Det slutgiltiga målet med detta arbete var att med hjälp av EROI jämföra en kylmaskin med ett antal borrhål som motsvarar kylmaskinens kyleffekt. EROI är ett dimensionslöst tal som direkt säger om någonting har sparat energi eller inte. Om värdet är mer än ett är energi- investeringen fördelaktig att göra och om värdet är mindre än ett har produkten slösat energi.
När kylmaskinen tillverkas används en viss energimängd, när den sedan används för att skapa kyla i byggnaden använder den själv driftenergi och när den ska bytas ut används också energi. Alla dessa energiflöden kallas kylmaskinens inbäddade energi, som blev 4 384 714 MJ under studiens 45 år.
Vid borrning av borrhålen används diesel, som motsvarar en viss energimängd, när övriga komponenter installeras används en energimängd och när borrhålen skapar kyla använder en cirkulationspump driftenergi. Denna cirkulationspump måste också bytas ut ett antal gånger under borrhålens livslängd. Alla dessa energiflöden kallas borrhålens inbäddade energi, som blev 814 504 MJ under studiens 45 år.
Skillnaden i de inbäddade energierna kallas sparad energi, alltså kylmaskinens inbäddade energi minus borrhålens inbäddade energi. Resultaten av denna beräkning blev 3 570 210 MJ.
Om kylmaskinen ska ersättas med borrhål krävs en viss energimängd. Denna kallas för investerad energi och definieras som all energi som används för installation och tillverkning. I detta fall är det energin för att borra borrhålen samt tillverkning och transporter av
komponenterna. Resultaten av den blev 481 184 MJ.
Under rubrik 2.3 beskrivs hur sparad och investerad energi kan användas för att bedöma om en energiinvestering är fördelaktig. För att utföra denna bedömning används begreppen nettoenergi och EROI. Båda dessa begrepp beräknas med sparad och investerad energi, som de är beskrivna ovan. Nettoenergi beräknas enligt formel 17 och EROI enligt formel 18.
Formel 17
56
Formel 18
Resultatet av denna formel gav EROI 7,4.
Resultaten av nettoenergin och EROI visar att denna energiinvestering av borrhålen är fördelaktig.
57
5
DISKUSSION OCH SLUTSATSER
Den jämförelse som har utförts visar att för att kyla en kontorsbyggnad har borrhåls- lösningen lägre inbäddad energi än kylmaskinen. Detta understryker resultatet av EROI- beräkningen, där ett EROI större än ett säger att energiinvestering är fördelaktig. Vi beräknade EROI till 7,4, till borrhålens fördel, och den energiinvestering som krävs för att installera borrhålen kan anses vara energieffektiv.
I studien undersöktes även miljöpåverkan i form av koldioxidekvivalenter. Även här bedömer vi att borrhålen har en fördel jämfört med kylmaskinen i deras respektive livscykler. Vår slutsats är att oavsett vilken elmix som anses råda kommer borrhålen ha en lägre växthus- potential.
I fallet där kylmaskinen används ses att den energi som åtgår till att tillverka den är liten i förhållande till driftenergin. En del av denna tillverkningsenergi är till kylmedelkylare, som består av 50 procent aluminium. Aluminiumets inbäddade energi beror till stor del på hur mycket av detta aluminium som kan anses komma från återvunnet. Vi har antagit att 90 procent är återvunnet, vilket kan anses vara en relativ stor osäkerhet. Det ska också kommenteras att i princip all tillverkningsenergi kan vara en felkälla, då vi kan ha tolkat livscykelanalyser fel, materialvikter i komponenter är baserade på antaganden samt att övriga antaganden kan vara fel. Dessa osäkerheter samt vår approximation av kylmaskinen som två värmepumpar och en kylmedelkylare påverkar inte slutresultatet nämnvärt, på grund av den stora driftenergin. Driftenergin till kylmaskinen är en relativt säker siffra, eftersom köldfaktorn inte varierar mycket.
