Energismart rehabilitering

Svensk boligselskap går off-grid via energirenovering og selvforsyning

I Vårgårda – en liten by sørvest i Sverige – tar de et langt skritt innen bærekraftige offentlige boliger, og gjør seks nyrenoverte boligblokker selvforsynte med strøm og varme med en kombinasjon av solceller, batterier og brenselsceller.

De kommunale boligene i Vårgårda har blitt atskillig mer verdt etter rehabiliteringen.
De kommunale boligene i Vårgårda har blitt atskillig mer verdt etter rehabiliteringen.

I Vårgårda – en liten by sørvest i Sverige – tar de et langt skritt innen bærekraftige offentlige boliger, og gjør seks nyrenoverte boligblokker selvforsynte med strøm og varme med en kombinasjon av solceller, batterier og brenselsceller.

  • Bygg
Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

De seks bygningene som etter renoveringen inneholder 172 leiligheter, ble oppført på midten av ​​1970-tallet som en del av den statlige svenske boligplanen.

Før den nåværende renoveringsprosessen begynte, hadde blokkene i Vårgårda ikke levd opp til moderne boligstandard på ganske mange år. Noe måtte gjøres for å forbedre leilighetenes interiør, fasiliteter og energieffektivitet; ikke minst for å senke driftskostnadene.

Boligområdet «Backgårdsgatan», som omfatter seks boligblokker, led dessuten av et dårlig offentlig rykte grunnet en blanding av sosiale problemer og foreldede bygninger.

Høye energikostnader begrenser eiendomsverdien

De foreldede bygningene med høye drifts-, vedlikeholds- og energikostnader medførte en lav eiendomsverdi for de kommunale eiendommene. Den lave verdien medvirket også til en generelt dårligere økonomi i det kommunale boligselskapet Vårgårda Bostäder, som eier og driver boligområdet Backgårdsgatan og andre kommunale eiendommer i Vårgårda.

I lys av situasjonens alvor besluttet administrerende direktør Jan Thorsson for Vårgårda Bostäder sammen med byrådet at det var på tide å gjøre noe med eiendommene. Thorsson lette etter måter å forbedre og oppdatere bygningene på, blant annet for å oppnå høyere energieffektivitet og senke vedlikeholds- og driftskostnadene, samt å gjøre fremtidige energiutgifter stabile ved å hente hjem bygningenes energiforsyning og bli uavhengig av eksterne leverandører. Ifølge ham viste historikken tydelig at de konstant stigende energiutgiftene for strøm og fjernvarme utgjør vesentlige og uforutsigbare utgifter innen eiendomsdrift og -administrasjon.

Renovering og nybygg

Vårgårda ligger ca. 60 km nord for Gøteborg, og har 11.500 innbyggere (Kart: Google Maps).

Prosjektet omfatter både renovering og nybygg, og sistnevnte i form av å bygge på en tredje etasje på blokkene med i alt 54 nye leiligheter. De følgende tallene er derfor ifølge Vårgårda Bostäder AB et gjennomsnitt fra begge delprosjektene.

Byggekostnadene er ca. 32.000 SEK/m², i alt ca. 390 millioner SEK. I kostnadene inngår energisystemet med ca. 3200 SEK/m², samlet ca. 39 millioner SEK (alle priser inkludert moms).

Prosjektet har mottatt statlige tilskudd på 3600 SEK/m², totalt ca. 44 millioner SEK. Tilskuddet kommer fra Boverket (staten) fordi det bygges utleieboliger og fordi prosjektet oppfyller strenge energikrav.

Investeringen i selve energisystemet påvirker ikke husleien. Årsaken er at det stilles krav til husleienivået når man mottar de statlige tilskuddene.

Les også

Setter opp husleia

Husleien i de gamle leilighetene var svært lave, og i forbindelse med den omfattende renoveringen stiger husleien for nyinnflyttede ganske mye.

For ikke å forårsake en sosial skjevfordeling, får de eksisterende leietakerne en rabatt på husleien i fire år. Rabatten utfases deretter, og det kreves inn full husleie fra det femte året.

Med en pris på 39 millioner SEK for energisystemet og med 172 leiligheter i prosjektet, blir gjennomsnittsprisen for den nye varmeforsyningen 227.000 SEK per leilighet. Som det forklares senere, dekker off-grid-energisystemet oppvarming og varmt vann i leilighetene, men ikke strøm. Denne skal de enkelte leietakere fremdeles kjøpe fra en konvensjonell strømleverandør.

