Utnyttelse av to alternative fornybare energiløsninger til oppvarming av et boligfelt i Hemsedal

Abstract

Norge har et mål om å redusere 50% av klimagassutslippene innen 2030 i forhold til utslipp i 1990 [1]. Kommunene vil være en viktig bidragsyter for å nå dette målet og har derfor satt spesifikke mål og tiltak som skal gjennomføres for å kutte klimagassutslipp, redusere energiforbruk og øke gjenbruk og resirkulering av husholdningsavfall. I denne oppgaven studeres to alternative fornybare energiløsninger for oppvarming av 70 boliger i Hemsedal, med et antatt oppvarmingsbehov på12 000kWh per bolig per år. Det ene alternativet er bruk av solfangere for å høste solvarme og sesonglagring av varme i borehullslager i bakken. Ved bruk av 62m2 solfangerareal per bolig vil det antatte oppvarmingsbehovet til boligene dekkes, og det vil totalt høstes 2,1GWh solvarme. Dette vil kreve et varmelagervolum på 90 000m3 med en brønndybde på50m. Det andre alternativet er bruk av bioråvare for energiproduksjon via en mikrobølgeassistert omformingsprosess (MAP), og sesonglagring av varme i borehullslager i bakken. Varmelageret benyttes i dette alternativet for å dekke effekttopper om vinteren n ̊ar oppvarmingsbehovet er stort, samt som en sikkerhet for å kunne dekke oppvarmingsbehovet ved en eventuell driftsstans. MAP-en er fleksibel og kan benytte mange ulike typer råstoff, slik som biomasse fra skog og landbruk, samt plast og gummi. Den kan også kjøres ved ulike driftstider slik at energiproduksjonen blir styrbar. Ved en driftstid på6600 timer per år vil varmeutbyttet bli 1,4GWh. Det nødvendige varmelagervolumet blir dermed 29 500m3 med en brønndybde på35m. I tillegg til varme vil MAP-en ved denne driftstiden gi et elektrisk energiutbytte på 280MWh og ca. 130 tonn biokarbon per år. I biokarbonet vil det være bundet rundt 480 tonn CO2 per år. Biokarbonet kan benyttes til jordforbedring eller rensing av gråvann. Oppgaven studerer også grove system- og driftskostnader. For alternativet med solenergi vil den totale prisen for bolig og systemløsning være 3,8 millioner kr. For alternativet med MAP vil den totale prisen være 3,6 millioner kr. Prisene sammenlignes med en TEK17 bolig, med tykkere vegger og utnyttelse av en varmepumpe til oppvarming. Prisen for TEK17 boligen og varmepumpesystemet estimeres til 3,9 millioner kr. De månedlige kostnadene vil være relativt like for alle tre alternativene. For solalternativet er den månedlige kostnaden 18 700 kr per bolig, for MAP-alternativer er den 19 300 kr og for TEK17 boligen er den 19 500 kr. Begge alternativene for fornybare energiløsninger viser seg altså lønnsomme sammenlignet med en TEK17 bolig. De to alternativene vil også bidra til å oppfylle noen av Hemsedal kommunes energi- og klimatiltak. Alternativene vil blant annet redusere klimagassutslipp som følge av redusert materialbruk i boligene, øke bruken av vannbåren varme og øke bruken av bioenergi til oppvarming. Ved bruk av nye fornybare energiløsninger vil også etterspørselen av elektrisitet fra nettet reduseres betydelig.

Norway has a goal to reduce its greenhouse gas emissions by 50% within 2030 compared to the emissions in 1990 [1]. The municipalities are going to be an important contributor in reaching this goal and they have therefore established specific goals and measures that will be implemented to reduce greenhouse gas emissions, reduce energy consumption and to increase re-use and recycling in household waste. This master’s thesis will study two alternative renewable energy solutions for heating of 70 houses in Hemsedal, with an assumed heating demand of 12 000kWh per household per year.