Samma sak gäller även för koldioxidutsläppen, de utsläpp som råder under tillverkningen är hämtade från samma platser som livscykelanalyserna för energianvändningen och delar därmed samma felkällor. Kylmaskinens stora driftenergi medför även att koldioxidutsläppen är höga under driftfasen, men denna är även beroende av vilken elmix som väljs. Eftersom kylmaskinen antas ha ett läckage av köldmedie om fyra procent per år bidrar även detta med stora koldioxidutsläpp. Det är okänt vad läckaget faktiskt är, fyra procent är det maximalt tillåtna läckaget samt att när kylmaskinen byts ut mot en ny kanske köldmediet kan bytas till ett med lägre växthuspotential, men detta har försummats. Vid elmixer med låga koldioxid- utsläpp blir detta läckage en stor del av det totala koldioxidutsläppet. Även om läckaget skulle vara minimalt eller inte existerande är kylmaskinens växthusverkan ändå högre än borr- hålens, till och med vid låga koldioxidutsläpp från elektricitet.
För borrhålslösningen finns den största delen av den inbäddade energin i själva borrningen av borrhålen, eftersom det går åt stora mängder diesel till detta. Denna dieselanvändning
58
leder även till stora koldioxidutsläpp. Det är även en stor del inbäddad energi i rören och foderrören, samtidigt som samlingsbrunnen och cirkulationspumpen har en relativt liten inbäddad energi. Vid driften av borrhålslösningen används mindre energi än vid
tillverkningen, denna driftenergi bidrar relativt lite till koldioxidutsläppen. Om påverkan från borrhålet ska minskas bör borrningen utföras med ett drivmedel med lägre inbäddad och lägre koldioxidemissioner. Vi har inte undersökt om det finns drivmedel som har en lägre påverkan i sin livscykel.
Heikkilä (2006) studerar en byggnad med ett kylbehov på 40 W/m² och som är på 1 920 m², vilket liknar den byggnad vi studerat. Även hon kommer fram till att borrhålslösningen har mindre inbäddad energi och mindre koldioxidutsläpp. Hon har dock inte räknat med hur mycket inbäddad energi och hur stora koldioxidutsläppen är för själva borrningen av borr- hålen. Hade borrningen försummats i vår egen studie hade resultatet blivit ett helt annat, det är dock okänt för oss om den rätta systemgränsen är en där borrningen inte ingår.
Hon nämner även att det finns osäkerheter och antaganden angående hur stor den inbäddade energin är för olika material är. Mycket av hennes data är från 90-talet och nämner att det eventuellt skulle bli ett annat resultat om det fanns nyare data. Våra resultat delar även detta problem, där det finns stora osäkerheter i de livscykelanalyser som har hämtats och om de är rätt.
Dutil & Rousse (2012) kommer fram till att fönster kan ha EROI på 2,2, 98, 188 och 237 000 och för isolering kommer de fram till EROI på 20,5 samt 61,6. Detta kan jämföras med vårt resultat på EROI som blev 7,4. Jämfört med vissa värden som Dutil & Rousse (2012) redovisar är vårt alltså ett relativt dåligt resultat.
Det ska dock kommenteras att storlekarna på inbäddade energier skiljer sig mycket mellan våra värden och de som finns för fönster och isolering. För fönster redovisas inbäddade energier mellan 0,012 MJ och 2 190 MJ och för isolering är inbäddade energierna ungefär 80 000 MJ. I denna rapport beräknades inbäddade energier till 4 384 714 MJ för kyl-
maskinen och 814 504 MJ för borrhålen. Det kanske inte går att jämföra de EROI som vi har beräknat med de som har beräknats för fönster och isolering, på grund av de stora
skillnaderna i inbäddade energier. Det är dock okänt om det finns bättre resultat att göra en jämförelse med.
59
6
FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE
I denna studie har ingen ekonomisk analys utförts. Detta skulle kunna utföras för att se om vilket alternativ som är mest fördelaktigt ur ett ekonomiskt perspektiv.
I denna rapport har flera kylmetoder introducerats, förutom de två som undersöks. Det skulle kunna finnas möjlighet att genomföra ytterligare studier på dessa kylmetoder. Självklart kan förhållandena för kylmetoderna varieras hur mycket som helst.
I arbetets gång framkom det att livscykelanalys för en kylmaskin saknas helt. Författarna tror att arbetet med att utföra en sådan analys skulle kunna vara ett aktuellt arbete som skulle kunna ha mycket användning.
