Val av uppvärmningssystem utifrån ett kostnads- och miljöperspektiv

Val av uppvärmningssystem utifrån ett

kostnads- och miljöperspektiv

En jämförelse mellan fjärrvärme och grundvattenvärmepump

Selection of a heating system from a cost and environmental perspective

A comparison between district heating and groundwater heat pump

Examensarbete

VT 2012

Gerardo Acuna

Byggteknik

1

Förord

Vi båda som författat detta examensarbete är aktiva styrelsemedlemmar i respektive bostadsrättsförening där vi är bosatta. Vi har under de senaste åren uppmärksammat att uppvärmningskostnader är den tyngsta och kanske inte den roligaste posten i budgeten. Där föddes idén till detta examensarbete. Det resultat vi kommit fram till kommer att berika våra bostadsrättsföreningar. Våra ambitioner är att även andra ska kunna ta del av och intressera sig för rapportens innehåll. Vi hoppas att den ska fungera som en tändgnista så att andra väljer att arbeta mer aktivt med uppvärmnings- och energifrågor.

Vi vill rikta ett stort tack till ett antal personer som bidragit på ett eller annat sätt till

rapportens resultat. Först och främst vår handledare Mats Persson som erbjudit ett stort stöd och ett granskande öga under processens gång. Ett stort tack till Kjell-Inge Olsson som varit en inspirationskälla och visat på möjligheter till förändring. Vi vill även tacka Laila Jönsson från E.ON och Bo Larsson från Värmia AB som bistått med information och hjälp.

Malmö, maj 2012

2

Sammanfattning

Uppvärmningskostnader för äldre flerbostadshus utgör oftast en tung post i de löpande driftskostnaderna. Att som fastighetsägare se över vilka alternativ till uppvärmning det finns på marknaden kan leda till stora besparingar i en värld där energikostnader bara ökar och ökar. Lamellhus från perioden 1941-1960 utgör en stor andel av Sveriges bostadsbestånd och är i behov av modernisering. I denna rapport studerar vi uppvärmningskällorna fjärrvärme och grundvattenvärmepump för en sådan byggnad ur ett kostnads- och miljöperspektiv.

Genom att skapa en modell av byggnaden i VIP Energy beräknas behovet av tillförd energi för uppvärmning och tappvatten. Livscykelkostnader för de olika uppvärmningsalternativen beräknas under en 20-års period. Utsläpp som de olika systemen står för beräknas sedan för ett år. Resultaten från LCC- och utsläppsberäkningen analyseras i diskussionen. De olika systemen bedöms utifrån tre synvinklar: kostnader, miljöpåverkan och samhällperspektiv. En grundvattenvärmepump är klart att föredra ur det ekonomiska perspektivet. I miljö- och samhällsperspektivet är det dock svårare att definiera det bästa alternativet. Sett utifrån den enskilda byggnadens miljöpåverkan minskar grundvattenvärmepumpen utsläppen, dock skapar den ett ökat behov av primärenergi medan fjärrvärme utnyttjar befintliga lågvärdiga restprodukter som bränsle och producerar värme och el, vilket är positivt för både samhälle och miljö.

Nyckelord: fjärrvärme, värmepump, grundvatten, luftföroreningar, livscykelkostnad,

3

Abstract

Heating costs for older multi-dwelling buildings are usually a heavy item of operating expenditure. As a property owner, reviewing the options for heating available on the market can lead to big savings. In this report we study the heating sources district heating and groundwater heat pump for a multi-dwelling building from a cost and environmental perspective.

A groundwater heat pump is clearly preferable from an economic perspective. However, it is difficult to define the best option from an environmental and a society perspective. The groundwater heat pump reduces the individual building's emissions although it increases the need for new produced energy on a society perspective.

4

Innehållsförteckning

2 Beskrivning av teknik och byggnad ... 11

2.1 Allmänt om fjärrvärme ... 11

2.2 Allmänt om värmepumpar ... 13

2.3 Grundvattenvärme ... 15

2.4 Teknisk beskrivning lamellhus ... 16

3 Kostnads- och miljöteori ... 19

3.1 Kostnadskalkyl ... 19

3.2 Miljövärdering ... 19

4 Resultat ... 22

4.1 Tillförd energi i förhållande till köpt energi ... 22

4.2 Kostnadsberäkning ... 22

4.3 Miljöpåverkan ... 22

5 Diskussion ... 24

5.1 Kostnadsperspektiv ... 24

5.2 Miljö- och energiperspektiv ... 26

5.3 Samhällsperspektiv ... 27 6 Slutsatser ... 28 Referenser ... 29 Tryckta källor ... 29 Elektroniska källor ... 30 Muntliga källor ... 31 Bilagor ...

Bilaga 1 – Utskrift er från VIP Energy ... Bilaga 2 – Dimensionering värmepump ... Bilaga 3 – LCC kalkyl ...

5

1 Inledning

1.1 Bakgrund

Uppvärmningskostnader är den enskilt största kostnaden för flerbostadshus byggda innan 1980, efter 1980 kom räntekostnader till att utgöra den största posten (SCB 2012, s.26). Att energieffektivisera dessa äldre flerbostadshus innebär ofta stora och omfattande

ombyggnationer av hela klimatskalet samt intrång i lägenheterna då ventilationssystemet måste uppgraderas när byggnadens klimatskal blir ordentligt lufttät. Dessa åtgärder innebär stora investeringskostnader och långa payofftider (Energimyndigheten 2011c), vilket kan vara svårt att motivera för boende som ser sin bostad på ett kortare perspektiv än avskrivningar som löper över flera decennier. Investeringar som ger avkastning på längre sikt kan vara väldigt svåra att motivera för de boende eftersom investeringskostnaden belastar de som är boende i fastigheten när den görs medan avkastningen sker långt fram i tiden då de som betalat investeringen redan är utflyttade.

Något som är intressant utifrån en fastighetsägares synvinkel är en investering som på sikt kan sänka de löpande uppvärmningskostnaderna. En investering för att sänka kostnaderna kan i sin tur även leda till en energieffektivisering, beroende på valt alternativ kan man t.ex. minska andel köpt energi. Energi- och miljöbesparande åtgärder är inte främst prioriterat för

fastighetsföretag, privata fastighetsägare samt bostadsrättsföreningar1, dock har kommunala fastighetsföretag ett visst ansvar att vara ett gott föredöme inom dessa områden.

Fastighetsföretag som drivs i aktiebolagsform har ett ansvar mot sina ägare att producera vinst (SFS 2005:551), för en bostadsrättsförening har styrelsen enligt stadgar till uppgift att främja medlemmarnas ekonomiska intressen (HSB 2011). Det vill säga att intressena är samma, skillnaden är dock i hur arbetet med frågan bedrivs. På ett fastighetsföretag arbetar man dagligen utifrån budget och underhållsplan, driftskostnader kontrolleras noggrant och arbetet sköts professionellt av fackkunniga inom området. I en bostadsrättsförening bedrivs dessa frågor däremot av styrelser som i grund och botten många gånger inte är sakkunniga inom området utan enbart är frivilliga lekmän. Arbetet med ekonomi och underhåll kan ibland hamna i skymundan eftersom arbetet bedrivs på fritiden och omfattning varierar beroende av vilket intresse och engagemang den enskilde har.

Fjärrvärme är idag ett vanligt uppvärmningssystem för flerbostadshus, nätet är väl utbyggt i tätorter och expanderar mer och mer. I takt med det ökade behovet av levererad värme och den monopol liknande situationen som råder på denna marknad har lett till att fjärrvärmepriset ökat betydligt snabbare än konsumentprisindex – KPI (Nils Holgersson Gruppen 2011). Att se över vilka alternativ som finns till uppvärmningssystem kan vara högst intressant för

fastighetsägare eftersom det inte är ovanligt att kostnaden för uppvärmning kan motsvara 30-40 % av fastighetens driftkostnader.

1

I denna rapport kommer bostadsrättsföreningar, privata och kommunala fastighetsföretag benämnas med samlingsbegreppet fastighetsägare. Det vill säga alla som äger en flerbostadsfastighet.

6

1.2 Syfte

Syftet med denna rapport är att utreda vad det ekonomiska och miljömässiga resultatet blir för en fastighetsägare vid valet mellan fjärrvärme och grundvattenvärmepump som

uppvärmningssystem. Rapporten skall ge ett tydligt exempel på hur Sveriges vanligaste byggnad kan sänka sina kostnader för uppvärmning. Dessutom ska rapporten ge en större ekonomi- och miljömedvetenhet bland fastighetsägare i Sverige samt väcka intresse för att arbeta mer aktivt med dessa frågor. Syftet är även att belysa samhällskonsekvenserna utav en konvertering.

1.3 Frågeställning

Utifrån bakgrund och syfte har vi valt att formulera fyra frågeställningar inom områdena ekonomi, miljö, ansvar och samhälle. De frågeställningar vi formulerat och vill besvara med denna rapport är:

 Hur kan fastighetsägare påverka uppvärmningskostnaderna genom val av uppvärmningssystem?

 Hur påverkas energi- och miljöaspekterna utifrån de olika valen?

 Vilka förändringar i ansvar och åtagande innebär en konvertering från fjärrvärme till grundvattenvärmepump för fastighetsägaren?

 Vilka kan samhällskonsekvenserna bli om det är mer lönsamt med lokal- än centralvärmeproduktion?

