I det här avsnittet redovisas resultat och analys av studien. Först presenteras beskrivning av utfallet av intervjuerna som har utförts och sedan det aktuella studieobjektet med de tekniska lösningarna och utformningsförslaget.
Intervjuer
Här presenteras resultatet från de intervjuer som har utförts under arbetes gång som är ett komplement till litteraturgenomgången för att få ytterligare information av arkitekter som är aktiva i branschen.
Hus utan sladd – Projektledare
Hus utan sladd är ett projekt som startades av företaget Sisyfos som jobbar med
fastighetsförädling och byggnationer. Tanken med projektet var precis som det låter, att bygga ett hus utan sladd, alltså utan koppling till elnätet och de kommunala vatten- och
avloppssystemen. Enligt projektledaren ville de göra någonting som stack ut och var annorlunda, samtidigt som det var svårt och därmed väldigt lärorikt för de själva.
Respondenten har varit projektledare under delar av processen samt är en av dem som bor i huset. Idén till Hus utan sladd kom i november 2015 och det invigdes redan i maj 2016 av Stockholms landshövding.
Energiproduktion och uppvärmning
Projektledaren tycker att den största utmaningen har varit att försöka lösa energianvändningen under de tre månaderna som är mörka och kalla, det vill säga mitten av november till mitten av februari. De undersökte lösningar för hur det går att lagra energi och läste på och
undersökte mycket om vätgas. De tittade bland annat på ett företag som börjat med att
utveckla vätgaslagring. De billiga lösningarna kändes osäkra och hemsnickrade samtidigt som de bra lösningarna var för dyra och storskaliga. Huset tänktes trots allt vara ett sådant som vem som helst kan köpa.
De hittade istället ett företag som sålde pelletsdrivna stirlingmotorer för 100 000 – 150 000 kronor. Dessa motorer gör el och spillvärme och ansågs därför passa bra under de kalla månaderna. Företaget var optimistiskt och levererade utan att det fungerade. De skulle därefter komma och fixa det som inte fungerade men kom aldrig till skott och tiden gick.
Dagarna blev till veckor, veckor till månader och månader till år, innan de gick i konkurs.
Enligt projektledaren finns det möjligheter att stirlingmotorer kan bli en lösning på lite längre sikt.
Det gjorde att huset som var tänkt att vara utan sladd fick koppla upp sig på elnätet. Det var trots allt ett läroprojekt och behovet av off-grid fanns inte på den här platsen då elnätet redan var framdraget. De ville göra något som var svårt och spännande för att det kräver lösningar, föder kreativitet och ger mycket lärdomar.
Tanken var däremot att bara koppla upp till elnätet tillfälligt, till dess att en annan lösning kunde ersätta den tänkta stirlingmotorn, men huset är fortfarande inkopplat. Fokus ändrades istället och nu ses det som ett passivhus istället. För vad är egentligen viktigast? Jo, det är Sveriges energiproduktion. Om alla småhus kan vara energifabriker istället för
energiförbrukare skulle det se annorlunda ut. Däremot blir det stora toppar och dalar som måste hanteras med bland annat lagring på längre sikt i och med de förnybara källorna som är intermittenta.
57
Huset är designat för att vara välisolerat. Det har fyrglasfönster och 40 cm frigolitisolering i tak, väggar och golv. De har också minskat varmvattenanvändningen, grunden var helt enkelt att bygga ett hus för att kunna minska behoven, vilket är extra viktigt under de mörka
månaderna. Elen produceras genom 68 solceller som är placerade på taket respektive ett vertikalt solstaket som står mot söder för att fånga de låga strålarna. Batterier är inkopplade för att kunna lagra energin under nätterna och kortare mulna perioder. Nu producerar huset ungefär 15 000 kWh/år och använder 5 000 av dessa. För att kunna exportera överskottet är huset inkopplat på nätet även under den ljusa tiden av året.
För att kunna övergå till 100 % förnybar energi i Sverige och världen behöver metoderna för lagring utvecklas enligt projektledaren för Hus utan sladd. Off-grid är inte lösningen utan det måste gå att lagra och använda energin när det behövs och minska förbrukningen.