I denna studie jämförs två energikrävande system, ett som ska ersätta det andra med en minskad energianvändning. Det skulle kunna vara intressant att göra jämförelsen med andra sorters energisparande lösningar, till exempel solceller eller vindkraft. Ett annat sätt kan vara att jämföra installation av borrhål för kyla med att installera solceller, som ska driva en kylmaskin. Till dessa kan även EROI användas.
60
KÄLLFÖRTECKNING
Litteratur
AIA (2008). CPS/XPS. Sverige: Knoester Reklam.
AIA (2011). Byggvarudeklaration BVD3: enligt Kretsloppsrådets riktlinjer maj 2007. AIA Akkon Steel Structure Systems CO (2012). Environmental product declaration: Light gauge
steel profiles. Germany: Institut Baum und Umwelt e.V.
Areskoug, M. Eliasson, P. (2007). Energi för hållbar utveckling – Ett historiskt och
naturvetenskapligt perspektiv. Sverige: Studentlitteratur AB, Lund.
Bergsten, B. Aronsson, S. (2001). Energieffektivisering i komfortkylsystem. Effektiv: SP Sveriges Provnings- och forskningsinstitut.
Bodlund, B. Lindfors, L-G. Jonsson, L. (2009). Miljödeklarationer: verktyg för trovärdigt
miljöarbete. Stockholm: SIS Förlag AB.
Bouse, I. (2003). Livscykelanalys av skotaren Gremo 950 R. Halmstad: Högskolan i Halmstad.
DuPont (2005). Thermodynamic properties of DuPont™ Freon® 22 (R-22) refrigerant. USA: DuPont.
Dutil, Y. Rousse, D. (2012). Energy costs of energy savings in buildings: A review. Sustainability 2012, 4, 1711-1732
Energimyndigheten (2012). Energiläget 2012. Eskilstuna: Energimyndigheten.
European aluminium association (2013). Environmental profile report for the European
aluminium industry. European aluminium association.
European Copper Institute (2012). The environmental profile of copper products: A ”cradle-
to-gate” life-cycle assessment for copper tube, sheet and wire produced in Europe.
European Copper Institute.
Frykberg, R (2006). Miljödeklaration för plaströrssytem av PE (polyeten). Uponor AB. Geotec (u.å.). Värme och kyla från en miljövänlig källa. Svenska Borrentreprenörers
Branschorganisation.
Gräslund, J. (2010). Marken ska kyla kontor utan kylmaskiner. Sverige: Husbyggaren nr 6. Gode, J. Byman, K. Persson, A. Trygg, L. (2009). Miljövärdering av el ur systemperspektiv:
en vägledning för hållbar utveckling. IVL Svenska Miljöinstitutet.
Granryd, C. Ekroth, I. Lundqvist, P. Melinder, Å. Palm, B. Rohlin, P. (2011). Refrigerating
61
Heikkilä, K. (2006). Environmental evaluation of an air-conditioning system supplied by
cooling energy from a bore-hole based heat pump system. Göteborg: Chalmers
tekniska högskola
IVT (2006). IVT Greenline F: modell 55-70 kW. IVT industrier AB. IVT (2011). Miljövarudeklaration. Bosch Thermoteknik AB.
IVT (u.å.). Apparater, ledningar m.m. i rörsystem eller rörledningsät. IVT industrier AB. Jones, A (2007). The industrial ecology of the iron casting industry. Massachusetts Institute
of Technology.
Kylteknikern (2009) Lathund för kyltekniker. Kylteknikern AB.
Kungliga ingenjörsvetenskapsakademien, IVA. (2002). Energianvändning i bebyggelsen. Eskilstuna: Multitryck.
Malmberg (2006). Spara pengar och skona miljön: Lagra värme och kyla. Åhus: Malmberg. Mersiowsky, I. (2011). Eco-profiles and Environmental Declarations. Brussels:
PlasticsEurope.
Moran, M. Shapiro, H. (2010). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Asia: John Wiley & Sons.