1.4 Avgränsningar

Huvudfrågan är att kostnadseffektivisera äldre flerbostadshus genom byte av

uppvärmningssystem. Det geografiska området vi valt att förlägga studien till är Skåne och närmare bestämt Malmö. De uppvärmningssystem vi valt att analysera och jämföra är

fjärrvärme och grundvattenvärmepump. Anledning till att vi valt grundvatten som energikälla är att det finns god tillgänglighet på denna resurs i området samt att det är den mest

fördelaktiga energikällan. Vi har valt att avgränsa arbetet till byggnadstypen lamellhus från perioden 1941-1960 eftersom detta representerar en stor del av Sveriges äldre

flerbostadsbestånd. Anledningen till att vi valt denna huskategori är dels att det gjorts förhållandevis få utredningar för denna kategori jämfört med byggnader från

”Miljonprogrammet” men även att det klimatskal som lamellhus utfördes med är relativt dåligt isolerat och otätt, vilket medför höga uppvärmningskostnader. Modernare byggnader, dvs. de som uppfördes efter ”Miljonprogrammets” era och den oljekris som rådde under 70-talet är oftast betydligt bättre isolerade och tätare. Detta medför att behovet av

kostnadseffektivisering av uppvärmningssystemet inte blir lika aktuellt för byggnader

uppförda efter denna tid. Med tanke på examensarbetets omfattning har vi valt att lägga fokus på livscykelkostnader för uppvärmning ur en fastighetsägares perspektiv. Vi har även studerat

7 vilka miljö- och energikonsekvenser de olika systemen medför samt diskuterat de mer

övergripande samhällskonsekvenserna.

1.5 Metod

Vi väljer att studera ett typiskt lamellhus då det är Sveriges vanligaste flerbostadshus (Björk et al. 2008, s.31), (SCB 2011), (Energimyndigheten 2011a, s.25). Därefter skapar vi en modell av byggnaden i VIP Energy för att kunna se behovet av tillförd energi för varm- och

värmevatten för ett typiskt lamellhus. Anledningen till att vi skapar en modell istället för att välja ett befintligt objekt är att vi vill ha lika förutsättningar för jämförelse mellan olika uppvärmningskällor. Dessutom får vi specifik data som kan användas vid en vidare

granskning av byggnaden, samt att det i ett senare skede även kan studeras hur andra åtgärder påverkar byggnadens uppvärmningskostnader, vid en t.ex. tilläggsisolering. När vi har den data vi behöver från VIP Energy ska vi sedan jämföra uppvärmningssystemen fjärrvärme samt grundvattenvärmepump och hur de påverkar kostnadsbilden. Vi ska utföra en LCC-kalkyl för konvertering från fjärrvärme till grundvattenvärme. Det hus vi valt att modellera i VIP Energy finns i verkligheten på Vitemöllegatan i Malmö, vi kommer därför göra en hel del undersökningar på plats samt söka efter relevant facklitteratur och rapporter. Vi skall även besöka bostadsrättföreningar som genomfört konverteringar från fjärrvärme för att höra deras erfarenheter ifrån konverteringen så vi kan skapa oss en förståelse för systemen och

konverteringen. Slutligen analyserar och sammanställer vi rapporten utifrån våra frågeställningar.

1.5.1 VIP Energy samt indata

VIP Energy är en programvara från Structural Design Software Europe AB som används för att simulera en byggnads totala energibalans. I programmet byggs en fysikalisk modell av byggnaden, sedan matas värde in för ventilation och installationer samt klimatdata. Programmet utför sedan beräkningarna för vilket behov som finns för tillförd energi. För att kunna validera vår modell och de resultat vi har fått i VIP Energy anger vi i detta stycke alla de indata vi har använt och härleder dessa. Med hjälp av detta kan även vårt arbete reproduceras i andra sammanhang.

Klimat och allmänna data

Klimatort: Vi har valt att använda Malmö som klimatort då studieobjektet är beläget där.

Detta är en indata som inte kan generaliseras för hela Sverige. Klimatorten anger data och statistik om hur klimatet beter sig för en viss ort. Programmets standardklimatfil har använts.

Horisontvinkel: Vi valde 15 graders vinkel som genomsnitt för skuggning av huset i en

stadsmiljö. Detta värde påverkar solinstrålningen och således gratisvärmen i byggnaden. Vi baserade detta på att ett fyravånings lamellhus är ungefär 16 meter högt, och då vi uppskattar att det i en stadsmiljö är i genomsnitt 30 meter fritt mellan byggnader. Detta värde stämmer

8 överens med en undersökning vi gjorde i bostadsområdet Annelund i Malmö där samtliga hus är lamellhus.

Vindhastighet % av klimatfil: Vi valde 45 % då detta är ett normalvärde för

innerstadsbebyggelse (Strusoft 2011).

Lufttryck: Sattes till 1000 hPa då det normalt varierar mellan 950 och 1050 hPa i Sverige

(SMHI 2009), detta medför ett medianvärde på 1000 hPa.

Solreflektion från mark: Valdes till 35 % då normalvärden varierade mellan 20-50 % (Strusoft

2011).

Vridning av byggnad: Vi valde att orientera byggnaden i norr-söder riktning, dvs. 0 grader.

Detta eftersom man normalt orienterade byggnaden så att bästa solinstrålning kunde ske mot både väster och öster fasad (Björk et al. 2002, s.75).

Antal lägenheter: Sattes till 24 st, vilket motsvarar tre trappuppgångar med fyra våningsplan

och två lägenheter per våningsplan.

Ventilerad rumsvolym: Sattes till 3809 m3 då det är 2,69 m i rumshöjd.

Golvarea: Sattes till 1416 m2 då varje våningsplan har 354 m2 lägenhetsarea.

Byggnad

Byggnadsdelarna skapades genom att använda programmets katalog. Värden för U-värde, densitet m.fl. är standardvärden för de olika ingående materialens egenskaper.

Sammansättningen av byggnadsdelarna baserades på hur dessa lamellhus byggdes. Val av orienteringar samt i vilken nivå byggdelarna placerades baseras på ritningar av studieobjektet. Areorna mängdades med hjälp av ritningar av studieobjektet.

Driftschema

Eftersom det är ett flerbostadshus så beräknas driften vara relativt lika sett över hela året. Vilket vi också har antagit genom att använda samma driftfall måndag till söndag. För processenergin har vi använt programmets standardvärden för ett flerbostadshus, vad det gäller personvärmen har vi räknat med att varje person ger ett tillskott på 70 W (Boverket 2007, s.48). Enligt en rapport från SCB (2010, s.38) bor det i genomsnitt 2,1 personer per lägenhet i Sverige, där en snittlägenhet är 99,0 m2. Omräknat till studieobjektet där snittlägenheten är 59 m2 medför detta att det i genomsnitt bor 1,25 personer per lägenhet. Vilket då resulterar i ett personvärmetillskott på 1,48 W/m2 bostadsarea. Tappvarmvatten är enligt standard för flerbostadshus enligt programmet. Lägsta rumstemperatur har valts till 21°C (Warfvinge & Dahlblom 2010, s.1:4) och högsta rumstemperatur sattes till 40°C för att programmet inte skulle räkna på passiv kylning. Lägsta dimensionerande utetemperatur för uppvärmning sattes till -11°C enligt programmets klimatfil. Temperatur för tappvatten valdes till 8°C för kallvatten och 55°C för varmvatten vilket är normalvärden (Warfvinge &

9

Tidsstyrd ventilation

Ett självdragssystem har skapats där omsättningsgraden valts till 0,5 oms/h (Warfvinge & Dahlblom 2010, s.2:5), vi har valt en förenklad modell där driftfallet inte varierar över dygnet och året. Lägsta och högsta tilluftstemperaturer valdes till -11°C och 26°C i enlighet med klimatfilen.

1.5.2 LCC och indata

Vi har valt att använda Energimyndighetens mall för LCC-beräkning (Energimyndigheten 2011b), de indata som behövs i kalkylen är redovisade nedan.

Utrustningens brukstid: För grundvattenvärmepumpsanläggningen har vi valt en brukstid på

20 år, detta beroende på att pumparna har en beräknad livslängd på 20-30 år (Thermia 2012), för borrhålet är livslängden betydligt längre, minst 50 år. En fjärrvärmecentral har en

livslängd på ungefär 20-25 år (E.ON 2012b), därför har vi valt den kortare livslängden 20 år även här.

Kalkylränta: Är ett mått för att räkna om framtida betalningar till dagens penningvärde utan

hänsyn till inflation, vi har valt 5 %. Detta eftersom om fastighetsägaren behöver låna pengar till investeringen är det troligt att genomsnittsräntan är ungefär 5 % över en 20-års period.

Investeringskostnad: Enligt vedertagen branschpraxis beräknas en installation för

grundvattenvärme kosta ungefär 10 000 SEK per installerad kW (Larsson 2012), installerad effekt för vår grundvattenvärmepump är 60 kW, vilket resulterar i 600 000 SEK i

investeringskostnader. För fjärrvärme har vi ingen installationskostnad då vi räknar med att studieobjektet redan idag har fjärrvärme installerat.

Energikostnad: Den fasta årskostnaden baseras på vilken storlek på huvudsäkringen som

behövs för grundvattenvärmepumpen. Fastigheten antas behöva en 35A säkring för att täcka det grundläggande behovet, vid grundvattenvärmepumpsinstallation antas fastigheten behöva uppgradera till en 50A (Jönsson 2012). Prisskillnaden som en uppgradering från 35A till 50A innebär 4 390 SEK skillnad, priserna är hämtade från E.ON:s rådande prislista (E.ON 2012c). För fjärrvärmen är de fasta årskostnaderna inbakade i det löpande priset.

