byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...byggnaders klimatpåverkan – timme för...

54
BCox 31C23 Telefon 016-544 20 00 • Telefax 016-544 20 99 [email protected] www.energimyndigheten.se Org.nr 202100 -5000 EM2513 W-4.0, 2016-03-11 Martin Erlandsson Eje Sandberg Björn Berggren Nicolas Francart Ida Adolfsson Juni 2018 Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – idag och i framtiden En gemensam metod för energi- och miljöklassning Rapporten har nr C352 i IVL Svenska Miljöinstitutets rapportserie

Upload: others

Post on 17-Jun-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

BCox 31C23 Telefon 016-544 20 00 bull Telefax 016-544 20 99 registratorenergimyndighetense wwwenergimyndighetense Orgnr 202100

-5000

EM

2513

W-4

0 2

016-

03-1

1

Martin Erlandsson Eje Sandberg Bjoumlrn Berggren Nicolas Francart Ida Adolfsson Juni 2018

Byggnaders klimatparingverkan timme foumlr timme ndash idag och iframtiden

En gemensam metod foumlr energi- och miljoumlklassning

Rapporten har nr C352 i IVL Svenska Miljoumlinstitutets rapportserie

1 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

SLUTRAPPORT 1 (53) Datum Dnr

2018-06-30 2016-010046

Projektnr

43917-1

Energimyndighetens titel paring projektet ndash svenska

Oumlppet klassningssystem som styrmedel foumlr resurs- och energieffektiva byggnader Energimyndighetens titel paring projektet ndash engelska

Open classification system for resource and energy efficient buildings Universitethoumlgskolafoumlretag Avdelninginstitution

IVL Svenska Miljoumlinstitutet Affaumlrsutveckling Adress

Box 21060 100 31 Stockholm Namn paring projektledare

Martin Erlandsson Namn paring ev oumlvriga projektdeltagare (i bokstavsordning foumlrnamn)

Bjoumlrn Berggren (Skanska) Eje Sandberg (Aton) Ida Adolfsson (IVL numera Tyreacutens) Nicolas Francart (KTH) Nyckelord 5-7 st

Byggnader bostaumlder byggnadscertifieringssystem klimatparingverkan energianvaumlndning klassning livscykelanalys (LCA) nollemissionsbyggnader tidsupploumlst inventering vaumlrmefoumlrlusttal

Rapportnummer

C352 i IVL Svenska Miljoumlinstitutets rapportserie

ISBN nr 978-91-88787-86-6

R

Box 310 bull 631 04 Eskilstuna bull Besoumlksadress Kungsgatan 43 Telefon 016-544 20 00 bull Telefax 016-544 20 99 registratorenergimyndighetense wwwenergimyndighetense Orgnr 202100-5000

EM

2513

W-4

0 2

016-

03-1

1

Foumlrord Projektet rdquoOumlppet klassningssystem som styrmedel foumlr resurs- och energieffektiva byggnaderrdquo har finansierats av Energimyndigheten (projektnummer 43917-1 diarienummer ) Handlaumlggare paring Energimyndigheten har varit Pontus Cerin (till och med 1 december 2017) och Sara Akkurt

Arbetet har utfoumlrts av en projektgruppen bestaringende av forskare fraringn IVL Svenska Miljoumlinstitutet KTH Tyreacutens och Skanska I ett tidigt skede deltog aumlven Ambjoumlrn Laumltt och Johan Larsson fraringn IVL men paring grund av kapacitetsbrist oumlvertogs denna del av projektet av Skanska Projektgruppen vill tacka Andreas Westberg fraringn Svenska kraftnaumlt foumlr sakhjaumllp Projektgruppen har samarbetat med Forum foumlr Energieffektiva Byggnader (FEBY) och deltagit i en utvecklingsgrupp foumlr pilotversionen av NollCO2 som drivs av Sweden Green Building Council

I projektets referensgrupp har foumlljande personer deltagit

Jens Johansson Upphandlingsmyndigheten Cecilia Mattsson Naturvaringrdsverket Sven-Olof Ryding Naturvaringrdsverket Ellinor Dassman Huge Magnus Ulaner HSB Pontus Cerin Energimyndigheten Kristina Einarsson Boverket Andreas Hagnell Sveriges Kommuner och Landsting Hans-Olof Karlsson Hjorth Boverket Madeleine Hjortsberg Boverket Jonas Larsson Stena Joakim Thorneacuteus Upphandlingsmyndigheten Heini-Marja Suvilehto Upphandlingsmyndigheten Eva Jernbacker ersatt av Julien Morel Naturvaringrdsverket Saija Thacker Sveriges Kommuner och Landsting

Projektets resultat ska ses som en foumlrsta leverans och med potential att vidareutvecklas men med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden

Stockholm juni 2018

Martin Erlandsson Projektledare

3 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inneharingllsfoumlrteckning Foumlrord 2 Sammanfattning 4 Summary 5 Inledning 6

Varingr klimatutmaning 6 Byggsektorn 7 Maringl och syfte 8 Avgraumlnsningar 9 Metodik 9

Energi- och klimatklassning av byggnader 10 Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar 10 Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda 12 Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning 16

Energisystemens klimatprestanda 19 Energisystemets olika delar 19 Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka 20 Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar 22 Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring 22 Dagens energisystem 23 Framtidens energisystem 24

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem 29 Resultat diskussion och vidareutveckling 31 Publikationslista 40 Referenser 40 Bilagor 43

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror 43 Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system 45 Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 50 Beskrivning av exempelbyggnaderna 52

4 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Sammanfattning Projektets metodik ska ses som en foumlrsta leverans med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda foumlr el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden Det finns idag ett antal frivilliga system paring marknaden foumlr energi- och klimatklassning av byggnader Dessa system har det gemensamma att de har som ambition att driva utvecklingen framaringt

I den utveckling som nu sker i klassificeringssystemen foumlr resurs- och energieffektiva byggnader har det uppstaringtt ett behov av att analysera klimatparingverkan av energianvaumlndning timme foumlr timme foumlr fraumlmst noll-utslaumlpps-byggnader Med en saringdan metodik aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Fraringgan aumlr dock om det merarbete som detta kraumlver uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag

Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

Den metodik som utvecklats i projektet har tillaumlmpats paring ett antal exempelbyggnader Resultatet visar bland annat att aumlven klimatprestanda representativa foumlr framtidens braumlnsle maringste tas fram om scenarion ska ge ett relevant resultat och moumljliggoumlra jaumlmfoumlrelse mellan el och fjaumlrrvaumlrme Viktiga antagande i dessa scenarion borde vara foumlrankrade i officiella faumlrdplaner som beskriver hur vi ska naring varingrt gemensamma klimatmaringl Projektet ger baserat paring de resultat som hittills uppnaringtts preliminaumlra rekommendationer paring val av systemperspektiv vid anvaumlndning av LCA-metodik foumlr de olika klassningssystemen beroende paring i vilket syfte de ska anvaumlndas

5 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Summary The projects methodology shall be seen as a first delivery with a unique result where climate performance for the electricity and district heating network is given as unique climate impact data per hour for the energy systems 365 days a year today and in the future There are a number of voluntary systems in the market for energy and climate classification of buildings These systems share the ambition to support this voluntary marker development

In the development that is now taking place in the classification systems for resource and energy efficient buildings a need has arisen to analyze the climate impact of energy use hour by hour for mainly zero-emission buildings With such a methodology it is possible to take into account that energy consumed during high consumption hours that has a different climate impact in relation to low-consumption hours However the question is whether the more work is offset by the benefits of a more detailed decision base

The aim of this project is to investigate market interest in developing a methodology for classifying resource-efficient and climate-adapted buildings and evaluating the possibility of making this time-resolved The purpose of such a common methodology is that it can be used in different environmental classification systems In order to simplify the discussion we share the classification systems in the following groups Building Declarations Zero Buildings and Building Certifications

The methodology developed in the project has been applied to a number of example buildings Results show among other things that climate performance for fuels representative for future must also be developed if the scenarios are to provide a relevant result that allows comparison between electricity and district heating Important assumptions in these scenarios should preferable be based on official roadmaps describing how to reach the common climate target Based on the results achieved so far the project provides preliminary recommendations for choosing system perspective when using LCA methodology for the different classification systems depending on the purpose for which they are to be used

6 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inledning

Varingr klimatutmaning Maumlnskligheten staringr nu infoumlr en av varingr tids stoumlrsta utmaningar ndash att hejda utslaumlppen av vaumlxthusgaser och den negativa klimatparingverkan som varingr konsumtion ger upphov till I ett foumlrsta steg maringste klimatparingverkan ner till noll Foumlr att minska effekterna av klimatparingverkans globala temperaturhoumljning maringste vi inom en generation infoumlra tekniker foumlr att faringnga in och lagra koldioxid genom CCS (carbon capture storage) Det moumljliggoumlr att nolla klimatutslaumlpp Detta raumlcker dock inte enligt det internationella Parisavtalet1 under FN Vi behoumlver ocksaring faringnga in och lagra biomassa (saring kallat BIO-CCS) och daring fraumlmst foumlrnybart kol som anvaumlnds som braumlnsle saring tidigt som 2030 foumlr att naring dessa internationella miljoumlmaringl (EN 2017) Det skulle daring ge oss negativa klimatutslaumlpp Med andra ord saring maringste vi jobba klimatstragiskt i foumlljande ordning

1 Effektivisera och minska resursanvaumlndningen och minska dess klimatparingverkan med kaumlnd teknik

2 Nolla utslaumlpp av vaumlxthusgaser fraringn maumlnskliga processer daumlr detta aumlr effektivast det vill saumlga daumlr utslaumlppen sker i form av punktkaumlllor samt utnyttja befintlig infrastruktur foumlr lagring (saringsom olja och gasutvinning)

3 Tillaumlmpa negativa utslaumlpp med bio-CCS

Foumlrsta punkten ovan kan redan idag genomfoumlras men daumlr CCSbio-CCS inte aumlr ekonomiskt realistiskt och kraumlver en utveckling av affaumlrsmodeller som moumljliggoumlr klimatfoumlrbaumlttrande produkter med staumlrkt konkurrenskraft som foumlljd En taksaumlnkning i handelssystemet boumlr paringverka denna utvecklig i en positiv riktning men mer politiska styrmedel maringste till

I Sverige har riksdagen antagit ett klimatpolitiskt ramverk som inneharingller nya klimatmaringl en klimatlag och ett klimatpolitiskt raringd Ramverket ska skapa ordning och reda i klimatpolitiken och baseras paring en oumlverenskommelse inom den parlamentariska Miljoumlmaringlsberedningen Ramverket bestaringr av ett laringngsiktigt maringl foumlr aringr 2045 och en maringlbana men saknar bindande etappmaringl foumlr utslaumlppsminskningar paring vaumlgen (SOU 201621) Klimatmaringlet enligt klimatlagen (SFS 2017720) innebaumlr att utslaumlppen per person 2050 blir mindre aumln 1 ton per person och aringr och sammanfattas nedan2

rdquoSenast aringr 2045 ska Sverige inte ha naringgra nettoutslaumlpp av vaumlxthusgaser till atmosfaumlren foumlr att daumlrefter uppnaring negativa utslaumlpp Negativa utslaumlpp innebaumlr att utslaumlppen av vaumlxthusgaser fraringn verksamheter i Sverige aumlr mindre aumln till exempel den maumlngd koldioxid som tas upp av naturen som en del av kretsloppet eller mindre aumln de utslaumlpp Sverige bidrar till att minska utomlands genom att investera i olika klimatprojekt De kvarvarande utslaumlppen fraringn verksamheter inom svenskt territorium ska dock vara minst 85 procent laumlgre aumln utslaumlppen aringr 1990rdquo

1 wwwnaturvardsverketseMiljoarbete-i-samhalletEU-och-internationelltInternationellt-miljoarbetemiljokonventionerKlimatkonventionenParisavtalet 2 wwwregeringenseartiklar201706det-klimatpolitiska-ramverket

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 2: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

1 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

SLUTRAPPORT 1 (53) Datum Dnr

2018-06-30 2016-010046

Projektnr

43917-1

Energimyndighetens titel paring projektet ndash svenska

Oumlppet klassningssystem som styrmedel foumlr resurs- och energieffektiva byggnader Energimyndighetens titel paring projektet ndash engelska

Open classification system for resource and energy efficient buildings Universitethoumlgskolafoumlretag Avdelninginstitution

IVL Svenska Miljoumlinstitutet Affaumlrsutveckling Adress

Box 21060 100 31 Stockholm Namn paring projektledare

Martin Erlandsson Namn paring ev oumlvriga projektdeltagare (i bokstavsordning foumlrnamn)

Bjoumlrn Berggren (Skanska) Eje Sandberg (Aton) Ida Adolfsson (IVL numera Tyreacutens) Nicolas Francart (KTH) Nyckelord 5-7 st

Byggnader bostaumlder byggnadscertifieringssystem klimatparingverkan energianvaumlndning klassning livscykelanalys (LCA) nollemissionsbyggnader tidsupploumlst inventering vaumlrmefoumlrlusttal

Rapportnummer

C352 i IVL Svenska Miljoumlinstitutets rapportserie

ISBN nr 978-91-88787-86-6

R

Box 310 bull 631 04 Eskilstuna bull Besoumlksadress Kungsgatan 43 Telefon 016-544 20 00 bull Telefax 016-544 20 99 registratorenergimyndighetense wwwenergimyndighetense Orgnr 202100-5000

EM

2513

W-4

0 2

016-

03-1

1

Foumlrord Projektet rdquoOumlppet klassningssystem som styrmedel foumlr resurs- och energieffektiva byggnaderrdquo har finansierats av Energimyndigheten (projektnummer 43917-1 diarienummer ) Handlaumlggare paring Energimyndigheten har varit Pontus Cerin (till och med 1 december 2017) och Sara Akkurt

Arbetet har utfoumlrts av en projektgruppen bestaringende av forskare fraringn IVL Svenska Miljoumlinstitutet KTH Tyreacutens och Skanska I ett tidigt skede deltog aumlven Ambjoumlrn Laumltt och Johan Larsson fraringn IVL men paring grund av kapacitetsbrist oumlvertogs denna del av projektet av Skanska Projektgruppen vill tacka Andreas Westberg fraringn Svenska kraftnaumlt foumlr sakhjaumllp Projektgruppen har samarbetat med Forum foumlr Energieffektiva Byggnader (FEBY) och deltagit i en utvecklingsgrupp foumlr pilotversionen av NollCO2 som drivs av Sweden Green Building Council

I projektets referensgrupp har foumlljande personer deltagit

Jens Johansson Upphandlingsmyndigheten Cecilia Mattsson Naturvaringrdsverket Sven-Olof Ryding Naturvaringrdsverket Ellinor Dassman Huge Magnus Ulaner HSB Pontus Cerin Energimyndigheten Kristina Einarsson Boverket Andreas Hagnell Sveriges Kommuner och Landsting Hans-Olof Karlsson Hjorth Boverket Madeleine Hjortsberg Boverket Jonas Larsson Stena Joakim Thorneacuteus Upphandlingsmyndigheten Heini-Marja Suvilehto Upphandlingsmyndigheten Eva Jernbacker ersatt av Julien Morel Naturvaringrdsverket Saija Thacker Sveriges Kommuner och Landsting

Projektets resultat ska ses som en foumlrsta leverans och med potential att vidareutvecklas men med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden

Stockholm juni 2018

Martin Erlandsson Projektledare

3 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inneharingllsfoumlrteckning Foumlrord 2 Sammanfattning 4 Summary 5 Inledning 6

Varingr klimatutmaning 6 Byggsektorn 7 Maringl och syfte 8 Avgraumlnsningar 9 Metodik 9

Energi- och klimatklassning av byggnader 10 Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar 10 Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda 12 Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning 16

Energisystemens klimatprestanda 19 Energisystemets olika delar 19 Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka 20 Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar 22 Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring 22 Dagens energisystem 23 Framtidens energisystem 24

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem 29 Resultat diskussion och vidareutveckling 31 Publikationslista 40 Referenser 40 Bilagor 43

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror 43 Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system 45 Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 50 Beskrivning av exempelbyggnaderna 52

4 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Sammanfattning Projektets metodik ska ses som en foumlrsta leverans med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda foumlr el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden Det finns idag ett antal frivilliga system paring marknaden foumlr energi- och klimatklassning av byggnader Dessa system har det gemensamma att de har som ambition att driva utvecklingen framaringt

I den utveckling som nu sker i klassificeringssystemen foumlr resurs- och energieffektiva byggnader har det uppstaringtt ett behov av att analysera klimatparingverkan av energianvaumlndning timme foumlr timme foumlr fraumlmst noll-utslaumlpps-byggnader Med en saringdan metodik aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Fraringgan aumlr dock om det merarbete som detta kraumlver uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag

Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

Den metodik som utvecklats i projektet har tillaumlmpats paring ett antal exempelbyggnader Resultatet visar bland annat att aumlven klimatprestanda representativa foumlr framtidens braumlnsle maringste tas fram om scenarion ska ge ett relevant resultat och moumljliggoumlra jaumlmfoumlrelse mellan el och fjaumlrrvaumlrme Viktiga antagande i dessa scenarion borde vara foumlrankrade i officiella faumlrdplaner som beskriver hur vi ska naring varingrt gemensamma klimatmaringl Projektet ger baserat paring de resultat som hittills uppnaringtts preliminaumlra rekommendationer paring val av systemperspektiv vid anvaumlndning av LCA-metodik foumlr de olika klassningssystemen beroende paring i vilket syfte de ska anvaumlndas

5 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Summary The projects methodology shall be seen as a first delivery with a unique result where climate performance for the electricity and district heating network is given as unique climate impact data per hour for the energy systems 365 days a year today and in the future There are a number of voluntary systems in the market for energy and climate classification of buildings These systems share the ambition to support this voluntary marker development

In the development that is now taking place in the classification systems for resource and energy efficient buildings a need has arisen to analyze the climate impact of energy use hour by hour for mainly zero-emission buildings With such a methodology it is possible to take into account that energy consumed during high consumption hours that has a different climate impact in relation to low-consumption hours However the question is whether the more work is offset by the benefits of a more detailed decision base

The aim of this project is to investigate market interest in developing a methodology for classifying resource-efficient and climate-adapted buildings and evaluating the possibility of making this time-resolved The purpose of such a common methodology is that it can be used in different environmental classification systems In order to simplify the discussion we share the classification systems in the following groups Building Declarations Zero Buildings and Building Certifications

The methodology developed in the project has been applied to a number of example buildings Results show among other things that climate performance for fuels representative for future must also be developed if the scenarios are to provide a relevant result that allows comparison between electricity and district heating Important assumptions in these scenarios should preferable be based on official roadmaps describing how to reach the common climate target Based on the results achieved so far the project provides preliminary recommendations for choosing system perspective when using LCA methodology for the different classification systems depending on the purpose for which they are to be used

6 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inledning

Varingr klimatutmaning Maumlnskligheten staringr nu infoumlr en av varingr tids stoumlrsta utmaningar ndash att hejda utslaumlppen av vaumlxthusgaser och den negativa klimatparingverkan som varingr konsumtion ger upphov till I ett foumlrsta steg maringste klimatparingverkan ner till noll Foumlr att minska effekterna av klimatparingverkans globala temperaturhoumljning maringste vi inom en generation infoumlra tekniker foumlr att faringnga in och lagra koldioxid genom CCS (carbon capture storage) Det moumljliggoumlr att nolla klimatutslaumlpp Detta raumlcker dock inte enligt det internationella Parisavtalet1 under FN Vi behoumlver ocksaring faringnga in och lagra biomassa (saring kallat BIO-CCS) och daring fraumlmst foumlrnybart kol som anvaumlnds som braumlnsle saring tidigt som 2030 foumlr att naring dessa internationella miljoumlmaringl (EN 2017) Det skulle daring ge oss negativa klimatutslaumlpp Med andra ord saring maringste vi jobba klimatstragiskt i foumlljande ordning

1 Effektivisera och minska resursanvaumlndningen och minska dess klimatparingverkan med kaumlnd teknik

2 Nolla utslaumlpp av vaumlxthusgaser fraringn maumlnskliga processer daumlr detta aumlr effektivast det vill saumlga daumlr utslaumlppen sker i form av punktkaumlllor samt utnyttja befintlig infrastruktur foumlr lagring (saringsom olja och gasutvinning)

