Energiløsninger der kan redde klimamålene for byggesektoren

17.04.2018 / Harald Hammer

Elektriske biler og internettet kan have en stor indflydelse på, hvordan vi opfylder målet i EU-direktivet for næsten energineutrale bygninger fra 2020.

Omkring 40 % af vores energiforbrug kommer fra vores bygninger. Derfor kræver EU-direktivet om bygningers energimæssige ydeevne, at alle nye bygninger skal være næsten energineutrale fra 2020. Det er om kun to år – og nedtællingen er begyndt.

Tager vi for eksempel Norge, skal energiforbruget reduceres med 50-75 % fra det aktuelle niveau afhængig af bygningstype og produktion af ‘egen energi’, hvis målet om energineutralitet i 2020 skal opfyldes.

Samtidig ved vi, at Norge er blandt de lande i Europa, der har de strengeste energistandarder og regler for bygninger sammen med Sverige, Danmark og Holland. Med det i tankerne tikker uret endnu hurtigere.

Heldigvis sker der meget på teknologi- og energifronten, der kan hjælpe os i bestræbelserne på at nå målet.

Nedenfor beskrives nogle af de tendenser, der vil påvirke os i de kommende år - og som kan spille en afgørende rolle i vores stræben efter at realisere visionen om energineutralitet.

1. VEHICLE-TO-GRID: ELEKTRISKE BILER SOM ENERGILAGRINGSPUNKTER

Den stigende urbanisering har ført til en række nye udviklings- og udvidelsesprojekter. Disse indebærer et kæmpe uudnyttet potentiale i de underjordiske parkeringsanlæg.

Nogle af Oslos nye byudviklingsprojekter involverer op til 500 parkeringspladser for el-biler. Vi ved, at alle biler holder parkeret i op til 95 % af tiden. Vehicle-to-grid-teknologien (V2G) gør det muligt for el-biler at lagre energi. Det intelligente elnet kan herefter ‘låne’ energi fra din bil, når den ikke er i brug, og distribuere den via elnettet.

Ved en intelligent ladestation kan du meddele systemet, at du ikke har brug for at have bilen fuldt opladet, før fire timer senere. I mellemtiden kan din bil bruges som energilager for nærliggende bygninger, der er tilsluttet det intelligente elnet, og den kan distribuere energi, som den allerede har lagret, når forbruget er på sit højeste.

Bilindustrien rapporterer, at Toyota, Nissan og andre japanske bilmærker i øjeblikket er meget interesserede i V2G-teknologien. Teknologien er på vej, og eksperter siger, at den muligvis kan være tilgængelig for privatpersoner inden for fem år. Det kræver imidlertid standardisering med hensyn til databeskyttelse og ejerskab.

Hvem ejer batteriet i din bil, hvis nogen får gavn af, at du deler det? Derudover er der åbenlyse sikkerhedsmæssige aspekter i at ‘åbne’ din bil, som nu bogstaveligt talt er blevet en stor computer. Dette var i år rel="noopener noreferrer" et varmt emne ved branchekonferencer som f.eks. IEC, og bilproducenter og netejere drøfter indgående, hvordan man skal løse problemet.

2. INTRODUKTIONEN AF DET INTELLIGENTE NET

Hvis vi skal nå vores energimål, vil internettet spille en meget større rolle, end det gør i dag. Som eksempel kan nævnes, at Internet of Things (IoT) i stigende grad anvendes på ejendomsmarkedet.

Men hvad betyder det i praksis? Et eksempel kan ses på Otto Nielsens veg 12 i Trondheim - et kontorkompleks, hvor man er godt på vej til at implementere ‘næstegenerations’ energiløsninger. Komplekse solenergiinstallationer dækker tagfladerne, og overskudsvarmen fra Bluetooth-producenten i den ene bygning opvarmer kontorerne i nabobygningen. Alt energiforbrug og -produktion måles nøjagtigt. Elnettet, sensorer og internettet er alle indbyrdes forbundne.

Måling af energiforbruget er vigtigt for maskinlæring, så vi på et senere tidspunkt kan gøre det muligt for data at styre driften af bygningen optimalt. Informationsstrømmen indeholder al nødvendig viden om, hvor energiproduktionen og -behovet er, så vi kan få mest muligt ud af det. Blandingen af elnet og internet - som det intelligente net repræsenterer - er på vej.

3. INTELLIGENTE ELMÅLERE: FØRSTE SKRIDT I RETNING AF DET INTELLIGENTE NET

Dataindsamling om forbrug og forbrugsmønstre i hele nettet vil danne grundlag for morgendagens elnet- og energiløsninger. Intelligente elmålere, der indsamler data, er vigtige ved indfasning af løsninger med intelligent elnet.