Elpris: Priset per kWh för fjärrvärme är inte lätt att ta fram då ett antal invecklade parametrar

ingår i ekvationen. Däremot finns ett snittpris på 75 öre per kWh redovisat i Nils Holgersson rapporten (Nils Holgersson Gruppen 2011, s.15), vi kontaktade även E.ON försäljning och fick priset bekräftat till 0,79 SEK per kWh (Jönsson 2012). Priset per kWh för el är förutom själva elpriset (E.ON 2012a) även uppdelat i energiskatt (E.ON 2012d) och nätavgift (E.ON 2012c). Vi har valt att använda ett 1-års fast pris för att kunna göra en jämförelse, då blir priset 1,19 SEK totalt med priser hämtade den 23 april 2012.

Elanvändning: Värden enligt modell i VIP Energy samt NIBE:s dimensioneringsprogram. Se

10

Årlig underhållskostnad: För grundvattenvärmepumpen behöver värmeväxlaren rensas vart

10:e år. Utslaget per år räknar vi med 1000 SEK (Larsson 2012). För fjärrvärme räknar vi med ett servicebesök med förebyggande underhåll per år de första åtta åren, resterande 12 år blir det två besök per år enligt E.ON:s rekommendationer (E.ON 2008). Snittpriset per år beräknas till 4275 SEK.

11

2 Beskrivning av teknik och byggnad

I detta kapitel ska vi behandla de uppvärmningskällor vi valt att analysera samt byggnaden i sin helhet på allmänt och övergripande sätt samtidigt som vi inte lägger in några värderingar utan endast presenterar fakta objektivt om utförandet i nuläget. Vi beskriver även de modeller vi använt för kostnadsberäkningar samt miljövärderingen. Detta för att få en grundförståelse för senare delar i rapporten.

2.1 Allmänt om fjärrvärme

Fjärrvärme är ett värmedistributionssystem som är vanligt förekommande i Sverige, för flerbostadshus står fjärrvärmen för totalt 85 % av den totalt uppvärmda arean och denna dominerande ställning har de haft sedan 1980-talet (Energimyndigheten 2011a, s.9). Systemet består av tre huvudsakliga delar, produktionsanläggningar, distributionsnät samt

abonnentcentral i respektive byggnad. Produktionsanläggningarna samt distributionsnätet står för det så kallade primärnätet som är ett slutet system. I fjärrvärmecentralen växlas värmen till det sekundära nätet som är abonnentens egna system och används till uppvärmning av

tappvatten och värmevatten. Produktionsanläggningarna kan delas upp i huvudtyperna värmeverk och kraftvärmeverk där den huvudsakliga skillnaden är att kraftvärmeverket produceras el utöver värme.

Figur 1: Principskiss för kraftvärmeverk. Grafik: Gerardo Acuna.

Radiator Fjärrvärmecentral Rökrening Ångturbin El Generator Bränsle Ångpanna Kondensor

12

Figur 2: Principskiss för värmeverk. Grafik: Gerardo Acuna.

Värmeproduktionen skapas genom förbränning av ett flertal olika bränslen, de vanligaste bränslena är trädbränsle, avfall, eldningsolja samt naturgas (Energimyndigheten 2012b). Vi har delat in bränslena i huvudkategorierna avfall, bio-, fossila bränslen samt övriga.

Fördelningen mellan dessa kategorier redovisas i diagrammet nedan. De olika bränslena har varierande energiinnehåll, anledningen till att bränslemixen är fördelad på detta vis är att man försöker utnyttja befintliga resurser inom närområdet, t.ex. från ett närbeläget sågverk eller annan industri. Detta leder även till att lågvärdiga och svårhanterliga bränslen kan utnyttjas i produktionen av värme och el.

Diagram 1: Fördelning mellan de olika bränslekategorierna för värme- och elproduktion. Värde:

Energimyndigheten 2012b. Grafik: egengenererad.

Valet av bränsle har en direkt inverkan på vilka luftföroreningar som uppstår vid

produktionen. Med hjälp av den genomsnittliga bränslemixen för Sverige kan man göra en sammanvägd beräkning för utsläppen av luftföroreningar som sker på riksnivå. Vill man se vilka utsläpp som sker regionalt eller lokalt får man studera vilken bränslemix de närliggande produktionsanläggningarna använder. Idag har man ett flertal olika reningsprocesser för att

16%

50% 19%

15%

Bränslemix i värme- och kraftvärmeverk 2010

Avfall Bio bränsle Fossila bränsle Övrigt Rökrening Bränsle Hetvattenpanna Värmeväxlare Fjärrvärmecentral Radiator

13 kunna minimera luftföroreningarna innan rökgasen släpps ut, dock är utsläpp oundvikliga vid all typ av förbränning.

Värmen som produceras i verken distribueras till abonnenterna via distributionsnätet, huvudsaklig värmebärare är vatten och i framledningen hålls en temperatur på 70-120˚C medan det i returledningen normalt är 40-65˚C (Frederiksen & Werner 1993, s.11). Ledningarna är välisolerade för att minimera värmeförlusterna, de variationer som

förekommer beror på årstiden och utetemperaturen. Distributionsnätets omfattning begränsas av värmeförlusterna i framledningen. Detta innebär i praktiken att nätet begränsas till

tätbebyggda områden då värmetätheten är hög. För glesbebyggda områden blir ledningsnätet för långt och värmeförlusterna för stora för att det ska vara ekonomisk lönsamt för

kraftbolagen.

Fjärrvärmepriset består av tre olika delar, effekt-, flödes- och energidel. Effektdelen baseras på det högsta dygnsmedeleffekten under en förbrukningsmånad (E.ON 2012e). Flödesdelen motsvarar det flöde som strömmar genom fjärrvärmeväxlaren, energidelen är den mängd energi som växlats från primär- till sekundärkretsen (ibid). Eftersom flödesdelen alltid

debiteras oavsett om energi växlas eller inte, så leder detta till att ju mindre energi som växlas desto dyrare blir priset per kWh. Som konsument kan man bara köpa värme från de aktörer som finns på fjärrvärmenätet vid respektive orter och oftast så förekommer ingen

konkurrenssituation då det endast finns en aktör per nät, exempel på ihopkopplade

fjärrvärmenät finns, till exempel mellan Helsingborg och Landskrona, dock är det väldigt ovanligt.

2.2 Allmänt om värmepumpar

Värmepump är ett lokalt uppvärmningssystem där värmen hämtas från byggnadens närmiljö och distribueras inom byggnaden. Värmepumpen består av fyra huvudsakliga komponenter, kompressorn, kondensorn, strypventilen och förångaren, mellan dessa cirkulerar ett flytande köldmedium. Detta medium är ett ämne som lätt kokar vid lågt tryck och temperatur, en viktig egenskap för att systemet ska fungera.

Figur 3: Principskiss över värmepumpens komponenter. Grafik: Gerardo Acuna.

Förångare Strypventil Kompressor Kondensor Värmeupptagning från extern energikälla Värmeavgivning till sekundärkrets

14 För värmepumpar finns det ett antal olika externa energikällor för att hämta energi, t.ex. uteluft, ytjord, sjövatten, grundvatten, vatten i berggrunden och frånluft. Köldbärare kallas det ämne som har till uppgift att transportera energi från energikällan till värmepumpen, därför bör det ha goda värmeöverföringsegenskaper, värmekapacitet och hög densitet. I

värmepumpen sänker strypventilen trycket på köldmediet och den passerar sedan genom förångaren med lågt tryck och temperatur, t.ex. -10°C. I förångaren växlas värme från

köldbäraren till köldmediet som då förångas, sedan cirkulerar ångan vidare till kompressorn. I kompressorn höjs trycket och därmed även temperaturen enligt de termiska lagarna, till t.ex. +50°C. Den varma ångan transporteras vidare till kondensorn där värmen avges till

byggnadens värmesystem. Efter att energin har avgetts i kondensorn övergår köldmediet till flytande form igen och fortsätter sedan till strypventilen där förloppet börjar om igen. Byggnadens värmedistributionssystem är antingen luft- eller vattenburet men för äldre flerbostadshus med självdragsventilation är det uteslutande vattenburen distribution. Detta eftersom den enda distributionsmöjligheten är via radiatorer, dessutom erbjuder vatten en en bättre möjlighet att lagra värme.

För att kunna driva ett värmesystem krävs det el till pumparna vilket leder till ett elberoende för att kunna producera värme. Hur mycket el som behövs tillföras systemet styrs därför av värmefaktorn. Värmefaktorn är ett förhållande mellan tillförd el och den gratisvärme som utvinns ur energikällan. Beroende på vilken extern energikälla som används varierar

värmefaktorn, då värmekällorna håller olika temperaturer. Valet av energikälla beror i sin tur på vilka geologiska förhållande som finns i närmiljön. Värmefaktorn är summan av den tillförda effekten i kompressorn och den upptagna gratisvärmen i förångaren i förhållande till den tillförda effekten i kompressorn. Högre värmefaktor uppnås i de fall då temperaturen i köldbäraren är högre och jämnare över året. Med nedanstående formel kan man beräkna vilket behov av tillförd energi ett system kräver.

