Decarbonisation of buildings

Webinar 2.2.2022: Bygninger står for 40 % av EUs energibruk og omtrent 36 % av energirelaterte klimagassutslipp, eller omtrent 25 % av de totale klimagassutslippene. I Norge kan energieffektivisering av bygninger bidra til frigjøring av over 20TWh pr. år. Ved riktig bruk av materialer og en forbedret byggeprosess vil også indirekte utslipp kunne reduseres betraktelig. Resultatet kan bli reduserte strømpriser og frigjort ren elektrisk energi til andre sektorer og eksport av energi til andre land.

Hvordan oppnår vi dette?

I EU er det nå økt fokus på energieffektivisering ved "deep renovation" og "energy efficiency" som hovedtema.
I Fit for-55-pakken er det økt fokus på "renovation" fordi EU nå ser hvor dyrt det vil være å dekke fossil energi som brukes til å varme opp byggene (både ved direkte bruk av gass, men også indirekte gjennom fjernvarme fra kull- og gasskraftverk) med fornybar elektrisitet. Siden det vil innebære svært store investeringer i overføringslinjer og ny produksjon, så viser alle beregninger (EU bruker PRIMES-modellen, mens i Norge har vi brukt TIMES-modellen til å undersøke dette) at det mest lønnsomme er å redusere behovet. Dette er det samfunnsøkonomisk mest lønnsomme tiltaket for at vi skal nå klimamålene. Utfordringen er at det ikke er privatøkonomisk lønnsomt – hovedsakelig fordi privatpersoner har en forventning om å få nedbetalt tiltaket innen 3-5 år, mens tiltakets faktiske levetid kan ligge mellom 15-60 år. Så de tekniske løsningene finnes altså, det er å få på plass de finansielle modellene for å utløse dette potensialet som er utfordrende.

Snarveier:

   EASAC-rapport      |      Internasjonal pressemelding       |      Webinar i Akademiet

 

Bilde
bygg vignett

 

 

 

 

Bilde
EASAC-rapport forside Decarbonisation of buildings
EASAC-rapporten Decarbonisation of buildings: for climate, health and jobs.

Del 1 – Internasjonal rapport

EASAC report: Decarbonisation of buildings: for climate, health and jobs

Les rapport (pdf)

Europeans spend a very large part of their lives in buildings. So the quality of a building’s indoor environment can have a large effect on the health of its occupants. It can also affect their ability to work and enjoy their activities. A potentially good indoor environment can be created by building designers and builders, but that environment cannot be realised without using energy to provide heating, cooling and ventilation. Much of that energy today is supplied using fossil fuels, which cause buildings to produce about 25% of the EU’s total greenhouse gas (GHG) emissions and so contribute to climate change.

Action must therefore be taken urgently to reduce the energy that is needed to operate the approximately 250 million existing buildings in the EU as well as all the new buildings that may be built in the future. Existing energy supplies must also be replaced with very low carbon alternatives.

Norsk medlem i arbeidsgruppen:
Arild Gustavsen, FME ZEN

 

Del 2 – Norsk ekspertgruppe

Akademiets utvalg for vitenskapsrådgivning satte ned en norsk ekspertgruppe for å se nærmere på dette temaet – både i et norsk og internasjonalt perspektiv.

 

Ekspertgruppe:

  • Asgeir Tomasgard, FME NTRANS 
  • Arild Gustavsen, FME ZEN
  • Karen Byskov Lindberg SINTEF Community/FME ZEN
Bilde
Asgeir Tomasgard
Asgeir Tomasgard (Foto: Silje Naarstad)
Bilde
Arild Gustavsen, FME ZEN
Arild Gustavsen, FME ZEN

 

 

Bilde
Karen Byskov Lindberg SINTEF Community/FME ZEN
Karen Byskov Lindberg SINTEF Community/FME ZEN (Foto: Sintef)

 

 

 

 

 

 

Del 3 Webinar i Akademiet – Decarbonisation of Buildings

Program

09:00 - 09:05   Åpning, Lise Øvreås, preses i Det Norske Videnskaps-Akademi
09:00 - 09:15   Innledning, Asgeir Tomasgard, FME NTRANS 