3 Tillaumlmpa negativa utslaumlpp med bio-CCS

Foumlrsta punkten ovan kan redan idag genomfoumlras men daumlr CCSbio-CCS inte aumlr ekonomiskt realistiskt och kraumlver en utveckling av affaumlrsmodeller som moumljliggoumlr klimatfoumlrbaumlttrande produkter med staumlrkt konkurrenskraft som foumlljd En taksaumlnkning i handelssystemet boumlr paringverka denna utvecklig i en positiv riktning men mer politiska styrmedel maringste till

I Sverige har riksdagen antagit ett klimatpolitiskt ramverk som inneharingller nya klimatmaringl en klimatlag och ett klimatpolitiskt raringd Ramverket ska skapa ordning och reda i klimatpolitiken och baseras paring en oumlverenskommelse inom den parlamentariska Miljoumlmaringlsberedningen Ramverket bestaringr av ett laringngsiktigt maringl foumlr aringr 2045 och en maringlbana men saknar bindande etappmaringl foumlr utslaumlppsminskningar paring vaumlgen (SOU 201621) Klimatmaringlet enligt klimatlagen (SFS 2017720) innebaumlr att utslaumlppen per person 2050 blir mindre aumln 1 ton per person och aringr och sammanfattas nedan2

rdquoSenast aringr 2045 ska Sverige inte ha naringgra nettoutslaumlpp av vaumlxthusgaser till atmosfaumlren foumlr att daumlrefter uppnaring negativa utslaumlpp Negativa utslaumlpp innebaumlr att utslaumlppen av vaumlxthusgaser fraringn verksamheter i Sverige aumlr mindre aumln till exempel den maumlngd koldioxid som tas upp av naturen som en del av kretsloppet eller mindre aumln de utslaumlpp Sverige bidrar till att minska utomlands genom att investera i olika klimatprojekt De kvarvarande utslaumlppen fraringn verksamheter inom svenskt territorium ska dock vara minst 85 procent laumlgre aumln utslaumlppen aringr 1990rdquo

1 wwwnaturvardsverketseMiljoarbete-i-samhalletEU-och-internationelltInternationellt-miljoarbetemiljokonventionerKlimatkonventionenParisavtalet 2 wwwregeringenseartiklar201706det-klimatpolitiska-ramverket

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 3: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

Box 310 bull 631 04 Eskilstuna bull Besoumlksadress Kungsgatan 43 Telefon 016-544 20 00 bull Telefax 016-544 20 99 registratorenergimyndighetense wwwenergimyndighetense Orgnr 202100-5000

EM

2513

W-4

0 2

016-

03-1

1

Foumlrord Projektet rdquoOumlppet klassningssystem som styrmedel foumlr resurs- och energieffektiva byggnaderrdquo har finansierats av Energimyndigheten (projektnummer 43917-1 diarienummer ) Handlaumlggare paring Energimyndigheten har varit Pontus Cerin (till och med 1 december 2017) och Sara Akkurt

Arbetet har utfoumlrts av en projektgruppen bestaringende av forskare fraringn IVL Svenska Miljoumlinstitutet KTH Tyreacutens och Skanska I ett tidigt skede deltog aumlven Ambjoumlrn Laumltt och Johan Larsson fraringn IVL men paring grund av kapacitetsbrist oumlvertogs denna del av projektet av Skanska Projektgruppen vill tacka Andreas Westberg fraringn Svenska kraftnaumlt foumlr sakhjaumllp Projektgruppen har samarbetat med Forum foumlr Energieffektiva Byggnader (FEBY) och deltagit i en utvecklingsgrupp foumlr pilotversionen av NollCO2 som drivs av Sweden Green Building Council

I projektets referensgrupp har foumlljande personer deltagit

Jens Johansson Upphandlingsmyndigheten Cecilia Mattsson Naturvaringrdsverket Sven-Olof Ryding Naturvaringrdsverket Ellinor Dassman Huge Magnus Ulaner HSB Pontus Cerin Energimyndigheten Kristina Einarsson Boverket Andreas Hagnell Sveriges Kommuner och Landsting Hans-Olof Karlsson Hjorth Boverket Madeleine Hjortsberg Boverket Jonas Larsson Stena Joakim Thorneacuteus Upphandlingsmyndigheten Heini-Marja Suvilehto Upphandlingsmyndigheten Eva Jernbacker ersatt av Julien Morel Naturvaringrdsverket Saija Thacker Sveriges Kommuner och Landsting

Projektets resultat ska ses som en foumlrsta leverans och med potential att vidareutvecklas men med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden

Stockholm juni 2018

Martin Erlandsson Projektledare

3 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inneharingllsfoumlrteckning Foumlrord 2 Sammanfattning 4 Summary 5 Inledning 6

Varingr klimatutmaning 6 Byggsektorn 7 Maringl och syfte 8 Avgraumlnsningar 9 Metodik 9

Energi- och klimatklassning av byggnader 10 Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar 10 Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda 12 Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning 16

Energisystemens klimatprestanda 19 Energisystemets olika delar 19 Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka 20 Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar 22 Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring 22 Dagens energisystem 23 Framtidens energisystem 24

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem 29 Resultat diskussion och vidareutveckling 31 Publikationslista 40 Referenser 40 Bilagor 43

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror 43 Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system 45 Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 50 Beskrivning av exempelbyggnaderna 52

4 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Sammanfattning Projektets metodik ska ses som en foumlrsta leverans med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda foumlr el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden Det finns idag ett antal frivilliga system paring marknaden foumlr energi- och klimatklassning av byggnader Dessa system har det gemensamma att de har som ambition att driva utvecklingen framaringt

I den utveckling som nu sker i klassificeringssystemen foumlr resurs- och energieffektiva byggnader har det uppstaringtt ett behov av att analysera klimatparingverkan av energianvaumlndning timme foumlr timme foumlr fraumlmst noll-utslaumlpps-byggnader Med en saringdan metodik aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Fraringgan aumlr dock om det merarbete som detta kraumlver uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag

Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

Den metodik som utvecklats i projektet har tillaumlmpats paring ett antal exempelbyggnader Resultatet visar bland annat att aumlven klimatprestanda representativa foumlr framtidens braumlnsle maringste tas fram om scenarion ska ge ett relevant resultat och moumljliggoumlra jaumlmfoumlrelse mellan el och fjaumlrrvaumlrme Viktiga antagande i dessa scenarion borde vara foumlrankrade i officiella faumlrdplaner som beskriver hur vi ska naring varingrt gemensamma klimatmaringl Projektet ger baserat paring de resultat som hittills uppnaringtts preliminaumlra rekommendationer paring val av systemperspektiv vid anvaumlndning av LCA-metodik foumlr de olika klassningssystemen beroende paring i vilket syfte de ska anvaumlndas

5 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Summary The projects methodology shall be seen as a first delivery with a unique result where climate performance for the electricity and district heating network is given as unique climate impact data per hour for the energy systems 365 days a year today and in the future There are a number of voluntary systems in the market for energy and climate classification of buildings These systems share the ambition to support this voluntary marker development

In the development that is now taking place in the classification systems for resource and energy efficient buildings a need has arisen to analyze the climate impact of energy use hour by hour for mainly zero-emission buildings With such a methodology it is possible to take into account that energy consumed during high consumption hours that has a different climate impact in relation to low-consumption hours However the question is whether the more work is offset by the benefits of a more detailed decision base

The aim of this project is to investigate market interest in developing a methodology for classifying resource-efficient and climate-adapted buildings and evaluating the possibility of making this time-resolved The purpose of such a common methodology is that it can be used in different environmental classification systems In order to simplify the discussion we share the classification systems in the following groups Building Declarations Zero Buildings and Building Certifications

The methodology developed in the project has been applied to a number of example buildings Results show among other things that climate performance for fuels representative for future must also be developed if the scenarios are to provide a relevant result that allows comparison between electricity and district heating Important assumptions in these scenarios should preferable be based on official roadmaps describing how to reach the common climate target Based on the results achieved so far the project provides preliminary recommendations for choosing system perspective when using LCA methodology for the different classification systems depending on the purpose for which they are to be used

6 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inledning

Varingr klimatutmaning Maumlnskligheten staringr nu infoumlr en av varingr tids stoumlrsta utmaningar ndash att hejda utslaumlppen av vaumlxthusgaser och den negativa klimatparingverkan som varingr konsumtion ger upphov till I ett foumlrsta steg maringste klimatparingverkan ner till noll Foumlr att minska effekterna av klimatparingverkans globala temperaturhoumljning maringste vi inom en generation infoumlra tekniker foumlr att faringnga in och lagra koldioxid genom CCS (carbon capture storage) Det moumljliggoumlr att nolla klimatutslaumlpp Detta raumlcker dock inte enligt det internationella Parisavtalet1 under FN Vi behoumlver ocksaring faringnga in och lagra biomassa (saring kallat BIO-CCS) och daring fraumlmst foumlrnybart kol som anvaumlnds som braumlnsle saring tidigt som 2030 foumlr att naring dessa internationella miljoumlmaringl (EN 2017) Det skulle daring ge oss negativa klimatutslaumlpp Med andra ord saring maringste vi jobba klimatstragiskt i foumlljande ordning

1 Effektivisera och minska resursanvaumlndningen och minska dess klimatparingverkan med kaumlnd teknik

2 Nolla utslaumlpp av vaumlxthusgaser fraringn maumlnskliga processer daumlr detta aumlr effektivast det vill saumlga daumlr utslaumlppen sker i form av punktkaumlllor samt utnyttja befintlig infrastruktur foumlr lagring (saringsom olja och gasutvinning)

3 Tillaumlmpa negativa utslaumlpp med bio-CCS

Foumlrsta punkten ovan kan redan idag genomfoumlras men daumlr CCSbio-CCS inte aumlr ekonomiskt realistiskt och kraumlver en utveckling av affaumlrsmodeller som moumljliggoumlr klimatfoumlrbaumlttrande produkter med staumlrkt konkurrenskraft som foumlljd En taksaumlnkning i handelssystemet boumlr paringverka denna utvecklig i en positiv riktning men mer politiska styrmedel maringste till

I Sverige har riksdagen antagit ett klimatpolitiskt ramverk som inneharingller nya klimatmaringl en klimatlag och ett klimatpolitiskt raringd Ramverket ska skapa ordning och reda i klimatpolitiken och baseras paring en oumlverenskommelse inom den parlamentariska Miljoumlmaringlsberedningen Ramverket bestaringr av ett laringngsiktigt maringl foumlr aringr 2045 och en maringlbana men saknar bindande etappmaringl foumlr utslaumlppsminskningar paring vaumlgen (SOU 201621) Klimatmaringlet enligt klimatlagen (SFS 2017720) innebaumlr att utslaumlppen per person 2050 blir mindre aumln 1 ton per person och aringr och sammanfattas nedan2

rdquoSenast aringr 2045 ska Sverige inte ha naringgra nettoutslaumlpp av vaumlxthusgaser till atmosfaumlren foumlr att daumlrefter uppnaring negativa utslaumlpp Negativa utslaumlpp innebaumlr att utslaumlppen av vaumlxthusgaser fraringn verksamheter i Sverige aumlr mindre aumln till exempel den maumlngd koldioxid som tas upp av naturen som en del av kretsloppet eller mindre aumln de utslaumlpp Sverige bidrar till att minska utomlands genom att investera i olika klimatprojekt De kvarvarande utslaumlppen fraringn verksamheter inom svenskt territorium ska dock vara minst 85 procent laumlgre aumln utslaumlppen aringr 1990rdquo

1 wwwnaturvardsverketseMiljoarbete-i-samhalletEU-och-internationelltInternationellt-miljoarbetemiljokonventionerKlimatkonventionenParisavtalet 2 wwwregeringenseartiklar201706det-klimatpolitiska-ramverket

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 4: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

3 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inneharingllsfoumlrteckning Foumlrord 2 Sammanfattning 4 Summary 5 Inledning 6

Varingr klimatutmaning 6 Byggsektorn 7 Maringl och syfte 8 Avgraumlnsningar 9 Metodik 9

Energi- och klimatklassning av byggnader 10 Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar 10 Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda 12 Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning 16

Energisystemens klimatprestanda 19 Energisystemets olika delar 19 Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka 20 Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar 22 Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring 22 Dagens energisystem 23 Framtidens energisystem 24

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem 29 Resultat diskussion och vidareutveckling 31 Publikationslista 40 Referenser 40 Bilagor 43

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror 43 Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system 45 Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 50 Beskrivning av exempelbyggnaderna 52

4 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Sammanfattning Projektets metodik ska ses som en foumlrsta leverans med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda foumlr el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden Det finns idag ett antal frivilliga system paring marknaden foumlr energi- och klimatklassning av byggnader Dessa system har det gemensamma att de har som ambition att driva utvecklingen framaringt

I den utveckling som nu sker i klassificeringssystemen foumlr resurs- och energieffektiva byggnader har det uppstaringtt ett behov av att analysera klimatparingverkan av energianvaumlndning timme foumlr timme foumlr fraumlmst noll-utslaumlpps-byggnader Med en saringdan metodik aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Fraringgan aumlr dock om det merarbete som detta kraumlver uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag

Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

Den metodik som utvecklats i projektet har tillaumlmpats paring ett antal exempelbyggnader Resultatet visar bland annat att aumlven klimatprestanda representativa foumlr framtidens braumlnsle maringste tas fram om scenarion ska ge ett relevant resultat och moumljliggoumlra jaumlmfoumlrelse mellan el och fjaumlrrvaumlrme Viktiga antagande i dessa scenarion borde vara foumlrankrade i officiella faumlrdplaner som beskriver hur vi ska naring varingrt gemensamma klimatmaringl Projektet ger baserat paring de resultat som hittills uppnaringtts preliminaumlra rekommendationer paring val av systemperspektiv vid anvaumlndning av LCA-metodik foumlr de olika klassningssystemen beroende paring i vilket syfte de ska anvaumlndas

5 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Summary The projects methodology shall be seen as a first delivery with a unique result where climate performance for the electricity and district heating network is given as unique climate impact data per hour for the energy systems 365 days a year today and in the future There are a number of voluntary systems in the market for energy and climate classification of buildings These systems share the ambition to support this voluntary marker development

In the development that is now taking place in the classification systems for resource and energy efficient buildings a need has arisen to analyze the climate impact of energy use hour by hour for mainly zero-emission buildings With such a methodology it is possible to take into account that energy consumed during high consumption hours that has a different climate impact in relation to low-consumption hours However the question is whether the more work is offset by the benefits of a more detailed decision base

The aim of this project is to investigate market interest in developing a methodology for classifying resource-efficient and climate-adapted buildings and evaluating the possibility of making this time-resolved The purpose of such a common methodology is that it can be used in different environmental classification systems In order to simplify the discussion we share the classification systems in the following groups Building Declarations Zero Buildings and Building Certifications

The methodology developed in the project has been applied to a number of example buildings Results show among other things that climate performance for fuels representative for future must also be developed if the scenarios are to provide a relevant result that allows comparison between electricity and district heating Important assumptions in these scenarios should preferable be based on official roadmaps describing how to reach the common climate target Based on the results achieved so far the project provides preliminary recommendations for choosing system perspective when using LCA methodology for the different classification systems depending on the purpose for which they are to be used

6 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inledning

Varingr klimatutmaning Maumlnskligheten staringr nu infoumlr en av varingr tids stoumlrsta utmaningar ndash att hejda utslaumlppen av vaumlxthusgaser och den negativa klimatparingverkan som varingr konsumtion ger upphov till I ett foumlrsta steg maringste klimatparingverkan ner till noll Foumlr att minska effekterna av klimatparingverkans globala temperaturhoumljning maringste vi inom en generation infoumlra tekniker foumlr att faringnga in och lagra koldioxid genom CCS (carbon capture storage) Det moumljliggoumlr att nolla klimatutslaumlpp Detta raumlcker dock inte enligt det internationella Parisavtalet1 under FN Vi behoumlver ocksaring faringnga in och lagra biomassa (saring kallat BIO-CCS) och daring fraumlmst foumlrnybart kol som anvaumlnds som braumlnsle saring tidigt som 2030 foumlr att naring dessa internationella miljoumlmaringl (EN 2017) Det skulle daring ge oss negativa klimatutslaumlpp Med andra ord saring maringste vi jobba klimatstragiskt i foumlljande ordning

1 Effektivisera och minska resursanvaumlndningen och minska dess klimatparingverkan med kaumlnd teknik

2 Nolla utslaumlpp av vaumlxthusgaser fraringn maumlnskliga processer daumlr detta aumlr effektivast det vill saumlga daumlr utslaumlppen sker i form av punktkaumlllor samt utnyttja befintlig infrastruktur foumlr lagring (saringsom olja och gasutvinning)

3 Tillaumlmpa negativa utslaumlpp med bio-CCS

Foumlrsta punkten ovan kan redan idag genomfoumlras men daumlr CCSbio-CCS inte aumlr ekonomiskt realistiskt och kraumlver en utveckling av affaumlrsmodeller som moumljliggoumlr klimatfoumlrbaumlttrande produkter med staumlrkt konkurrenskraft som foumlljd En taksaumlnkning i handelssystemet boumlr paringverka denna utvecklig i en positiv riktning men mer politiska styrmedel maringste till

I Sverige har riksdagen antagit ett klimatpolitiskt ramverk som inneharingller nya klimatmaringl en klimatlag och ett klimatpolitiskt raringd Ramverket ska skapa ordning och reda i klimatpolitiken och baseras paring en oumlverenskommelse inom den parlamentariska Miljoumlmaringlsberedningen Ramverket bestaringr av ett laringngsiktigt maringl foumlr aringr 2045 och en maringlbana men saknar bindande etappmaringl foumlr utslaumlppsminskningar paring vaumlgen (SOU 201621) Klimatmaringlet enligt klimatlagen (SFS 2017720) innebaumlr att utslaumlppen per person 2050 blir mindre aumln 1 ton per person och aringr och sammanfattas nedan2

rdquoSenast aringr 2045 ska Sverige inte ha naringgra nettoutslaumlpp av vaumlxthusgaser till atmosfaumlren foumlr att daumlrefter uppnaring negativa utslaumlpp Negativa utslaumlpp innebaumlr att utslaumlppen av vaumlxthusgaser fraringn verksamheter i Sverige aumlr mindre aumln till exempel den maumlngd koldioxid som tas upp av naturen som en del av kretsloppet eller mindre aumln de utslaumlpp Sverige bidrar till att minska utomlands genom att investera i olika klimatprojekt De kvarvarande utslaumlppen fraringn verksamheter inom svenskt territorium ska dock vara minst 85 procent laumlgre aumln utslaumlppen aringr 1990rdquo

1 wwwnaturvardsverketseMiljoarbete-i-samhalletEU-och-internationelltInternationellt-miljoarbetemiljokonventionerKlimatkonventionenParisavtalet 2 wwwregeringenseartiklar201706det-klimatpolitiska-ramverket

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 5: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

4 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Sammanfattning Projektets metodik ska ses som en foumlrsta leverans med ett unikt resultat daumlr klimatprestanda foumlr el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten ges som unika timdata foumlr energisystemen 365 dagar om aringret idag och i framtiden Det finns idag ett antal frivilliga system paring marknaden foumlr energi- och klimatklassning av byggnader Dessa system har det gemensamma att de har som ambition att driva utvecklingen framaringt

I den utveckling som nu sker i klassificeringssystemen foumlr resurs- och energieffektiva byggnader har det uppstaringtt ett behov av att analysera klimatparingverkan av energianvaumlndning timme foumlr timme foumlr fraumlmst noll-utslaumlpps-byggnader Med en saringdan metodik aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Fraringgan aumlr dock om det merarbete som detta kraumlver uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag

Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

Den metodik som utvecklats i projektet har tillaumlmpats paring ett antal exempelbyggnader Resultatet visar bland annat att aumlven klimatprestanda representativa foumlr framtidens braumlnsle maringste tas fram om scenarion ska ge ett relevant resultat och moumljliggoumlra jaumlmfoumlrelse mellan el och fjaumlrrvaumlrme Viktiga antagande i dessa scenarion borde vara foumlrankrade i officiella faumlrdplaner som beskriver hur vi ska naring varingrt gemensamma klimatmaringl Projektet ger baserat paring de resultat som hittills uppnaringtts preliminaumlra rekommendationer paring val av systemperspektiv vid anvaumlndning av LCA-metodik foumlr de olika klassningssystemen beroende paring i vilket syfte de ska anvaumlndas

5 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Summary The projects methodology shall be seen as a first delivery with a unique result where climate performance for the electricity and district heating network is given as unique climate impact data per hour for the energy systems 365 days a year today and in the future There are a number of voluntary systems in the market for energy and climate classification of buildings These systems share the ambition to support this voluntary marker development