Projektledaren tror att vätgas är ett bra alternativ på längre sikt, när det utvecklats ytterligare. I ett sådant här projekt kanske det hade varit ekonomiskt försvarbart om det var 20 villor som hade delat på en vätgaslagringsanläggning.
Den el som produceras med solceller och lagras i batterier ger likström vilket gör att det behövs en växelriktare för att göra om det till växelström i och med att allt vi vill ha i ett hus normalt går på växelström. Att det inte är likström beror på att likström kräver tjocka
ledningar vid höga effekter/laster. Dessa ledningar gjordes tidigare av koppar som var väldigt dyrt, vilket resulterade i att likström användes istället. Växelriktaren har en hög
självförbrukning, det vill säga, den förbrukar mycket energi när den omvandlar likström till växelström. Den totala energiförbrukningen i huset sänks med 0,5 kW när växelriktaren stängs av.
Det som måste fungera hela tiden, som till exempel kylskåp och taklampor, går på likström i Hus utan sladd för att växelriktaren ska kunna stängas av när apparater som inte kräver växelström används. Det har däremot krävts mycket tid och konsultkostnader för att hitta produkter på likström i och med att det bara finns ett begränsat utbud med höga priser. Enligt projektledaren för Hus utan sladd hade det varit bättre att ha en billig växelriktare än att överhuvudtaget ha likström i huset. Till exempel så är kylskåpet i huset ett husvagnskylskåp, som är 3 gånger dyrare än ett vanligt kylskåp och dessutom mycket sämre.
Varmvattnet värms med elpatroner i en behållare för varmvatten. Så länge som vattnets temperatur är under 45 grader så värms det, är det över 55 grader så slutar det värma.
Varmvattnet används till dusch samt till fläktkonvektorn som värmer luften i huset.
Luftkonvektorn är den enda värmekällan, så stänger man dörren till vissa rum blir det svalare i dessa, vilket sparar energi.
Huset är utrustat med trådlös belysning, så istället för ledningar är det radiosignaler som går mellan. Enligt projektledaren för Hus utan sladd är det en smart och bra lösning, dels för att det är lätt att flytta och dels för att det inte är något batteri som behöver bytas. Däremot har huset mycket andra ledningar och även konfigureringar och olika system. System ska styras och det kommer nya mjukvaruuppdateringar. Saker kan dessutom gå sönder, vilket är en stor nackdel med komplexa system, det ger underhållskostnader.
Ventilation
Eftersom huset är välisolerat är det viktigt med bra ventilation och den sker med ett mekaniskt system som är decentraliserat. Det innebär att fläktarna som är installerade jobbar i par, en
58
suger ut luft och dess keramikplattor värms upp, sen börjar nästa fläkt suga ut luft och den första tar istället in luft utifrån som värms upp av de varma keramikplattorna.
Det finns dessutom luftintag högst upp på väggarna som suger in luft och med hjälp av en fläkt cirkulerar den ner till golvnivå. Detta för att det inte ska bli kallt på golvet i och med att den varma luften stiger. Takhöjden i huset är 6 meter där det är som högst vilket motiveras genom att skapa en hög boendekvalitet. För att minska energianvändningen skulle takhöjden kunna vara betydligt lägre för att därmed minska volymen att värma upp, men hur roligt är det egentligen? När huset går på tomgång, det vill säga när bara kylskåp, lite fläktar och några pumpar är igång så drar det ungefär 0,3–0,4 kW. Det går att ha access till elsystemet via telefonen, där det går att styra bland annat temperaturen.
Vatten och avlopp
Vattenförsörjningen kommer från egen brunn och avloppssystemet som används är Alnarp Cleanwater, som är ett bioreningsverk. Huset har också lösningar där regnvattnet samlas in med hjälp av hängrännor som via ledningar går till en behållare/tank där det blandas med vattnet från avloppsystemet. Det vattnet används sedan för att spola i toaletten och vattna trädgården.
Utformning
Huset är uppbyggt av en lätt konstruktion med sandwichelement av EPS vilket består av olja som är omgjord till plast, men innehåller mest luft. Oljan har inte förbränts utan bara bundits i materialet och materialet kan i princip återvinnas. Det är ingen olja som har släppts ut och jämförs EPS med betong som väger mycket mer än EPS blir klimatpåverkan för betong betydligt större då vikten spelar stor roll. Fasaden är sedan täckt med glasfiberskivor.