(Warfvinge & Dahlblom 2010, s.4:75)

där Pf = upptagen värme vid förångaren (W)

Pk = el tillförd vid kompressorn (W)

ɛ = värmefaktor eller COP – Coefficient of Performance

Hur stor miljöpåverkan systemet har beror till största del på vilket ursprung elen har, idag på den svenska elmarknaden förekommer elen främst från källorna kärnkraft, vattenkraft, vindkraft, kraftvärme, oljekondens och gasturbiner. Men det förekommer även importerad el från kolkraft från Danmark, Finland, Polen och Tyskland. De olika produktionsmetoderna medför olika mängder utsläpp, till exempel ger vindkraftverk i genomsnitt de avsevärt lägst utsläppen medan kraftvärmeverk ger de största mängderna utsläpp (Ahlgren et al 2008, s.58-59). I diagrammet nedan redovisas fördelningen mellan de olika källorna.

15

Diagram 2: Fördelning mellan de olika källorna för elproduktion. Värde: Energimyndigheten 2012a. Grafik:

egengenererad.

2.3 Grundvattenvärme

Grundvattenvärme är ursprungligen strålning från solen som värmer upp de yttre delarna jordskorpan. Värmen lagras i mark, sjöar och vattendrag och benämns med samlingsnamnet geoenergi, det är alltså inte huvudsakligen värme från jordens värme. Geoenergi från

grundvatten anses vara det bästa valet av energikälla då temperaturen för grundvattnet vanligtvis ligger konstant över året på 4-12°C beroende på ort (SVEP 2012), i Malmö ligger årsmedeltemperaturen på 8.3°C (Knutsson & Morfeldt 2002, s.75) vilket gör det extra fördelaktigt för grundvattenvärme. Där förutsättningarna för grundvattenvärme saknas är bergvärme ett gott alternativ. Dessa två har till skillnad från de övriga energikällor en relativt konstant och hög temperatur över året och ger därför bäst förhållande under årets kallaste månader då värmebehovet är som högst. Värmefaktorn blir därmed hög och lite energi behöver tillföras i förhållande till den värme som kan plockas ut gratis ur grundvattnet. Systemet fungerar så att en eller flera tilloppsbrunnar är borrade ner till en akvifer som är ett grundvattenmagasin med stor lagringskapacitet där geoenergin finns. Djupet på borrhålet till tilloppsbrunnen styrs av var i marken en akvifer kan finnas. Ur denna tilloppsbrunn plockas grundvatten ut med hjälp av dels det tryck som förekommer i grundvattenströmmen och dels med hjälp av pumpar. Systemet fungerar sedan precis som beskrivet i den allmänna

beskrivningen av värmepumpar och sedan släpps returvattnet ner i en separat returbrunn placerad minst 30 meter från tilloppsbrunnen för återinfiltration. Detta eftersom det kalla returvattnet inte ska påverka den genomsnittliga temperaturen i uttagsområdet. Systemet är alltså ett öppet system till skillnad från det annars snarlika bergvärme systemet där man istället har ett slutet system med ett köldmedium som pumpas runt i slingan.

42%

2% 35%

12% 9%

Eltillförsel på svenska elmarknaden 2010

Vattenkraft

Vindkraft

Kärnkraft

Konventionell värmekraft

16

Figur 4: Schematisk bild över ett grundvattenvärmepumpssystem. Grafik: Gerardo Acuna.

En förutsättning för att kunna nyttja denna källa till sin fulla potential är att det finns god tillgång på grundvatten i uttagsbrunnen. En metod att kringgå detta problem är att borra flera uttagsbrunnar med tillräckligt avstånd emellan så de inte påverkar varandra. Om man studerar kartor över grundvattentillgångar i Sverige kan man se att uttagsmöjligheterna i Skåne är mycket goda, i större delarna kan man ta ut mellan 20 000 till över 60 000 liter per timme (Knutsson & Morfeldt 2002, s.8-9). Anledningen till detta är den sedimentära berggrunden i Skåne till skillnad från övriga Sverige där hårda kristallina bergarter är dominerande och grundvatten endast förekommer i sprickor i berggrunden.

En brist med grundvattenvärmepump är dock att den endast klarar att täcka runt 90 % av energibehovet (Warfvinge & Dalhblom 2010, s.4:75), det resterande behovet behöver komma från spetsvärme av t.ex. elkassett eller fjärrvärme. Då fjärrvärme blir förhållandevis dyr på grund av den lilla effekt som växlas för att täcka spetsvärmen så blir elkassett att föredra.

2.4 Teknisk beskrivning lamellhus

Det hus vi valt som studieobjekt är ett så kallat lamellhus som byggdes 1946. Det är beläget på Vitemöllegatan 12 i Malmö och ägs av bostadsrättsföreningen Friheten. Anledningen till vårt val är att lamellhusen var den dominerande hustypen under 40- och 50-talet i Sverige (Björk et al. 2008, s.31). I Sverige fanns det totalt 2 511 129 lägenheter i flerbostadshus år 2010 (SCB 2011) varav 657 000 är uppförda mellan 1941 och 1960 (Energimyndigheten 2011a, s.25), vårt studieobjekt representerar därmed en vanligt förekommande hustyp i Sverige. I detta avsnitt beskriver vi studieobjektets konstruktion och utför en jämförelse med ett typiskt lamellhus.

Lamellhusen uppfördes under 30-, 40- och 50-talet och förekom i två huvudtyper, tjockhus och smalhus. Tjockhusen hade enkelsidiga smålägenheter och saknade oftast balkonger, hustypen utfördes främst av HSB och lanserades under 30-talet. Smalhuset hade vanligtvis två lägenheter per trapplan och dessa var genomgående därav blev de väldigt ljusa. Lägenheterna var nästan uteslutande 1 till 2 rummare plus kök och detta på grund av smalhusens

standardiserade djup och breddmått. Under 40-talet fastställdes smalhusens djupmått

beroende på ort till 10-11 meter för Stockholm, 8-9 meter för Göteborg och cirka 12 meter i

Tilloppsbrunn

Returbrunn Värmepump

17 Malmö. Antal våningsplan styrdes också utav byggort, i Malmö och Göteborg var det godkänt att bygga i 4 våningsplan utan hiss medan i Stockholm fick det räcka med 3 (Björk et al. 2002, s. 75). Till skillnad från tjockhusen som orienterades i nord-sydlig riktning för att få tillräckligt med solljus så var detta inget krav för smalhusen då de genomgående lägenheterna hade solljus från båda håll, husen kunde därför orienteras fritt utifrån landskapet och

gaturummet.

Smalhusen grundläggning skedde på en uppfyllnad av grus där man göt en 100 mm tjock bottenplatta med grundsulor där de bärande ytterväggarna samt hjärtväggen stod.

Källarväggen bestod av en 250 mm betongvägg med en 35 mm träullsplatta på insidan, väggen putsades på in- och utsida. Ytterväggen är en 250 mm 1 stegs tegelvägg med en invändig 50 mm träullsplatta som putsas på insidan. Fasaderna är i tegel eller putsade i ljusa kulörer. Bärande innerväggar utfördes på två olika sätt, i källarplanet med en 250 mm gjuten betong och i övriga plan med 1 stegs tegel som var putsat på båda sidor. Bottenbjälklaget består av en 160 mm betongplatta med glasullsmatta på undersida, på ovansidan är det ett uppreglat brädgolv med en fyllning av koksaska. Våningsbjälklagen är identiska förutom avsaknaden av glasullsmattan. Vindsbjälklaget består av 160 mm betong, 130 mm koksaska och 50 mm överbetong. Taket är ett sadeltak med tegel, konstruktionen är av en klassisk svensk takstol med ovanpåliggande råspont, läkt och enkupigt tegel. Fönsterna är tvåglas fönster med kopplade inåtgående bågar (Björk et al. 2002, s.83).

Studieobjektet överensstämmer väl med typbeskrivningen av lamellhus för Sverige i

allmänhet och för Malmö i synnerhet. Byggnaden har tre trappuppgångar, fyra våningar utan hiss samt källare. Den är 10,5 meter djup, 38 meter lång och har en totalhöjd på 16,3 meter. Huset är grundlagt med en 160 mm tjock betongplatta gjuten direkt på grus, källarväggen är en solid 450 mm betongvägg som är 2,2 meter hög varav 1 meter är ovan marknivå.

Ytterväggen är en flerskiktsvägg på 320 mm, den består av 1 stegs tegel som är putsad på insidan. De innerväggar som är lägenhetsavdelande består av 150 mm betong. Det finns tre bjälklagstyper med olika uppbyggnad, källarbjälklaget består av 20 mm stenullsmatta, 160 mm betong, 70 mm koksaska samt ett 30 mm brädgolv. Våningsbjälklagen är uppbyggda på samma sätt fast saknar stenullsmattan. Vindsbjälklaget består av 160 mm betong, 85 mm cellbetong samt 40 mm överbetong. Det är 2,95 meter från bjälklag till bjälklag.

Takkonstruktionen är ett traditionellt kallt tak med takstolar, råspont, papp, bär- och ströläkt samt enkupiga tegelpannor. Originalfönster är utbytta på 80-talet till standard 3 glas fönster där vi uppskattar ett u-värde på 1,8 i enlighet med VIP-Energys databasvärde samt

kontrollerat det emot tabellvärden (Petersson 2009, s.492-493), detta är en vanlig åtgärd för hustypen då originalfönster krävde stort underhåll och var dåligt isolerade. Balkongerna är utökade och inglasade, detta borde innebära en viss förbättring av klimatskalet då det fungerar som en stillastående luftkudde, dock är det svårt att uppskatta vilken påverkan detta har på energiförbrukningen för uppvärmning. Därför har vi valt att inte beakta detta i vår modell. För övrigt har inga förbättringar gjorts av klimatskalet för att sänka transmissionsförlusterna.