In the development that is now taking place in the classification systems for resource and energy efficient buildings a need has arisen to analyze the climate impact of energy use hour by hour for mainly zero-emission buildings With such a methodology it is possible to take into account that energy consumed during high consumption hours that has a different climate impact in relation to low-consumption hours However the question is whether the more work is offset by the benefits of a more detailed decision base

The aim of this project is to investigate market interest in developing a methodology for classifying resource-efficient and climate-adapted buildings and evaluating the possibility of making this time-resolved The purpose of such a common methodology is that it can be used in different environmental classification systems In order to simplify the discussion we share the classification systems in the following groups Building Declarations Zero Buildings and Building Certifications

The methodology developed in the project has been applied to a number of example buildings Results show among other things that climate performance for fuels representative for future must also be developed if the scenarios are to provide a relevant result that allows comparison between electricity and district heating Important assumptions in these scenarios should preferable be based on official roadmaps describing how to reach the common climate target Based on the results achieved so far the project provides preliminary recommendations for choosing system perspective when using LCA methodology for the different classification systems depending on the purpose for which they are to be used

6 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inledning

Varingr klimatutmaning Maumlnskligheten staringr nu infoumlr en av varingr tids stoumlrsta utmaningar ndash att hejda utslaumlppen av vaumlxthusgaser och den negativa klimatparingverkan som varingr konsumtion ger upphov till I ett foumlrsta steg maringste klimatparingverkan ner till noll Foumlr att minska effekterna av klimatparingverkans globala temperaturhoumljning maringste vi inom en generation infoumlra tekniker foumlr att faringnga in och lagra koldioxid genom CCS (carbon capture storage) Det moumljliggoumlr att nolla klimatutslaumlpp Detta raumlcker dock inte enligt det internationella Parisavtalet1 under FN Vi behoumlver ocksaring faringnga in och lagra biomassa (saring kallat BIO-CCS) och daring fraumlmst foumlrnybart kol som anvaumlnds som braumlnsle saring tidigt som 2030 foumlr att naring dessa internationella miljoumlmaringl (EN 2017) Det skulle daring ge oss negativa klimatutslaumlpp Med andra ord saring maringste vi jobba klimatstragiskt i foumlljande ordning

1 Effektivisera och minska resursanvaumlndningen och minska dess klimatparingverkan med kaumlnd teknik

2 Nolla utslaumlpp av vaumlxthusgaser fraringn maumlnskliga processer daumlr detta aumlr effektivast det vill saumlga daumlr utslaumlppen sker i form av punktkaumlllor samt utnyttja befintlig infrastruktur foumlr lagring (saringsom olja och gasutvinning)

3 Tillaumlmpa negativa utslaumlpp med bio-CCS

Foumlrsta punkten ovan kan redan idag genomfoumlras men daumlr CCSbio-CCS inte aumlr ekonomiskt realistiskt och kraumlver en utveckling av affaumlrsmodeller som moumljliggoumlr klimatfoumlrbaumlttrande produkter med staumlrkt konkurrenskraft som foumlljd En taksaumlnkning i handelssystemet boumlr paringverka denna utvecklig i en positiv riktning men mer politiska styrmedel maringste till

I Sverige har riksdagen antagit ett klimatpolitiskt ramverk som inneharingller nya klimatmaringl en klimatlag och ett klimatpolitiskt raringd Ramverket ska skapa ordning och reda i klimatpolitiken och baseras paring en oumlverenskommelse inom den parlamentariska Miljoumlmaringlsberedningen Ramverket bestaringr av ett laringngsiktigt maringl foumlr aringr 2045 och en maringlbana men saknar bindande etappmaringl foumlr utslaumlppsminskningar paring vaumlgen (SOU 201621) Klimatmaringlet enligt klimatlagen (SFS 2017720) innebaumlr att utslaumlppen per person 2050 blir mindre aumln 1 ton per person och aringr och sammanfattas nedan2

rdquoSenast aringr 2045 ska Sverige inte ha naringgra nettoutslaumlpp av vaumlxthusgaser till atmosfaumlren foumlr att daumlrefter uppnaring negativa utslaumlpp Negativa utslaumlpp innebaumlr att utslaumlppen av vaumlxthusgaser fraringn verksamheter i Sverige aumlr mindre aumln till exempel den maumlngd koldioxid som tas upp av naturen som en del av kretsloppet eller mindre aumln de utslaumlpp Sverige bidrar till att minska utomlands genom att investera i olika klimatprojekt De kvarvarande utslaumlppen fraringn verksamheter inom svenskt territorium ska dock vara minst 85 procent laumlgre aumln utslaumlppen aringr 1990rdquo

1 wwwnaturvardsverketseMiljoarbete-i-samhalletEU-och-internationelltInternationellt-miljoarbetemiljokonventionerKlimatkonventionenParisavtalet 2 wwwregeringenseartiklar201706det-klimatpolitiska-ramverket

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 6: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

5 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Summary The projects methodology shall be seen as a first delivery with a unique result where climate performance for the electricity and district heating network is given as unique climate impact data per hour for the energy systems 365 days a year today and in the future There are a number of voluntary systems in the market for energy and climate classification of buildings These systems share the ambition to support this voluntary marker development

In the development that is now taking place in the classification systems for resource and energy efficient buildings a need has arisen to analyze the climate impact of energy use hour by hour for mainly zero-emission buildings With such a methodology it is possible to take into account that energy consumed during high consumption hours that has a different climate impact in relation to low-consumption hours However the question is whether the more work is offset by the benefits of a more detailed decision base

The aim of this project is to investigate market interest in developing a methodology for classifying resource-efficient and climate-adapted buildings and evaluating the possibility of making this time-resolved The purpose of such a common methodology is that it can be used in different environmental classification systems In order to simplify the discussion we share the classification systems in the following groups Building Declarations Zero Buildings and Building Certifications

The methodology developed in the project has been applied to a number of example buildings Results show among other things that climate performance for fuels representative for future must also be developed if the scenarios are to provide a relevant result that allows comparison between electricity and district heating Important assumptions in these scenarios should preferable be based on official roadmaps describing how to reach the common climate target Based on the results achieved so far the project provides preliminary recommendations for choosing system perspective when using LCA methodology for the different classification systems depending on the purpose for which they are to be used

6 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inledning

Varingr klimatutmaning Maumlnskligheten staringr nu infoumlr en av varingr tids stoumlrsta utmaningar ndash att hejda utslaumlppen av vaumlxthusgaser och den negativa klimatparingverkan som varingr konsumtion ger upphov till I ett foumlrsta steg maringste klimatparingverkan ner till noll Foumlr att minska effekterna av klimatparingverkans globala temperaturhoumljning maringste vi inom en generation infoumlra tekniker foumlr att faringnga in och lagra koldioxid genom CCS (carbon capture storage) Det moumljliggoumlr att nolla klimatutslaumlpp Detta raumlcker dock inte enligt det internationella Parisavtalet1 under FN Vi behoumlver ocksaring faringnga in och lagra biomassa (saring kallat BIO-CCS) och daring fraumlmst foumlrnybart kol som anvaumlnds som braumlnsle saring tidigt som 2030 foumlr att naring dessa internationella miljoumlmaringl (EN 2017) Det skulle daring ge oss negativa klimatutslaumlpp Med andra ord saring maringste vi jobba klimatstragiskt i foumlljande ordning

1 Effektivisera och minska resursanvaumlndningen och minska dess klimatparingverkan med kaumlnd teknik

2 Nolla utslaumlpp av vaumlxthusgaser fraringn maumlnskliga processer daumlr detta aumlr effektivast det vill saumlga daumlr utslaumlppen sker i form av punktkaumlllor samt utnyttja befintlig infrastruktur foumlr lagring (saringsom olja och gasutvinning)

3 Tillaumlmpa negativa utslaumlpp med bio-CCS

Foumlrsta punkten ovan kan redan idag genomfoumlras men daumlr CCSbio-CCS inte aumlr ekonomiskt realistiskt och kraumlver en utveckling av affaumlrsmodeller som moumljliggoumlr klimatfoumlrbaumlttrande produkter med staumlrkt konkurrenskraft som foumlljd En taksaumlnkning i handelssystemet boumlr paringverka denna utvecklig i en positiv riktning men mer politiska styrmedel maringste till

I Sverige har riksdagen antagit ett klimatpolitiskt ramverk som inneharingller nya klimatmaringl en klimatlag och ett klimatpolitiskt raringd Ramverket ska skapa ordning och reda i klimatpolitiken och baseras paring en oumlverenskommelse inom den parlamentariska Miljoumlmaringlsberedningen Ramverket bestaringr av ett laringngsiktigt maringl foumlr aringr 2045 och en maringlbana men saknar bindande etappmaringl foumlr utslaumlppsminskningar paring vaumlgen (SOU 201621) Klimatmaringlet enligt klimatlagen (SFS 2017720) innebaumlr att utslaumlppen per person 2050 blir mindre aumln 1 ton per person och aringr och sammanfattas nedan2

rdquoSenast aringr 2045 ska Sverige inte ha naringgra nettoutslaumlpp av vaumlxthusgaser till atmosfaumlren foumlr att daumlrefter uppnaring negativa utslaumlpp Negativa utslaumlpp innebaumlr att utslaumlppen av vaumlxthusgaser fraringn verksamheter i Sverige aumlr mindre aumln till exempel den maumlngd koldioxid som tas upp av naturen som en del av kretsloppet eller mindre aumln de utslaumlpp Sverige bidrar till att minska utomlands genom att investera i olika klimatprojekt De kvarvarande utslaumlppen fraringn verksamheter inom svenskt territorium ska dock vara minst 85 procent laumlgre aumln utslaumlppen aringr 1990rdquo

1 wwwnaturvardsverketseMiljoarbete-i-samhalletEU-och-internationelltInternationellt-miljoarbetemiljokonventionerKlimatkonventionenParisavtalet 2 wwwregeringenseartiklar201706det-klimatpolitiska-ramverket

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 7: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

6 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Inledning

Varingr klimatutmaning Maumlnskligheten staringr nu infoumlr en av varingr tids stoumlrsta utmaningar ndash att hejda utslaumlppen av vaumlxthusgaser och den negativa klimatparingverkan som varingr konsumtion ger upphov till I ett foumlrsta steg maringste klimatparingverkan ner till noll Foumlr att minska effekterna av klimatparingverkans globala temperaturhoumljning maringste vi inom en generation infoumlra tekniker foumlr att faringnga in och lagra koldioxid genom CCS (carbon capture storage) Det moumljliggoumlr att nolla klimatutslaumlpp Detta raumlcker dock inte enligt det internationella Parisavtalet1 under FN Vi behoumlver ocksaring faringnga in och lagra biomassa (saring kallat BIO-CCS) och daring fraumlmst foumlrnybart kol som anvaumlnds som braumlnsle saring tidigt som 2030 foumlr att naring dessa internationella miljoumlmaringl (EN 2017) Det skulle daring ge oss negativa klimatutslaumlpp Med andra ord saring maringste vi jobba klimatstragiskt i foumlljande ordning

1 Effektivisera och minska resursanvaumlndningen och minska dess klimatparingverkan med kaumlnd teknik

2 Nolla utslaumlpp av vaumlxthusgaser fraringn maumlnskliga processer daumlr detta aumlr effektivast det vill saumlga daumlr utslaumlppen sker i form av punktkaumlllor samt utnyttja befintlig infrastruktur foumlr lagring (saringsom olja och gasutvinning)

3 Tillaumlmpa negativa utslaumlpp med bio-CCS

Foumlrsta punkten ovan kan redan idag genomfoumlras men daumlr CCSbio-CCS inte aumlr ekonomiskt realistiskt och kraumlver en utveckling av affaumlrsmodeller som moumljliggoumlr klimatfoumlrbaumlttrande produkter med staumlrkt konkurrenskraft som foumlljd En taksaumlnkning i handelssystemet boumlr paringverka denna utvecklig i en positiv riktning men mer politiska styrmedel maringste till

I Sverige har riksdagen antagit ett klimatpolitiskt ramverk som inneharingller nya klimatmaringl en klimatlag och ett klimatpolitiskt raringd Ramverket ska skapa ordning och reda i klimatpolitiken och baseras paring en oumlverenskommelse inom den parlamentariska Miljoumlmaringlsberedningen Ramverket bestaringr av ett laringngsiktigt maringl foumlr aringr 2045 och en maringlbana men saknar bindande etappmaringl foumlr utslaumlppsminskningar paring vaumlgen (SOU 201621) Klimatmaringlet enligt klimatlagen (SFS 2017720) innebaumlr att utslaumlppen per person 2050 blir mindre aumln 1 ton per person och aringr och sammanfattas nedan2

rdquoSenast aringr 2045 ska Sverige inte ha naringgra nettoutslaumlpp av vaumlxthusgaser till atmosfaumlren foumlr att daumlrefter uppnaring negativa utslaumlpp Negativa utslaumlpp innebaumlr att utslaumlppen av vaumlxthusgaser fraringn verksamheter i Sverige aumlr mindre aumln till exempel den maumlngd koldioxid som tas upp av naturen som en del av kretsloppet eller mindre aumln de utslaumlpp Sverige bidrar till att minska utomlands genom att investera i olika klimatprojekt De kvarvarande utslaumlppen fraringn verksamheter inom svenskt territorium ska dock vara minst 85 procent laumlgre aumln utslaumlppen aringr 1990rdquo

1 wwwnaturvardsverketseMiljoarbete-i-samhalletEU-och-internationelltInternationellt-miljoarbetemiljokonventionerKlimatkonventionenParisavtalet 2 wwwregeringenseartiklar201706det-klimatpolitiska-ramverket

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 8: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

7 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Det saknas en officiell faumlrdplan som visar hur olika sektorer eller delar av varingr konsumtion maringste minska foumlr att vi ska naring nettonollmaringlet senast 2045 Miljoumlmaringlsberedningen utredning inneharingller tvaring maringlscenarion med smaring skillnader fraringnsett att i scenario tvaring som innebaumlr att CCS-teknik finns tillgaumlnglig men kommer inte ta bort alla utslaumlppen helt Kvarvarande utslaumlpp aringr 2050 haumlrroumlr fraumlmst fraringn jordbrukssektorn och processutslaumlpp fraringn industrin men aumlven fraringn foumlrbraumlnning av fossilt plastavfall och emissioner av metan och lustgas (SOU 201621)

Byggsektorn Varingrt klimatmaringl foumlrutsaumltter att alla sektorer bidrar och garingr mot noll utslaumlpp av klimatgaser I Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario antas att energianvaumlndningen i bostadssektorn minskar med 50 procent per bostadsyta till aringr 2050 jaumlmfoumlrt med 1995 och att anvaumlndningen av fossila braumlnslen huvudsakligen fasas ut foumlre 2020 Det finns ingen detaljerad beskrivning i utredningen hur denna reducerade energianvaumlndning ska genomfoumlras i praktiken eller hur mycket av besparingen som ska uppnarings genom minskad energianvaumlndning i nybyggnad respektive i det befintliga bestaringndet Det framgaringr inte heller om man begraumlnsar energianvaumlndningen till uppvaumlrmning varmvatten och fastighetsel det vill saumlga det som regleras med byggreglerna eller om man aumlven inkluderar verksamhetsenergin och husharingllsenergin Foumlr byggnadsrelaterad verksamhetsenergi och husharingllsenergin daumlr vi idag inte ser naringgra regleringar eller trend paring minskning av energianvaumlndningen kommer att dominera allt mer i framtiden foumlr nybyggda bostaumlder

Figur 1 Den byggda miljoumlns klimatparingverkan i ett livscykelperspektiv daumlr scenariot

baseras paring en skattning av byggnaders del av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario till 2050 (SOU 201621) och historiska data fraringn Boverket (2016) och byggmaterialanvaumlndning3 2015 fraringn IVL (Erlandsson 2017)

3 Scenariot utgaringr ifraringn att det fortfaranade slaumlpps ut koldioxid fraringn ut 2050 dvs fraumlmst fraringn energiutvinning med plastavfall i fjaumlrrvaumlrmenaumlten cement- och kalkugnar och i

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 9: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

8 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vad gaumlller klimatparingverkan fraringn den byggda miljoumln saring ser vi en kraftigt nedaringtgaringende trend (se Figur 1) Om vi daumlremot analyserar klimatparingverkan fraringn byggnadernas livscykel saring ser vi inte att denna minskar Om vi ska klara klimatmaringlet saring maringste aumlven oumlvrig resursanvaumlndning hanteras utoumlver driftens uppvaumlrmningsenergi Idag finns ingen reglering av klimatparingverkan fraringn byggnader under dess livscykel Boverket (2018) har visserligen foumlreslagit en klimatdeklaration men denna aumlr taumlnkt att tas fram naumlr byggnaden aumlr faumlrdigstaumllld vilket goumlr att den inte kommer kunna utgoumlra ett styrmedel foumlr att paringverka hur byggnader och deras tekniska installationer designas Foumlr att hantera klimatmaringlen maringste en avvaumlgning goumlras mellan hur energieffektiv en byggnad ska vara i foumlrharingllande till att bygga och underharinglla den Det finns nu en utveckling med nollenergihus och nollemissionshus daumlr det kraumlvs kompensationsaringtgaumlrder foumlr att komma ner eller under noll (Fufa mfl 2016) Foumlr att goumlra detta moumljligt kraumlvs att byggnaden aumlr saring energisnaringl som det bara garingr I Sverige har denna utveckling av laringgenergibyggnader foumlrknippats med begrepp som passivhus och Forum foumlr Energieffektiva byggnader (FEBY) FEBY har haft Energimyndighetens uppdrag att ta fram en svensk definition som publicerades foumlrsta garingngen som FEBY 08 (Erlandsson mfl 2008) i sin senaste version benaumlmnd FEBY18 (FEBY 2018)

Maringl och syfte I den utveckling som nu sker inom resurs- och energieffektiva byggnader har ett behov uppstaringtt att analysera energianvaumlndningen tidsupploumlst framfoumlrallt foumlr att beskriva dess klimatparingverkan I praktiken innebaumlr detta baringde att inventeringsdata fraringn byggnaden och energisystemens klimatparingverkan maringste kunna beskrivas per timme Med en saringdan analysansats aumlr det moumljligt att beakta att energi som konsumeras under houmlgkonsumtionstimmar har en annan klimatparingverkan i foumlrharingllande till laringgkonsumtionstimmar Vi behoumlver daumlrfoumlr beraumlkningsverktyg som goumlr energisimuleringar och klimatberaumlkningar med en timupploumlsning vilket har utvecklats i detta projekt Fraringgan aumlr dock om det merarbete detta innebaumlr uppvaumlgs av foumlrdelarna av ett mer detaljerat beslutsunderlag Maringlet med detta projekt aumlr att utreda marknadsintresset foumlr att ta fram en metodik foumlr klassning av resurseffektiva och klimatanpassade byggnader och utvaumlrdera moumljligheten att goumlra detta tidsupploumlst Syftet med en saringdan gemensam metodik aumlr att den ska kunna anvaumlndas i olika miljoumlklassningssystem Foumlr att foumlrenkla diskussionen delar vi haumlr in klassningssystemen i foumlljande grupper Byggnadsdeklarationer Nollbyggnader och Byggnadscertifieringar

tillverkningsprocessen av bitumen polymerer kemikalier och staringl som vi maringste kompensera foumlr med koldioxid infaringngning och lagring

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 10: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

9 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Avgraumlnsningar Projektets metodik exempel paring miljoumlprestanda och tillaumlmpade scenarion ska ses som ett foumlrsta resultat som behoumlver vidareutvecklas men tillraumlckliga foumlr att ge en anvisning om hur framtida klassningssystem foumlr resurseffektiva och klimatanpassade byggnader kan vidareutvecklas

Metodik Metodiken aumlr att i ett inledande steg genomfoumlra en marknadsanalys som faringngar in nationella energiexperters aringsikter om de klassningssystem som idag finns paring marknaden vilka brister de ser med nuvarande system och hur de ser att dessa system kan vidareutvecklas I denna del av rapporten vidareutvecklar vi olika syften att klassa en byggnad och kopplar detta till grundlaumlggande metodval