Den lätta konstruktionen gör att det inte krävs någon betonggrund utan huset kan ställas på en grusbädd och dessutom är huset självbärande i och med sandwichelementen. Den största nackdelen är hur huset skulle reagera på brand då blandningen av luft och olja som finns i EPS-materialet är lättantändligt samt att den bärande mekanismen försvinner om det blir för varmt, men det gäller ofta för med konventionella byggtekniker också.
Ekonomi
Att bygga passivhus med egna system kan tänkas bli betydligt dyrare än traditionella hus men det blir inte väldigt dyrt enligt projektledaren för Hus utan sladd. De extra kostnaderna i det här fallet är solceller, batterier och styrsystem. I Hus utan sladd tillkom dessutom mycket konsultkostnader i och med att nya lösningar testades och det skedde en utveckling i processen med de olika delarna. Det kommer leda till lägre konsultkostnader i kommande projekt eftersom det är en läroprocess. Driftkostnaderna blir däremot väldigt låga för passivhus med egna solceller då elkostnaderna i princip blir noll. Som sagt kan det istället tillkomma vissa underhållskostnader i och med att huset har relativt komplexa system installerade.
Enligt projektledaren för Hus utan sladd lönar det sig inte att bygga off-grid om det går att bygga på annat sätt, men skulle det handla om ett område långt från elledningar är det
definitivt ett alternativ. Det lönar sig inte heller att renovera kök, men det gör vi ändå titt som tätt, så det går ju att fundera på hur vi värderar olika saker. Vi behöver skapa lösningar där hela systemet är förnybart, exempelvis passivhus med låg förbrukning som producerar mer än huset gör av med. Det skulle också kunna vara lättare att hushålla med resurser om det finns
59
vissa begränsningar. Hus utan sladd har helt enkelt varit ett läroprojekt för att testa nya lösningar och utveckla system.
Vätgaslagring
Utvecklaren av system för vätgaslagring, här benämnd som vätgaspionjär, har en egen vätgaslagring i sin villa på ca. 500 kvm utanför Göteborg. Att han ersatte den köpta elen med solenergi och vätgaslagring var på helt eget intresse, där standardprodukter som redan fanns på marknaden användes. Detta utvecklade sig till ett eget företag där han nu säljer dessa energisystem.
Vätgaspionjären berättade att energisystemen som levereras innefattar det som krävs för att ta vara på solens energi till att den kommer ut ur eluttagen. Det betyder solcellssystem,
växelriktare, batterier, elektrolysör, kompressor, vätgastank och bränslecell. Växelriktaren gör solelen användbar. Batterierna lagrar elen under natten och kortare stunder när solen inte skiner. Den el som inte används direkt går till elektrolyören som spjälkar dricksvatten för att dela på syre- och vätemolekyler. Syret sprätts ut till omgivningen medan vätgasen tar sig via en kompressor till en vätgastank där den elektrokemiska energin lagras. När det finns behov av mer el än solcellssystemet klarar av matas vätgasen från tanken till en bränslecell där den med hjälp av syre från luften producerar elektricitet och värme.
Det befintliga värmesystemet som finns i aktuellt hus används både före och efter installationen, vilket oftast brukar vara en värmepump. Det som görs är att kabeln som kommer in från elverket byts ut mot den kabel som är ihopkopplad med energisystemet som företaget levererar. Systemet kallas RE8760 vilket står för Renewable Energy, 8760h/år, vilket är årets alla timmar. Det finns inget färdigt system att leverera vid beställning utan det anpassas efter aktuellt behov genom att matcha energibehovet hos förbrukaren/verksamheten.
Företaget undersöker energiprofilen som innebär hur många kWh som används varje månad under ett år. Detta ligger sedan till grund för beräkningarna som görs med hjälp av ett specialutvecklat program av företaget för att bedöma mängder och storlekar på de
komponenter som ingår i energisystemet. Normalstora villor på ungefär 140–160 kvm skulle behöva en vätgastank som rymmer ca. tre kubikmeter vattenvolym. Skulle vätgastanken bli full slår systemet av sig och producerar ingen mer el även om solen fortfarande lyser. Då kan det bara konstateras att det finns för mycket solceller. En annan möjlighet skulle vara att sälja överskottselen men då krävs det att vara inkopplad på elnätet. Utöver energiprofilen använder företaget väderdata från SMHI för att anpassa energisystemet efter beställning, såsom
soltimmar och medeltemperatur för aktuell geografisk plats varje månad.
