Energiløsningene som kan redde byggsektorens klimamål

17.04.2018 / Harald Hammer

Elbiler og internett kan spille en viktig rolle for hvordan vi skal nå EU-direktivets mål om kun å bygge nesten-nullenergibygg fra 2020.

Om lag 40 prosent av energiforbruket vårt kommer fra bygningene våre. Derfor krever EUs bygningsenergidirektiv at alle nybygg skal være nesten-nullenergibygg fra 2020. Det er bare to år til, og klokka tikker.

Hvis vi tar Norge som eksempel, må vi redusere energiforbruket med 50–75 % i forhold til dagens nivå, avhengig av bygningstype og egen energiproduksjon, hvis vi skal nå null-målet innen 2020.

Samtidig vet vi at Norge er blant de europeiske landene med strengest energikrav og forskrifter til bygninger, sammen med Sverige, Danmark og Nederland. Med dette i bakhodet begynner vi iallfall å få det travelt.

Heldigvis skjer det mye på teknologi- og energifronten som kan hjelpe oss mot målet.

Dette er noen av trendene som vil påvirke oss i årene som kommer, og som kan spille en vesentlig rolle i jakten på nullvisjonen.

1. VEHICLE to GRID: ELBILER SOM ENERGILAGRINGSPUNKT

Økt urbanisering har ført til en mengde nye utviklings- og utbyggingsprosjekter. Med disse følger et stort uforløst potensial – i parkeringskjellerne.

Noen av Oslos nye byutviklingsprosjekter legger opp til inntil 500 parkeringsplasser for elbiler. Vi vet at alle biler er parkert ca. 95 % av tiden. Med vehicle to grid-teknologi (V2G) kan elbilene lagre energi. På denne måten kan smartnettet "låne" energi fra bilen din når den ikke er i bruk, for så å fordele energien via smartnett.

På en smart ladestasjon kan du varsle om at du ikke trenger bilen ferdig ladet før om fire timer. I mellomtiden kan bilen din brukes som energilager for nærliggende bygninger som er koblet til smartnettet, samt at den kan fordele energien den allerede har lagret når forbrukstoppene står på.

Bilindustrien melder om at blant annet Toyota, Nissan og flere japanske bilselskaper ser mye på V2G-teknologi om dagen. Teknologien er på vei, og eksperter sier den kan være tilgjengelig for privatpersoner innen fem år. Samtidig krever teknologien standardisering knyttet til personvern og eierskap.

For hvem eier batteriet i bilen din hvis noen skaper verdier på at du deler det? I tillegg er det åpenbare sikkerhetsaspekter ved å "åpne" bilen din, som nå bokstavelig talt er blitt en stor datamaskin. Dette var  et stort tema på bransjekonferanser som IEC i år, og bilprodusenter og netteiere diskuterer ganske heftig hvordan dette skal løses.

2. SMARTNETTETS INNTOG

Hvis vi skal nå energimålene våre, vil internett spille en vesentlig større rolle enn det gjør i dag. Et eksempel er at Internet of Things (IoT) for fullt har inntatt eiendomsbransjen.

Men hva vil det si i praksis? Et eksempel står i Otto Nielsens veg 12 i Trondheim – et kontorkompleks på god vei mot neste generasjons energiløsninger. Komplekse solcelleanlegg fyller takflatene, og overskuddsvarmen fra Bluetooth-produsenten i det ene bygget varmer kontorlokalene i nabobygget. Alt av energiforbruk og -produksjon måles nøye. Strømnettet, sensorer og internett flyter over i hverandre.

Måling av energiforbruket er viktig for maskinlæring, slik at vi senere kan la dataene styre en optimal drift av bygget. Informasjonsflyten gir all kunnskapen vi trenger om hvor energiproduksjonen og -behovet er, slik at vi får maksimert utbyttet. Blandingen av strømnett og internett, som smartnett er, kommer for fullt.

3. SMARTE STRØMMÅLERE: FØRSTE STEG MOT SMARTNETT

Datainnsamling om nettets forbruk og forbruksmønster vil danne grunnlaget for morgendagens strømnett og energiløsninger. Smarte strømmålere, som samler inn disse dataene, spiller en vesentlig rolle i innfasingen av smartnettløsninger.

Norge er blant de første landene som innfører smarte målere, kjent som AMS-målere. Ved utgangen av 2018 har ikke norske husholdninger noe valg – da skal alle erstatte sine gamle strømmålere med de nye "smarte" målerne.