09:15 - 09:45   EUs politikk på klimagassutslipp og energibruk knyttet til bygninger
                            Presentasjon av hovedresultatene fra EASAC rapporten

                            Arild Gustavsen, FME ZEN

09:45 - 10:05   Energieffektiviseringspotensialet for bygningsmassen i Norge
                            Nina H. Sandberg, SINTEF Community

10:05 - 10:25   Materialer og utslipp knyttet til bygninger
                            Helge Brattebø, NTNU 

10:25 - 10:45   Utslipp i byggefasen – hvordan få ned disse?
                            Kristin Fjellheim, SINTEF Community

10:45 - 11:05   Pause

11:05 - 11:25   Eksempler på løsninger som bidrar til mindre energibruk og utslipp
                             Marit Thyholt, Skanska

11:25 - 11:45   Område-perspektiv – hvilke fordeler kan man oppnå ved å se på hele områder
                            i stedet for enkeltbygg

                             Bjørn Ove Berthelsen, Trondheim Kommune

11:45 - 12:35   Paneldebatt     
                            Karen Byskov Lindberg, SINTEF
                            Guro Hauge, Zero
                            Hege Schøyen Dillner, Grønn Byggalianse,    
                            Bjørn Ove Berthelsen, Trondheim Kommune

Møteleder: Ruth Astrid Sæter

 

Del 4 Norsk oppsummering

For å nå målet om å begrense den globale oppvarmingen til under 2°C, slik det var enighet om i Parisavtalen fra 2016, må klimagassutslippene fra bygningssektoren reduseres. I 2019 etablerte EASAC en arbeidsgruppe med eksperter nominert fra ulike europeiske vitenskapsakademier for å analysere hvor mye klimagassutslippene i bygningssektoren kan reduseres, og hva som står i veien for slike reduksjoner. Dette arbeidet gikk over en 12-måneders periode fram til våren 2021 og resulterte i rapporten Decarbonisation of buildings: for climate, health and jobs.  

Professor og leder for Forskningssenteret for nullutslippsområder i smarte byer (FME ZEN) Arild Gustavsen, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), var med i ekspertgruppen. 

Det er stor norsk forskningsaktivitet på dette feltet, spesielt knyttet til tidligere og pågående «Sentre for miljøvennlig energi (FME)». Opplegget for webinaret ble utarbeidet av den norske ekspertgruppen:

  • professor Arild Gustavsen, NTNU/FME ZEN
  • professor Asgeir Tomasgard NTNU/FME NTRANS
  • seniorforsker Karen Byskov Lindberg SINTEF Community/FME ZEN

Hovedresultatene fra EASAC-rapporten ble presentert, og gjennom flere innlegg ble det lagt særlig vekt på : 

  • Energieffektiviseringspotensialet for bygningsmassen i Norge
  • Materialer og utslipp fra bygninger 

Webinaret ble avsluttet med en paneldebatt om Hvordan kan man få den norske bygningsmassen, og ikke minst den tilhørende byggenæringen til å bidra positivt til å få ned energibruk og samtidig redusere klimagassutslipp gjennom hele verdikjeden?
Hvilke tiltak må iverksettes og i hvilken rekkefølge må de komme?
 

Sammendrag av EASAC-rapporten

Bygninger står for 40 % av EUs energibruk og omtrent 36 % av energirelaterte klimagassutslipp, eller omtrent 25 % av de totale klimagassutslippene. Av de 36 % kommer omtrent 12 % direkte fra bruk av fossile brensler til oppvarming i bygninger, og resten kommer indirekte gjennom forbruk av varme fra fjernvarmeanlegg og strømnett til belysning, kjøling, varmtvannsforsyning, ventilasjon, klimaanlegg og andre driften av andre apparater.

Andelen av slike direkte og indirekte klimagassutslipp i det totale utslippet varierer fra land til land, og henger sammen med hvilken energikilde (og drivstoff) som brukes til oppvarming, kjøling og varmt vann, graden av elektrifisering av bygningssektoren og graden av dekarbonisering av nettet. 2/3 av klimagassutslippene kommer fra boliger og 1/3 fra næringsbygg. Over halvparten av utslippene fra bygninger dannes direkte på stedet fra bruken av fossilt brensel, men her blir det en reduksjon etter hvert som fossilt brensel fases ut. I underkant av halvparten av utslippene fra bygninger produseres indirekte ved bruk av strøm eller fjernvarme som ikke er avkarbonisert. 