18

Figur 5: Vald byggnad på Vitemöllegatan 12, fasad mot öster. Fotografi: Patrik Rooth.

19

3 Kostnads- och miljöteori

3.1 Kostnadskalkyl

Att studera kostnader eller investeringar kan göras med ett par olika metoder. Varje metod har sina för- och nackdelar, där de lägger olika vikt vid olika parametrar. Den mest använda metoden är payback-metoden som är bra vid överslagsräkning av kortsiktiga investeringar, eftersom metoden inte tar hänsyn till inflation eller restvärdeskostnader (Persson et al 2007, s.2, 22-23). Ett bättre sätt att studera en investering ur ett längre perspektiv är att se på hela dens livslängd, detta fungerar bra att studera genom LCC-metoden. LCC är en förkortning av Life Cycle Cost (sv: Livscykelkostnad) och är kort och gott ett sätt att se på den totala

kostnaden för en viss produkt under hela dess livstid. Eftersom kostnader för drift och underhåll oftast blir mer omfattande än investeringskostnaden sett över produktens livslängd (Energimyndigheten 2011d) är det viktigt att utvärdera varje produkt utifrån en LCC-kalkyl. Miljöstyrningsrådet och Energimyndigheten är två statliga organisationer som har utvecklat verktyg för LCC-beräkningar som de rekommenderar att använda vid upphandling då det är ett bra sätt att se totalkostnaden (MSR 2012) (Energimyndigheten 2011d).

3.2 Miljövärdering

Energisektorn står för en väldigt omfattande belastning på miljön, belastningen uppkommer genom en mängd olika processer och sker på ett flertal sätt. Dessa processer är allt från råvaruutvinning, tillverkning, drift och underhåll, transporter till avfallshantering för alla inblandade komponenter såsom bränsle men även grundvattenvärmepumpar, värmeverk och annan nödvändig utrustning för systemen. Listan kan göras oändligt lång och för att göra en komplett miljöanalys av den miljöpåverkan som en enhet producerad energi medför krävs att man gör en så kallad LCA (livscykelanalys). Detta är en vedertagen metod för att analysera vad just en produkt har för miljöbelastning i alla produktionsleden, ända från råvaruutvinning via alla mellanled till avfallshantering (EPA 2006). Att göra en LCA utredning för hela energiproduktionen är ofantligt omfattande och inte möjlig att rymma inom ramarna för vår rapport.

Om vi fokuserar på framställningen av en enhet energi så sker miljöbelastningen

huvudsakligen via utsläpp och restprodukter från produktionsprocessen. De ämnen som släpps ut till atmosfären vid energiproduktionen är koloxider, kväveoxider, svaveldioxid, partiklar, dioxin, ammoniak och ett antal övriga växthusgaser i mindre omfattning. Men det

förekommer även restprodukter i form metaller, slam, aska, kärnavfall med mera. Om man jämför huvudgrupperna utsläpp till luft och restprodukter så ser man att restprodukterna utgör en bråkdel av mängderna. Dessutom så behandlas restprodukterna så att de kan återvinnas och återanvändas, endast en liten del av dessa går till deponi. Regeringen har fastställt

miljökvalitetsnormer för utomhusluft (SFS 2010:477) och utav de utsläpp som sker till luft vid energiproduktionen är det kväveoxider, svaveldioxid och partiklar som sammanfaller med dessa normer. Ett annat ämne som i dagens läge står för en stor klimatpåverkan och är väldigt

20 omdiskuterat är koldioxid, denna är den vanligaste växthusgasen. FN har beslutat att utsläpp av växthusgaser ska begränsas till en nivå där de inte rubbar klimatet på ett farligt vis

(Naturvårdsverket 2012). Med bakgrund av detta begränsas analysen av miljöpåverkan till de tre ämnena koldioxid, kväveoxider och svaveldioxid samt partiklar.

3.2.1 Koldioxid, CO

Koldioxid förekommer naturligt i vår atmosfär, den är inte direkt farlig eller giftig för varken människan eller naturen. Ämnet finns i det naturliga kretsloppet mellan djur och växtlivet, men det finns även bundet i fossila- och biobränslen. Fossila bränslen är naturliga material som bildats under mycket lång tid i naturen, till exempel kol, naturgas och olja. Vid förbränning av dessa bidrar de till ökade nettoutsläpp då de inte ingår i dagens kretslopp. Biobränslen däremot ingår i dagens kretslopp och vid förbränning av dessa bidrar de inte till nettoutsläpp, exempel på dessa är torv, flis och biogas. En följd av att nettoutsläppen har ökat kraftigt är den så kallade växthuseffekten (Moe et al. 1996, s.43), denna bidrar till en global temperaturökning och med den följer problem så som förändrat klimat vilket leder till

exempelvis fler översvämningar och torkperioder. Utsläppen av koldioxid påverkar på global nivå då ämnet förekommer högt i atmosfären och sprids ut jämnt över jorden (ibid).

3.2.2 Kväveoxider, NO

Kväveoxider är ett samlingsnamn för kväveoxid, NO och kvävedioxid, NO2. I atmosfären

förekommer främst NO2 eftersom NO snabbt omvandlas till detta vid utsläpp. Dessa gaser är

giftiga och bildas vid all typ av förbränning vid höga temperaturer, de uppstår alltid oavsett val bränsle (Naturvårdsverket 2010a). Utsläppen av gaserna bidrar till miljöpåverkan genom försurning och övergödning av mark och vatten (Moe et al. 1996, s.43). Påverkan sker regionalt genom försurning och övergödning samt lokalt vid hälsoeffekter såsom förgiftning (Moe et al. 1996, s.42).

3.2.3 Svaveldioxid, SO

Svavel är ett naturligt grundämne som lätt bildar oxider när det reagerar med andra ämnen. Utsläpp av svaveldioxid styrs främst av svavelinnehållet i de bränslen som förbränns (Moe et al. 1996, s.43). Utsläpp av svaveldioxider bidrar precis som kvävedioxider till försurning och övergödning av mark och vatten, försurat regn kan bryta ned sten- och metallmaterial på t.ex. byggnader men även påverka människa och djurliv genom förorenat dricksvatten

(Naturvårdsverket 2010c). Nedfall av svaveldioxid har en regional miljöpåverkan och ett stort problem är nedfall på grund av utsläpp i utlandet som transporteras med vindar till Sverige, hela 93 % av nedfallet kommer från utländska källor (ibid).

21

3.2.4 Stoft

Rökgaser från förbränning av bränsle innehåller stoft som bildats under förbränningen. Hur stor andel stoft beror högst på vilket bränsle och vilken förbränningsmetod som använts (Moe et al. 1996, s.42). Stoft är fasta partiklar och är främst sot, vilket är ofullständigt förbrända partiklar och aska, vilket är restprodukter från förbränningen (ibid). Miljöpåverkan sker lokalt med främst fokus på hälsoeffekter för människor. Skador kan uppstå på luftvägar och

andningsorgan, men det har även påvisats att hjärt- och kärlsjukdomar kan orsakas och förvärras av partiklar (Naturvårdsverket 2010b). Det är främst partiklar mindre än 10 mikrometer i diameter, även kallade PM10, som är farliga just därför att 15 mikrometer i diameter är den största teoretiskt möjliga storleken för att partiklarna ska ha möjlighet att tränga in i lungornas alveoler (ibid).

22

4 Resultat

I detta kapitel redovisas de resultat vi har fått vid simuleringen i VIP Energy. Detta för att kunna göra kostnadsberäkningar av de olika systemen. Vi gör även en miljöanalys för att senare i diskussionen kunna jämföra de olika alternativen. Kostnadsresultatet som vi presenterar motsvarar fastighetsägarens totalkostnad inkl. dagens beskattning och avgifter. Eftersom rapporten ser kostnaderna utifrån fastighetsägarens perspektiv så har vi analyserat dagens totalpris mellan alternativen vilket är det intressanta.

4.1 Tillförd energi i förhållande till köpt energi

Simuleringen i VIP Energy visar att studieobjektet krävde ett tillskott på totalt 214 000 kWh eller utryckt i förhållande till kvadratmeter 151 kWh/m2. För en mer utförlig redovisning återfinns hela rapporten från VIP Energy i bilaga 1. Vid val av fjärrvärme som

uppvärmningssystem krävs det att hela energibehovet köps in.

Med stöd av Bo Larsson på Värmia Sverige AB utfördes en värmepumpsdimensionering i NIBE:s programvara. Värmefaktorn bestämdes till 3,55 vilket ger ett behov av köpt energi till kompressorn på 56 000 kWh, detta motsvarar 95 % av värmebehovet. Tillskottsvärmen är beräknad med en elkassett som motsvarar de resterande 5 % av värmebehovet, utöver detta tillkommer el för att driva själva grundvatten pumpen och annan hjälputrustning. Detta resulterar i ett totalt behov av köpt energi på 60 000 kWh för ett uppvärmningssystem med grundvattenvärmepump och elkassett som tillskottsvärme. Se bilaga 2 för kalkyl med NIBE:s dimensioneringsprogram för mer utförlig redovisning.