Norge er blandt de første lande, der indfører intelligente målere, også benævnt AMS-målere Fra udgangen af 2018 vil de norske husstande ikke længere have noget valg - de skal alle udskifte deres gamle målere med nye ‘intelligente’ enheder.

Målet er at udjævne døgnmønsteret for energiforbruget og flytte forbruget til tidspunkter på dagen, hvor behovet er mindre, priserne er lavere og produktionen er højere - og måske mere bæredygtig. For eksempel er der en relativt lang periode med lavt forbrug i dagtimerne, hvor de fleste mennesker er på arbejde. I dette tidsrum kunne solenergi og ‘billig’ elektricitet fra hovedforsyningsnettet lagres, indtil næste spidsbelastning.

På nuværende tidspunkt har privatpersoner kun begrænsede muligheder for at optimere deres energiforbrug i henhold til denne model, men for store bygninger og nabolag er der et kæmpe potentiale - både økonomisk og miljømæssigt.

Det vil være vigtigt at kunne dele energiforbruget, hvis vi skal opnå den fulde fordel af de intelligente elektricitetsaflæsninger. Et år efter, at AMS-målerne blev indført i Norge, har netejerne været tilbageholdende med at dele deres data. Ironisk nok ved vi også, at den teknologiske udvikling går meget hurtigere, når data deles. I de senere år har vi set klare eksempler på, at de virksomheder, der er mest tilbøjelige til at dele data, også opnår de største fordele ved det.

4. INTEGRERET SOLENERGI ENERGIPRODUKTION I BYGNINGENS SKELET

Et af Norges mest spændende solenergianlæg er i øjeblikket under planlægning på hospitalet for børn og unge i Bergen Planen er, at vinduesområder på i alt ca. 1.100 m² skal fremstilles af transparente tyndfilmssolceller. Det er dog ikke sikkert, at dette stadig vil være løsningen, når bygningen opføres.

Den teknologiske udvikling inden for solcelleområdet går så stærkt, at nutidens bæredygtige bygninger forberedes til teknologier, som endnu ikke eksisterer. Lige nu er tyndfilms-solceller det nyeste system, der giver det bedste resultat. Hvis der imidlertid skulle være andre typer af fuldt udviklede solceller med bedre egenskaber, når bygningen skal opføres, vil projektgruppen overveje at bruge dem.

Der foregår en del forskning inden for tredjegenerations-solceller: kvanteprik-solceller, organiske solceller, perovskite solceller og farvestofsolceller. Disse er muligvis mere effektive end nutidens kommercielle teknologier og involverer lavere produktionsomkostninger.

En af de mest spændende teknologier er transparente solkoncentratorer. Disse lader det synlige spektrum af sollyset trænge igennem, mens de lange og korte bølgelængder opfanges af membraner i glasset. Dette gør solcellerne næsten helt gennemsigtige, men med en effektivitet på 10 %.

Når disse teknologier er klar til at komme på markedet, vil det blive meget lettere at reducere energiforbruget hen imod EUs vision om energineutralitet.
Harald Hammer Ingeniør, COWI

MEN NÅR VI DET TIL 2020?

Det er slet ikke umuligt, men vi har brug for ambitiøse og aktive investorer, der tør sætte deres penge i løsninger, der endnu ikke er økonomisk rentable i skrivende stund. Konkurrenterne vil spotte tendensen og følge trop.

Vi har brug for en ny generation af netejere, der vil bevæge sig ud af deres traditionelle og etablerede rolle og blive aktive, frygtløse og innovative operatører, som tør prioritere innovation, selvom de økonomiske modeller stadig kan synes usikre.

Endelig har vi brug for virksomheder, bygherrer, netejere og udviklere, der kan se værdien i at dele data. Nogle af dataene er tilgængelige, men det er stadig besværligt at få adgang til dem. Dette sinker udviklingen.

Disse spillere bliver også nødt til at samarbejde: det er, når vi forbinder systemer, sensorer, bygninger og større områder, at vi ser de bedste resultater. Kombineret med de største teknologiske fremskridt inden for vedvarende energi og tilslutning til internettet vil vi være godt på vej.

MØD HARALD

Jeg har en kandidatgrad i vedvarende energi. Mit primære kompetenceområde er inden for solenergi og energilagring.

Solenergi og energilagring er nogle af de teknologier, der udvikler sig hurtigst, og de vil være hovedkomponenterne i udviklingen af bæredygtige byer og en bæredygtig fremtid. Jeg er inspireret af nye teknologiske løsninger og brug af energiteknologi til at udvikle fremtidens bæredygtige byer og bygninger.

Kontakt

Harald Hammer
Engineer
Buildings

Tel: +47 48182683