I naumlsta steg i projektet har vi utvecklat grundlaumlggande gemensam metodik foumlr hur klimatparingverkan foumlr energisystemen kan kvantifieras hur tidsupploumlsta klimatdata ndash timdata ndash kan tas fram med haumlnsyn till vad som aumlr tillgaumlngligt i publika kaumlllor idag Eftersom olika klassningar goumlrs i olika syften vidareutvecklar vi olika saumltt att beraumlkna klimatparingverkan (global warmning potential GWP) som beaktar olika systemperspektiv Eftersom varingra analyser inte bara utgoumlr en nulaumlgesbeskrivning utan flera klassningssystem foumlrsoumlker vi driva en utveckling framaringt och behoumlver daring beakta framtida energisystem varfoumlr scenarion foumlr energisystemen behoumlver definieras Dessa scenarion har vi valt foumlr att de ligger naumlra ett tvaringgraders-maringl och vi anvaumlnder oss av dessa i brist paring detaljerade nationella faumlrdplaner som visar hur olika sektorer tillsammans kan bidra till varingra gemensamma klimatmaringl

Foumlr att konkretisera och faring en kaumlnsla foumlr hur det som har utvecklats i projektet slaringr vid anvaumlndning har vi gjort exempelberaumlkningar De ger en indikation paring vad skillnaden blir om man utgaringr fraringn timdata istaumlllet foumlr aringrliga medelvaumlrden

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 11: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

10 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energi- och klimatklassning av byggnader

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar

En marknadsundersoumlkning har genomfoumlrts inom ramen foumlr projektet daumlr ett 50-tal sakkunniga personer som aktivt arbetar med laringgenergibyggnader har laumlmnat enkaumltsvar som ger svar paring vad de anser om energi- och miljoumlklassningssystem Syftet har varit att faring en vaumlgledning om inriktning och upplaumlgg av kriterieutformning foumlr ett klassningssystem som inneharingller baringde energi- och miljoumlkrav De som har svarat representerar olika roller i projekten som har relevans foumlr svaren som konsult bestaumlllare entreprenoumlr med mera Alla har gedigna erfarenheterna fraringn ett eller flera projekt daumlr kravambition avseende energiprestanda har varit vaumlsentligt tuffare aumln gaumlllande byggregler Mer aumln 90 procent av de svarande har aumlven erfarenheter fraringn olika typer av klassningssystem som Passivhus Svanen Miljoumlbyggnad Svaren bygger saringledes paring egna erfarenheter och inte paring foumlrestaumlllningar om att arbeta med laringgenergibyggnader Enkaumltsvaren i sin helhet finns presenterade i underlagsrapporten (Sandberg och Berggren 2017)4

Enkaumltsvar om kriterier vid byggande av laringgenergihus ndash analys och slutsatser

Den kanske viktigaste fraringgan som staumllldes var om det behoumlvs klassningssystem daumlr alla utom en svarade ja ofta med en rad olika argument Detta svar ska saumlttas i perspektivet att det kommer fraringn sakkunniga med egna erfarenheter av att arbeta med laringgenergibyggande De svarande ansaringg att klassningssystem generellt sett ger ett stoumld fraumlmst vid upphandling men ocksaring under projektering och byggprocess Som en av de viktigaste orsakerna med att anvaumlnda ett klassningssystem foumlr byggnader angavs att det aumlr bra foumlr att i marknadskommunikation kunna visa att man arbetar med att skapa haringllbara miljoumlvaumlnliga och energieffektiva byggnader Paring koumlpet faringr man ett internt mer strukturerat arbetssaumltt att hantera dessa fraringgor i den egna organisationen Klassningen ger ocksaring ett externt verifierat utlaringtande och resultatet kan ses som en intern sporre och taumlvling med andra Totalt saumltt anser de svarande att en klassning ger byggnaden ett houmlgre marknadsvaumlrde aumln en byggnad som inte har naringgon klassning Maringnga paringpekar ocksaring att det ofta aumlr ett bestaumlllarkrav att klassa byggnaden

4 Enkaumltstudien finns avrapporterad och publicerad paring

httpwwwfebyseimagesRapporterRapporterWP2_1_energipdf

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 12: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

11 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Utfallet av enkaumltfraringgan Hur vaumlrderar ni dagens klassningssystem utifraringn ett

nytta-kostnadsperspektiv Besvara utifraringn de system ni har egna erfarenheter av (fraringga 13 och 14 i Sandberg och Berggren 2017)

Paring fraringgan om dagens klassningssystem aumlr kostnadseffektiva aumlr svaret att FEBY och Svanen oumlverlag anses ha laringga eller rimliga kostnader se Figur 2 Foumlr Miljoumlbyggnad LEED och BREEAM anses kostnaderna foumlr att uppfylla kriterierna oftare vara houmlga Fraringgan om den externa certifieringskostnaden aumlr kostnadseffektiv ger en liknande svarsbild se Figur 2 FEBY anses ha laringga eller rimliga kostnader foumlr MB LEED och BREEAM anser knappt haumllften att dessa certifieringskostnader aumlr houmlga

Figur 3 Utfallet av enkaumltfraringgan av avvikelsen av projekterad energiprestanda i foumlrharingllande

till det faktiska resultatet (fraringga 6 och 7 i Sandberg och Berggren 2017)

Ser vi till naringgra mer tekniska fraringgor som staumllldes i enkaumlten saring kan vi konstatera att oumlver haumllften ansaringg att det normalt foumlrekommer avvikelser mellan det faktiska utfallet paring mer aumln 20 procent se Figur 3 Denna avvikelse anses lika vanligt

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 13: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

12 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

foumlrekommande oavsett om det aumlr en BBR- eller en laringgenergibyggnad I oumlvrigt naumlr det gaumlller verifiering svarar de som varit med i enkaumlten att taumlthet energisignatur och energianvaumlndning boumlr kontrolleras av tredje part Oumlvriga omraringden som foumlnstrens U-vaumlrde och fuktmaumltning kan hanteras genom egenkontroll En fraringga som staumllldes i enkaumlten var vad som aumlr det viktigaste vad gaumlller energikravet Svaret blev att vaumlrmekyla och fastighetsel som aumlr beroende av tekniskt utfoumlrande aumlr viktigare aumln brukarrelaterad energi som husharinglls- och verksamhetsel Aumlven energi foumlr varmvatten ansaringgs mindre viktigt Sett till energianvaumlndningen i ett livscykelperspektiv ansaringgs byggnadsmaterialens energi- och klimatparingverkan viktig medan byggarbetsplatsens energi- och klimatparingverkan anses minst viktig Fraringgor staumllldes ocksaring om att inkludera innemiljoumlrelaterade omraringden och naumlstan samtliga aspekter fick houmlga gensvar inneklimat emissioner ljud ljus och solvaumlrmelast Om detta ska tolkas som att BBR har foumlr laringga krav idag eller om dagens kunder har houmlgt staumlllda krav som med foumlrdel kan hanteras via klassningsinstrument aumlr en fraringga att utreda vidare Slutligen aumlr det intressant att notera att de svarande gaumlrna ser att olika delomraringden aumlr valbara liksom system med flera delomraringden som kan kompensera foumlr varandra

Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda En byggnad kan ha egen energiproduktion vara ansluten till elnaumltet ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt och fjaumlrrkylanaumlt En byggnad kan ha ett tekniskt system som goumlr att den kan lagra energi och foumlrskjuta belastningen fraringn houmlgbelastningstimmar till andra tider paring dygnet En byggnad kan ocksaring installera system som ger en viss saumlsongsfoumlrskjutning Ett vanligt exempel paring detta aumlr vaumlrmepumpar som laddar borrharinglen paring sommaren En inte saring vanlig installation aumlr att byggnaden foumlrses med en effektvakt som goumlr att apparater som varmvattenberedare tillfaumllligt kan staumlngas av foumlr att bidra till naumltets flexibilitet Paring saring saumltt kan effekttoppar kapas Denna flexibilitet aumlr naringgot som maringste gynnas i ett klassningssystem av en byggnad Detta aumlr ett saumltt foumlr byggnaden och dess anvaumlndare att bidra till den allt mer flexibla elprodukten som vi kommer att se i framtiden foumlr att vi ska faring ett klimatneutralt elnaumlt Vi har valt att skilja paring och gruppera olika klassningen i denna rapporten med tre olika syften enligt nedan

I Byggnadsdeklaration II Nollenergibyggnader

III Byggnadcertifiering I Byggnadsdeklaration Med en byggnadsdeklaration menas haumlr ett dokument som ska vara faktabaserat och framfoumlrallt verifierbart I denna grupp aringterfinns alla LCA-baserade byggnadsdeklarationer som baseras paring den allmaumlnt tillaumlmpade metodanvisningarna enligt den europeiska standarden EN 15978 Deklarationer kaumlnnetecknas av att de normalt saknar klassning (guld silver brons A B C osv) av olika aspekter En deklaration kan dels vara en sjaumllvdeklaration (eget utlaringtande) eller tredjepartsgranskad Kravet paring verifierbarhet i grundlaumlggande daring

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 14: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

13 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

deklarationerna av denna typen aumlven LCA-baserade deklarationer anvaumlnds i upphandling (Erlandsson mfl 2018) Detta betyder i praktiken att rdquodagens situationrdquo anvaumlnds foumlr allt som sker i framtiden Det goumlr att byggnadens energianvaumlndning i framtiden baseras paring dagens situation och benaumlmns ofta i scenariosammanhang BAU rdquobusiness as usualrdquo Eftersom hela byggnadens livscykel deklareras och alla dess delar saring kraumlvs det att samma metodik anvaumlnds foumlr att deklarera byggnadens livscykel som foumlr energianvaumlndningen annars foumlrsvinner rdquomodularitetenrdquo som aumlr en viktig del av dessa deklarationssystem Modularitetsprincipen goumlr att en LCA foumlr en byggnad kan baseras paring vagga-grind-miljoumldata (modul A1-3) fraringn olika miljoumlvarudeklarationer foumlrutsatt att dessa baseras paring samma grundlaumlggande LCA-metodik som beskrivs i standarden EN 15804 (CEN 2013) och har en legal koppling till byggproduktfoumlrordningen Idag finns cirka 4000 saringdana miljoumldeklarationer EPDer foumlr olika byggresurser Den allmaumlnt sett viktigaste LCA-regelverket foumlr byggnadsdeklarationer aumlr stadarden EN 15978 (CEN 2011) som tagits fram av den Europeiska standardiseringsorganisationen CEN En variant av detta regelverk som inneharingller en mer komplett uppsaumlttning av haringllbarhetsindikatorer foumlr byggnader aumlr EU-kommissionens arbete Level(s) (EC 2017) Systemet ser daumlrmed ut att kunna vara ett framtida alternativ till de kommersiella byggnadscertifieringssystemen som BREEAM LEED DGNB och Miljoumlbyggnad Tanken med kommissionens deklaration aumlr att den ska vara gemensam i hela Europa och moumljliggoumlra naringgon form av jaumlmfoumlrbarhet oavsett vem som goumlr deklarationen eller fraringn vilket land den kommer Systemet aumlr dock inte entydigt och fullt utvecklat utan testas och utvaumlrderas nu I rapporten som beskriver Level(s) (EC 2017) naumlmns att man ser gaumlrna att systemet tillaumlmpar en tidsupploumlst inventering men beskriver inte paring vilket saumltt detta ska garing till II Nollbyggnader En utmanande tanke aumlr att byggnader paring naringgot saumltt ska kunna producera lika mycket energi som de foumlrbrukar Det benaumlmns nollenergibyggnad daumlr balansen normalt uppstaringr genom att nettoraumlkna energianvaumlndningen under ett aringr Enligt IEA SHC T405 kan nollenergibyggnader definieras paring foumlljande saumltt (Berggren mfl 2012) bull Nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi som

den anvaumlnder Byggnaden aumlr autonom och interagerar ej med ett energinaumlt bull Netto-nollenergihusbyggnad En byggnad som genererar lika mycket energi

som den anvaumlnder Byggnaden interagerar med ett energinaumlt En vidareutveckling av detta koncept aumlr att aumlven beakta klimatparingverka och vi faringr daring en nollemissionsbyggnad En uppenbar brist i denna typ av definitioner aumlr om de inte beaktar att energi som produceras vid olika tillfaumlllen har olika resursvaumlrde och miljoumlparingverkan I nollemissionsbyggnader tillkommer utoumlver nollenergibalans ett paket av systemen acceptera aringtgaumlrder foumlr att naring netto-noll-utslaumlpp och daumlr utslaumlpp avser klimatparingverkande gaser som bidrar negativt till klimatparingverkan Maringlet med denna typ av netto-noll-utslaumlpps-system aumlr att kompensera foumlr de 5 httptask40iea-shcorg

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 15: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

14 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatparingverkande utslaumlpp som energianavaumlndningen ger upphov till Detta genom att producera egen energi men aumlven andra former av kompensationsaringtgaumlrder kan raumlknas in I netto-noll ingaringr aumlven att ta haumlnsyn till uppfoumlrandet av byggnaden vilket goumlr att detta aumlr en ganska stor utmaning Sammantaget ger denna typ av klassningssystem en moumljlighet att kompensera foumlr byggnadens klimatparingverkan sett oumlver hela livscykeln I praktiken betyder det att byggnaderna maringste ha en extremt laringg energifoumlrbrukning foumlr att detta ska vara realistiskt En annan konsekvens som aumlr viktig att notera aumlr att foumlr att det ska garing att raumlkna fram netto-noll paring ett vetenskapligt saumltt saring maringste samma metodik tillaumlmpas foumlr driftsenergin som anvaumlnds foumlr byggprodukterna och andra resurser som kraumlvs under byggnadens uppfoumlrande Vidare saring maringste systemen tillaumlmpa en tidsupploumlst inventering foumlr att paring enklaste saumltt kunna ta haumlnsyn till att energin som anvaumlnds har olika vaumlrden beroende paring naumlr paring dygnet och naumlr under aringret som den utnyttjas

Figur 4 Foumlrenklad illustration foumlr en nollemissionsbyggnad (zero emission building ZEB)

daumlr utslaumlpp fraringn byggskedet och byggnadens oumlvriga livscykel kompenseras med aringtgaumlrder under byggnadens driftskede (Fufa mfl 2016)

Ett exempel paring system som nu utvecklas foumlr att kunna hantera detta aumlr Zero Emission Buildings i Norge som ocksaring har tagit fram ett regelverk (Fufa mfl 2016) Paring internationell nivaring paringgaringr det globala projektet Advancing Net Zero6 som leds av World Green Building Council som paring klimatmoumltet i Paris 2015 aringtog sig att alla byggnader ska vara koldioxidneutrala aringr 2050 Arbetet bedrivs stegvis och i Sverige drivs implementeringen av Sweden Green Building Council och en foumlrsta handledning foumlr en pilotfas finns framme (SGBC 2018) foumlr systemet som kallas NollCO2 Det finns tvaring aspekter som aumlr vaumlrda att diskutera i ett nollemissionsbyggnads-koncept Syftet med att nolla klimatparingverkan foumlr varingr konsumtion borde medfoumlra att systemgraumlnsen i detta fall expanderar till rdquoboenderdquo och rdquolokalanvaumlndningrdquo sett i ett livscykelperspektiv Detta goumlr att det foumlr nollemissionsbyggnader boumlr ingaring saringvaumll byggnadsberoende som brukarrelaterad energi och klimatparingverkan det vill 6 httpwwwworldgbcorgadvancing-net-zero

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 16: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

15 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

saumlga foumlr att saumlga att det aumlr en nettonoll-byggnad saring boumlr husharinglls- och verksamhetsel inkluderas Det aumlr ocksaring denna energianvaumlndning som fraumlmst ger upphov till en ojaumlmn elfoumlrbrukning oumlver dygnet till skillnad fraringn byggnadens apparater samt att i framtiden kommer den brukarrelaterade andelen snarare oumlka aumln minska (EM 2018) III Byggnadscertifiering Med byggnadscertifiering menar vi haumlr ett bedoumlmningssystem som ger en byggnad en klassning av dess prestanda som kan anvaumlndas foumlr jaumlmfoumlrelse med andra byggnader och i marknadskommunikation Dessa byggnadscertifieringssystem omfattar vanligtvis flera haringllbarhetsaspekter foumlr en byggnad Vissa system har en uppbyggnad daumlr man kan vaumllja vilka rdquopoaumlngrdquo man vill samla och sammantaget utgoumlr dessa grunden foumlr den slutliga klassningen Andra system har infoumlrt grundkrav som maringste uppfyllas foumlr att en klassning ska kunna uppnarings Det goumlr att brukaren eller koumlparen av byggnaden vet att en klassningsnivaring ger en viss laumlgsta prestanda oavsett vilken aspekt som avses Eftersom byggnadscertifieringssystemen anvaumlnds i kommunikativt syfte foumlr att ge byggprojektet ett mervaumlrde saring aumlr det mer eller mindre ett krav att det ocksaring goumlrs en tredjepartsgranskning Vissa system innebaumlr att byggnaden faringr sin klass baserat paring projekteringshandlingar andra certifieringssystem kraumlver uppfoumlljning naumlr byggnaden staringr klar (rdquoas buildrdquo) och vissa system som Miljoumlbyggnad och FEBY18 har baringda dessa moumljligheter Naumlr det gaumlller saringvaumll energieffektiva som miljoumlanpassade byggnader saring kan byggnadscertifieringssystemen ofta kritiseras foumlr olika brister eftersom de foumlrsoumlker faring med flera olika aspekter samt vaumlrdera dessa mot varandra Men faktum aumlr att dessa frivilliga system i avsaknaden av ett utmanande lagkrav foumlr byggnaders energi- och klimatprestanda har varit det som har drivit utvecklingen framaringt Det aumlr intressant att notera att alla klassningssystem som finns paring den svenska markanden (Miljoumlbyggnad BREEAM LEED FEBY18 Svanen) skiljer paring prestandakrav foumlr byggnaden och driftens energianvaumlndning Detta goumlr att en viss metodik kan anvaumlndas foumlr att maumlta klimatparingverkan foumlr att exempelvis bygga underharinglla och riva en byggnad medan en helt annan metodik kan anvaumlndas foumlr att klassa byggnadens klimatparingverkan eller dess resurseffektivitet Det innebaumlr att byggnadscertifieringssystemen inte har krav paring att anvaumlnda samma metodik foumlr alla byggnadens delar Istaumlllet kan den som tar fram ett byggnadscertifieringssystem fokusera paring en metodik som gynnar en byggnad som anses ha en efterstraumlvandsvaumlrd prestanda Omsatt till LCA-metodik finns det saringledes inget som hindrar att man i ett certifieringssystem anvaumlnder bokfoumlrings-LCA foumlr att klassa en byggnads klimatparingverkan och resurseffektivitet medan man foumlr energi vaumlljer konsekvens-LCA Miljoumlparingverkan fraringn el- och fjaumlrrvaumlrmesystemet kan beraumlknas med olika systemperspektiv daumlr bokfoumlrings-LCA kaumlnnetecknas av 100-procentregeln som innebaumlr att om alla utslaumlpp summeras ihop enligt detta systemperspektiv saring staumlmmer det med det som slaumlpps ut i den rikliga vaumlrden (till skillnad fraringn konsekvens-LCA-vaumlrldens virituella marginalutslaumlpp) Det vill saumlga bokfoumlrings-LCA ger samma siffror som vi finner i varingr statistik och internationella

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 17: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

16 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

klimatrapportering Ett annat systemperspektiv aumlr konsekvens-LCA daumlr energiraringdgivarna ger en ganska kort och tydlig beskrivning om skillnaderna7 rdquoMarginalel kan anvaumlndas foumlr att beraumlkna vaumlxthusgasutslaumlpp vid bedoumlmning av mindre energieffektiviseringsaringtgaumlrder (exempelvis byte till en energisnaringl kyl eller foumlr att beraumlkna vinsten av en slaumlckt lampa i vardagsrummet) men boumlr inte anvaumlndas vid jaumlmfoumlrelser av olika vaumlrmesystem eller foumlr att raumlkna ut sitt totala vaumlxthusgasutslaumlpp Foumlr denna typ av beraumlkningar boumlr hellre utslaumlppsvaumlrdet foumlr nordisk elmix eller produktionsspecificerad el anvaumlndas om du har ett saringdant elavtal Ett saumltt att vaumlrdera elens klimatparingverkan aumlr genom att titta paring saring kallad marginalel Marginalel aumlr den el som aumlr dyrast att producera foumlr tillfaumlllet och daumlrfoumlr det produktionssaumltt som sist saumltts igaringng naumlr det behoumlvs mer el paring marknaden Marginalel aumlr ocksaring det produktionssaumltt som foumlrst staumlngs av naumlr det foumlr tillfaumlllet inte behoumlvs mer el Det nordiska elsystemet aumlr vaumlldigt komplext och att foumlrutsparing vilket produktionssaumltt som i framtiden ligger paring marginalen aumlr naumlst intill omoumljligtrdquo

Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning Idealet utifraringn ett renodlat byggnadsfysikaliskt perspektiv aumlr att det finns en resursindikator som beskriver byggnadens energiprestanda utan paringverkan fraringn brukarna och att det aumlr enkelt att beraumlkna och utvaumlrdera med saumlkra metoder Denna energiindikator kan daring komplettera byggnormens krav paring koumlpt energi (omraumlknat med olika faktorer) och byggnadens U-vaumlrde8

Byggnaders vaumlrmefoumlrlust bestaringr till stoumlrsta delen av ventilation- och transmissionsfoumlrluster som styrs av isolering taumlthet koumlldbryggor osv En mindre del av foumlrlusten sker aumlven vid varmvattenberedning och genom avloppsvattnet som laumlmnar byggnaden Varmvattenanvaumlndningen och dess foumlrluster hanteras med schabloner vid projektering och kan enkelt verifieras genom floumldesmaumltning och en undermaumltare foumlr att bestaumlmma energianvaumlndningen Vaumlrmefoumlrlusterna maumlts saumlllan utan skattas utifraringn koumlpt energi och justering mot normalt brukande vilket aumlr en osaumlker metod En saumlkrare metod foumlr att utvaumlrdera vaumlrmefoumlrlusterna aumlr att utnyttja en effektsignatur och vaumlrmefoumlrlusttalet som foumlr fristaringende villor ger ett fel paring cirka 1 procent (Jahnsson 1992) En utvaumlrdering mellan beraumlknade och uppmaumltta vaumlrden paring vaumlrmefoumlrlusttalet foumlr flerbostadshuset gav en skillnad paring 14 procent (Sandberg 2014) vilket med justeringar av ingaringngsdata i energiberaumlkningen skulle ge en avvikelse paring uppskattningsvis under 10 procent Resultaten fraringn ett forskningsprojekt som undersoumlkte olika laringgenergihus visar att utvaumlrdering av vaumlrmefoumlrlusten med energisignaturen ger medelfel paring ner till 3 procent (Lideloumlw Munck 2015) I rapporten konstateras att hur robust uppskattningen aumlr varierar

7 httpsenergiradgivningenseklimatmiljopaverkan-fran-el 8 U-vaumlrdet eller mer korrekt vaumlrmegenomgaringngskoefficienten [Wmsup2middotordmC] anger hur bra en hel byggnadsdel isolerar det vill saumlga transmissionsfoumlrlusterna Ju laumlgre vaumlrde desto baumlttre isolering

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 18: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

17 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beroende paring av valet av maumltperiod och metod foumlr foumlrbehandling samt tillgaringngen till data

Vaumlrmefoumlrlusterna kan enkelt beraumlknas (ISO 137892017) och utvaumlrderas med en effektsignatur (Sandberg 2009) som anger foumlrlusten vid en variabel temperatur utomhus och given innetemperatur Vi ser daring att foumlrlusten med god saumlkerhet kan approximeras till ett linjaumlrt samband mot utetemperaturen daumlr lutningen benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK] se Figur 5

Figur 5 Uppmaumltt effektsignatur foumlr ett kontor som approximeras till en raumlt linje

Lutning benaumlmns vaumlrmefoumlrlustkoefficient och goumlr det moumljligt att utvaumlrdera den faktiska byggnadens energiprestanda mot de i projekteringskedet beraumlknade vaumlrdet foumlr transmissions- och ventilationsfoumlrlusterna enligt ISO 137892017 Den roumlda raumlta linjen vid dimensionerande utomhustemperatur (-18degC) och vaumlrmefoumlrlustkoefficient beskriver vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT)

Denna vaumlrmefoumlrlustkoefficient kan sedan anvaumlndas foumlr att raumlkna om vaumlrmefoumlrlusten vid en given temperatur och ytmaringtt som Atemp Om vi raumlknar ut detta vaumlrde vid den dimensionerande utetemperaturen foumlr aringrets kallaste dag saring faringr vi ett vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) Detta tal utgoumlr en indikator paring hur energieffektiv byggnadens uppvaumlrmning aumlr och omfattar inneboende egenskaper hos byggnadsdelar dvs brukaroberoende paringverkan exkluderas eller kan med god felmarginal raumlknas bort vid en utvaumlrdering

Foumlr beraumlkningar finns europeiska standarder (ISO 137892017) Inga nya indata kraumlvs bara en mindre del av det som ingaringr i en aringrsenergikalkyl Kalkylen kan goumlras med ett excelark och visas i en gemensam mall saring att alla parter kan laumlsa foumlrstaring och granska Sambandet mellan VFT och byggnadens vaumlrmebehov aumlr naumlra paring linjaumlr inom de intervall som idag aumlr aktuella foumlr laringgenergibyggnader saring laumlnge andra parametrar som solinstraringlning och verksamhet haringlls konstanta Det innebaumlr att VFT aumlr en tydlig indikator paring byggnadens energiegenskaper och kommer daumlrfoumlr att anvaumlndas i projektet som en indikator paring hur resurseffektiv byggnaden aumlr

Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som ett komplement till EPPET saumlkras laringga vaumlrmefoumlrluster och daumlrmed en laringg belastning paring foumlrsoumlrjningssystemet oavsett om det aumlr el- och

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 19: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

18 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

fjaumlrrvaumlrme som vaumlljs Ett saringdant krav aumlr daumlrmed inte i strid mot foumlrordning eller EG-direktiv liksom inte heller nuvarande Um-krav men ger en bra begraumlnsning oavsett byggnadens formfaktor

Boverkets foumlrslag med primaumlrenergital (EPPET) ska ses mot bakgrund av EG-direktivets krav paring primaumlrenergi och att regeringen satt ner foten i fraringgan att byggnadens energiprestanda ska baseras paring levererad energi vilket skrivits in i PBF Daumlrmed minskar frihetsgraderna foumlr hur energikrav som ska fraumlmja haringllbart byggande kan utformas Med ett vaumlrmefoumlrlusttal som saumlkrar att byggnaden faringr laringga vaumlrmebehov kan EPPET bli ett bra uttryck foumlr energieffektivitet aumlven med val av enklare primaumlrenergital Primaumlrenergikravet kommer daring kunna styra saring tex vaumlrmepumpar vaumlljs istaumlllet foumlr direktverkande el Primaumlrenergikravet boumlr daring laumlggas paring en saringdan nivaring saring att inte EPPET blir styrande ocksaring foumlr val av foumlrsoumlrjningssystem och byggnadens utformning Detta finns motiverat i en underlagsrapport i projektet (Sandberg 2017 se kapitel 31)

Se mer om VFT och hur detta tillaumlmpas i kriteriedokumentet foumlr laringgenergibyggnader FEBY19 i bilagan rdquoBeskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18rdquo

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 20: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

19 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energisystemens klimatprestanda

Energisystemets olika delar Foumlr att beskriva och modellera energisystemen foumlr el och fjaumlrrvaumlrme paring ett likvaumlrdigt saumltt saring kan vi till att boumlrja med dela in energiproduktionen i ett antal olika delar se Figur 1 I grunden finner vi baslasten som utgoumlr baskapaciteten i systemen och kaumlnnetecknas av att den har laringga roumlrliga kostnader Haumlr aringterfinns foumlr elnaumltetkaumlrnkraft och vaumlrmebaserad kraftproduktion som koumlrs i stort sett jaumlmt oumlver aringret fraringnsett kortare perioder foumlr underharingll och revisioner I fjaumlrrvaumlrmenaumlten har vi ofta avfallsbaserade pannor och restvaumlrme som baslast Det finns en starkare korrelation mellan fjaumlrrvaumlrmesystemets produktion och de anslutna byggnadernas vaumlrmebehov effektsignaturen jaumlmfoumlrt med elsystemet Aumlven vindkraft kan ses som en baslast men daumlr finns ingen foumlrutsaumlttning att oumlka produktionen om efterfraringgan oumlkar Samma princip gaumlller foumlr solcellsel Baringde vind- och solenergi kaumlnnetecknas av att deras produktion inte garingr att styra utan de producerar efter vaumlderfoumlrharingllandena Det aumlr daumlrfoumlr dessa benaumlmns variabel energi Vi har valt haumlr att saumlrredovisa denna del av baslasten som en egen kategori se Figur 6

Figur 6 Energisystemet uppdelat i ett antal delar foumlr att moumljliggoumlra analys av dess bidrag

till oumlkat eller minskat effektuttag

Foumlr att energisystemet ska fungera behoumlvs produktionskapacitet som kan varieras efter behovet vilket vi haumlr benaumlmner som lastfoumlljande I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt hanteras detta med en typisk mellanlast som styrs till stor del av braumlnslekostnader Lastvariationer under dygnet hanteras ofta med vaumlrmeackumulatorer och med kortsiktig reglering av stoumlrre kunders vaumlrmebehov Foumlr det nordiska elsystemet hanteras denna lastfoumlljande produktion med de vattenkraftverk som har regleringsfoumlrmaringga kondenskraftverk och gasturbiner Naumlr den lastfoumlljande kraften inte raumlcker till om behovet aumlr extra stort behoumlvs topplast Vi har valt att klassa import av el som en topplast Foumlr fjaumlrrvaumlrme har vi klassat hetvattenpannor som foumlrbraumlnner olja och bioolja som topplast Sedan tillkommer extrema bristsituationer daring systemet maringste ta till reservkraft som garingr

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 21: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

20 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

in naumlr den normala produktionen stoumlrs eller naumlr behovet aumlr ovanligt stort Vi goumlr i praktiken ingen skillnad mellan dessa typer av kraftslag och baringda utgoumlr systemens driftsmarginal Vattenkraft aumlr en stor del av elproduktionen och kraumlver extra uppmaumlrksamhet Ser man paring vattenkraften effektmaumlssigt saring tillfoumlr den marginalkapacitet vid snabba lastvariationer enligt Energimyndigheten (2002) I samma rapport konstateras ocksaring rdquoatt saring laumlnge det finns ledig kapacitet i vattenkraftssystemet aumlr det likvaumll termisk kraft som produceras paring marginalen Oumlkad foumlrbrukning per timme aumlven om den taumlcks med vattenkraftsproduktion medfoumlr oumlkad termisk produktion vid en senare tidpunkt Det aumlr daumlrfoumlr svaringrt (omoumljligt) att bestaumlmma vilken kapacitet som paring varje tidpunkt utgoumlr marginalproduktionenrdquo Baserat paring denna problematik kommer flera driftsmarginaler att definieras se vidare i naumlsta stycke

Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka Det aumlr viktigt att vaumllja en systemsyn som svarar paring den fraringga som ska anlyseras Paring en oumlvergripande nivaring skiljer vi paring bokfoumlrings- och konsekvens-LCA Dessa tvaring olika systemperspektiv kan i sin tur delas in i ytterligare underkategorier se Figur 7 Som ett alternativ till att anvaumlnda bokfoumlrings-LCA till deklarationer och nollenergibyggnader saring vill vi ocksaring analysera moumljligheten att klassa en byggnads energianvaumlndning med haumlnsyn tagen till en marginaleffekt det vill saumlga val av sist tillkommande braumlnsleenergikaumllla En saringdan konsekvens-LCA aumlr moumljlig att anvaumlnda i ett klassningssystem

Figur 7 Tvaring olika renodlade systemsyner bokfoumlrings- och konsekvens-LCA tillaumlmpliga inom ramen foumlr ISO 14044 daumlr varianterna rdquoAntagenrdquo rdquoDriftrdquo rdquoUtbyggnadrdquo och rdquoKomplexrdquo aumlr varianter som kan anvaumlndas foumlr alla slags konsekvens-LCAer (Erlandsson mfl 2014)

I ett byggnadscertifieringssystem kan det vara mer relevant att klassa byggnadens energianvaumlndning utifraringn marginalfoumlraumlndringen det vill saumlga det kraftslag i systemet som foumlrst oumlkar eller minskar sin produktion vid en foumlraumlndring vid en given tidpunkt istaumlllet foumlr att basera den paring hela energimixen (vilket alltid goumlrs vid en bokfoumlrings LCA) I det fall en marginalanalys goumlrs foumlr ett stoumlrre bestaringnd

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 22: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

21 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

och den analyserade foumlraumlndringen bedoumlms paringverka utbyggnaden av el- eller fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr en komplex konsekvens-LCA ett mer korrekt val Daring vi i varingrt fall istaumlllet taumlnker oss en anvaumlndning av LCA foumlr en enskild byggnad saring har vi valt att arbeta med driftsmarginalen det vill saumlga foumlraumlndringen goumlrs inom ramen foumlr befintligt infrastutur I vilket fall aumlr det svaringrt att koppla en enskild byggnads elanvaumlndning till utbyggnad av elsystemet som styrs av maringnga andra sektorers elbehov och lastprofiler Foumlr ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan det vara laumlttare Vidare tillaumlmpar vi tvaring varianter av driftsmarginal dels med eller utan undvikna emissioner Foumlr fjaumlrrvaumlrme antas en substitutionseffekt i form av en minskad klimatparingverkan fraringn avfall som annars antas deponeras i det land det kommer ifraringn Det garingr att resonera paring andra saumltt ocksaring Eldas avfallet saring kommer plastinneharingllets inlagrade energi att frigoumlras Eller aringt andra haringllet plastavfallet som eldas kommer inte kunna aringteranvaumlndas vilket annars hade minskat klimatparingverkan i foumlrharingllande till tillverkning av ny plast9 Profu (2012) har gjort en saringdan bedoumlmning av substitutionseffekten av avfall som importertas fraringn England Irland och Italien och som en del av denna beraumlkning goumlrs en kaumlnslighetsberaumlkning Studien visar att det finns ett antal antagande som paring ett betydande saumltt paringverkar resultatet Ett exempel paring detta aumlr de olika laumlndernas avfallssammansaumlttning och foumlrharingllande foumlr de deponier som finns daumlr substitutionseffekten varierar mellan 84 och 1080 kg CO2ekWh I varingr analys anvaumlnds ett vaumlrde paring 46 kg CO2ekWh se bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo Aumlven foumlr elsystemet beaktas substitution foumlr oumlkad respektive minskad elimport och beskrivs i bilaga rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Vi har lagt in substitutionseffekter som ett alternativ foumlr att beskriva energianvaumlndningens miljoumlparingverkan eftersom det aumlr vanligt foumlrekommande foumlr systemanalyser som utfoumlrs paring uppdrag av fjaumlrrvaumlrmebolag och vill paring saring saumltt jaumlmfoumlra med dessa faring exempel paring substitutionseffekter Det ska dock inte tolkas som att vi foumlrordar dessa som de mest relevanta foumlr ett byggnadscertifieringssystem Ett alternativ till detta skulle kunna vara en komplex marginal som daring inkluderar baringde en utbyggnadsmarginal och en driftsmarginal Om man vaumlljer att tillaumlmpa en komplex marginal saring kommer denna marginal foumlr det framtida elsystemet till stor del att bestaring av fossilfri rdquogroumlnrdquo elenergi (framfoumlrallt vindkraft) om vi ska klara det nationella klimatmaringlet till 2045 (EM 2018) En klassning baserad paring ett saringdant metodval skulle inte leda mot mer samhaumlllsnyttiga byggnader varfoumlr vi istaumlllet valt en driftsmarginal

9 Enligt Energimyndigheten (2018) saring inneharingller avfallet ca 50 fossilt kol vilket vi foumlrenklat haumlr benaumlmner plast

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 23: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

22 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar Ett vanligt saumltt att modellera energisystem foumlr att definiera driftsmarginalen aumlr att analysera den roumlrliga driftkostnaden som kan beskrivas med en marginalkostnadskurva (eng merit order) I en saringdan kurva foumlr elsystemet blir daring kraftslagen rangordnade i foumlljande ordning (fraringn laumlgst till houmlgst roumlrlig kostnad) vindkraft vattenkraft kraftvaumlrmeproduktion kaumlrnkraft och sedan olika kondenskraftverk ordnade efter braumlnslepriser och verkningsgrader I ett fjaumlrrvaumlrmenaumlt kan vi jaumlmstaumllla foumlrenklingen med braumlnslekostnaden daumlr vi har olika restvaumlrme och avfallsbraumlnslen i botten foumlljt av ofoumlraumldlat foumlraumldlat traumlbraumlnsle och bio- eller fossil olja paring toppen (aumlven naturgas finns som topplast i vissa naumlt) I fjaumlrrvaumlrmenaumlt med hetvattenpannor och vaumlrmepumpar saring styrs deras inkoppling av kostnaden och blir daring normalt en del av en taumlnkt mellanlast

Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring Foumlr att faring en bedoumlmningsgrund och moumljlighet att analysera olika saumltt att betrakta energianvaumlndningens klimatparingverkan (global warming potentials GWP) kommer foumlljande indikatorresultat att beraumlknas GWP1 Bokfoumlring utan tidsupploumlsning Importexport hanteras genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och vaumlrdet aumlr ett medelvaumlrde foumlr ett aringr Export raumlknas bort Detta aumlr den vanligaste tolkningen av EN 15804 och EN 15978 GWP2 Bokfoumlring med tidsupploumlsning Importexport hanteras enligt ovan genom att ta med importen foumlr att paring saring saumltt bara beskriva konsumerad el och uppgifterna ges per timme GWP3a En konsekvensanalys daumlr driftsmarginal definieras som 10 procent av de kraftslag som hela tiden ligger houmlgst i marginalkostnadskurvan (inklusive eventuell vindkraft vattenkraft osv) vilket aumlr analogt med CDM-systemet Foumlr el ingaringr importen paring samma saumltt som ovan och daumlr de kraftslag som finns i importen delas in paring samma saumltt om detta aumlr moumljligt Om detta inte aumlr moumljligt (saringsom fraringn Ryssland och Baltstaterna) har en generell marginalel-ansats enligt bilaga Dessa tvaring delar laumlggs sedan in i den styrande marginalkostandskurvan (eng merit order) Denna analys goumlrs inte foumlr fjaumlrrvaumlrme se vidare 3b GWP3b Konsekvensanalys med haumlnsyn till hela driftsmarginalen som erharingllits genom att gruppera ett kraftslag som reserv- eller topplast Importerad el hanteras paring samma saumltt som foumlr GWP3a ovan Notera att marginalkraftens andel av produktionsmixen foumlr respektive timme inte paringverkar denna indikator Detta betyder att denna indikator inte inneharingller naringgra groumlna kraftslag foumlr elens driftsmarginal Foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr det den teknik som ligger houmlgst upp i koumlrordning som blir driftmarginalen GWP4 Konsekvens med substitutionseffekt Elektricitet I detta fall beaktas baringde import och exporten daumlr den sistnaumlmnda

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 24: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

23 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

antas trycka undan europeisk driftsmarginal Eftersom vi aumlr netto-exportoumlrer oumlver aringret ger detta ett negativt vaumlrdebidrag till elens miljoumlprestanda Detta foumlrutsaumltter en symetrisk hantering av el daumlr inga flaskhalsar finns i systemet Finns flaskhalsar saring antar vi att dessa aumlr foumlrsumbara under aringret Fjaumlrrvaumlrme avfall trycker bort europisk deponi av avfall och dess negativa konsekvenser vilket ger ett negativt bidrag till fjaumlrrvaumlrmesystemet foumlr de perioder som avfall aumlr marginaltekniken

Dagens energisystem I projektet har vi valt det nordiska produktionsnaumltet inklusive oumlverfoumlring fraringn varingra grannlaumlnder foumlr att beskriva den el som konsumeras i Sverige eller raumlttare sagt i Norden (Sverige Norge Danmark och Finnland) Detta val motiveras med att vi har en gemensam nordisk marknad daumlr all handel sker Vi har sedan valt att analysera svensk medelfjaumlrrvaumlrme foumlr fjaumlrrvaumlrme Idealt sett saring boumlr uppgifter fraringn det faktiska fjaumlrrvaumlrmenaumlt som byggnaden aumlr ansluten till anvaumlndas istaumlllet men i detta projekt har vi haft resurser att utveckla data foumlr alla nationella naumlten och medelvaumlrdesdata foumlr Sveriges faringr ses som en foumlrenkling I projektet har vi ett behov att faring tidsupploumlst produktionsstatistik per timme foumlr el- och fjaumlrrvaumlrme Denna typ av tidsupploumlst publik statistik saknas foumlr fjaumlrrvaumlrme som bara redovisar sina produktionsdata per aringr och foumlr olika naumlt10 Foumlr att erharinglla timupploumlst produktionsdata har vi anvaumlnt uppmaumltta produktionsdata fraringn Fortum Vaumlrme i Stockholm foumlr ett aringr Vi har sedan skalat upp dessa data med medelvaumlrdesdata foumlr hela Sverige och paring saring saumltt faringtt timupploumlsta data Ett annat problem med Energifoumlretagens statistik foumlr fjaumlrrvaumlrme aumlr att data redan allokerats med alternativproduktionsmetoden Detta har begraumlnsat varingr anvaumlndning av data framfoumlrallt naumlr det gaumlller moumljligheten att anlysera kraft-vaumlrme-kopplingen och dess marginaleffekter Paring samma saumltt garingr det inte heller att goumlra en kaumlnslighetsberaumlkning foumlr att faring ett resultat med samma data som exempelvis energiallokeringsmetoden eller en ekonomisk allokering hade gjort istaumlllet mellan kraft och vaumlrme Foumlr elnaumlten i Europa finns det publika timvisa uppgifter foumlr elproduktion inklusive import och export ENTSO-E aumlr ansvariga foumlr oumlverfoumlringssystem och publicerar loumlpande statistik i en oumlppen databas oumlver timproduktion och oumlverfoumlring av data paring den paneuropeiska elmarknaden11 Data haumlmtades separat foumlr varje nordiskt land och aggregerades sedan i ett kalkylblad foumlr att representera produktion import och export paring det nordiska naumltet

10 httpswwwenergiforetagensestatistikfjarrvarmestatistiktillford-energitillford-energi-till-fjarrvarme-och-kraftvarme 11 httpstransparencyentsoeeu

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 25: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

24 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Framtidens energisystem Som redan naumlmnts aumlr det brukligt att i miljoumldeklarationer anvaumlnda dagens energiprestanda aumlven foumlr framtida energianvaumlndning under byggnadens anvaumlndningsskede Foumlrdelen med detta aumlr att vi faringr ett scenario som beskriver en utveckling rdquoutan aringtgaumlrderrdquo som aumlr verifierbart Taumlnker vi oss istaumlllet ett klassningssystem som ska anvaumlndas foumlr driva utvecklingen framaringt och som ska kunna anvaumlndas foumlr att optimera tekniska loumlsningar som anpassats foumlr de foumlrutsaumlttningar som gaumlller i en mer haringllbar framtid saring maringste vi ha ett mer proaktivt scenario Vi behoumlver saringledes ett klimatscenario som uppfyller tvaringgraders-maringlet Idealt sett skulle vi behoumlva ett politiskt foumlrankrat maringlscenario som stoumldjs med lagstiftning och incitament foumlr att realiseras Foumlr att vi i projektet ska kunna anvaumlnda ett energiscenario saring maringste det inkluderar en detaljerad beskrivning av hur el- och fjaumlrrvaumlrmenaumltet utvecklas oumlver tid Som beskrivits tidigare saknas saringdana scenarion men Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario aumlr det som ligger naumlrmast Detta scenario saknar dock helt en detaljerad beskrivning foumlr hur el- och fjaumlrrvaumlrmesystemen utvecklas oumlver tid och vi maringste daumlrfoumlr i projektet utgaring fraringn naringgot annat scenario som vi bedoumlmer ligger i linje med detta Energimyndigheten har faringtt ett uppdrag att ta fram ett scenario foumlr hur vi kan staumllla om till 100 procent foumlrnybar elproduktion12 och konstaterar att detta inte narings om det finns kaumlrnkraft eller fossil produktion kvar Maringlet innebaumlr att Sverige aringr 2040 inte laumlngre anvaumlnder fossila braumlnslen som kol olja och naturgas foumlr elproduktion Det innebaumlr ocksaring att avfall som idag inneharingller fossila delar samt att restgaser fraringn staringlindustrin inte heller anvaumlnds foumlr att producera el aringr 2040 Vidare naumlmns att Sverige paring aringrsbasis ska straumlva mot att vara nettoexportoumlr av el Energimyndighetens foumlrsta rapport (2018)13 fraringn uppdraget ger inga framtidsscenarion utan en foumlrsta mer detaljerad faumlrdplan publiceras foumlrst 2019 I varingrt projekt har vi valt att anvaumlnda NETPs klimatneutrala scenario (Carbon Neutral Scenario CNS) fraringn IAE och Nordiska Ministerraringdet (2016) NETP scenario omfattar alla nordiska laumlnder och aumlr ett scenario som vi anser ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Foumlr framtidens elsystem har vi aringteranvaumlnt dagens timdata foumlr enskilda energislag och sedan skalat upp dem foumlr att matcha det framtida scenariot se mer utfoumlrlig beskrivning under rdquoModellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity systemrdquo Foumlr att ge en indikation paring resulterande klimatparingverkan ges i Figur 8 och Figur 9 maringnadsmedelvaumlrde foumlr elsystemet idag och i framtiden

12 httpswwwregeringensepressmeddelanden201709regeringen-gor-breda-satsningar-pa-energiomradet 13 Energimyndigheten bedoumlmer att husharingllsel och driftsel i bostaumlder kommer att oumlka medan konvertering fraringn direktverkande el till andra uppvaumlrmningssaumltt foumlrvaumlntas leda till en minskad anvaumlndning av elvaumlrme och att elsystemets saumlsongsvariation daumlrmed kommer att minska i framtiden

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 26: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

25 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 8 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2015 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Figur 9 Sammanfattande resultat foumlr klimatparingverkan fraringn elsystemet 2050 givet som maringnadsmedelvaumlrde g CO2ekWh

Paring samma saumltt som foumlr elnaumltet saring saknas det en politiskt foumlrankrad faumlrdplan foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet och dess framtida utveckling Det naumlrmaste vi har hittat aumlr en ideacuteskrift fraringn Energimyndigheten som omfattar scenarion ndash Fyra Framtider ndash foumlr energisystemen och exempel paring olika utvecklingsalternativ (EN 2016) Foumlr

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 27: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

26 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

beraumlkningarna som anvaumlnds foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr braumlnsletillfoumlrseln till svenska fjaumlrrvaumlrmenaumltet haumlmtade fraringn Fyra Framtider I valet mellan de olika scenarion som presenteras i denna rapport saring stod det slutliga valet mellan Legato och Vivace som baringda har houmlg andel foumlrnybar energi men daumlr Legato foumlrutsaumltter en ganska drastisk minskad energiproduktion medan Vivace har ungefaumlr samma energiproduktion som idag I projektet valde vi Vivace som det scenario som vi bedoumlmer ligger i naumlrheten av Miljoumlmaringlsberedningens maringlscenario Skillnaderna mellan de olika scenarierna redovisas i Figur 10

Figur 10 Klimatparingverkan g CO2e per kWh vaumlrme fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt

Energimyndighetens rapport Fyra Framtider och LCA-data enligt bilaga rdquoKlimatparingverkan fraringn olika energivarorrdquo

Foumlr att erharinglla timdata foumlr det framtida fjaumlrrvaumlrmescenariot anvaumlnds samma teknik som beskrivits ovan daumlr vi skalat timdata fraringn Fortum Vaumlrme till ett nationellt scenario Koumlrordningen foumlr framtidens fjaumlrrvaumlrmesystem aumlr restvaumlrme avfall biobraumlnsle el till vaumlrmepumpar och bioolja Bioolja naumlmns inte i Fyra Framtiders statistik utan den ingaringr i kategorin biobraumlnsle Bioolja lades till som topplast I Figur 11 och Figur 12 framgaringr tidsupploumlst klimatparingverkan fraringn svensk fjaumlrrvaumlrme beraumlknad enligt de olika indikatorer som anvaumlnds foumlr klimatparingverkan Egentligen skulle samtliga LCA-data foumlr olika braumlnsle vara scenariobaserade men har bedoumlmts ligga utanfoumlr detta projekt men daumlr vi varit begraumlnsade till redan publicerade data) och en moumljlighet till foumlrbaumlttring av projektresultatet Denna typ av framtida braumlnsledata skulle helst ha stoumld i politiskt foumlrankrade faumlrdplaner foumlr att inte uppfattas som subjektiva antagande Den enda foumlrbaumlttring av braumlnsledata som gjorts haumlr aumlr andelen fossilt avfall som vi antagit kommer minska med 16 till aringr 2050 Det vaumlrde foumlr avfall som vi anvaumlnder foumlr 2015 motsvarar ungefaumlr 40 procent fossil kol i avfallet Notera att denna siffra kortvarigt kommer oumlka och Energimyndigheten (2018) anger att idag aumlr ett korrekt vaumlrde paring den fossila andelen aumlr snarare 50 procent Men vi aumlr oumlvertygade om att andelen plast kommer minska dels genom houmlgra adel aringtervinning mindre maumlngd plast som anvaumlnds i samhaumlllet och att andelen biobaserad plast kommer oumlka i en framtid

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 28: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

27 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 11 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2015 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 29: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

28 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 12 Klimatparingverkan fraringn fjaumlrrvaumlrme 2050 i Sverige enligt GWP2 GWP3 och GWP 4

givet som utslaumlpp vid en specifik utomhustemperatur g CO2ekWh

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 30: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

29 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem I projektet har ett antal exempelbyggnader tagits fram med energiprofiler Syftet med exempelbyggnaderna och dess energiprofiler aumlr att kunna testa de alternativa LCA-metoderna och analysera hur de olika metodvalens konsekvenser Foumlr byggnadens energianvaumlndning- och klimatparingverkan har daumlrfoumlr ett antal tidsupploumlsta energiprofiler utarbetats Foumlr att energiberaumlkningarna ska vara enkla repeterbara och transparenta tillaumlmpas en foumlrenklad metod foumlr att generera timbaserade energiprofiler Denna metod har utarbetats foumlr tre byggnadskategorier (smaringhus flerbostadshus och skollokaler) och foumlr tvaring olika uppvaumlrmningssystem (fjaumlrrvaumlrme och vaumlrmepumpar) Byggnaderna har designats enligt energiklass A (motsvarar FEBY Guld) eller energiklass C Energiklasserna definieras av den nationella standarden SS 24300-2 daumlr klass A motsvarar en halverad energinivaring relativt BBR25 och klass C motsvarar BBR25 De tre byggnadstyperna har ett utetemperaturberoende vaumlrmebehov som kan beskrivas med en energisignatur Beroende paring vald klimatfil (ortsberoende) erharinglls ett netto vaumlrmebehov foumlr aringrets alla timmar Vaumlrmefoumlrlusttalet (Wm2K) kan enkelt bestaumlmmas baserat paring aktuell dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) Tillsammans med en beskrivning av en dygnsprofil foumlr varmvatten fastighetsel och verksamhets-husharingllsel kalkyleras byggnadens timvaumlrden foumlr vaumlrme varmvatten fastighetsenergi och verksamhetsenergi I de foumlrenklade beraumlkningarna ges brukardata som dygnsprofil baserad paring Bagge mfl (2015) Denna typ av profiler kan ocksaring laumlggas in i vanliga energiberaumlkningsprogram som IDA-Ice och VIP+ Exempel paring indata foumlr ett smaringhus ges i Figur 13

Figur 13 Indata till en tidsupploumlst energiberaumlkning med ett utomhusberoende vaumlrmebehov

brukarrelaterad varmvattenanvaumlndning och husharingllsel samt fastighetselen med en foumlrbrukningsprofil foumlr ett dygn

Den foumlrenklade energiberaumlkningen utgaringr fraringn en klimatprofil foumlr den aktuella orten och ger som maringnga kommersiella tillgaumlngliga energiberaumlkningsverktyg en utdatafil per timme Genereringen av timdata foumlljer daumlrmed ett floumlde enligt Figur 14

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 31: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

30 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 15 Utifraringn den byggnadsrelaterade energisignaturen och efter det att geografisk

placering gjorts saring har vi de indata som behoumlvs foumlr att beskriva uppvaumlrmningsbehovet Byggnads vaumlrmebehov kan sedan kompletteras med elanvaumlndningen och redovisas sammantaget ovan som ett varaktighetsdiagram

Foumlr att verifiera den foumlrenklade metoden har jaumlmfoumlrelser genomfoumlrts mellan den ekvation som anvaumlnds haumlr med resultat fraringn simuleringar se Figur 16 Jaumlmfoumlrelsen visar god oumlverensstaumlmmelse Vaumlrmebehovet avviker fraumlmst daring byggnadens effektbehov aumlr laringgt Oumlverensstaumlmmelsen daring effektbehovet aumlr som houmlgst aumlr mycket god

Figur 16 Jaumlmfoumlrelse mellan beraumlknat effektbehov baserat paring foumlrenklad metod (ekvation)

och resultat fraringn simulering (simulering) vilket ger en god oumlverenstaumlmmelse mot energiberaumlkningsprogramens klimatdata eller med maumltta data

Vid vaumlrmepumpsdrift paringverkas koumlpt el till vaumlrmepumpen ocksaring av vald vaumlrmefaktor Vaumlrmepumpens vaumlrmefaktor paringverkas ocksaring av temperaturnivaringn paring framledningen till vaumlrmesystemet som varierar med aringrets vaumlrmebehov I varingr foumlrenklade modell beskrivs energisignaturen foumlr vaumlrmepumpar som en andragradsekvation I en jaumlmfoumlrande analys mellan simulerat resultat och resultat genererat fraringn ekvationen har avvikelserna visats bli acceptabelt smaring men de ger en viss underskattning av effektbehovet foumlr vaumlrmepumpssystemen naumlr det aumlr som kallast utomhus

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme

Fraringn ekvation Fraringn simulering

Effe

kt

Tid

Jaumlmfoumlrelse Vaumlrme och varmvatten

Fraringn ekvation Fraringn simulering

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 32: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

31 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Tabell 1 Sammanstaumlllning av exempelhusen med en oumlvergripande beskrivning av teknisk plattform och energisignaturens ekvation daumlr Y1 avser icke drifttid och Y2 drifttid foumlr lokalbyggnaderna

Hustyp verksamhet

Kort beskrivning Littera Energisignatur

Smaringhus Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el SH1A 119910119910 = 00351199091199092 minus 09119909119909 + 8 Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme SH1B 119910119910 = minus09119909119909 + 117 Energiklass A bergvaumlrmepump el SH2A 119910119910 = minus03119909119909 + 42 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme SH2B 119910119910 = minus035119909119909 + 35

Flerbostads-hus

Energiklass C fraringnluftsvaumlrmepump el fjaumlrrvaumlrme

FH1A 119910119910 = minus02119909119909 + 30

Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme FH1B 119910119910 = minus05119909119909 + 70 Energiklass A Bergvaumlrme el FH2A 119910119910 = minus012119909119909 + 164 Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme FH2B 119910119910 = minus024119909119909 + 145

Skola Energiklass C FTX fjaumlrrvaumlrme S1B 1199101199101 = minus048119909119909 + 78 1199101199102 = minus095119909119909 + 157

Energiklass A bergvaumlrmepump el S2A 1199101199101 = minus01119909119909 + 165 1199101199102 = minus02119909119909 + 33

Energiklass A FTX fjaumlrrvaumlrme S2B 1199101199101 = minus021119909119909 + 29 1199101199102 = minus034119909119909 + 483

Exempelbyggnaderna som anvaumlnts haumlr finns kortfattat beskrivna i Tabell 1 som ocksaring inneharingller foumlrkortningar paring de olika exempelbyggnaderna som aringteranvaumlnds i resultatbilderna i rapporten I bilaga rdquoBeskrivning av exempelbyggnadernardquo finns en mer detaljerad redovisning av indata och byggnadsbeskrivning foumlr exempelbyggnaderna Flerbostadshusen har samma indataprofiler som smaringhusen foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel men en VVC-foumlrlust tillkommer Notera att lokalbyggnaderna har en energisignatur foumlr dagtid och en foumlr natt och helg

Resultat diskussion och vidareutveckling Det tidsupploumlsta LCA-resultatet som presenteras haumlr aumlr unikt och har tidigare inte redovisats med timdata baringde dagens och framtida energisystem saringsom det goumlrs houmlr Foumlr att faring en uppfattning av konsekvenserna av de olika resurs- och klimatindikatorerna som valts ut och utvecklats i projektet saring har vi tillaumlmpat dessa paring de exempelbyggnader som beskrivits i foumlregaringende kapittel Exempelbyggnaderna aumlr bara till foumlr att illustera hur de olika indikatorerna bedoumlmer olika tekniska loumlsningar foumlr samma byggnad och ska inte anvaumlndas foumlr att dra generella slutsatser om ett visst teknikval eller foumlr att jaumlmfoumlra el med fjaumlrrvaumlrme

Den kanske viktigaste funktionen med de resultat som redovisas nedan aumlr att faring en uppfattning av vilka antagande och ingaringngsdata som aumlr betydelsefulla foumlr slutresultatet och identifiera om vad som borde och kan foumlrbaumlttras foumlr ett ge ett mer relevant resultat I Figur 17 till Figur 19 ges resultatet foumlr smaringhus flerbostadshus och skola med prestanda och teknikval som beskrivs kortfattat i Tabell 1

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 33: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

32 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 17 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

smaringhus men timvaumlrde foumlr dagens och framtidens svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 34: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

33 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 18 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr ett

flerbostadshus men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion aringr 2050

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 35: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

34 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 19 Resurs- och klimatparingverkanprestanda foumlr olika tekniska installationer foumlr en

skola men timvaumlrde foumlr dagens och framtiden svenska fjaumlrvaumlrme- och Nordisk elproduktion foumlr aringr 2050

De klimatindikatorerna som benaumlmns GWP2 till GWP 4 aumlr tidsupploumlsta det vill saumlga det finns en unika saring kallad karakteriseringsfaktor foumlr klimatparingverkan foumlr varje enskild timme under ett aringr foumlr el- respektive fjaumlrrvaumlrmenaumltet14 med andra ord ett unikt timvaumlrde som i figurerna ovan summerats till ett aringrligt totalvaumlrde Foumlr att kunna jaumlmfoumlra det tidsupploumlsta resultatet med en traditionell beraumlkning som utgaringr ifraringn aringrsmedelvaumlrde foumlr energisystemens produktion samt aringrligt anvaumlnd energi i byggnaden saring ger detta traditionella resultat som GWP1

Vid analys av beraumlkningsresultaten foumlr exempelbyggnaderna kan vi se att det aumlr normalt sett inte saring stor skillnad att raumlkna med timdata eller aringrsmedelvaumlrdesdata

14 Den som vill ta del av dessa 8760 karakteriseringsfaktorer GWP2 foumlr 2015 respektive 2050 kan faring en kopia genom att maila till martinerlandssonivlse

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 36: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

35 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

(GWP1 i jaumlmfoumlrelse med GWP2) foumlr den typ av tekniska system som finns i de undersoumlkta altenativen Aring andra sidan foumlrstaumlrks effekten av timdata vid en timupploumlst analys naumlr vi byter systemperspektiv fraringn bokfoumlrings-LCA (GWP1 och GWP2) till att anvaumlnda konsekvens-LCA (GWP3 och GW4) Foumlrenklat sett skulle man kunna saumlga att konsekvens-LCA tydliggoumlr och ger ett stoumlrre utslag foumlr houmlg energianvaumlndning under de timmar som har en houmlg belastning

Andra tekniska loumlsningar aumln de som vi inkluderat i varingra exempel saringsom att med hjaumllp av exempelvis batteri foumlrskjuta energianvaumlndningen mellan houmlg- till laringgbelastningstimmar eller egen elproduktion i form av solceller skulle sannolikt ge upphov till en signifikant skillnad mellan timvaumlrde och aringrsmedelvaumlrdesberaumlkningar Notera att skolan som har en tydligare skillnad mellan dagnatt-anvaumlndning av verksamhetselen vilket ger utslag i klimatprestanda Eftersom effekter av saringdana tekniker som foumlraumlndrar behovet av naumlr energi koumlps in fraringn naumltet aumlr aktuellt foumlr de klassningssystem som vi haumlr benaumlmner nollemissionsbyggnader (saringsom svenska NollCO2) saring motiverar detta att anvaumlnda en tidsupploumlst metodik foumlr just denna typ av klassningssystem foumlr att kunna beskriva ett mer samhaumlllsnyttigt val