Sammenligner man disse energi-anleggsutgiftene med installasjon av en geotermisk varmepumpe (jordvarmepumpe) til sentralvarme og varmt vann i et vanlig enfamilie-hus, koster sistnevnte vanligvis 150.000 SEK alt inkludert. Men Vårgårda-løsningen omfatter også elektrisitet til å drive de felles bygningsfunksjonene, blant annet heiser, belysning og ventilasjon. I tillegg er varmen og strømmen i Vårgårda «gratis» siden den kommer fra solcellepanelene på takene. Typiske årlige strømutgifter til en geotermisk varmepumpe i et hus er ca. 7500 SEK.

Innsparinger ved å gå off-grid

En av de seks leilighetsblokkene i Vårgårda før renovering. De ble oppført i 1975, og var utdaterte med hensyn til komfort, fasiliteter og energieffektivitet. (Foto: Michael Jensen).

Som det vises i grafikken, er det årlige energiinnkjøpet til varme og bygningsdrift vesentlig redusert fra 140 kWh/m² til 4 kWh/m². Vårgårda Bostäder har ikke opplyst hva energiinnkjøpene innebærer i kroner og øre, men en beregning ut fra det samlede benyttede bygningsareal på 12.200 m² viser at de ligger i nærheten av 1,45 millioner SEK før renovering og ca. 41.500 SEK etter renovering og off-grid-drift. Disse tallene er basert på en gjennomsnittlig utgift for strøm fra strømleverandører og fjernvarme på 0,85 SEK per kWh. Den årlige innsparingen for Vårgårda Bostäder er dermed ca. 1,4 millioner SEK.

Nedbetalingstiden på energisystemet blir altså ca. 28 år (39/1,4 millioner SEK) såfremt vedlikeholdsutgiftene ikke tas med i regnestykket. Systemets samlede levetid er ikke kjent, siden dette er en verdenspremiere. Brenselcellens levetid er ca. 10 år ifølge den svenske produsenten, Powercell.

Les også

Off-grid-energisystemet i Vårgårda

Etter å ha vurdert mange forskjellige løsninger, konkluderte Thorsson og eiendomsgruppen med at solenergi i kombinasjon med batterier, brenselsceller og et felles sesonglager med hydrogen oppfylte kriteriene deres best. Dette gjorde det mulig med uavhengighet av den dyre fjernvarmen, og dessuten kunne løsningen levere bygningsstrøm til felles installasjoner som trappeoppganger, heiser, ventilasjon med mer.

I tillegg til renoveringsarbeidets generelle arkitektoniske og tekniske forbedringer er de respektive boligblokkene derfor nå utstyrt med et individuelt, men likevel sammenkoblet energisystem (et såkalt Micro-Grid) basert på solenergi. Alle behov for varmt vann og oppvarming dekkes året rundt av denne konstruksjonen, som blant annet driver geotermiske varmepumper koblet til et konvensjonelt sentralvarmesystem.

De takmonterte solcellepanelenes samlede årlige elektrisitetsproduksjon er ca. 600.000 kWh for alle seks bygningene (98.000 kWh/bygning). Effekt ved maksimal solinnstråling er 654 kWp (109 kWp/bygning). Litium-ion-batteriene til forbruksbalansering og korttidslagring har en kapasitet på 147 kWh/bygning, og kan forsyne bygningen med varme og strøm i opptil 48 timer.

Lagrer energi som hydrogen

Forsiden av en renovert boligblokk som blant annet har fått påbygd en ekstra etasje, samt høyisolerende fasader og utvendig heistårn med trekledning. En betydelig estetisk, funksjonell og energibesparende oppgradering (Foto: Vårgårda Bostäder AB).

Hydrogen produseres til sesonglagring via elektrolyse, og det lagres i alt ca. 4560 kg hydrogen til vinterforbruk av strøm og varme. Det utnyttbare energiinnholdet i denne mengden hydrogen utgjør ca. 152 MWh. Til sammenligning kan den mye omtalte batterifarmen «Hornsdale Power Reserve» som Elon Musk leverte til Australia i 2017, lagre 129 MWh elektrisitet.

For å sammenligne de to energistørrelsene, må man imidlertid se på den såkalte roundtrip-effektiviteten. I det australske batteriet taper man ca. 10 prosent til varme ved oppladning og igjen 10 prosent ved avladning.