Mye går til oppvarming
Størstedelen av energibruken i EU går til oppvarming, og dette behovet reduseres ved renovering. Imidlertid er det verdt å merke seg at behovet for økt kjøling vil virke motsatt vei. Oppvarming av bygninger i EU skjer i dag hovedsakelig ved bruk av gass, men i framtiden kan det meste av energibehovet til bygninger dekkes av elektrisitet (varmepumper) og fornybar varme. 

Behov for energiomstilling 
Sektoren må energiomstilles for å nå klimamålene. I EU betyr dette i første omgang å fase ut fossil energi og øke bruken av fornybar energi. Det er behov for økt fornybar energiproduksjon i kombinasjon med forbedret nettinfrastruktur og ikke minst fleksibilitetsstyring slik at det er leveringstrygghet også når etterspørselen etter effekt er høy. Økt innslag av fornybar energi setter krav til lagringsmuligheter for strøm og varme slik at energi kan leveres når det etterspørres.

Rapporten går gjennom en rekke tiltak for å redusere energibruken i bygninger:

  • bedre isolering av bygningskroppen
  • ta i bruk energieffektiv (LED)-belysning
  • tette luftlekkasjer i bygningskroppen 
  • forbedre ventilasjonssystemet
  • bruk av varmegjenvinning der det er mulig
  • installere vinduer og dører som isolerer godt
  • større vinduer der det er mulig for å forbedre dagslyset

Kjølebehovet kan reduseres ved å installere solavskjerming og ta i bruk mer effektive varme- og kjølesystemer med styringsmuligheter. 

Kombinasjon
Energieffektivisering i bygg må skje i kombinasjon med tiltak for å redusere bruk av fossilt brensel. Rapporten anbefaler følgende konkrete tiltak for få energiforsyning uten klimagassutslipp: 

  • Fornybar elektrisitet til varmepumper, sammen med lagring av varme- og elektrisitet i batterier (stasjonære eller i elektriske kjøretøy)
  • Solfangere for oppvarming av vann
  • Solenergi og/eller geotermisk romoppvarming og kjøling
  • Biogass der det er tilgjengelig.
  • Fjernvarme forsynt med fornybar energi (inkludert varmepumper, solenergi, overflødig fornybar elektrisitet og spillvarme)
  • Installering av solceller på taket og veggene der det er aktuelt

En viktig anbefaling i rapporten er å akselerere renoveringen. Dette er et helt nødvendig tiltak for å nå tilnærmet null klimagassutslipp i bygninger. For å lykkes her kreves det at EU-landene – inkludert Norge – setter søkelys på lover og forskrifter i kombinasjon med finansielle insentiver. Samtidig må byggenæringen moderniseres, og mulighetene for flere arbeidsplasser er her en viktig motiverende faktor. EU estimerer at det slik kan tilkomme tre millioner arbeidsplasser.

Sirkulære forretningsmodeller 
Rapporten peker på behovet for å utvide og modernisere EUs byggenæring. Bruk av sirkulære forretningsmodeller vil være et viktig tiltak. I den forbindelse vil bruk av prefabrikerte bygningselementer, laget innendørs og med høy kvalitet og til konkurransedyktig pris, være av stor verdi.

Offentlige midler
Klima- og energiomstillingen krever omfattende byggrenovering (“Renovation Wave”).
For å sikre en rask framdrift, foreslår rapporten bruk av offentlige midler. Offentlig finansiering med tilskudd, subsidier og prosjektutviklingsbistand kan øke tilliten og redusere risikoen ved private investeringer. Renovering med offentlig støtte kan også redusere energifattigdom (energy poverty), som innebærer at basisbehovet for energitilførsel ikke er dekket. Dette har så langt vært mer utbredt i EU-landene enn i Norge, men med høyere energipriser så kan vi også se dette mer i Norge. 

