Transcript Anna Joelsson.pdf

Livscykelperspektiv på energianvändning
Anna Joelsson
Samlad kunskap inom teknik, miljö och arkitektur
Livscykelperspektiv
Hur kan vi kraftigt minska vår klimatpåverkan?
• Energi- och materialeffektiva system från naturresurs till levererad
samhällsservice
• Ökad användning av förnybara resurser
Systemanalys - Brukarfas
Fjärrvärmesystem
Naturresurs
Naturresurs
Bränslekedja
Bränslekedja
Elproduktion
El
El- och värmeproduktion
El
Värme
Livscykelperspektiv
Primärenergi
Värmesystem
Värme
Värmebehov
Systemanalys - Produktionsfas
Livscykelperspektiv
Primärenergi
Träbearbetning
Konstruktion
Process- rester
Avverknings-rester
Energiåtervinning
(ersätter fossila bränseln)
Värmebehov
Byggrester
Rivningsmaterial
Livscykelperspektiv
Bränslekedja
Bränslekedja
Primärenergi drift
El
El
Värme
Värme
Träbearbetning
Konstruktion
Energiåtervinning
Primärenergi konstruktion
Värmebehov
0
100
Hela driftsfasen
Rivning
Återanvändning
Återvinning
Energisystem
solpanel
naturresurs
energikedja
slutomvandling
energibehov
i huset
energibehov
köpt energi
primärenergi
Primärenergi = hur mycket resurser används
Primärenergi för uppvärmning av villa med värmebehov om 40 MWh/år
120
Primärenergi (MWh/ år)
100
80
60
40
20
0
Direktel
Elpanna
Pelletspanna
Oljepanna
Naturgaspanna
Energitillförsel: Kolbaserad ångturbin (CST)
CST= Steam turbine, coal
Bergvärme
Fjärrvärme
Primärenergi = hur mycket resurser används
120
100
Primärenergi (MWh/ år)
80
60
40
20
0
RH
EB
PB
OB
NGB
HP
DH
Kolbaserad energitillförsel (CST)
RH = Resistance heaters
EB = Electric boiler
PB = Pellet boiler
OB = Oil boiler
NGB = Natural gas boiler
DH = District heating
HP = Heat pump
RH
EB
PB
OB
NGB
HP
DH
Biobränslebaserad energitillförsel (BIG/CC)
CST= Steam turbine, coal
BIG/CC= Integrated gasification combined cycle, biomass
Koldioxidutsläpp
CO2-utsläpp för uppvärmning av villa med värmebehov om 40 MWh/år
12
10
Utsläpp(ton C/år)
8
6
4
2
0
RH
EB
PB
OB
NGB
HP
DH
Kolbaserad energitillförsel (CST)
RH = Resistance heaters
EB = Electric boiler
PB = Pellet boiler
OB = Oil boiler
NGB = Natural gas boiler
DH = District heating
HP = Heat pump
RH
EB
PB
OB
NGB
HP
DH
Biobränslebaserad energitillförsel (BIG/CC)
CST= Steam turbine, coal
BIG/CC= Integrated gasification combined cycle, biomass
Lågenergihus - Lindås
Radhusen i Lindås räknas som passivhus
•Inget traditionellt (aktivt)
värmesystem
•…förutom ett elbatteri på 900
watt
•Välisolerat
•Värmeväxlare
•Minimalt luftläckage
•Solpaneler
Jämförelse
Passivhus i Lindås
1970-tals-hus i Östersund
•Värmebehov 150 kWh/m2
•Värmebehov 22 kWh/m2
För Stockholmsklimat
Primärenergi för uppvärmning
Uppvärmning
RH CST
HP CST
DH CST
DH BIG/CC
30000
Primärenergi (kWh/ m2 * 50 år)
25000
20000
15000
10000
5000
0
RH=Resistance heaters
HP=Heat pump
DH=District heating
Östersund
original
Lindås
passiv
CST=Steam turbine, coal
BIG/CC= Integrated gasification combined cycle, biomass
Källa:Gustavsson, L. and Joelsson, A. 2009. Life cycle primary energy analysis of residential buildings. Energy and Buildings, doi:
10.1016/j.enbuild.2009.08.017.
Koldioxidutsläpp vid uppvärmning
Uppvärmning
RH CST
HP CST
DH CST
DH BIG/CC
3000
utsläpp (kg C/m2 * 50 år)
2500
2000
1500
1000
500
0
Östersund
original
RH=Resistance heaters
HP=Heat pump
DH=District heating
Lindås
passiv
CST=Steam turbine, coal
BIG/CC= Integrated gasification combined cycle, biomass
Källa:Gustavsson, L. and Joelsson, A. 2009. Life cycle primary energy analysis of residential buildings. Energy and Buildings, doi:
10.1016/j.enbuild.2009.08.017.