Murphy, D. Hall, C. Dale, M. Cleveland, C. (2011). Order from chaos: A preliminary protocol
for determining the EROI of fuels. Sustainability 2011, 3, 1888-1907
Nilsson, P-E. (2001 a). Komfortkyla. Effektiv: SP Sveriges Provnings- och forskningsinstitut. Nilsson, P-E. (2001 b). Köldmedier. Effektiv: SP Sveriges Provnings- och forskningsinstitut. Nordman, R. (2007). Undersökning av värmepumpars miljöpåverkan.
Naturskyddsföreningen.
Outokumpu (2011). Environmental product declaration: Cold rolled stainless steel. Germany: ECO – environmental construction products organisation.
Plast- & Kemiföretagen (2002). Materialinformationsblad: Polyuretaner,
Polyuretanelastomerer. Stockholm: Plast- & Kemiföretagen.
Plast & Kemibranscherna (u.å.). Materialinformationsblad: Etenplast, PE. Plast & Kemibranscherna
Preem (2013). Klimatprestanda för Preems drivmedelsprodukter. H & S.
Ramböll (u.å.). Ventilationsteknik 7,5 hp: Föreläsning 7 – Fuktig luft. Ramböll Sverige AB Scandia Steel (u.å.). Foderrör.
62
Schindler, A. Haßel, F. Baitz, M. (2010). Eco-Profile of Aromatic Polyester Polyols (APP). PE International.
Seppälä, J. Koskela, S. Melanen, M. Palperi, M. (2002). The Finnish metals industry and the
environment. Helsinki: Finnish Environmental Institute.
SINTEF (2007 a). Environmental declaration of steel products for the Norwegian Steel
Association and Contiga AS. Oslo: SINTEF Byggforsk.
SINTEF (2007 b) Steel structures of cold formed welded structural hollow sections
(CFSHS). Oslo: SINTEF Byggforsk.
Sköldberg, H. Unger, T. Olofsson, M. (2006). Marginalel och miljövärdering av el. Stockholm: Elforsk AB.
Spielmann, M. Faltenbacher, M. Stoffregen, A. Eichhorn, D. (2010). Comparins of energy
demand and emissions from road, rail and waterway transport in long.distance freight transport. Germany: PE International.
Sveby (2010). Brukarindata för energiberäkningar i kontor – vägledning. Stockholm: Svebyprogrammet.
Svep (2004). Fakta om energibrunn. Umeå: Nyheternas tryckeri. Uponor (u.å.). Uponor Energisystem. Västerås: Uponor AB.
Vattenfall (2012). Life Cycle Assessment: Vattenfall´s electricity generation in the Nordic
Countries. Vattenfall AB.
VM Pumpar (2011). Miljödeklaration. VM Pumpar AB. VM Pumpar (u.å.). VM(P)E. VM Pumpar AB
Personligakontakter
Geerd, A. (2013) Personlig och mailkontakt. Våren 2013. Heikkinen, A. (2013) Uponor AB. Telefonkontakt. 2013-05-16. Sandell, T. (2013) Carrier AB. Telefon- och mailkontakt. 2013-04-03 Sverkersson, T. (2013) BGE. Mailkontakt. 2013-03-30.
Thern, J. (2013) Ramböll Sverige AB. Personlig kontakt. 2013-05-08.
Internetkällor
Bphs.net (u.å.). Hämtad 2013-05-20. Webbadress:
63
Catalog.uponor.com (2010). Uponor Energisystem. Hämtad 2013-04-08. Webbadress: http://www.catalog.uponor.com/index.php?id=27&no_cache=1&L=sv-
SE&tx_uponorproduct_pi1%5bchild%5d=261
Cleveland, C. (2010). Net energi analysis. Hämtad 2013-01-10. Webbadress: http://www.eoearth.org/article/Net_energy_analysis
E-magin.se (2009). Metallkatalogen: Aluminium, koppar, mässing, brons och övriga
metaller. Hämtad 2013-05-08. Webbadress: http://www.e-
magin.se/v5/viewer/files/viewer_s.aspx?gKey=kvbktxq1&gInitPage=76
Energihandbok.se (2012). Beräkning av koldioxidutsläpp för olika energislag. Hämtad
2013-05-12. Webbadress: http://energihandbok.se/x/a/i/10214/Berakning-av-
koldioxidutslapp-for-olika-energislag.html
Environmentproductdeclarations.com (u.å.). Introduction. Hämtad 2013-04-03. Webbadress: http://www.environmentalproductdeclarations.com/
Geotec.se (2011). Typgodkänd energibrunn - kvalitetsbrunn. Hämtad 2013-04-03. Webbadress: http://www.geotec.se/geoenergi-ar-fornyelsebar-och-skonsam-for- bade-miljon-och-planboken/typgodkand-energibrunn-kvalitetsbrunn/
Klimatdeklaration.se (u.å.). Mer om livscykelanalyser. Hämtad 2013-04-03. Webbadress: http://www.klimatdeklaration.se/las/Mer-om-livscykelanalyser/
Klimatdeklaration.se (u.å.). Begrepp och förklaringar. Hämtad 2013-04-03. Webbadress: http://www.klimatdeklaration.se/Faktabank/Begrepp-och-forklaringar-/
Klimatdeklaration.se (u.å.). Klimatdeklaration – En möjlig plattform för märkning.