4.2 Kostnadsberäkning

För kostnadsberäkningarna måste följande aspekter tas i hänsyn, installation- och

anskaffningskostnader samt drift- och underhållskostnader. Med hjälp av Energimyndighetens LCC-mall har vi beräknat livscykelkostnaderna för 20 år till följande:

Fjärrvärme: 2 200 000 SEK

Grundvattenvärmepump: 1 600 000 SEK

Detta innebär att över 20 år görs en besparing på 600 000 SEK med konvertering från fjärrvärme till grundvattenvärmepump. Se bilaga 3 där LCC kalkylen är utförligt redovisat.

4.3 Miljöpåverkan

I detta avsnitt har vi som syfte att behandla studieobjektets inverkan på miljön utifrån valt uppvärmningssystem. Detta kommer att ske utifrån en faktiskt och konkret perspektiv där vi

23 kollar på varje system för sig med sina för- och nackdelar ur miljösynpunkt. Vi kommer sedan att göra en miljöanalys sett utifrån ett samhällsperspektiv. För att kunna göra denna

miljösammanställning för fjärrvärmen har vi använt oss av E.ON miljöbokslut (2010, s.3), detta efterson studieobjektet befinner sig i Malmö och E.ON är ensam fjärrvärmeleverantör för orten. Vad gäller elen till grundvattenvärmepumpen har vi använt värden från rapporten

Uppvärmning och miljöpåverkan (Ahlgren et al. 2008, s.62) som deklarerar riksgenomsnittet

för elkonsumtionen i Sverige. Detta för att få ett bredare perspektiv där även utomlandsköpt el är invägt i sammanställningen.

4.3.1 Fjärrvärme

För att kunna räkna ut utsläppen till luft har vi använt data för total utsläppen till luft för E.ON:s värmeproduktion under 2010, vi har sedan dividerat värdena med nettoproduktionen för värme under samma år och fått fram föroreningen i g/kWh. Nettovärmeproduktionen för 2010 var enligt E.ON:s miljöbokslut (2010) 7081 GWh, värdet är exklusive inköpt värme. Värden redovisas i tabell 1.

4.3.2 Grundvattenvärme

Om man valt att endast köpa in grön el hade utsläppssiffrorna varit väsentligt annorlunda, dock finns det ju även el från polsk kolkraft på den svenska elmarknaden. Därför har vi valt att ta ett genomsnitt för vad en kWh på elmarknaden har bidragit med för miljöförorening. Detta för att ge en rättvisare bild av påverkan på miljön för elproduktion. Värden redovisas i tabell 1.

4.3.3 Studieobjektets inverkan på miljön

Eftersom mängden inköpt energi varierar med valet av uppvärmningssystem så kan man inte jämföra en kWh rakt av mot varandra. I nedanstående har vi sammanställt det totala utsläppet för studieobjektet under ett år med respektive uppvärmningssystem. För fjärrvärme har utsläppet multiplicerats med 214 000 kWh och för grundvattenvärmepump med 60 000 kWh.

Ämne Fjärrvärme (g/kWh) Grundvatten värmepump (g/kWh) Totalt fjärrvärme (kg/år) Totalt grundvattenvärme pump (kg/år) NOX 0,196 0,089 41,920 5,309 SO2 0,043 0,071 9,121 4,237 Stoft 0,047 0,020 10,027 1,188 CO2 270,668 46,509 57884,845 2778,458

Tabell 1: Redovisar utsläppsmängder från fjärrvärme och grundvattenvärmepump, grön färg visar lägsta

24

5 Diskussion

Precis som tidigare nämnts i inledningen har fokus för detta examensarbete varit på de kostnader för uppvärmning som fastighetsägare för flerbostadshus har, detta för att det idag motsvarar den största enskilda driftskostnaden för fastigheter byggda innan 1980. Problemet är egentligen mer komplext än så då man behöver ta hänsyn till flera andra aspekter såsom miljö och samhällskonsekvenser. Främsta prioriteringen för fastighetsägare är trots allt i första hand ekonomin. Vi anser att den utveckling som samhället har tagit där fokus mer och mer ligger på ”att sköta sig själv” har resulterat i att ens egna intressen oftast alltid kommer först. Dock finns det i dagsläget ett växande miljötänk men för genomsnittet i Sverige så väger ändå ens ekonomiska intressen oftast tyngst. I en framtid där konsekvenserna av miljöpåverkan drabbar Sverige på ett mer påtagligt vis så befarar vi att fokus kommer skifta över till ett för miljön mer fördelaktigt perspektiv vid investeringar. Detta eftersom vi tror att framtidens klimat kommer att kräva större förändringar och åtgärder från både myndigheter, näringsliv och befolkningen, där ett hållbart miljöperspektiv måste få ett större fokus än det har i dagsläget.

5.1 Kostnadsperspektiv

Kostnadsperspektiv kan ses utifrån många olika aspekter eller synvinklar, detta beroende på vad som är relevant för aktuellt perspektiv. Investeringarna är kanske väldigt stora men kan leda till låga driftkostnader, en del investeringar har kanske större osäkerhetsfaktorer än andra, samt vad händer i ett långsiktigt kontra kortsiktigt perspektiv?

Om vi enbart jämför alternativen fjärrvärme och grundvattenvärmepump ur ett rent

ekonomiskt perspektiv blir problematiken lättare att analysera. Ställer man upp kalkylerna för livscykelkostnaderna för respektive alternativ vid sidan av varandra och jämför kostnader rakt av sett ur fastighetsägares perspektiv är svaret entydigt, grundvattenvärmepump är det bättre ekonomiska alternativet. Sett utifrån ett 20 års perspektiv så görs en besparing med ungefär 600 000 SEK under perioden, detta motsvarar en minskning av uppvärmningskostnaden med cirka 28 %. Vi tycker att detta är en väsentlig minskning sett till att man gör en stor

investering vid byte av uppvärmningssystem. Om man istället stod inför valet att byta från ett än sämre alternativ till antingen fjärrvärme eller grundvattenvärmepump och således haft anläggningskostnader för båda alternativen så hade grundvattenvärmepump varit ett ännu bättre alternativ ur en ekonomisk synvinkel.

Vår LCC-kalkyl sträcker sig 20 år framåt, vad händer då efter denna period?

Grundvattenvärmepumpen har en livslängd på ungefär 20-25 år, medan själva borrhålet väntas hålla minst 60 år om det är rätt dimensionerat från början. Således behöver endast själva grundvattenvärmepumpen bytas ut för att klara ytterligare en 20 års cykel. En

fjärrvärmeanläggning behöver däremot helt bytas ut efter ungefär 20-25 år och detta medför då anläggningskostnader i form av en nyinvestering. Därför blir resultatet av en ny LCC-kalkyl för de nästkommande 20 åren än mer gynnsamt för grundvattenvärmepumpen. Detta då anläggningskostnaden sjunker kraftigt för denna medan det för fjärrvärme ökar jämfört med

25 första LCC-kalkylen då detta alternativ helt saknade denna kostnad. Tiden för hur länge utrustningen kan vara i bruk har en väldigt väsentlig påverkan för ekonomin, efter 6,2 år når grundvattenvärmepumpen break-even, det vill säga efter denna tid börjar investeringen generera avkastning. Ju längre anläggningen kan vara i bruk, desto större avkastning når man och desto större ekonomisk förtjänst gör man jämfört med fjärrvärme innan det är dags för en nyinvestering.

Vad det gäller framtida prisökningar för el och fjärrvärme så har vi inte tagit hänsyn till dessa i våra tidigare beräkningar. Ser man till den statistik som Holgersson rapporten (2011, s.7) redovisar kan man se att både fjärrvärme- och elpriset har ökat betydligt mer än KPI sedan 1996. Sett från index 100 vid år 1996 så har elpriset stigit till cirka index 176 medan

fjärrvärmepriset har stigit till cirka index 148 för året 2011. Elpriset har alltså ökat betydligt mer, dock så är förhållandet för köpt energi mellan el och fjärrvärme 1:3,55 och således blir elpriset mindre känsligt för prisökningar.

Diagram 3: Utveckling av el- och fjärrvärmepriset sedan 1996 i förhållande till KPI. Värde: Nils Holgersson

Gruppen 2011, s.7. Grafik: Egengenererad.

När det kommer till valmöjligheter och förmåga för konsumenten att påverka sitt pris för uppvärmning har båda systemen sina brister. Fjärrvärmemarknaden är för närvarande reglerad och det råder en monopolliknande situation eftersom det endast förekommer en aktör per fjärrvärmenät. Detta leder till att kunden inte kan välja leverantör utan måste köpa fjärrvärme från den aktör som är verksam i området. I sin tur leder detta till att kundens möjligheter att påverka priset blir mycket små då det inte är någon konkurrens på marknaden. Elpriset har liknande problem där delarna som rör nätavgifter inte är konkurrensutsatta, dock kan man välja elleverantör fritt och på så vis är det möjligt att påverka sitt pris som elkund. Utöver detta så finns det även möjligheter att producera sin egen el inom fastigheten men oftast blir det ingen lönsam affär med rådande prisläge och tillgänglig teknik.

Det råder dock ändå en viss osäkerhet gällande driftsäkerheten för grundvattenvärmepumpar jämfört med fjärrvärme. Vad det gäller underhållsansvar så är det mer fördelaktigt med ett

100 110 120 130 140 150 160 170 180 In d e x (1996= 100) År El Fjärrvärme KPI

26 fjärrvärmesystem då leverantören har ansvar fram till fastighetscentralen, därmed kan ett fel snabbt avhjälpas och utan kostnad om det ligger inom leverantörens ansvarsområde.