Jämförelse av två flerbostadshus
Limnologen, byggt 2007
Wälludden, byggt 1996
Jämförelse av två flerbostadshus -3 varianter
Energibehov
Uppvärmning + ventilation
(kWh/m2 år)
Wälludden betong
54
Wälludden trä
54
Wälludden trä retrofit
26
Limnologen
21
1.Gustavsson, L, Joelsson, A and Sathre R. 2009. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-story wood-framed apartment building. Energy and Buildings,
Energi för att producera byggnaderna
1000
Primärenergi (kWh/ m2)
800
600
400
200
0
Wälludden
betong
Välludden
trä
Wälludden
trä retrofit
Limnologen
Källa:Gustavsson, L, Joelsson, A and Sathre R. 2009. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-story wood-framed apartment building.
Energy and Buildings, doi:10.1016/j.enbuild.2009.08.018.
Produktion och uppvärmning
Primärenergi (kWh/ m2)
8000
7000
Värme + vent
RH CST
6000
Produktion
5000
4000
3000
2000
1000
0
Wälludden
betong
RH=Resistance heaters
Wälludden
trä
Wälludden
trä retrofit
Limnologen
CST=Steam turbine, coal
Källa:Gustavsson, L, Joelsson, A and Sathre R. 2009. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-story wood-framed apartment building.
Energy and Buildings, doi:10.1016/j.enbuild.2009.08.018.
Produktion och uppvärmning - Energtillförselsystem
Värme + vent
RH CST
HP CST
DH BIG/CC
8000
Primärenergi (kWh/ m2)
7000
6000
Produktion
5000
4000
3000
2000
1000
0
Wälludden
betong
RH=Resistance heaters
HP=Heat pump
DH=District heating
Wälludden
trä
Wälludden
trä retrofit
Limnologen
CST=Steam turbine, coal
BIG/CC= Integrated gasification combined cycle, biomass
Källa:Gustavsson, L, Joelsson, A and Sathre R. 2009. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-story wood-framed apartment building.
Energy and Buildings, doi:10.1016/j.enbuild.2009.08.018.
Produktion och uppvärmning
Viktigt med energieffektiva system, även om de använder förnybara resurser
8000
Ventilation
Värmesystem
Produktion
7000
Primärenergi (kWh/ m2)
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Wälludden Wälludden Limnologen
trä retrofit
trä
El från kolbaserad ångturbin (CST)
Wäludden
trä
Wälludden Limnologen
trä retrofit
Fjärrvärme från kraftvärme med biobränsle (BIG/CC)
El från biobränsle (BST)
CST= Steam turbine, coal
BIG/CC= Integrated gasification combined cycle, biomass
Källa:Gustavsson, L, Joelsson, A and Sathre R. 2009. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-story wood-framed apartment building.
Energy and Buildings, doi:10.1016/j.enbuild.2009.08.018.
Slutsatser
• Ett livscykelperspektiv med beräkning av primärenergi behövs för att
utvärdera byggnaders totala resurs- och klimatpåverkan
• Förändring av tillförselsystemen större effekt än förändring av byggnaderna
• Energitillförselsystem är viktiga även för lågenergihus
• Minskad energianvändning i bruksfasen ökar den relativa betydelsen av de
andra faserna i livscykeln
Primärenergi över byggnadens livscykel
4000
100 års uppvärmning
3000
Primärenergi (kWh/m2) 50 år
2000
1000
0
-1000
-2000
Produktion
Konstruktion
Återvinning
biomassa
Uppvärmning
Rivning
Återvinning rivning
SUMMA
Energitillförsel: Fjärrvärme med biobränsle (DH BST)
Källa:Gustavsson, L, Joelsson, A and Sathre R. 2009. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-story wood-framed apartment building.
Energy and Buildings, doi:10.1016/j.enbuild.2009.08.018.
Utsläpp av CO2 över byggnadens livscykel
100 års uppvärmning
400
Utsläpp (kg CO2/m2) 50 år
200
0
-200
-400
-600
Produktion
Konstruktion
Återvinning
biomassa
Uppvärmning
Rivning
Återvinning rivning
SUMMA
Energitillförsel: Fjärrvärme med biobränsle (DH BST)
Källa:Gustavsson, L, Joelsson, A and Sathre R. 2009. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-story wood-framed apartment building.
Energy and Buildings, doi:10.1016/j.enbuild.2009.08.018.