Hämtad 2013-04-03. Webbadress: http://www.klimatdeklaration.se/om/Bakgrund/
Klimatkompassen.se (u.å.). Beräkningsmetod och grundantaganden. Hämtad 2013-05-02. Webbadress: http://www.klimatkompassen.se/#/348257/
Miljöportalen.se (2007). Växthuseffekt och växthusgaser – vad är det egentligen? Hämtad
2013-04-20. Webbadress:
http://www.miljoportalen.se/luft/vaexthusgaser/vaexthuseffekt-och-vaexthusgaser- vad-aer-det-egentligen
Plasticseurope.org (2010 a). Browse by flowchart. Hämtad 2013-04-22. Webbadress: http://www.plasticseurope.org/plastics-sustainability/eco-profiles/browse-by- flowchart.aspx
Plasticseurope.org (2010 b). FAQs. Hämtad 2013-05-13. Webbadress:
http://www.plasticseurope.org/plastics-sustainability/life-cycle-thinking- 1746/frequently-asked-questions.aspx
Regeringen.se (2008). Energisamarbete i EU. Hämtad 2013-04-20. Webbadress: http://www.regeringen.se/sb/d/5776/a/117988
64
Ruukki.se (2012). RD-Foderrör. Hämtad 2013-05-16. Webbadress: http://www.ruukki.se/Produkter-och-losningar/Infrastruktur-- grundlaggning/Stalpalar/RD-foderror
Sibur-int.com (2013). Polybutadiene rubber. Hämtad 2013-05-20. Webbadress: http://sibur-int.com/product/rubber/catalog/item395.php
SMHI.se (2009). Normal årsmedeltemperatur. Hämtad 2013-05-17. Webbadress: http://www.smhi.se/klimatdata/meteorologi/temperatur/1.3973
Svenskfjärrvärme.se (u.å.). Så funkar fjärrkyla. Hämtad 2013-04-20. Webbadress: http://www.svenskfjarrvarme.se/Fjarrkyla/Hur-funkar-fjarrkyla/
Svepinfo.se (u.å.) FAQ – Vanliga frågor och svar. Hämtad 2013-04-02. Webbadress: http://www.svepinfo.se/varmepumpar/fragor-och-svar/berg/
Takcentrum.se (u.å.). Vad är EPDM. Hämtad 2013-05-02. Webbadress: www.takcentrum.se/epdm-om.shtml
Trelleborg.com (2011). Gummisorter. Hämtad 2013-05-13. Webbadress: http://www.trelleborg.com/sv/Karriar/Polymerskolan/Gummisorter/ Träguiden.se (u.å.). LCA-metodik. Hämtad 2013-04-02. Webbadress:
http://www.traguiden.se/TGtemplates/popup1spalt.aspx?id=973&contextPage=970 Smedegaard.dk (2005 a). VM Pumpar på Naturskyddsföreningens Topp 10-lista. Hämtad
2013-05-19. Webbadress: http://www.smedegaard.dk/composite-493.htm
Smedegaard.dk (2005 b). VM In-line centrifugalpumpar. Hämtad 2013-05-16. Webbadress: http://www.smedegaard.dk/composite-172.htm
Box 883, 721 23 Västerås Tfn: 021-10 13 00 Box 325, 631 05 Eskilstuna Tfn: 016-15 36 00