Renovering av bygningsmassen vil også være helse- og velværebringende med bedre luftkvalitet innendørs og mer dagslys inn i bygninger. Renovering vil m.a.o. heve livskvaliteten og derfor øke eiendomsverdien ikke bare i enkeltbygg, men i hele nabolag og bydeler. Klimakrisen krever rask handling, men det er også viktig å tenke langsiktig. I så måte er økt bruk av treverk i bygninger et langsiktig karbonsluk. Å brenne tre med lang tilbakebetalingsperiode av karbon for oppvarming i bygninger er ikke en god løsning. 

Ni råd
Rapporten oppsummeres med ni sentrale råd til politikere og beslutningstakere.
En sentral konklusjon er at det er ingen enkel løsning eller “silver bullet”. Rådene som gis er bredt anlagt, og er i hovedsak relevante også for Norge. Den store forskjellen mellom Norge og mange land i Europa er at vi hovedsakelig benytter fornybar energi til oppvarming av bygninger og har dermed langt lavere utslipp av klimagasser fra denne sektoren. Energieffektivisering i norske bygninger kan frigjøre ren elektrisk energi til andre sektorer forbundet med mer utslipp, og på den måten redusere utslippene totalt sett.

Arbeidsgruppens anbefalinger:

  1. Fase ut fossilt brensel raskt, bruke fornybar elektrisitet og varme til bygninger, industri og transport. Øke bruken av karbonfangst og lagring (CCS).
  2. Øke omfanget av omfattende energirenovasjon av bygningsmassen gjennom offentlige tilskudd og insentiver slik at risikoen knyttet til privat finansiering reduseres.
  3. Innføre forskrifter for tillatte nivåer av klimagassutslipp fra byggematerialer og -komponenter, bruke resirkulerte materialer, gjenbruke bygningskomponenter, renovere – ikke rive!
  4. Revidere byggeforskrifter, sertifiseringsordninger og insentiver til å kreve at nye og renoverte bygninger driftes med "nesten null utslipp av klimagasser"
  5. Fremme helse og velvære ved å doble/tredoble omfanget av renovering som forbedrer innelufta, tilgangen på dagslys, og reduserer trekk, overoppheting og klimagassutslipp.
  6. La offentlige myndigheter og byer vise vei, tilrettelegge og støtte deres innsats for å avkarbonisere bygninger og redusere energifattigdom.
  7. Modernisere byggenæringen ved å ta i bruk sirkulære forretningsmodeller for å få nye og renoverte bygninger med nesten null klimagassutslipp.
  8. Forbedre tilgangen for byggeiere og fagfolk til sertifiserte data for bundne klimagassutslipp for byggematerialer og komponenter, og for energibruk og klimagassregnskap i nye og renoverte bygninger.
  9. Oppdatere EU-lovgivningen ved å bruke en integrert/helhetlig tilnærming for å fase ut fossilt brensel, øke fornybar energiproduksjon og for å redusere klimagassutslippene fra bygninger over deres livslengde.

Rapportens anbefalinger er ment å være relevante for hele Europa, selv om det er noen ulikheter mellom landene og enkelttiltak kan ha kommet lengre noen steder. 

 

EASAC-rapporten – i et norsk perspektiv

Energibruken i bygninger utgjør ca. 35 % av totalen for fastlands-Norge. Dette kan reduseres betydelig. Modellering viser at potensialet for energisparing i bygg fram mot 2050 er på 23 TWh. I tillegg kan solfangere/paneler på bygg bringe til veie ca. 10-30 TWh, slik at totalt potensial for energieffektivisering og produksjon på bygg er estimert til ca. 35-50 TWh årlig.

Byggesektoren er sammensatt og omfatter mange ulike aktører. For å lykkes i arbeidet med å redusere utslipp fra byggesektoren må det være bred enighet om hva som er gode løsninger med streng regulering av hva som er gode krav til nye bygg og ved renovering.  Et sentralt spørsmål er hvordan utforme en finansieringsmodell som stimulerer til «deep renovation» / omfattende renovering, og som dermed kan bidra til å utløse energieffektiviseringspotensialet. 

