Bør sesonglagring av varme kunne gi enklere byggekrav? : sesongbasert lagring av solvarme (BTES) til en norsk enebolig vurdert mot levetidskostnader, energiforbruk, LCA og byggteknisk forskrift (TEK)

Abstract

De byggtekniske forskriftene (TEK) har vært i stadig endring opp igjennom årene og i 2007 ble det innført store endringer i energikravene til TEK. Etter dette har energikravene stadig vært gjenstand for nye innstramninger og det er uttalt av Regjeringen at alle norske bygg skal gå mot passivhusstandard. En slik absolutt overgang vil ha innvirkning på kostnader og legger store estetiske og praktiske begrensninger på byggene. Det er derfor viktig at en eventuell overgang er riktig fundert. Et paradoks i byggteknisk forskrift er målepunktet for byggets energiramme. De bygningstekniske kravene baserer seg på et beregnet energiforbruk som ikke tar hensyn til energisystemets elektriske virkningsgrad. Dette fører for eksempel til like omfattende isolasjonskrav for en 100% elektrisk bolig og en bolig som baserer 100% av oppvarmingen på alternativ energi. Ettersom det ikke er særlige insentiver for å flytte energiforbruket vekk fra elektrisitet og byggekostnadene uansett er svært høye, vil satsing og utvikling av alternative energikilder bli ulønnsomme. Dette er uheldig og målepunktet for byggets energiramme i TEK bør flyttes fra posten netto energi til posten for energiforsyning. På denne måten synliggjøres hva slags type energi bygget faktisk benytter og man kan premiere alternativ energiforsyning gjennom enklere byggekrav og lavere kostnader. TEK17 §14-5 (5) Unntak og krav til særskilte tiltak bør revideres til også å inkludere andre reelle energikilder. Det fremstår lite rasjonelt å kun gi unntak til vind- og PV-anlegg ettersom det også finnes likeverdige alternative kilder til energi. For å avgjøre miljøavtrykket til en bolig, er man nødt til å avgjøre hvilket globalt oppvarmingspotensial som bygget representerer over hele livsløpet. Forskjellige drivhusgasser har forskjellig oppvarmingspotensial (GWP) og det er vanlig å normalisere disse mot CO2. CO2 har GWP-faktor 1 og andre gasser skaleres med egne gasspesifikke GWP-faktorer. Resultatet blir et samlet CO2-ekvivalent oppvarmingspotensial, forkortet CO2e. En beregning av miljøprestasjon over hele byggets levetid, kalles en LCA-analyse (Life Cycle Assessment). Disse skal utføres i henhold til NS3720. LCA-delen i denne oppgaven kan kun brukes som forholdstall. Én kilde estimerer 2700% variasjon i reelle CO2e-utslipp knyttet til norsk strømforbruk, mens en annen kilde oppgir estimater som varierer med 990%. Flere kilder skriver at begge de høyeste estimatene antagelig er for lave. Den store usikkerheten skyldes at man står helt fritt til selv å velge hvilke kriterier man vil bruke for beregning av disse utslippene, eksempelvis norsk miks, nordisk miks, europeisk miks, europeisk miks med forventninger om utslipp i år 2080, tall med opprinnelsesgaranti eller ikke. I tillegg kan man benytte forskjellige forutsetninger for elektrisitet til produksjon av byggematerialer og forbruksstrøm . I denne oppgaven vises det at en anerkjent og anbefalt metode på denne måten benytter 3-4 ganger høyere faktor for utslippstall knyttet til forbruksstrøm enn for produksjon av byggematerialer til det samme bygget. Valget av CO2e-faktorer har kun regnskapsmessig betydning og de globale utslippene påvirkes ikke. Man kan benytte EPDer (Environmental Product Declaration) til beregning av utslippene knyttet til den enkelte byggevare. Dette er publikasjoner der miljøavtrykket til en byggevare er beregnet basert på ISO-standarder og Norsk Standard. EPDene er beregnet av den enkelte produsent og samtlige undersøkte EPDer bruker forskjellige faktorer for norsk el-miks. Norcem bruker nordisk el-miks for produksjonen på sitt norske anlegg (Brevik) og benytter dermed