Resterande del av systemet som består av en fjärrvärmeväxlare och cirkulationspumpar, vid fel på dessa ligger det på fastighetsägaren ansvarsområde att reparera. Skillnaden mot grundvattenvärmepump är att hela ansvaret för anläggningen ligger på fastighetsägaren och kräver därför ett större ansvar av denne att följa upp och ha en översikt av anläggningen. Skulle ett oväntat fel uppstå, t.ex. att det inte finns tillräcklig kapacitet i brunnen så är det upp till fastighetsägaren att avhjälpa detta till skillnad mot fjärrvärme där leverantören garanterar att leverera en viss mängd värme. Vid strömavbrott anser vi att båda systemen är lika sårbara, fjärrvärme kan fortfarande växla värme men det saknar förmågan att cirkulera den sekundär kretsen. För grundvattenvärmepumpssystemet står det helt stilla, alltså inga pumpar fungerar.

5.2 Miljö- och energiperspektiv

Om vi jämför en kWh el och fjärrvärme ger elproduktion minst utsläpp för koldioxid, kväveoxider samt stoft medan fjärrvärmen ger minst utsläpp av svaveldioxid när den genomsnittliga bränslemixen används. Sett utifrån byggnadens inverkan på miljön så är det grundvattenvärmepumpen som ger minst utsläpp i alla fyra huvudgrupper vi valt att behandla. Störst minskning är för koldioxidutsläpp vilket minskar med 95 %, följt av stoft vilket

minskar med 88 %, kväveoxider med 87 % och svaveldioxid med 54 %. Resultatet påvisar på en avsevärd minskning av samtliga utsläpp för byggnaden vid en konvertering. Detta har att göra med att andelen köpt energi är betydligt mindre för grundvattenvärmepumpen än för fjärrvärme. Köpt mängd energi minskar med 72 % vilket vi anser är en avsevärt stor siffra och det är positiva att byggnadens behov minskar så kraftigt.

Sänkningen av utsläpp som görs vid en konvertering till grundvattenvärmepump kan förbättras ytterligare om man dessutom gör ett aktivt val genom att köpa grön el, då kan utsläppen sänkas ännu mer än det genomsnittliga värdet för hela elmarknaden som vi använt oss av i rapporten. För fjärrvärme saknas möjligheter för konsumenten att påverka

miljöutsläppen vid produktionen av den värme som köps. Köper man fjärrvärme får man acceptera att det används fossila bränslen såsom naturgas, olja och kol i

produktionsanläggningen, dock utgör dessa fossila bränslen endast 19 % av den totala bränsletillförseln.

Dock är det inte hela sanningen att grundvattenvärmepump är det ideala alternativt, för sett ur ett större perspektiv så tar fjärrvärme till vara på befintliga lågvärdiga bränslen medan

grundvattenvärmepumpen ökar produktionen av primärenergi. Om vi tar avfall som ett exempel, vilket står för den näst mest använda bränslet i fjärrvärmeproduktion sett till tillfört bränsle. Alternativet till förbränning hade varit deponering vilket på långsikt även det leder till höga utsläpp av bland annat koldioxid och metangas vilka båda bidrar till växthuseffekten (EEA 1999, s.212), dessutom tar de upp stora landsareal och förstör landskapet. Därför är förbränning ett bra alternativ då man förutom att bli av med avfallet så utvinns även värme och el i samma process. På så vis tar man till vara på befintligt material och använder det som

27 ett lågvärdigt bränsle. Elproduktion är i sin tur till största del nyproduktion av primärenergi och således ökar man andelen producerad energi.

Ytterligare en problematik kring bränslefrågan för fjärrvärme är avfall. I dagsläget är Sverige ett föredömsland när det gäller sopsortering och återvinning, andelen sopor som går till förbränning har och kommer troligtvis minska med tiden. Detta leder till att tillgången på den näst största bränsleresursen till fjärrvärme kommer att minska inom Sverige. Det råder en kraftig uppgång på import av sopor från utlandet bl.a. från Italien och Skottland. Detta kan bero på brist på inhemskt avfall till förbränning eller att det finns ekonomiska incitament för företagen då de dels får betalt för att ta emot avfallet och dels för att de sedan kan sälja det vidare i form av värme och el. I sin tur leder detta till minskade incitament för t.ex. Italien att sopsortera och behandla sitt eget avfall, de kan helt enkelt exportera det till ett relativt lågt pris. Konsekvensen av detta är positiv på global nivå och negativ på regional och lokal nivå i Sverige. Detta eftersom avfallet går till förbränning och skapar en energiresurs i Sverige istället för att deponeras i Italien och därmed ge upphov till en större miljöpåverkan än förbränning. Dock så bidrar detta till att utsläppen blir större regionalt och lokalt i Sverige. Man kan fråga sig hur rimligt det är att Sverige ska ta ansvar för andra nationers avfall och detta till ett pris med en sämre regional miljö?

5.3 Samhällsperspektiv

Ur ett samhällsperspektiv så anser vi att fjärrvärme är ett bra uppvärmningssystem, detta eftersom man kan utnyttja lågvärdiga bränslen samt förbränna det avfall som inte går att sortera mer och som annars skulle ha deponerats. Att ha en stor aktör som erbjuder hela samhällen att ansluta sig ger en trygghet att klara uppvärmningsfrågan. Den monopolliknande situationen som idag råder leder ju även den till stabilitet och en långsiktighet för

uppvärmningen på en ort. Vi tror att en fri marknad hade öppnat upp för mindre seriösa

aktörer där verksamheten bedrivs kortsiktigt med högt fokus på vinst och lågt fokus på miljön. Grundvattenvärmepump är även den ett bra uppvärmningssystem vilket vi påvisat i

resultatdelen, dock kanske inte ur ett samhällsperspektiv. Detta eftersom det inte är någon lösning för hela Sveriges bostadsbestånd, dels för att det inte är möjligt på alla platser då förutsättningarna inte är rätt, t.ex. dålig tillgång på grundvatten samt övriga dåliga markförhållanden. Men även där det finns bra förutsättningar så kan inte alla fastigheter utnyttja resursen grundvatten då den hade blivit utarmad när grundvattentrycket och temperaturen sjunker. Dessutom så hade en ökad användning av grundvattenvärmepumpar också lett till en kraftig ökad primärenergiproduktion vilket i sin tur hade skapat en större miljöpåverkan. Vi anser att där förutsättningarna för att nyttja denna lagrade gratis energi finns så bör resursen nyttjas bättre än den görs idag. I takt med att energibehovet i världen ökar, samtidigt som de fossila bränslena sinar så bör varje tillfälle till gratis energi tas till vara.

28

6 Slutsatser

Ur ett strikt ekonomiskt perspektiv är grundvattenvärmepump ett avsevärt bättre alternativ än fjärrvärme för den hustyp vi studerat. Enligt vår LCC-kalkyl sänker man de totala kostnaderna för uppvärmning med 28 % sett över en 20-års period vid en konvertering från fjärrvärme till grundvattenvärmepump i Malmö. Redan efter 6,2 år börjar en investering medföra

avkastning. Efter den period vi analyserat i LCC-kalkylen kommer besparingarna i

nästkommande livscykel bli ännu större. För att även göra en ansats in i framtiden angående prisökningar för respektive energislag anser vi att grundvattenvärmepump är att föredra då det torde vara mindre priskänsligt då förhållandet mellan köpt energi är 1:3,55. Även när det kommer till valmöjligheter för konsumenten att påverka priset är grundvattenvärmepump starkast, detta eftersom det finns flera oberoende aktörer på elmarknaden vilket bidrar till konkurrens och marknadsmässiga priser medan det för fjärrvärme råder en monopol liknande situation på respektive ort. Som konsument är det oftast smidigare med ett fjärrvärmesystem, då leverantören står för merparten av ansvaret samtidigt som systemet är väldigt driftsäkert. Ett grundvattenvärmepumpssystem kräver mycket mer tillsyn och kunskap från

fastighetsägaren för att systemet ska fungera optimalt. Dessutom ligger hela driftansvaret på fastighetsägaren vilket ger större ekonomiska och driftmässiga riskfaktorer.

Ur miljösynpunkt är det svårare att utnämna ett alternativ som det bättre, båda har för- och nackdelar, det krävs en mycket djupare miljöanalys för att dra ett skarpare streck om vilket alternativ som är mest fördelaktigt. Grundvattenvärmepump ger kraftigt minskade utsläpp sett utifrån den köpta energin till byggnaden, detta beror på att man har ett mindre behov av köpt energi med grundvattenvärmepump än med fjärrvärme. Något som ytterligare kan minska utsläppsmängderna är om man väljer att köpa uteslutande förnyelsebar energi, något som de flesta leverantörer erbjuder idag. Vad det gäller fjärrvärme så går det inte som konsument att påverka den bränslemix som används i produktionsanläggningarna där bränslemixen i genomsnitt består av 19 % fossila bränslen i Sverige.

