forskjellige systemene kan undersøkes nærmere. Det kan ikke anbefales å bytte fullt ut 1:1 med LED-armaturer da LED per i dag ikke har samme spredning og intensitet som høytrykks natrium. Men utviklingen går sterkt innenfor LED-området så kanskje det kommer en løsning også på rehabilitering innen kort tid. LED er fortsatt for dyrt i investering og det anbefales per i dag kun å installere LED på fylkesveger hvor man ikke har veglysanlegg fra før. Man kan da bygge alt opp tilpasset for LED for å få den ønskede effekt og styring. Det er fortsatt uklart hvor kraftig LED-lyskilden er over tid og man bør fortsatt teste før man skifter alt ut med LED. Nyanlegg med LED kan utløse penge fra Vegdirektoratet det kan man undersøke nærmere hvis fylkeskommunen ønsker dette. Statens vegvesen anbefaler at det avsettes midler til å teste forskjellige typer av belysning på vegnettet i Vestfold. Det anbefales at man avsetter opp til 4 millioner kroner til videre arbeid med alternativene. 12.0 Litteraturliste [1] «Lys på stedet. Utendørsbelysning i byer og tettsteder», 2012. Veileder T-1512, Miljøverndepartementet, Samferdselsdepartementet og Kommunal- og regionaldepartementet [2] Håndbok 264 «Teknisk planlegging av veg-, gate- og tunnelbelysning», 2013, Vegdirektoratet [3] Teknisk Ukeblad nr. 22 juni 2013 «LED lever kortere enn du tror» [4] Intervju med Tom Kristoffersen, Oslo kommune, Bymiljøetaten mandag 3. juni 2013. [5] «Lysmåling i Ensjøveien», 2013 Norconsult [6] E-postkommunikasjon med Per Ole Wanvik, Vegdirektoratet 20.06.2013 og 15.08.2013 [7] http://www.enova.no/finansiering/naring/programtekster/stotte-til-energitiltak-ianlegg/245/1298/ - 14 -
Statens vegvesen Region sør Vegavdeling Vestfold Tlf: (+47 915) 02030 firmapost-sor@vegvesen.no vegvesen.no Trygt fram sammen