Enligt vätgaspionjären är ett vätgaslagringssystem är en långsiktig investering med tanke på att fastigheter förväntas hålla i ungefär 95 år, vilket även energisystemen gör. Skulle vi bara titta kortsiktigt är det klart att det är billigare att köpa el från nätet då den dessutom ligger lågt i pris. Ett ”eget” energisystem skulle ge en tillförlitlighet oberoende av externa leverantörer.
Ju större systemet görs, ju fler kWh som produceras, det vill säga om det delas på flera hus/lägenheter, desto billigare blir systemet för varje kWh. När vätgaspionjären byggde sitt hus 2015 kostade energisystemet 2,8 miljoner. Idag ligger det priset för ett energisystem med solceller och vätgaslagring på ungefär 1,5 miljoner. Finns det tillräckligt med pengar för att köpa en Tesla finns det tillräckligt med pengar för en investering i energisystem enligt vätgaspionjären själv. Priset påverkas av hur stora volymer som tillverkas, ju mer som
60
tillverkas desto mer kommer priset sjunka. Skulle samma intervju göras fem år framåt i tiden kanske priset för ett likadant energisystem ligger på 600 000 kronor. Det är samma utveckling som har skett med solceller när produktionsvolymerna ökat.
Just nu bygger företaget som säljer vätgassystem ett stort energisystem i Vårgårda som ska försörja 172 lägenheter som motsvarar 12 200 kvm uppvärmd yta. Det energisystemet kostar strax under 40 miljoner kronor, slås det ut på alla lägenheter landar det på ungefär 233 000 kronor, vilket läggs på inköpspriset.
Förutom solkraft är vindkraft en förnybar energikälla som är möjlig att installera men som privat husägare går det inte att ha några stora vindkraftverk på tomten och de gårdsverk som finns är inte tillräckligt bra för att vara värda att investera i anser respondenten. De har samma behov som de stora kraftverken gällande höjd och fri vind, vilket är omöjligt att få med de begränsningar som finns för gårdsverk. Det kan ge ett litet tillskott men ger ingen stabil energiproduktion över tid, har ett förhållandevis högt servicebehov och har långt ifrån samma livslängd som solceller.
Att säsongslagra energi med batterier är också möjligt, teoretiskt sätt, men det tar extremt mycket plats och är väldigt dyrt. Till exempel så använder respondentens hus 6 000 kWh från energilagret varje år och för att lagra samma mängd energi i batterier, räknat med Teslas Power Wall 2 krävs det 428 batterier vilket skulle kosta ungefär 28 miljoner kronor. De har nämligen en kapacitet på 14 kWh, kostar ungefär 67 000 kronor styck och är en meter breda och två meter höga. Däremot fungerar batterier utmärkt för lagring över natt och en mulen förmiddag.
Vid en installation av ett energisystem med vätgaslagring krävs det såklart lite extra utrymme, men utöver det kan husen vara utformade precis som man vill. Det finns inte några förbehåll angående användning av apparater. Skulle energisystemet utformas lite begränsande skulle det kanske kunna ge ett incitament för att hushålla med resurserna mer. En informationspanel kan också hjälpa till att hålla koll på förbrukningen vilket ger en större medvetenhet, för det är väldigt lätt att slarva om det inte finns något incitament till minskad förbrukning.
Vid nybyggnation kan solcellspanelerna integreras i fasad och tak, vilket respondenten har gjort på sitt hus. Solcellerna beställdes i en specifik storlek för att passa in i fasaden och fungerar då både som solceller och fasadbeklädnad på söder- och västfasad, vilket kallas byggnadsintegrerade solceller. På taket ligger solcellerna direkt på takpappen med en 100 mm luftspalt som utgörs av ett montagestativ för solcellerna och dessa utgör sedan
takbeklädnaden.