Viktig rolle
Energibruken i norske boliger og næringsbygg utgjorde i 2020 78 TWh (37 % av totalen), hvorav elektrisitet utgjør 63 TWh (55 %). Byggsektoren bruker en vesentlig del av norsk energi, og energisparing i bygg vil redusere energibruken og gi lavere strømregninger. Frigjort elektrisk kraft kan tas i bruk i andre sektorer, dvs. gi «konfliktfri» ny energi, redusert topplast og redusert behov for forsterket nettutbygging. 

Helhetlig tilnærming 
Myndighetenes mål er 10 TWh årlig energisparing i bygningssektoren for perioden 2015-2030. Fram mot 2050 kan energieffektivisering trolig bidra med langt mer. Økt rehabilitering og bedre nybygg i kombinasjon med økt bruk av varmepumper er de viktigste tiltakene. Resultatet kan bli reduserte strømpriser og frigjort ren elektrisk energi til andre formål (f eks transport og industri) og kan også eksporteres til andre land. Men det er viktig å understreke at dette ikke kan oppnås med dagens virkemidler. Det er behov for grundige og helhetlige analyser, det må legges opp til en helhetlig tilnærming til utforming av framtidens bygg, områder og energisystem som tar ser på både lokale og sentrale ressurser og som kobler de ulike sektorene. 
Modellberegninger viser at energibruken i bygg fram mot 2050, uten spesielle tiltak, vil øke med 1,5 TWh. Gjennomføres nybyggingen og rehabiliteringen med bedre energistandard og med omfattende innfasing av varmepumper er sparepotensialet på 23 TWh fordelt på:

  • økt rehabilitering med energioppgradering - 5,7 TWh 
  • bedre nybygg –1,4 TWh 
  • varmepumper med maksimal innfasing: –16 TWh 

Solfangere/solcellepaneler på bygg kan gi ca. 10-30 TWh.
Totalt potensial for energieffektivisering og produksjon på bygg blir da estimert til omtrent 35-50 TWh årlig. Til sammenligning er dette 17-24 % av totalt kraftforbruk i fastlands-Norge i dag. Vindkraftproduksjonen innenlands i dag er 9 TWh. Estimert økt kraftforbruk på grunn av elektrifisering er 36 TWh, dvs. energieffektivisering av bygningsmassen kan kanskje dekke behovet for ny elektrisk kraft i Norge. 

Materialer og utslipp fra bygninger
I Norge er direkte klimagassutslipp til drift og oppvarming av bygg forholdvis små. De indirekte utslippene er betydelige. Byggesektoren står for innkjøp av 40 % av alle materialer. Klimagassutslipp fra bygg- og anleggsmaterialer utgjør 8 % av nasjonale utslipp, i tillegg kommer utslipp knyttet til materialer vi importerer. Transport av maskiner og materialer til byggeplasser utgjør 25 % av tungtransporten i Norge, i tillegg kommer anleggstrafikk og persontransport til og fra bygge- og anleggsplasser. Sirkulære prosesser og løsninger, bedre tilrettelegging for valg og bruk av materialer og en forbedret byggeprosess vil lede til en betraktelig reduksjon også i indirekte utslipp.

Norske bygg og områder er langt fra «netto null». Det gjør omstillingen av bygningssektoren viktig og utfordrende.
Null utslipp er enda ikke mulig, fordi all produksjon, distribusjon, bearbeiding og bruk av materialer og energi fører med seg utslipp. Men et bygg kan produsere mer energi i driftsfasen enn det bygget selv bruker, og hvis dette er fornybar energi med små utslipp, kan denne overskuddsenergien brukes til andre formål og erstatte energiproduksjon som fører med seg utslipp.