Målet er å jevne ut døgnkurven for energiforbruk og flytte strømforbruket til tider av døgnet hvor strømforbruket er mindre, prisene lavere og produksjonen høyere – og kanskje mer bærekraftig. For eksempel er det en relativt stor tidslomme med lavt energiforbruk på dagtid når folk flest er på jobb. I dette tidsrommet kan i fremtiden solenergi og "billig" nettstrøm lagres til neste energiforbrukstopp kommer.

Inntil videre har privatpersoner begrensede muligheter for å optimalisere strømforbruket sitt etter denne modellen, men for større bygg og nabolag er potensialet enormt – både økonomisk og miljømessig.

Deling av strømforbruksdata vil være viktig for å kunne utnytte de smarte strømmålingene for fullt. Et år etter at AMS-målerne ble innført i Norge, har netteiere vært tilbakeholdne med deling av data. Paradoksalt nok vet vi også at teknologisk utvikling skjer mye raskere når data deles. Vi har de siste årene sett tydelige eksempler på at de selskapene som deler mest, også høster gevinster av dette.

4. BYGNINGSINTEGRERTE SOLCELLER: ENERGIPRODUKSJON I BYGNINGENS SKJELETT

På Barne- og ungdomssjukehuset i Bergen planlegges i dag en av landets mest spennende solcelleinstallasjoner. Planen er at vindusflater med et totalt areal på ca. 1100 m² skal bestå av transparente tynnfilmsolceller. Men det er ikke sikkert dette forblir løsningen når bygget skal reises.

Den teknologiske utviklingen i solcellebransjen skjer så raskt at dagens bærekraftige bygg planlegges med teknologier som ennå ikke finnes. I dag er tynnfilmsolcellene det nyeste som gir best resultater. Men dersom andre solcelletyper, som har bedre egenskaper, er ferdig utviklet innen bygget skal reises, vil prosjektgruppen vurdere å benytte dette.

Det forskes mye på tredjegenerasjons solceller – quantum dot-solceller, organiske solceller, perovskite-solceller og dye-sensitized solceller. Disse solcelleteknologiene kan ha en høyere effektivitet enn dagens kommersielle solcelleteknologier, samt lavere produksjonskostnader.

En av de mest spennende teknologiene er translucent solar concentrators. Disse slipper gjennom det synlige spekteret av sollyset, mens det langbølgede og kortbølgede sollyset fanges opp av membraner i glasset. Dette gjør solcellene nesten helt transparente, samtidig som de har 10 % effektivitet.

Når disse teknologiene er markedsklare, vil det bli vesentlig enklere å redusere energiforbruket, på vegen mot EUs nullvisjon.
Harald Hammer Ingeniør, COWI

MEN vil VI rekke DET INNEN 2020?

Det er langt ifra umulig, men da trenger vi ambisiøse og handlekraftige investorer som våger å satse på løsninger som i skrivende stund ennå ikke er økonomisk lønnsomme. Konkurrentene ser utviklingen og vil følge etter.

Vi trenger en ny generasjon netteiere som beveger seg fra den trauste og tradisjonelle rollen til handlekraftige, uredde og innovative netteiere som våger å prioritere nyskaping selv om de finansielle modellene kan oppleves som mer usikre.

Til sist trenger vi selskaper, utbyggere, netteiere og utviklere som ser verdien i deling av data. Noe data er åpen, men omveiene dit er fortsatt for store. Dette bremser utviklingen.

Disse aktørene må også samarbeide: Det er når vi kobler systemer, sensorer, bygg og større områder sammen at vi vil se de største resultatene. Kombinert med de største teknologiske nyvinningene innen fornybar energi og koblingen til internett vil vi være på god vei.

MØT HARALD

Jeg har mastergrad i fornybar energi. Hovedkompetanseområdet mitt er innen solenergi og energilagring.

Solenergi og energilagring er blant de teknologiene som utvikler seg raskest, og vil være nøkkelfaktorer i utviklingen av bærekraftige byer og en bærekraftig fremtid. Jeg blir inspirert av nye teknologiske løsninger og bruk av energiteknologi for å utvikle fremtidens bærekraftige byer og bygg.

Ta kontakt

Harald Hammer
Engineer
Buildings, Norway

Tel: +47 48182683