Ved konvertering av elektrisitet til hydrogen via vannelektrolyse, er effektiviteten maksimalt 70 prosent, det vil si at ca. 70 prosent av strømmen fra solpanelene lagres som kjemisk bundet energi i hydrogen. Deretter må hydrogenet komprimeres til 300 bar i lageret, og her tapes ytterligere omkring 5 prosent av den tilførte elektrisiteten.

Så i et best mulig scenario er det et tap på 35 prosent ved å omdanne solstrømmen til hydrogen. Når hydrogenet skal levere energien tilbake som elektrisitet via brenselcellen, skjer dette med en effektivitet på 50 prosent, med et tap til varme på 50 prosent. Denne varmen inngår i sentralvarmesystemet, og man oppnår dermed en kombinert effektivitet på 90 prosent når det lagrede hydrogenet utnyttes.

Roundtrip-effektiviteten i off-grid-løsningen er ifølge systemdesigner og -installatør Nilsson Energy AB ca. 58,5 prosent.

Les også

Selvforsyning dekker varme og bygningsdrift, ikke leietakernes strømforbruk

Inntil videre mottar og betaler de individuelle leilighetene fremdeles for strøm fra en strømleverandør. Nilsson Energy AB, som har utviklet og installerer off-grid-løsningen opplyser at løsningen kan håndtere leietakernes forbruk hvis det installeres flere solpaneler og et større hydrogenlager. Nilsson Energy AB har ikke opplyst hvor mye inkludering av leilighetene ville bety i en slik sammenheng.

Administrerende direktør Jan Thorsson for Vårgårda Bostäder, sier at leilighetenes strømforbruk aldri har vært inkludert i den tenkte løsningen. Det ville ifølge ham gjøre boligselskapet til en de facto strømleverandør, med de forskjellige juridiske, økonomiske og administrative forpliktelsene dette innebærer.

Om det skjer i fremtiden vil han ikke uttale seg om. – Fokus for oss har vært å stabilisere driftskostnadene på en bærekraftig måte, ikke å drive et strømselskap, sier han.

Svensk elektrisitet er allerede ganske klimavennlig, og består av ca. 40 prosent vannkraft, 40 prosent kjernekraft, 10 prosent vind og 10 prosent «annet». (Kilde: Svensk Energi, 2016)

Hva sier ekspertene?

Reaksjonene er blandede når ledende energieksperter blir presentert for Vårgårda-løsningen.

Professor Brian Vad Mathiesen fra Aalborg Universitet i Danmark er spesialist i fornybare energisystemer, energilagring og fjernvarme, kaller Vårgårda-prosjektet for en «limousin-løsning». Han tviler på om de oppnådde CO₂-reduksjonene og økonomiske besparelsene kan rettferdiggjøre en så kompleks og dyr løsning. – De største reduksjonene og energibesparelsene er jo oppnådd ved selve renoveringen og ikke i energisystemet, sier han.

Men han liker derimot godt solpanelene på takene. – Vi må bruke disse store takflatene i stedet for små individuelle løsninger i vanlige enfamilie-hus.

Selv om han er begeistret for solpanelene, så han heller at strømmen ble levert ut på strømnettet, siden panelenes produksjon på dagtid sammenfaller med et stort strømbehov i næringslivet. På den måten vil solpanelene kunne redusere behovet for mer CO₂-intensiv strømproduksjon hos kraftverkene.

– Foreløpig er fjernvarme en langt mere effektiv måte å levere varme på, og reduserer dessuten behovet for lokale installasjoner og vedlikehold. Han konkluderer slik om Vårgårda Bostäders off-grid-prosjekt: – Slike løsninger bør ikke promoteres i urbane områder. I stedet må vi samarbeide om energileveransene. Jeg er skeptisk til hydrogenbaserte løsninger nede i denne skalaen, og mener at de ikke har berettigelse i denne sammenhengen.

Les også

Skeptiske til off-grid-valg

Energilagringsekspert Dr. Ib I. Olsen fra IBD Associates Inc, New York City, roser Vårgårda-prosjektet og kaller det en «fremragende illustrasjon av hva man kan oppnå med eksisterende teknologi, energibesparende bygningsstandarder og effektiv styring av energiressurser».

Men han har, i likhet med Brian Vad Mathiesen, visse reservasjoner omkring off-grid-konseptet. – Selv om det kan være fristende å skape sin egen selvforsynings-øy, vil det sannsynligvis være nyttigere for lokalsamfunnet at bygningene forble på strømnettet og brukte nettet som buffer i stedet for den temmelig ineffektive konverteringen av strøm til hydrogen og tilbake til strøm og varme.