Denna foumlrstaumlrkta effekt med en konsekvens-LCA aumlr naringgot som kan locka den som ska designa ett klassningssystem eftersom skillnaderna av teknikval blir stoumlrre naumlr teknikvalet paringverkar marginalen beskrivs Vanlig kritik mot att tillaumlmpa konsekvens-LCA aumlr att den inneharingller subjektiva val som aumlr betydande foumlr slutresultatet speciellt om konceptet med undvikna emissioner tillaumlmpas (det vill saumlga GWP4) Vi har redan paringpekat att anvaumlndningen denna typ av konsekvens-LCA paring ett betydande saumltt styrs av vad som anses ersaumltts paring marginalen vid en foumlraumlndring De antagande och substitut som valts haumlr ska inte betraktas som de som boumlr anvaumlndas i ett taumlnkt byggnadscertifieringssystem utan bara som exempel paring resultat foumlr de substitut som valts haumlr

Ett relativt enklare saumltt att anvaumlnda en konsekvens-LCA aumlr att begraumlnsa systemperspektivet till driftsmarginalen vid en given tidpunkt i varingrt fall 2015 och 2050 Eftersom vi baserar 2050 driftsmarginal paring 2degC scenarion vilket beskrivs med de karakteriseringsfaktorer foumlr klimatindikator (GWP3) saring inkluderar denna framtida marginal ett framtida naumlt som staumlllts om saring att klimatmaringlen uppfylls Med andra beaktas att el- och fjaumlrrvaumlrmenaumlten byggs om men inte som en direkt konsekvens av vilket teknikval som gjorts i en enskild byggnad I en komplex marginal saring goumlrs denna typ av koppling men daring maringste man ocksaring kunna paringvisa att en saringdan koppling finns Eftersom detta projekt syftar till att analysera en marginalfoumlraumlndring av en extra tillkommande byggnad har vi bedoumlmt att detta alternativ inte aumlr relevant men skulle kunna vara det om samma metodik anvaumlnds foumlr att studera en nationell policy eller faumlrdplan Foumlr elnaumltet vet vi redan nu att det mest troliga aumlr en intensiv utbyggnad av vindkraft (EM 2018) vilket goumlr att en komplex marginal foumlr elnaumltet skulle till stor fyllas med just vindkraft i 2050-scenariot och aumlr det som den komplexa marginalen skulle peka ut Denna omstaumlllning av elnaumltet styrs till stora delar enligt Energimyndigheten (2018) av den elektrifiering som foumlrvaumlntas i dels tillverkningsindistron och fordonsflottan Daumlremot foumlrvaumlntar man sig en minskad elenergianvaumlndning foumlr uppvaumlrmning

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 37: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

36 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Vid tillaumlmpning av en driftsmarginalbaserad klimatindikator (GWP3) insaringg vi att driftsmarginal kan definieras paring flera olika saumltt viket framfoumlrallt gaumlller elnaumltet (samma definitionsproblem gaumlller aumlven komplex marginal) I Kyotoprotokollet finns moumljlighet att tillaumlmpa flexibla mekanismer som goumlr att det har tagits fram internationella rdquospelreglerrdquo foumlr hur olika klimatfoumlrbaumlttringar ska beraumlknas Enligt detta CDM-system tillaumlmpas ofta en 10 -regel foumlr att beskriva driftsmarginalen (CDMs komplexa marginal definieras som haumllften driftsmarginalen och haumllften utbyggnadsmarginalen) Vi har valt att tillaumlmpa denna 10 -regel foumlr driftsmarginalen som indikator GWP3a som definieras av de 10 procent dyraste energislagen som finns paring marginalen oavsett om vi betraktar det som en marginalkraftsanlaumlggning eller inte Detta goumlr att denna indikator kan faring inslag av groumln el Indikator GWP3b daumlremot tar bara med det som vi klassat som driftsmarginalkraft inklusive oumlverfoumlring mot grannlaumlnder (vilket daring utesluter vattenkraft och vindkraft med billiga roumlrliga kostnader) Det aumlr saringledes hantering av dessa groumlna inslag (vind och vattenkraft) som utgoumlr skillnaden som syns i bilderna ovan mellan GWP3a respektive GWP3b Foumlr fjaumlrrvaumlrme klassas istaumlllet de braumlnslen som kan anses som marginalbraumlnslen i en strikt turordning och samma karakteriseringsfaktorer anvaumlnds i detta fall foumlr GWP3a som GWP3b

Enligt statistiken foumlr elnaumltet aumlr det inte ovanligt att det sker en export till naumltets grannlaumlnder under houmlgkonsumtionstimmar under dagen (naumlr exporten ger en relativt sett baumlttre betalt) och att det nattetid importeras rdquotillbakardquo el och paring saring saumltt kompenserar vattenmagasinen foumlr den extra uttag som gjort under houmlglasttimmar Fenomen aringterfinns aumlven i det framtida elscenariot eftersom det baseras paring dagens statistik det vill saumlga dagens konsumtion- och handelsmoumlnster Detta paringverkar GWP3a som bara beaktar import men aumlven GWP4 paring ett signifikant saumltt GWP4 beaktar baringde import och export och om det enbart aumlr kolkondens som har ett utbyte med vattenkraftens reglering mellan dag och natt saring aumlr den verkliga miljoumleffekten noll Aumlr det exempelvis gaskraft som undviks dagtid saring blir effekten delvis en annan Enligt de indikatordefinitioner som gjort haumlr ger detta el som anvaumlnds under nattetid en relativt sett saumlmre klimatprestanda foumlr anvaumlnd energi (det vill saumlga vid en laringg slutanvaumlndning av el) Detta blir extra synligt i framtidsscenariona ovan

Vi skulle alltsaring behoumlva vaumlsentligt mer data om marginalproduktionen i de naumlt till vilka vi exporterarimporterar foumlr att kunna faring detta helt raumltt foumlr en konsekvens-LCA Det garingr daumlrfoumlr starkt att ifraringgasaumlttas om GWP3a och GWP4 (saring som den utformad i varingr studie) ger en styrning mot vad som kan anses ett samhaumlllsnyttigt system i sin helhet I detta perspektiv verkar GWP3b relativt sett ge en baumlttre styrsignal och daumlrmed vara den konsekvens-LCA-baserade klimatindikator som baumlst styr mot ett samhaumlllsnyttigt helhetssystem Om en klimatindikator som omfattar undvikna emissioner (typ GWP4) ska anvaumlndas i ett byggnadscertifieringssystem saring kraumlver detta ytterligare arbete att definiera den saring att den ger en samhaumlllsnyttig styrsignal Notera att samma metodantagande som goumlrs foumlr elnaumltet ska ocksaring goumlras foumlr fjaumlrrvaumlrmenaumltet om denna konsekvensbaserade metodik ska kunna anvaumlndas i ett klassningssystem

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 38: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

37 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Syftet med rapporten aumlr inte att staumllla fjaumlrrvaumlrme mot el utan att snarare studera skillnaderna foumlr samma byggnad och teknikval med dagens naumlt mot ett taumlnkt framtida naumlt Resultaten med de scenarion vi nu tillaumlmpat ger daring inte samma slags klimatfoumlrbaumlttring foumlr fjaumlrrvaumlrme som foumlr elen i framtiden trots att den fossila andelen i avfallet som anvaumlnds i framtiden antagits minska minskat till 16 En naumlrmare analys visar daring att det aumlr tydligt att klimatprestanda foumlr tillverkning och bearbetning av braumlnslen som idag aumlr fossilbaserade borde ocksaring vara scenariobaserade det vil saumlga ske med biobaserade drivmedel och saring vidare En saringdan uppgradering med scenariobaserade klimatprestanda foumlr braumlnslena skulle betyda en foumlrbaumlttrad klimatprestanda foumlr framtida fjaumlrrvaumlrme och boumlr ingaring i en vidareutvecklig av metodiken foumlr att moumljliggoumlra en mer likvaumlrdig jaumlmfoumlrelse mellan kraftslagen

Ytterliga ett metodval som borde analyseras mer i detalj aumlr allokeringen mellan kraft och vaumlrme som paring ett betydande saumltt paringverkar klimatprestanda foumlr framfoumlrallt fjaumlrrvaumlrme Varingra beraumlkningsexempel baseras paring alternativproduktionsmetoden som ger elandelen i en kraftvaumlrmeanlaumlggning relativt sett en stoumlrre del av klimatparingverkan Detta kan motiveras med att el har dels en houmlgre kvalitet (exergi) och att det aringtgaringr mer braumlnsle foumlr att faring ut samma maumlngd el i jaumlmfoumlrelse med att bara faring ut vaumlrme fraringn samma kraftvaumlrmeanlaumlggning Den korrekta tolkingen av de Europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) borde vara att en ekonomisk allokering boumlr goumlras om det aumlr en stor prisskillnad15 paring markanden mellan el och vaumlrme fraringn samma anlaumlggning Marknadspriset maringste i detta fall raumlkna bort kostnaden saringsom skatter och avgifter kan anvaumlndas och kan sedan anvaumlndas som bas foumlr denna allokering SCB tillaumlmpar energiallokering i nationell statistik vilket innebaumlr samma miljoumlparingverkan per producerad kilowattimme el eller vaumlrme vilket daring inte beaktar nyttan (exergi) mellan el och vaumlrme Foumlr en konsekvens-LCA kan kraftvaumlrmekopplingen hanteras med undvikna emissioner och som redan naumlmnts boumlr detta utredas vidare om en klimatindikator typ GWP4 ska tillaumlmpas I varingrt projekt har vi varit begraumlnsade till de publika data som finns Eftersom Energifoumlretagen bara ger uppgifter foumlr sina naumlt baserade paring alternativproduktionsmetoden aumlr detta alternativ vi anvaumlnt

Ser man till resultatet fraringn exempelberaumlkningarna saring aumlr det uppenbart att klimatprestanda minskar i en framtid medan resultatet foumlr de resursindikatorer som anvaumlnds aumlr de samma idag som foumlr aringr 2050 Detta kan beskrivas som att aumlven om vi hanterat klimatproblematiken saring kommer vi alltid att behoumlva husharinglla med varingra resurser och att denna fraringga blir allt viktigare i en framtid Koumlpt energi som resursindikator har foumlrdelen att den aumlr enkel att relatera till som fastighetsaumlgare och aumlr en uppgift som kommer paring raumlkningen eller garingr att laumlsa av paring sin maumltare En foumlrenklad indikator som vaumlrderar att el och vaumlrme har olika kvalitet (har olika nytta ndash exergi) har infoumlrts i byggreglerna genom att tilldela dem olika paring foumlrhand bestaumlmda primaumlrenergital (PET) foumlr el respektive vaumlrme En genomlysning av problem kopplat till denna typ av foumlrenklade PET ges av Karlsson mfl (2017) Anvaumlndningen av primaumlr och sekundaumlr energi (energi utan klimatryggsaumlck) kan 15 Det finns inget exakt vaumlrde paring vad som aumlr stor prisskillnad men 25 aumlr en vanligt antagande

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 39: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

38 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ocksaring beraumlknas analytiskt med en LCA men kraumlver daring omfattande beraumlkningar vilket kan motivera ett foumlrdefinierat PET istaumlllet Problemet med all primaumlrenergi aumlr att denna typ av resursindikator inte tar haumlnsyn till graden av foumlrnybarhet eller hur begraumlnsad en energivara aumlr Erlandsson och Sandberg (2011) foumlreslog daumlrfoumlr som ett alternativ ett energiresursindex som beaktar detta Detta resursindex har inte faringtt naringgon anvaumlndning fraringnsett Profu som anvaumlnder detta i sina haringllbarhetsredovisningar Enligt de europeiska LCA-reglerna foumlr byggprodukter (EN 15804 och EN 15978) saring anvaumlnds anvaumlndningen av fossil primaumlrenergi som en resursindikator Problemet med en saringdan indikator aumlr att man betraktar all foumlrnybar energi som rdquogratisrdquo Med det resursenergiindex som naumlmnts ovan hanteras graden av foumlrnybarhet och knapphet goumlr att aumlven de foumlrnybara energivarorna faringr ett resursvaumlrde (dvs inget aumlr gratis) I en vidareutveckling av metodiken som foumlreslarings haumlr foumlr ett klassningssystem boumlr omfatta en tillaumlmpning och eventuell vidareutveckling av detta resursindex

Att inkludera scenarion i ett klassningssystem innebaumlr en osaumlkerhet samtidigt som ambitionen aumlr att kunna stimmulera alternativ som inte bara aumlr bra med dagens foumlrutsaumlttningar utan aumlven aumlr bra i en taumlnkt framtid Extremen som redan naumlmnts aumlr deklarationer daumlr dagens data anvaumlnds aumlven foumlr framtiden Ett intressant alternativ som daumlrfoumlr borde utredas vidare aumlr att vikta resultatet fraringn dagens scenario med framtiden Detta alternativ har vi inte funnit i existerande klassningsalternativ men skulle kunna vara ett realistiskt alternativ om det finns en acceptans bland anvaumlndarna av ett klassningssystem foumlr detta

Ett annat behov aumlr att i ett klassningssystem kunna beskriva en byggnad daumlr den fysiska byggnaden i sig har en robust utformning med en termiskt prestanda saring bra som det bara aumlr rimligt Det aumlr viktigt att i foumlrsta hand se till byggnaden utformas med en saring laringg energianvaumlndning som aumlr rimlig vilket ocksaring betonas i den nu reviderade byggnadsdirektivet (201031EU) med rdquoprincipen om energieffektivitet foumlrstrdquo I varingrt fall betyder det att i ett klassningsyste saring skall byggnaden baringde ha ett bra VFT och en laringg klimatparingverkan

Enligt dagens byggregler saring aumlr det klimatskalets prestanda (Um) och viktad koumlpt energi (primaumlrenergital PET) som beaktas Vi har funnit att vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) ger en mer relevant byggnadsfysikalisk prestandabeskrivning genom att ocksaring inkludera klimatskalets taumlthet och ventilationens foumlrluster Den aumlr dessutom robust foumlr olika antagande och inte beroende av att olika PET kan tillaumlmpas oumlver tiden VFT beskriver byggnadens vaumlrmefoumlrluster och exkluderar saringledes de mer verksamhetsberoende delarna som varmvattenbehov husharinglls- och verksamhetsel Vaumlrmefoumlrlusttalets foumlrdelar aumlr att

bull det har en stark koppling till byggnadens utformning och daumlrmed byggherrens raringdighet

bull det beaktar ett mycket laringngt tidsperspektiv Byggnaden kan staring i mer aumln 100 aringr och aumlr daring i stor utstraumlckning laringst till egenskaper fraringn den ursprungliga byggnadsutformningen

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 40: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

39 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

bull aumlr teknikneutral relativt olika foumlrsoumlrjningssystem och behoumlver daumlrfoumlr inte vikta mellan dessa

Om vi ska foumlrsoumlka ge en temporaumlr rekommendation foumlr fortsatt utveckling av klassningssystem foumlr byggnader paring en oumlvergripande nivaring saring aumlr varingrt foumlrslag att

bull anvaumlnda VFT foumlr att klassa byggnadens termiska energiprestanda och komplettera med krav som begraumlnsar anvaumlndingen av varmvatten fastighetsel som inte anvaumlnds foumlr uppvaumlrmning husharinglls- och verksamhetsel samt klimatkyla

bull anvaumlnda en klimatindikator GWP som aumlr anpassad till den typ av klassningssystem som tillaumlmpas det vill saumlga

o Byggnadsdeklaration bokfoumlrings-LCA med aringrsmedelvaumlrde GWP1

o Nollbyggnad tidsupploumlst bokfoumlrings-LCA GWP2

o Byggnadscertifieringssystem driftsmarginalen GWP3b16

bull komplettera klimatindikatorn med en resursindikator som inte bara tar haumlnsyn till systemets resurseffektivitet (jaumlmfoumlr primaumlrenergital) utan ocksaring tar haumlnsyn till olika resursers grad av foumlrnybarhet och knapphet med andra ord tillaumlmpa ett energiresursindex enligt Erlandsson och Sandberg (2011) motsvarande eller en utveckling av detta

Varingr ambition aumlr att i framtida projekt vidareutveckla den metodik som utvecklats haumlr

16 Notera att om analysen avser en stoumlrre foumlraumlndring i ett helt bestaringnd till skillnad foumlr deklaration foumlr en enskild byggnad saring aumlr komplex marginal ett mer korrekt val teoretiskt sett Paring samma saumltt garingr det att resonera att om man tror att ett certifieringssystem faringr en saringdant stoumlrre genomslag saring aumlr komplex marginal ett moumljligt val i ett certifieringssystem

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 41: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

40 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Publikationslista Utoumlver denna rapport finns foumlljande rapporter som resultat av detta projekt

Sustainable building criteria for an Open Classification System Nicolas Francart Eje Sandberg Martin Erlandsson In the proceedings from Cold Climate HVAC 2018 The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates Kiruna ndash Sweden 12-15 March 2018 The paper is available from httpspaxmongolicadotorgfileswordpresscom2018033134pdf

Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Eje Sandberg Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem SCN rapport 1702 ATON rapport 1701 2017-10-11 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP2_1_energipdf

Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar Bjoumlrn Berggren Eje Sandsberg Delrapport WP1 Marknadsanalys Delrapport inom projektet rdquoOumlppet klassningssystemrdquo SCN Rapport 1701 2017-06-14 Rapporten aumlr tillgaumlnglig paring httpswwwfebyseimagesRapporterWP1_marknadsanalyspdf

Referenser Bagge H Johansson D Lindstrii L (2015) Brukarrelaterad energianvaumlndning Maumltning och analys av husharingllsel och tappvarmvatten LAringGAN Rapport mars 2015

Berggren B Wall M Wideacuten J Karlsson B Att definiera nollenergibyggnader ndash en internationell angelaumlgenhet 212 Bygg amp teknik 21 november 2012

Boverket 2016) xls fil med miljoumlindikatorer nedladdningsbar paring httpwwwboverketsesvom-boverketpublicerat-av-boverketoppna-datamiljoindikatorer Granskad och reviderad senast av Boverket 15 december 2016

Boverket 2018 Klimatdeklaration av byggnader Rapportnummer 201823 ISBN pdf 978-91-7563-571-2 Boverket juni 2018

CEN the European Committee for Standardization (2011) Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method EN 15 9782011

CEN the European Committee for Standardization (2013) Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products version EN 158042012+A12013

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 42: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

41 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

EC European Commission (2017) Level(s) ndash A common EU framework of core sustainability indicators for office and residential buildings Parts 1 and 2 Introduction to Level(s) and how it works Draft Beta v10 European Commission Joint Research Centre (JRC) August 2017

EN Energimyndigheten 2016 Fyra framtider Energisystemet efter 2020 Explorativa scenarier Energimyndigheten rapport ET 201604 april 2016

EN Energimyndigheten 2017a Internationella klimatinater till stoumld foumlr Parisavtalets genomfoumlrande Energimyndigheten rapport Er 201715

EN Energimyndigheten 2018) Vaumlgen till ett 100 procent foumlrnybart elsystem Delrapport 1 Framtidens elsystem och Sveriges foumlrutsaumlttningar Energimyndigheten rapport ER 201816 juni 2018

Erlandsson M (2017) Byggmaterialindustriernas klimatparingverkan inom bygg och anlaumlggning IVL Svenska Miljoumlinstitutet uppdragsrapport till Byggmaterialindustrierna 2 april 2017

Erlandsson M Ekvall T Lindfors L-G Jelse K Robust LCA Typologi oumlver LCA-metodik ndash tvaring kompletterande systemsyner IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport B 2122 januari 2014

Erlandsson M Sandberg E Resursindex foumlr energi -konsekvensanalys foumlr byggnader med fjaumlrrvaumlrme Fjaumlrrsyn rapport 20117 Svensk Fjaumlrrvaumlrme AB oktober 2011

Erlandsson M Sandberg E Eek H Wall M Ruud S Whalstroumlm Aring (2008) Kravspecifikation foumlr passivhus i Sverige mdash Energieffektiva byggnader Version 20081 Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) Energimyndigheten och Vaumlstra Goumltalandsregionen IVL rapport nr A1548 LTH rapport EBD-R--0821 augusti 2008

Erlandsson M Malmqvist T Jelse K Larsson M Livscykelanalysbaserade miljoumlkrav foumlr byggnadsverk - En verktygslaringda foumlr att staumllla miljoumlkrav IVL Svenska Miljoumlinstitutet rapport Nr B 2253 februari 2018

FEBY Forum foumlr energieffektiva byggnader (2018) FEBY 18 Kravspecifikation foumlrenergieffektiva byggnader Bostaumlder och lokaler Forum foumlr energieffektiva byggnader Jan 2018