Prismässigt kommer det som sagt ske förändring efter ökad efterfrågan och därmed
produktionsvolymer. Solcellerna är redan så billiga de i stort sett kan bli tror respondenten, men framförallt elektrolysören och bränslecellen kommer kunna sjunka i pris med ökad produktion. Inom ett decennium spår respondenten att vätgaslagring kommer vara en relativt vanlig del i kommersiella fastigheter och även privata hus för de som har möjlighet.
Potentialen av förnybara energikällor behöver utnyttjas och då krävs det att hitta sätt för att lagra energin när produktionen är hög så att den går att använda när det produceras mindre.
Det som kan vara lite problematiskt med lagring i vätgas är att vätgasen tar mycket plats att lagra och för att få ner den till en accepterad volym krävs det väldigt höga tryck. Förutom det kan även brandrisken vid vätgaslagring ifrågasättas, men görs det på rätt sätt är den risken
61
väldigt liten, gasoltuben för utegrillen medför en större risk. När systemet är beräknat och designat lämnas det över till någon som är bra på riskanalyser, när en riskanalys är gjord får räddningstjänsten ta del av den och de ger sedan tillstånd när de är överens angående
riskanalysen. Vid bygglovsansökan nämns sedan att en vätgasanläggning ska byggas och då kan det skriftliga godkännandet från räddningstjänsten visas upp.
Enligt respondenten, vätgaspionjären, behöver vätgaslagring växa för att klara en övergång till förnybara energikällor som är oförutsägbara vid produktion av energi.
Byggekologi – Arkitekt A
Arkitekt A har riktat in sig på byggekologi och skriver böcker, föreläser och försöker sprida kunskap för att fler ska få ta del av den eftersom vi måste göra något åt den miljösituation vi är i idag.
Uppvärmning
Att ha solfångare, ackumulatortank och en vattenmantlad pelletskamin är en bra lösning för att vara självförsörjande på värme, däremot kan det bli problem med att rörmokaren inte klarar av att sammankoppla enheterna på bästa sätt, till exempel på grund av brist på erfarenhet. Det innebär att åtkomlighet och underhåll måste utvecklas för att de tekniska lösningarna ska fungera bättre. Solfångare för uppvärmning av vatten är tre gånger så effektiv per ytenhet som solceller för generering av el, det ger däremot också två olika system som måste installeras vilket leder till högre kostnader och ett mer komplext system.
Energiproduktion
Eftersom solen är en ojämn energikälla finns det en risk för att Sveriges elnät inte klarar belastningen av intermittenta energikällor i och med att det är utformat för den stabila
produktionen som kärn- och vattenkraft ger. Ojämn energiproduktion kräver också lagring av energi och enligt Arkitekt A är vätgaslagring den enda möjligheten som finns idag för att kunna lagra energi i byggnader under vintertid. Istället för självförsörjande hus kan det framöver komma att bli så att grupper av bostäder och lokaler bildar mikroelnät där energin kan säljas och köpas beroende på behov.
Vatten och avlopp
För eget vatten är det egen brunn som gäller för självförsörjning, där regelbundna
provtagningar behöver göras för att kontrollera vattenkvaliteten. Att rena annat vatten till dricksvatten är väldigt svårt, men det finns system som skulle kunna funka, exempelvis TreeWell som är ett biologiskt reningssystem.
Ett ytterligare alternativ är att samla in regnvatten vilket välutvecklade länder med vattenbrist ligger i framkant med. Det gäller exempelvis i Tyskland och Nederländerna. Det är lätt att samla in regnvattnet men relativt dyrt att koppla det till system med tvätt, toalett och dusch på grund av rördragningar och pumpar. För att göra regnvatten till dricksvatten behövs förutom rening också tillsatser av mineraler som regnvattnet saknar.
Ett ytterligare alternativ är att samla in regnvatten vilket välutvecklade länder med vattenbrist ligger i framkant med. Det gäller exempelvis i Tyskland och Nederländerna. Det är lätt att samla in regnvattnet men relativt dyrt att koppla det till system med tvätt, toalett och dusch på grund av rördragningar och pumpar. För att göra regnvatten till dricksvatten behövs förutom rening också tillsatser av mineraler som regnvattnet saknar.