Fjärrvärme är ett bra uppvärmningssystem men främst ur en samhällssynpunkt. Den fyller en samhällsroll genom att vara en slutstation för avfall och andra lågvärdiga bränslen, t.ex. restprodukter från sågverk, samtidigt som den utvinner värme och el ur processen. Dock bidrar den till högre utsläpp för studieobjektet jämfört med grundvattenvärmepump. Även om utsläppen minskar med grundvattenvärmepump så ökar dock produktionen av primärenergi som i sin tur kan skapa miljö- och energiproblem. Vi är ifrågasättande mot importen av avfall som bränsle sett ur ett hållbart samhällsperspektiv, utsläppen ökar i Sverige där förbränningen sker, onödiga och långa transporter ökar, samtidigt som incitamenten minskar för andra länder att behandla sitt eget avfall. Samtidigt är importen bra ur ett globalt perspektiv då nettoutsläpp minskar. Vad som är det bästa alternativet i det långa loppet är dock svårt att avgöra.

Vi kan inte utnämna en klar vinnare av de två olika systemen, båda har sina brister och

möjligheter. Vi tror på att de kan fungera bra tillsammans i symbios i framtidens samhälle. Vi tror att behovet av energi kommer öka mer och mer. För att sträva efter en hållbar utveckling anser vi därför att man ska försöka utnyttja de förnybara resurserna samt gratis energi där möjligheterna finns.

29

Referenser

Tryckta källor

Ahlgren, J., Andersson, S., Klintenheim, J. (2008). Uppvärmning och miljöpåverkan – en

jämförelse mellan fjärrvärme och bergvärme i villa. Jönköping: Tekniska Högskolan.

Aktiebolagslag (2005). Stockholm. (SFS 2005:551).

Björk. C., Kallstenius. P., Reppen. L. (2002). Så byggdes husen 1880 – 2000. 5 uppl. Stockholm: Formas förlag. ISBN 91-540-5888-0.

Björk. C., Nordling. L., Reppen. L. (2008). Så byggdes staden. Stadsbyggnad, arkitektur,

husbyggnad. 2 uppl. Stockholm: AB Svensk Byggtjänst. ISBN 978-91-7333-282-8.

Boverket. (2007). Indata för energiberäkningar för kontor och småhus. Karlskrona: Boverket. ISBN: 978-91-85751-65-5.

E.ON Sverige AB. Miljöbokslut – 2010. Malmö: E.ON Sverige AB.

E.ON Försäljning Sverige AB. (2012e). Normalprislista fjärrvärme företag 2012 Malmö. Norrköping: E.ON Försäljning Sverige AB

E.ON Sverige AB. (2008). Prislista Fjärrvärmeservice – Gäller från 1 februari 2008 för

företag. Helsingborg: E.ON.

Energimyndigheten. (2012a). El-, gas- och fjärrvärmeförsörjningen 2010. Örebro: Statistiska centralbyrån. EN11SM1201.

Energimyndigheten. (2011a). Energistatistik för flerbostadshus 2010. Eskilstuna: Statens energimyndighet. ES 2011:09.

Energimyndigheten. (2012b). Årliga energibalanser 2009 – 2010. Örebro: Statistiska centralbyrån. EN20SM1105.

EPA – United States Environmental Protection Agency. (2006). Life cycle assessment:

principles and practice. Ohio: United States Environmental Protection Agency.

EPA/600/R-06/060.

European Environment Agency – EEA. (1999). Environment in the European Union at the

turn of the century. Köpenhamn: European Environment Agency. ISBN: 92-9157-202-0.

Frederiksen. S., Werner, S. (1993). Fjärrvärme. Teori, teknik och funktion. Lund: Studentlitteratur. ISBN 91-44-38011-9.

Knutsson. G., Morfeldt. C-O. (2002). Grundvatten. Teori & tillämpning. 3 reviderade uppl. Stockholm: AB Svensk Byggtjänst. ISBN 91-7332-972-X.

30 Moe, N., Öfverholm, E., Froste, H., Andersson, O. (1996). Miljöanpassad effektiv

uppvärmning. Stockholm: Gotab. ISBN 91-7318-2958.

Nils Holgersson Gruppen. (2011). Fastigheten Nils Holgerssons underbara resa genom

Sverige – en avgiftsstudie för 2011. Jönköping: EKAN Gruppen.

Petersson. B-Å. (2009). Tillämpad byggnadsfysik. 4 uppl. Lund: Studentlitteratur. ISBN 978-91-44-05817-7.

Persson, K., Posse, G., Rosner, M. (2007). Investeringsbedömning – en studie om

investeringsbedömningen i ett antal svenska tillverkande företag. Karlstad: Karlstad

Universitet.

SCB – Statistiska centralbyrån. (2010). Bostads- och byggnadsstatistik årsbok 2010. Örebro: Statistiska centralbyrån. ISBN 978-91-618-1509-8.

SCB – Statistiska centralbyrån. (2012). Intäkts- och kostnadsundersökningen för

flerbostadshus (IKU) 2010. Stockholm: Statistiska centralbyrån. BO 32 SM 1001.

Warfvinge. C., Dahlblom. M. (2010). Projektering av VVS-installationer. Lund: Studentlitteratur. ISBN 978-91-44-05561-9.

Elektroniska källor

E.ON Sverige AB. Elhandelsavtal och priser för teckna avtal om el för företag. [online]. Tillgänglig: http://www.eon.se/foretagskund/Produkter-och-priser/El/Priser-och-avtal/Teckna-elhandelsavtal/ [2012a-04-23].

E.ON Sverige AB. Frågor och svar om värme. [online]. Tillgänglig:

http://www.eon.se/privatkund/Kundservice/Fragor--svar/Fragor-och-svar-om-varme/ [2012b-04-30].

E.ON Sverige AB. Nätprislista SYENOR i Syd. [online]. Tillgänglig:

http://www.eon.se/privatkund/Produkter-och-priser/Elnat/Elnatsavgifter/Elnatprislistor/201108/SYENOR/ [2012c-04-30]. E.ON Sverige AB. Rörligt elpris för företagskunder. [online]. Tillgänglig:

http://www.eon.se/foretagskund/Produkter-och-priser/El/Priser-och-avtal/Under-100-MWh-arsforbrukning/Rorligt-pris/ [2012d-04-30].

Energimyndigheten. Beräkna LCC. [online] 2011b-03-09. Tillgänglig:

http://www.energimyndigheten.se/sv/Foretag/Energieffektivisering-i-foretag/Finansiering-och-inkop/Livscykelkostnad/Berakna-LCC/ [2012-04-30].

Energimyndigheten. Förbättringar av klimatskalet. [online] 2011c-03-09. Tillgänglig:

31 Energimyndigheten. Livscykelkostnad, LCC. [online] 2011d-03-29. Tillgänglig:

http://www.energimyndigheten.se/Foretag/Energieffektivisering-i-foretag/Finansiering-och-inkop/Livscykelkostnad/ [2012-04-24].

HSB (2011). HSB normalstadgar 2011. [online]. Tillgänglig: http://hotpot.se/Pdf/hsb-normalstadgar-2011.pdf [2012-06-16].

Naturvårdsverket. Begränsad klimatpåverkan – Miljömålsportalen. [online] 2012-03-30. Tillgänglig: http://www.miljomal.se/Miljomalen/1-Begransad-klimatpaverkan/ [2012-05-17]. Naturvårdsverket. Utsläpp i siffror – Kväveoxider (NOx). [online] 2010a-01-12. Tillgänglig:

http://utslappisiffror.naturvardsverket.se/Amnen/Andra-gaser/Kvaveoxider/ [2012-05-04]. Naturvårdsverket. Utsläpp i siffror – Partiklar (PM10). [online] 2010b-01-12. Tillgänglig:

http://utslappisiffror.naturvardsverket.se/Amnen/Organiska-amnen/Partiklar/ [2012-05-04]. Naturvårdsverket. Utsläpp i siffror – Svaveldioxid (SO2). [online] 2010c-01-12. Tillgänglig:

http://utslappisiffror.naturvardsverket.se/Amnen/Andra-gaser/Svaveldioxid/ [2012-05-04]. MSR – Miljöstyrningsrådet. Generell LCC-kalkyl. [online]. Tillgänglig:

http://www.msr.se/sv/Upphandling/LCC-och-miljoekonomi/Generell-LCC-kalkyl/ [2012-05-19].

SCB – Statistiska centralbyrån. Kalkylerat bostadsbestånd 2010 – Statistiska centralbyrån. [online] 2011-05-30. Tillgänglig: http://www.scb.se/Pages/PressRelease____315235.aspx

[2012-04-03].

SMHI – Sveriges meterologiska och hydrologiska institut. Lufttryck | Meteorologi | Kunskapsbanken | SMHI. [online] (2009-02-13). Tillgänglig:

http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/lufttryck-1.657 [2012-04-17]. Strusoft - Structural Design Software in Europe AB (2011-04-09). VIP-Energy manual version 1.5.6 svensk [offline]. Tillgänglig på Malmö Högskolas nätverkshårddisk: V:\NiceApps\SKASOFTS\VIP-Energy 1.5.6\VIPMANUAL046.pdf [2012-04-17]. SVEP - Svenska värmepump föreningen. Om värmepumpar. [online]. Tillgänglig:

http://www.svepinfo.se/varmepumpar/ [2012-04-03]. Thermia. Grunderna på två minuter. [online]. Tillgänglig:

http://www.thermia.se/varmepump/grunderna-varmepump.asp [2012-04-30].

Muntliga källor

Jönsson, Laila. E.ON Sverige AB, Malmö. Telefonsamtal 2012-04-23. Larsson, Bo. Värmia Sverige AB, Malmö. Telefonsamtal 2012-04-24.