den klart høyeste verdien. Dette betyr at produksjon av sement relativt sett kommer dårligere ut enn produksjonen av de andre varene. Det er viktig å være klar over at dersom man velger å benytte egne utslippstall knyttet til forbruksstrøm, må man også beregne nye EPDer til byggevarene, basert på samme forutsetninger og tallgrunnlag. I motsatt fall risikerer man å forskyve de totale utslippene knyttet til bygget. Man bør i denne sammenheng se på følgende eksempel: • SINTEF anbefaler at det benyttes en gjennomsnittlig CO2e-faktor til norsk forbruksstrøm, 132g CO2e kWh-1. Faktoren er et gjennomsnittstall basert på europeisk elektrisitetsmiks med jevnt synkende utslippstall over 60 år og faktoren er ikke revidert på 10 år. Dette til tross for at årlig revisjon er et klart premiss i rapporten som presenterer tallet for første gang (Dokka, 2011). Tallet er beregnet i 2010 med sikkerhet i alle tre hele siffer og er i dag rundt 70% for høyt for prosjekter med oppstart 2020. • SINTEF anbefaler ikke å bruke europeisk elektrisitetsmiks for beregning av utslipp knyttet til produksjonen av byggevarene. For beregning av disse utslippene, anbefales man å bruke norsk elektrisitetsmiks og for eksempel norske EPDer (Selamawit Mamo Fufa, 2016). Dermed forutsetter man at byggevarene blir produsert med norsk strøm, samtidig som forbruksstrømmen som benyttes over byggets livsløp regnes som europeisk og i tillegg er alt for høyt. Dersom SINTEF anbefalte europeisk elektrisitetsmiks også for byggevarer, ville denne CO2e-faktoren vært rundt 800% høyere. Dette kommer tydeligere frem i figur 36 s.108. CO2e-faktorene man velger å benytte til forbruksstrøm vil være av stor betydning for resultatet av en LCA-analyse. Det er derfor slik jeg oppfatter det uheldig at disse kan velges helt fritt. Dersom man internasjonalt heller forenes om én måte å definere CO2e-utslipp knyttet til elektrisitetsforbruk, bør TEK sette krav til slike utslipp og LCA-beregninger. Det er for denne oppgavens formål tre viktige parametere for definisjon av et godt bygg: • Elektrisitetsforbruk • CO2e-utslipp • Kostnadseffektive og trivelige boliger uten mange begrensninger Utvalgte resultater er som følger: • Det er gjennom sesonglagring av solvarme potensiale for å redusere CO2e-utslipp, elektrisitetsforbruk og samtidig ha lavere oppvarmings- og byggekostnader. Dette forutsetter noen mindre endringer i TEK, som nå i praksis hindrer satsning og utvikling av fornybar energi. Resultatet vil prinsipielt gjelde for alternative energikilder også. • De forskjellige byggene kan ved hjelp av for eksempel solfangere møte en nedre grense for strømforbruk til oppvarming. Det er da kun byggematerialene som avgjør differansen i klimagassutslippene. • TEK97 med varmegjenvinning kommer best ut i nær sagt alle kategorier. • 80mm betongsåle og ringmur står for mellom 60- og 40% av utslippene knyttet til bygningsskallet for de forskjellige byggene. Dette gjenspeiles ikke i TEK. • Huset bygget etter TEK97 (uten varmegjenvinning) er klart billigst av scenarioene som er testet her, selv i et 50 års perspektiv. Det bruker mest strøm og slipper derfor også ut mest CO2e. Huset er etter 50 år fortsatt 280 000NOK billigere enn det sammenlignbare passivhuset, selv med 20 500NOK høyere årlige strømutgifter Alle beregninger er gjort konservativt, der det for eksempel tas hensyn til passivhusets lavere effektbehov ved dimensjonering av varmepumper og vannbåren varme selv om dette ikke alltid er realiteten av effektiviseringshensyn. Samtaler med Block Watne tydet på at man ofte velger samme dimensjoner og utstyr for et passivhus som for TEK17 for å unngå spesialbestillinger. I tillegg omregnes produsentkostnad til kundekostnad med en faktor 1,15. Dette er antagelig meget lavt og gjør at passivhuset kommer uforholdsmessig billig ut med tanke på de store investeringskostnadene.