Utslippene fra et bygg kommer fra ulike faser gjennom livsløpet til en bygning.
Ifølge norsk standard (NS 3720), kan vi skille mellom følgende faser med utslipp: 

  • fra produksjon av materialer
  • fra bygging
  • materialrelaterte utslipp fra driftsfasen (ved oppgradering/utskifting av materialer og komponenter)
  • fra energibruk i driftsfasen
  • fra mobilitet i driftsfasen
  • fra riving og avfallshåndtering
  • unngåtte utslipp fra eksportert energi og ombruk

Det er ambisiøst å regne inn alle modulene, spesielt utslipp fra transport som har stor betydning. Utslippenes relative betydning kan rangeres; størst er utslipp fra mobilitet, så energibruk og deretter materialbruk, men dette er også avhengig av hvilken type energi som benyttes til de ulike prosessene. Utslipp i selve byggefasen må også med som en del av dette regnskapet, spesielt tiltak knyttet til det som skjer innenfor byggegjerdet. Her inngår tiltak som utslippsfri teknologi for anleggsmaskiner, utslippsfri teknologi for transport av varer, personell, maskiner, avfall, etc. 

Energieffektivisering og avkarbonisering av den norske bygningsmassen – utfordringer og tiltak 
Sektoren har i utgangspunktet et stort potensial til å bidra til reduserte drivhusgassutslipp så vel som redusert energiforbruk. Reduserte utslipp fra byggesektoren må bygge på konsensus om hva som er de beste løsningene, og det må settes strenge krav. Byggenæringen er heterogen, og aktørene er mange og ulike. Store og små aktører er entreprenører, håndverkere, reguleringsmyndigheter, brukere osv. Det er store variasjoner i bygningsmassen; bolig versus næringseiendom, nybygg versus eksisterende bygg osv. Byggenæringen er også kjennetegnet av at bygningsmassen går gjennom forskjellige faser, fra byggefase til driftsfase og til sist riving og gjenvinning.  

Metodiske valg og antakelser gir store utslag på estimerte resultater, og selv om det finnes noen nøkkeltall har vi likevel mangelfull dokumentasjon av utslipp fra bygg og spesielt områder. Alle delene av et bygg eller område gir vesentlige bidrag. Særlig viktig og, trolig underkommunisert, er material- og arealeffektivitet, mobilitet og lokalprodusert overskuddsenergi, eventuelt med sesonglager for varme der det er mulig. 

Områdeperspektivet er viktig for å lykkes med dekarbonisering av bygg og et grønt energiskifte. Det er ikke nok å se på enkeltbygg, bygningene må settes i en sammenheng for å kunne beregne det totale utslippet og hvordan dette varierer over tid og rom for et område. Først da er det mulig å få kalkulert omfanget av utslippene, som også f.eks. vil inkludere utslipp fra mobilitet.

Tiltakene for å realisere effektiviseringspotensialet i eksisterende bygg og framtidens bygg kan deles i tre hovedgrupper:

  • finansielle
  • tekniske
  • regulatoriske

Finansielt er hovedspørsmålet: Hvordan kan finansieringsmodeller og støtteordninger for «deep renovation» og energieffektiviseringstiltak utformes slik at det blir økonomisk attraktivt å investere i slike tiltak?

Teknisk er hovedmålet å sikre at de beste løsningene gjennomføres og ikke bare å se på enkeltbygg, men også se området rundt i sammenheng.

Regulatorisk, må krav som sikrer «deep renovation» for eksisterende bygg implementeres.

Et viktig skritt er å være mer på forskudd med hensyn på strengere regelverk og støtteordninger rettet mot energieffektivisering av bygninger. Dette vil kunne bidra til at færre trenger å be om støtte til å betale høye strømregninger i framtiden. 


Del 5 Presentasjoner og opptak fra webinaret:

Her kan du finne presentasjonene fra webinaret:

Arild Gustavsen: EUs politikk på klimagassutslipp og energibruk knyttet til bygninger
                            Presentasjon av hovedresultatene fra EASAC rapporten

Nina H. SandbergEnergieffektiviseringspotensialet for bygningsmassen i Norge               

Helge BrattebøMaterialer og utslipp knyttet til bygninger              

Kristin Fjellheim: Utslipp i byggefasen – hvordan få ned disse?                    

Marit Thyholt: Eksempler på løsninger som bidrar til mindre energibruk og utslipp             

Bjørn Ove Berthelsen: Område-perspektiv – hvilke fordeler kan man oppnå ved å se på hele områder i stedet for enkeltbygg
                           

Se webinaret på Akademiets YouTube-kanal