Fufa S M Dahl Schlanbusch R Soslashrnes K Inman M R Andresen I (2016) ZEB Project Report nr 29-2016 A Norwegian ZEB Definition Guideline ISBN 978-82-536-1513-4 The Research Centre on Zero Emission Buildings ZEB Project report 29 ndash 2016

IEA International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 Cities flexibility and pathways to carbon-neutrality IEA ParisNordic Council of Ministers Copenhagen K httpsdoiorg1017879789264257665-en

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 43: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

42 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

ISO International Standardisation Organisation 2017 Byggnaders termiska egenskaper - Vaumlrmegenomgaringngskoefficienter - Beraumlkningsmetod (ISO 137892017)

Jahnsson S (1992) Energifoumlrluster i smaringhus Total foumlrlustfaktor bestaumlmd genom nattliga maumltningar Traumltek rapport P 9209060 ISRN TRAumlTEK-R-92060-SE Stockholm september 1992

Karlsson B Thygesen R Eriksson O Gustafsson M (2017) Naumlra-noll-energi-byggnaders energianvaumlndning Energifoumlretagen december 2017

Lideloumlw S Munck K F (2015) Byggentreprenoumlrens energisignatur SBUF 2015-09-11 httpswwwsbufseProjektsidaid=e5278707-a931-4a89-8bb4-ca69b4334c75

Profu (2012) Import av braumlnnbart avfall i ett klimatperspektiv En systemstudie foumlr Fortums avfallsfoumlrbraumlnning i Stockholm Profu 2012-04-24 (rapporten saknar foumlrfattare)

Sandberg Eje (2009) Maumltning och verifiering Underlag till kriteriedokument foumlr Passivhus och Minienergihus Forum foumlr energieffektiva byggnader (FEBY) ATON rapport 0904 Juli 2009 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2014) Verifierat passivhus ndash Kv Fridhem Sveriges Centrum foumlr Nollenergihus 2014-06-10 Tillgaumlnglig via wwwfebyserapporter

Sandberg Eje (2017) Energi paring byggnadsnivaring och kriterier foumlr laringga vaumlrmefoumlrluster ndash vaumlrmefoumlrlusttal Delrapport WP 21 Energi En delrapport inom projekt Oumlppet klassningssystem ATON rapport 1701 2017-10-11

Selamawit Mamo Fufa Reidun Dahl Schlanbusch Kari Soslashrnes Marianne Rose Inman Inger Andresen A Norwegian ZEB Definition Guideline ZEB Project Report nr 29-2016 ISBN 978-82-536-1513-4 SINTEF 2016

SFS 2917720 Klimatlag (2017720) Regeringskansliet Miljouml- och energidepartementet utfaumlrdad 2017-06-22 httpswwwriksdagensesvdokument-lagardokumentsvensk-forfattningssamlingklimatlag-2017720_sfs-2017-720

SGBC Sweden Green Building Council (2018) NollCO2 - Pilotversion av certifieringsmanual SGBC Juni 2018

SIS Standardiseringen i Sverige (2012) Svensk standard SS 24300-22012 Byggnaders energiprestanda mdash Del 2 Klassning av energianvaumlndning

SOU 2016 Ett klimatpolitiskt ramverk foumlr Sverige SOU 2016-21 - Delbetaumlnkande fraringn Miljoumlvaringrdsberedningen

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 44: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

43 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Bilagor

Klimatparingverkan fraringn olika energivaror Foumlrfattare Ida Adolfsson

Foumlljande LCA-data har anvaumlnds foumlr klimatparingverkan fraringn utvinning till foumlrbraumlnning (dvs verkningsgrad foumlr att generera elektricitet kan tillkomma) respektive el laverad till naumltet

Braumlnsle g CO2ekWh Kaumllla Stenkol 385 VMK EO1 291 VMK EO2 301 VMK EO3-5 301 VMK Naturgas 247 VMK Oumlvrigt fossilt 301 Ansatt Industriell spillvaumlrme 0 VMK

Avfall 130 NV (tidigare 101WMK) Avfall 2050 17 Ansatt Avfalls- och restgas 10 VMK Avfallsgas fraringn staringlindustrin 0 VMK Primaumlra traumldbraumlnslen 37 VMK Sekundaumlra traumldbraumlnslen 16 VMK RT-flis 11 VMK Pellets briketter och pulver 19 VMK Bioolja 9 VMK Tallbeckolja 9 VMK Oumlvriga biobraumlnslen 37 VMK Torv (fjaumlrrvaumlrme och el) 433 VMK Torv (oumlvrigt) 397 VMK Koumlpt hetvatten 301 VMK Annat braumlnsle 301 Ansatt

Substitution av avfall som ersaumltter deponi -46 IVL Vattenkraft (levererad) 11 EPD Vattenfall Vindkraft (levererad) 18 EPD Vattenfall Solceller (levererad) 79 ecoinvent Kaumlrnkraft (levererad) 36 EPD Vattenfall El ospecificerad (levererad) 160 IVL (Blaring Jungfrun) Import marginalel (levererad) 778 Profu

VMK avser Vaumlrmemarknadskommitteacuten17

17 httpswwwenergiforetagenseglobalassetsenergiforetagensa-fungerar-detmiljo-och-klimatvmk_overnskommelse-2016_vers161208pdfv=Z2kmQS_3tD8i7nG2988BV9ZNg2k

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 45: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

44 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Referenser Gode J Martinsson F Hagberg L Oumlman A Houmlglund J Palm D (2011) Miljoumlfaktaboken

2011Uppskattade emissionsfaktorer foumlr braumlnslen el vaumlrme och transporter Vaumlrmeforsk A08-833

Hagberg M Gode J Laumltt A Ekvall T Adolfsson I Martinsson F (2017) Miljoumlvaumlrdering av energiloumlsningar i byggnader (etapp 2) Metod foumlr konsekvensanalys IVL B 2282

Liljenstroumlm CMalmqvist T Erlandsson M Fredeacuten J Adolfsson I Larsson G Brogren M (2015) Byggandets klimatparingverkan -Livscykelberaumlkning av klimatparingverkan och energianvaumlndning foumlr ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong IVL B 2217

Skoumlldberg H Unger T (2008)Effekter av foumlraumlndrad elanvaumlndningelproduktion ndash Modellberaumlkningar Elforsk rapport 0830

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 46: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

45 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system Foumlrfattareauthor Nicolas Francart

Current hourly data for electricity production and importationexportation is taken directly from the European Network of Transmission System Operators (ENTSO-E) an open database of hourly production and transfer data on the pan-European electricity market (European Network of Transmission System Operators 2017) Data was downloaded for each Nordic country separately and then aggregated in a single spreadsheet to represent production importation and exportation on the Nordic grid Marginal approaches require a clear division between what power plants can be considered as baseload and what plants can be considered as load-following However considering the actual dispatch of each individual plant would be too complex for the purpose of this project Therefore statistics based on energy carriers are used instead Many approaches based on merit order for energy carriers assume a clear-cut division load-following power sources such as gas peat or biofuels are used only when needed otherwise the amount of electricity they produce is equal to zero However a look at actual production data as illustrated in Figure 1 suggests that these sources keep a minimum level of production even during periods of low demand Therefore peat gas biofuels and ldquoother fuelsrdquo18 were split between two parts in the model

bull A baseload part constant over the year bull A load-following part equal to the total production minus the baseload

part corresponding to all variations above the baseload

Theoretically the baseload part would be the minimum yearly production of each source However due to the presence of outliers (a few data points during the year where the reported production was zero) the baseload part was not mathematically defined as a yearly minimum value for peat gas biofuels and other fuels Instead the baseload was approximated by measuring the value of the baseload production threshold on the graphs in Figure 1 Due to time constraints this was considered a low-priority issue the baseload constant can be easily modified and further data treatment can be performed to define it more precisely at a later stage if this parameter is found to be significant for the overall result

18 The name rdquoother fuelsrdquo is taken directly from ENTSO-E In the absence of further information these fuels were treated as coal for purposes of merit order and emission factors

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 47: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

46 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figure 1 Production of electricity from biomass gas peat and rdquoother fuelsrdquo against total

load (both in MW) The red lines represent the level of baseload production anything above them is considered load-following

Current data on hourly imports and exports from the Nordic grid to Germany Latvia the Netherlands Poland Estonia and Russia are available However there is a need to determine how the imported electricity was produced in each country of origin Currently yearly averages for these countries are used (European Commission 2016) For instance 36 of Latvian electricity over a year is produced with gas therefore electricity imported from Latvia is considered to be 36 gas for each hour in a year It is entirely possible to obtain a more detailed hourly mix for these countries since production data is available from ENTSO-E Again this was considered a time-consuming and low priority task that can be handled at later stages if it is assumed to affect the overall result significantly The only issue concerns Russian electricity no hourly production data or future

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 48: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

47 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

scenario seemed easily available A yearly mix was used (US Energy Information Administration 2017) and electricity production was assumed to be the same in 2050 as today The electricity mix in 2050 for the Nordic grid was established based on the Carbon Neutral Scenario (CNS) of the International Energy Agency (International Energy Agency 2016) The CNS includes figures for yearly electricity production today and in 2050 For each power source in the model the ratio between electricity produced in 2050 and today in the CNS was calculated as shown in Table 1 To come up with a hourly mix in 2050 production data for each hour in 2016 was multiplied by the ratios in Table 1 Imports and exports for each hour and each country were similarly multiplied For instance if wind power production the 14th of March 2016 at 1400 is 5 GW it is assumed that wind power production the 14th of March 2050 at 14 will be 5 times 520 = 26 GW The electricity mix in 2050 for countries outside of the Nordic grid was taken from a reference scenario for the European Union (European Commission 2016) Importantly this means that the demand and production curves are assumed to have the same shape in the future as today In reality many factors can change these shapes including changing weather patterns (for solar wind and hydropower) prices of coal and electricity and measures to smooth the curve and reduce demand during peak hours (eg off-peak heating and charging of electric vehicles) However taking these factors into account is highly complex and requires making assumptions that are not part of the scenario For imports and exports the yearly electricity mix in 2050 in each country outside the Nordic grid was taken from the EU reference scenario (European Commission 2016) For Russia electricity production in 2050 was assumed to be the same as today The benefit with this approach is that the outcome is an electricity mix with a hourly differentiation that accounts for randomised aspects that occur in reality that are not covered by ideal dispatch models (using tools like Markal Times and Plexos) The electricity mix could be averaged over several years to reduce the resultsrsquo dependence on the choice of reference year but this would reduce the peak effects A more ambitious approach could therefore include a sensitivity analysis where the reference year is complemented with more extreme years where for instance it was very windy or rainy and large water reservoirs were utilised for hydro power

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 49: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

48 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Table 1 Yearly production and importexport data in the Carbon Neutral Scenario

TWhy Today 2050 Ratio Fossil 447 094 002 Nuclear 901 325 036 Biomass 307 397 129 Hydro 215 261 121 Wind 288 150 520 Solar 056 408 731 Geothermal 570 583 102 Import 837 214 256 Export -266 -738 278 When the hourly electricity mix for the present situation and 2050 had been obtained several different emission factors for electricity were calculated - GWP1 was calculated based on the yearly average production of electricity from all energy carriers It is therefore a single value over the year that disregards the hourly time resolution - GWP2 was calculated based on the electricity production of all energy carriers for each hour within the year and on imports (but not exports) for each energy carrier It is an hourly value that is appropriate for bookkeeping and attributional calculations - GWP3a was calculated based on the electricity production (including imports but not exports) of the top 10 most expensive energy carriers for each hour (the merit order is the following oil gt gas gt biomass gt other fuels gt hard coal gt peat gt hydropower) It is an hourly value that is appropriate for marginal calculations ie calculations representing a relatively small change in total demand that is met with balancing power and doesnrsquot affect the baseload - GWP3b was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers including imports (ie the load-following part of biomass gas peat and ldquoother fuelsrdquo hard coal and oil) It is another hourly value that is appropriate for marginal calculations - GWP4 was calculated based on the electricity production of all margin energy carriers for each hour as in GWP3b The difference with GWP3b is that instead of considering only imports GWP4 includes net imports (imports minus exports) When the country is a net exporter for a particular energy carrier import-exports are considered as a contribution for this energy carrier with a negative emission factor because they replace electricity production in other countries For instance letrsquos assume Sweden produces 1 TWh of electricity from coal and 2 TWh from hydropower Sweden imports 05 TWh from a country where the electricity mix is 75 coal 25 hydropower and exports 03 TWh to a country

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 50: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

49 (53) Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

where the electricity mix is one third coal and two thirds hydropower The emission factors of coal and hydropower are ecoal and ehydro respectively GWP3b will be

(1 + 05 times 075)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + 05

GWP4 will be

(1 + 05 times 075 minus 03 times 033)119890119890119888119888119888119888119888119888119888119888 + (2 + 05 times 025 minus 03 times 066)119890119890ℎ1199101199101199101199101199101199101198881198881 + |05 minus 03|

This means that there are cases when GWP4 can generate a numerical negative value as well as a passive References European Commission (2016) EU Reference Scenario 2016 Summary report -

Primes Ver 4 Energy Model Retrieved from httpseceuropaeuenergysitesenerfilesdocumentsAppendixRefScexls

European Network of Transmission System Operators (2017) ENTSO-E Transparency platform Retrieved December 4 2017 from httpstransparencyentsoeeu

International Energy Agency (2016) Nordic Energy Technology Perspectives 2016 httpsdoiorg1017879789264257665-en

US Energy Information Administration (2017) Russiarsquos Key Energy Statistics Retrieved February 23 2018 from httpswwweiagovbetainternationalcountrycfmiso=RUS

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 51: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

50 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18 Foumlrfattare Eje Sandberg

Vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) foumlrefaller vara en attraktiv indikator paring en byggnads foumlrutsaumlttningar foumlr

bull ett laringgt energibehov

bull en laringg belastning (effekt) av yttre foumlrsoumlrjningssystem naumlr det aumlr som kallast

bull laringga primaumlrenergital foumlr vinterperioden

bull minimerat distributionssystem inom byggnaden

bull vaumlrderingen blir oberoende av energislagsval

bull vaumlrdet aumlr oberoende av byggnadens formfaktor

VFT kan laumlmpligen ersaumltta kravet paring vaumlrmegenomgaringngstal Um Det garingr inte att begraumlnsa byggnadens vaumlrmefoumlrluster med ett Umndashvaumlrde annat aumln foumlr byggnader med riktigt laringg formfaktor (area klimatskal genom uppvaumlrmd area) Foumlr en bostadsbyggnad med ett givet vaumlrde paring laumlckfloumlde och ventilationsfoumlrluster kan byggnadens netto vaumlrmebehov beskrivas som en funktion av byggnadens formfaktor (F) foumlr olika Um -vaumlrden

Figur 1 Netto vaumlrmeenergi som funktion av byggnadens formfaktor vid olika Um-vaumlrden foumlr en bostadsbyggnad med FTX-system Resultat baserat paring 20 olika energisimuleringar

Av figuren framgaringr att foumlr ett givet Umndashvaumlrde blir netto vaumlrmebehov helt beroende av byggnadens formfaktor Med ett vaumlrde paring VFT erharinglls daumlremot samma netto vaumlrmebehov och daumlrmed samma primaumlrenergital oavsett byggnadens formfaktor vilket goumlr VFT till en bra indikator paring byggnadens vaumlrmebehov se figur 2 VFT aumlr ett funktionskrav paring en houmlgre nivaring som foumlrutom klimatskalets isolering ocksaring inkluderar laumlckfloumlde och ventilationens vaumlrmefoumlrluster

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 52: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

51 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Figur 2 Nettovaumlrmeenergi som funktion av byggnadens vaumlrmefoumlrlustfaktor

En vaumll definierad metod foumlr beraumlkning av byggnadens vaumlrmefoumlrlusttal redovisas i Sandberg (2009) Haumlr beskrivs ocksaring foumlrslag paring kompensering foumlr kallare klimat smaring byggnader och foumlr verksamhet med houmlgre luftfloumlden Metoden har implementerats i FEBY18 (wwwfebysekriterier) och samma klassningsnivaring avser samtliga byggnadskategorier se tabell 1 daumlr ocksaring vaumlrden fraringn ett beraumlkningsexempel redovisar aringrsenergi och primaumlrenergital enligt BBR25

Tabell 1 Vaumlrmefoumlrlusttal foumlr tre klassningsnivaringer i FEBY18 FEBYGuld motsvarar tidigare passivhusnivaring och FEBYBrons motsvarar nivaringn foumlr BBR25 foumlr fjaumlrrvaumlrmd byggnad EPPET aumlr viktad med 16 foumlr el

Bostaumlder Exempel Netto Netto Koumlpt Fj-vaumlrmd Elvaumlrmd

gt 600m2 VFT FEL vaumlrme energi elvaumlrmd EPPET EPPET AGuld 14 9 20 52 24 57 42 BSilver 19 10 34 66 30 72 52 CBrons 22 12 42 76 32 83 60

Vaumlrmefoumlrlusttalet (VFT) beraumlknas utifraringn byggnadens vaumlrmefoumlrluster via transmission ventilation och infiltration och aumlr moumljligt att kalkylera i tidigt projektskede foumlr att ge en snabb aringterkoppling till om byggnadens form och konstruktion ger bra foumlrutsaumlttningar foumlr energieffektivt byggande Efter genomfoumlrd byggnad kan VFT bestaumlmmas via maumltvaumlrden fraringn byggnadens energisignatur (vaumlrmefoumlrlustkoefficient) via sambandet

VFTDVUT = HT(21 ndash DVUT) Atemp (Wm2)

daumlr

HT aumlr byggnadens vaumlrmefoumlrlustkoefficient [WK]

DVUT aumlr dimensionerande vinterutetemperatur [degC]

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 53: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

52 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Beskrivning av exempelbyggnaderna Foumlrfattare Bjoumlrn Berggren

Byggnadernas energisignaturer har redovisats i rapportens huvuddel i Tabell 1 Nedan aringterfinns smaringhuset Samtliga byggnaders vaumlrmefoumlrlusttal (VFT) har bestaumlmts vid en dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) paring -16 degC

Alla flerbostadshusen har samma indataprofiler foumlr husharingllsel varmvatten och fastighetsel och en VVC-foumlrlust paring 5 kWhm2

Foumlr lokaler har indata foumlr varmvatten och verksamhetsel enligt BBR25 tillaumlmpats och lagts in med en jaumlmn anvaumlndning under verksamhetens drifttid (skola)

El till fastighetsdrift har antagits till 10 kWhm2 vilket ocksaring lagts in jaumlmnt foumlrdelat under drifttiden och foumlrluster foumlr varmvattencirkulation har ansatts till 5 kWhm2

Nedan redovisas mer utfoumlrlig beskrivning av byggnadsbeskrivning foumlr smaringhus varav SH1A har en fraringnluftsvaumlrmepump (FVP) och SH1B aumlr fjaumlrrvaumlrmevaumlrmt

Exempelhus SH1A

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida
Page 54: Byggnaders klimatpåverkan, timme för timme – …...Byggnaders klimatpåverkan – timme för timme, idag och i framtiden Det saknas en officiell färdplan som visar hur olika sektorer

53 (53)

Byggnaders klimatparingverkan ndash timme foumlr timme idag och i framtiden

Exempelhus SH1B

  • Foumlrord
  • Sammanfattning
  • Summary
  • Inledning
    • Varingr klimatutmaning
    • Byggsektorn
    • Maringl och syfte
    • Avgraumlnsningar
    • Metodik
      • Energi- och klimatklassning av byggnader
        • Hur vaumlrderar marknaden frivilliga energi- och miljoumlklassningar
        • Att klassa en byggnads energi- och miljoumlprestanda
        • Resurseffektiv och uppfoumlljningsbar energianvaumlndning
          • Energisystemens klimatprestanda
            • Energisystemets olika delar
            • Driftsmarginalen ndash den del vi alltid kan paringverka
            • Foumlrenklad hantering av energisystemet olika delar
            • Olika saumltt som klimatparingverkan beraumlknas paring
            • Dagens energisystem
            • Framtidens energisystem
              • Energiprofiler foumlr olika byggnadssystem
              • Resultat diskussion och vidareutveckling
              • Publikationslista
              • Referenser
              • Bilagor
                • Klimatparingverkan fraringn olika energivaror
                • Modellantagande foumlr elsystemet ndash Model assumption for electricity system
                • Beskrivning av vaumlrmefoumlrlusttal och FEBY18
                • Beskrivning av exempelbyggnaderna
                  • Tom sida