– Og dessuten, sier han, – hvis det var et lokalt, dynamisk marked for elektrisitet, ville det sannsynligvis være en bedre butikk å sende overskudstrømmen tilbake i strømnettet. Det er adskillige pilotprosjekter på gang verden over. Vi har til og med et her i Brooklyn; det såkalte «Brooklyn Microgrid», hvor en blokkjede-plattform legger til rette for automatisert handel med elektrisitet.

Dr. Andrew Murphy er Strategic Technology Director i RHC IMZADI Consulting, Storbritannia, og spesialist i fornybar energi med fokus på hydrogen og «aktive» bygninger.

Om Vårgårda-prosjektet sier han dette: – Jeg blir alltid glad når jeg ser hydrogenteknologi i bruk, og det er bra at man også utnytter varmen fra brenselcellen, men man burde også gjenbruke varmen fra elektrolysen og kompresjonen for å øke den samlede virkningsgraden.

– Det ville være interessant å se roundtrip-effektiviteten for dette systemet. Jeg gjetter på at den neppe vil komme høyere opp enn 60 prosent, selv med bruk av spillvarmen.

– Som et demonstrasjonsprosjekt er Vårgårda-løsningen beundringsverdig, men jeg tviler på at den vil få stor utbredelse, konkluderer han.

Modellen kan bli kopiert

Rasmus Rode Mosbæk er direktør for og grunnlegger av bedriften Hybrid Greentech – Energy Storage Intelligence, Danmark, og konsulent innen business cases i energilagringsløsninger. Bedriften hans utvikler en programvare-plattform som hjelper strømselskaper og andre strømprodusenter med å designe og dimensjonere de mest effektive og profitable energilagringsløsningene.

Vårgårda er ifølge ham «en meget interessant løsning som demonstrerer en særdeles god business-case for det aller siste innen energilagring basert på hydrogen og batterier. Sett i lys av fallende batteripriser og stadig mer effektive hydrogenteknologier, viser Vårgårda Bostäder at dette kan bli mer enn et enkeltstående prosjekt».

Rasmus Rode Mosbæk mener at Vårgårda-prosjektet er starten på en større tendens.
– Bedrifter og organisasjoner som tør å investere i disse teknologiene, viser nå at energilagring og økonomisk gevinst går hånd i hånd mot vårt felles mål om et energisystem som er 100 prosent basert på fornybar energi. Men han understreker – i likhet med Mathiesen og Olsen – at «en forbindelse til det offentlige strømnettet ville forbedre business-casen ytterligere, siden dette gir bedre energipriser ved å levere fleksibilitet og forbruksbalansering til strømnettet.

Et viktig aspekt ved dette prosjektet er ifølge ham, at det på verdensbasis er 1,2 milliarder mennesker uten elektrisitet. – Den elektrisiteten vil de i fremtiden få fra microgrids og off-grid-løsninger som den vi ser i Vårgårda.

Les også

Erfaring og læring fra prosjektet

– Du må ha en holistisk tilnærming til et prosjekt som Backgårdsgatan, sier administrerende direktør Jan Thorsson. – Integrer arkitektur, teknisk design, drift, boligmiljøer, fremtid, økonomi og miljømål. – Dessuten bør man tenke langsiktig, og bygge nytt og bærekraftig.

– Våg å være gründer, utvid forretningsmodellen din med din egen energiproduksjon, det er lønnsomt å investere i energismart teknologi, og det forbedrer eiendomsverdien din og sikrer investeringene dine for fremtiden. – Det er viktig at løsningene dine er energieffektive og uavhengige av eksterne energileverandører for å nå disse målene, understreker han.

– En viktig læring for oss var å involvere brann- og sikkerhetsmyndighetene tidlig i prosessen, siden vi var de første noensinne til å introdusere denne typen energisystem i et offentlig borettslag på svensk jord, og faktisk i verden. Derfor tok brann- og sikkerhetsgodkjenningen lang tid, siden myndigheten ikke hadde tidligere erfaring med hydrogenlagring i denne skalaen i et tettbefolket område.

Det ovenstående er bare et par av de mange erfaringene som Jan Thorsson er villig til å dele. Hvis man vil høre mer, må man stille seg i køen av de mange organisasjonene og enkeltpersonene som allerede har kontaktet Vårgårda Bostäder, samt energisystem-utvikleren Nilsson Energy AB, for å lære mer om det innovative boligprosjektet.

Les også

Kommentarer (4)

Kommentarer (4)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå