ENERGIEBESPARINGEN VOLLEDIG RAPPORT

Transcriptie

1 Collectieve huisvesting > voor beheerders ENERGIEBESPARINGEN VOLLEDIG RAPPORT Hoe 30% besparen voor constructie of renovatie zonder meer geld uit te geven Januari 2006 Informatie : > ondernemingen > energie facilitator collectieve huisvesting: facilitator.huisvest.collectief@ibgebim.be

2 Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen Eindrapport Opdrachtgever : Brussels Instituut voor Milieubeheer BIM Referentie: Bijzonder bestek nr. Energie/E E Referentie : BEB151 Auteur : Roel De Coninck(3E), Griet Verbeeck(KUL) Datum : 13/08/2005

3 Inhoudsopgave Inhoudsopgave... 3 SAMENVATTING... 6 DEEL I METHODOLOGIE Inleiding Plan van aanpak Stappen Methodologie Definitie referentiegebouwen Keuze van de maatregelen Karakterisatie van de maatregelen Simulatie van de bouwkundige maatregelen Definitie van economische parameters en scenario's Analyse van de bouwkundige simulaties en selectie van tiental varianten Simulatie van de installatie-technische maatregelen voor elk van de bouwkundige varianten Analyse van de resultaten per gebouw Opstellen argumentenlijsten Economische parameters en scenario's Inleiding Maatregelgebonden economische parameters Investering van de maatregel Belasting op Toegevoegde Waarde (BTW) Gebruiksduur van een maatregel Algemene economische parameters Inflatie Rentevoet Actualisatievoet Energieprijzen Huidige opbouw prijzen voor elektriciteit gas huisbrandolie Mogelijke evolutie van de energieprijzen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest Subsidies fiscale aftrek groene stroom certificaten Verhandelbare emissierechten Financiering Werkwijze en verwachte resultaten economische analyse Statische terugverdientijd (STVT) Dynamische terugverdientijd (DTVT) Netto contante waarde (NCW) Internal Rate of Return (IRR) Totale actuele kost (TAK) Kost per bespaarde kwh primaire energie Kost per bespaarde ton CO Referenties DEEL II RESIDENTIËLE SECTOR Inleiding Analyse en evolutie van het Brusselse woningenbestand Analyse van het bestaande woningenbestand Verdeling volgens bouwjaar, woningtype, woonoppervlakte en bewoningstitel Verdeling volgens verwarmingstype, energiedrager en isolatie-ingrepen Nieuwbouw en renovatie in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest Evolutie van de nieuwbouwactiviteit tussen 1995 en Evolutie van de renovatieactiviteit tussen 1995 en Keuze van de referentiewoningen voor nieuwbouw en renovatie E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 3 / 128

4 3 Bouwkundige maatregelen Overzicht referentiewoningen Aannames voor de bouwkundige maatregelen Isolatie Beglazing, raamprofielen en zonwering Luchtdichtheid Ingebouwde energie Output Resultaten van de bouwkundige simulaties Keuze van de bouwkundige varianten voor de analyse van de installatiemaatregelen Criteria Overzicht van de varianten voor nieuwbouw en renovatie Installatietechnische maatregelen Algemeen Aannames per type woongebouw Eengezinswoningen Flatgebouwen Resultaten van de installatietechnische simulaties Economische evaluatie Totale meerinvestering versus totaal primair energieverbruik Totale actuele kosten versus totaal primair energieverbruik Kost per bespaarde kwh primair en kost per bespaarde ton CO Terugverdientijden versus totaal primair energieverbruik Impact van de verschillende economische scenario s Impact van de energiedrager Positie van alternatieve technieken t.o.v. optimale combinaties Productiesystemen voor verwarming Productiesystemen voor sanitair warmwater PV-systemen Vergelijking nieuwbouw en renovatie Samenvatting voor de verschillende referentiewoningen Referenties DEEL III TERTIAIRE SECTOR Inleiding Referentiegebouwen kantoren Oppervlaktes afmetingen Ruimtefuncties Isolatiegraad HVAC Verlichting en zonwering Kantoorapparatuur Energieverbruik Brandstof Elektriciteit Definitie referentiegebouwen Maatregelen kantoren Inleiding Bouwkundige maatregelen Algemeen Isolatie-ingrepen Ingrepen ramen Zonwering Ingrepen luchtdichtheid Extra simulaties Installatie-technische maatregelen HVAC en verlichting Bouwkundige simulaties Enkele observaties van de simulatieresultaten Zomercomfort in gebouwen zonder koeling (K1 & K3) E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 4 / 128

5 4.3 Selectie varianten Installatie-technische simulaties Veronderstellingen Economische evaluatie Inleiding Economische evaluatie voor Kantoor Totale actuele kost (TAK) ten opzichte van totale primaire energiebesparing (paretofront 1) Meerinvestering ten opzichte van de totale primaire energiebesparing (pareto-front 2) Kost per bespaarde ton CO 2 of bespaarde kwh (pareto-front 3 en 5) Statische en dynamische terugverdientijden Gevalstudies maatregelen Resultaten kantoren Kantoor Kantoor Kantoor Kantoor Argumentenlijsten Tertiaire sector niet-kantoren Algemeen Nieuwbouw Winkel School Ziekenhuis Renovatie Winkel School Rusthuis Referenties E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 5 / 128

6 SAMENVATTING Zowel bij nieuwbouw als renovatie van gebouwen zijn grote energiebesparingen mogelijk door de toepassing van de juiste maatregelen. Deze studie heeft op wetenschappelijke wijze de impact van de verschillende energiebesparende investeringen in de residentiële en tertiaire sector onderzocht en een economische evaluatie doorgevoerd voor het Brussels Hoofdstedelijk Gewest. In de residentiële sector zijn een rijwoning, een herenhuis, een klein en een groot appartementsgebouw onderzocht. Algemeen kan geconcludeerd worden dat in alle gevallen, zowel bij nieuwbouw als bij renovatie, de volgende logica moet gerespecteerd worden om tot een energiezuinig woongebouw te komen: 1. door voldoende en min of meer gelijkmatig verdeelde isolatie in alle niet doorzichtige delen (ca. 15cm in het dak, 6-10cm in de gevel en in de vloeren) en ramen met superisolerend glas (U = W/m²K) en thermisch verbeterde profielen (U 2 w/m²k). Er moet gestreefd worden naar een isolatiegraad van ongeveer K30 voor eengezinswoningen en K25 voor appartementsgebouwen. Voor renovatie liggen de optimale isolatiegraden ongeveer 10 punten hoger; 2. goede luchtdichtheid en een performante ketel; 3. wil men om milieubewuste redenen nog verder gaan, dan kan men nog verder isoleren of kiezen voor balansventilatie met warmteterugwinning, maar deze oplossingen liggen reeds voorbij het economisch optimum; 4. warmtepomp, zonnecollector of PV-cellen zijn extra s waar in laatste instantie kan voor gekozen worden, als het budget beschikbaar is. Maar zonder financiële steunmaatregelen, die niet in de studie beschouwd zijn liggen zowel de statische als de dynamische terugverdientijd van deze oplossingen voorbij de gebruiksduur van de woning. In de tertiaire sector zijn zowel voor nieuwbouw als renovatie een klein als een groot kantoorgebouw in detail onderzocht. Beknopte analyses zijn doorgevoerd voor winkels, ziekenhuizen, rusthuizen en scholen. De resultaten kunnen als volgt samengevat worden: 1. een uitstekende verlichtingsinstallatie (hoog rendement armaturen, lampen en ballasten) gevolgd door daglichtsturing en afwezigheidsdetectie. Het verbruik van verlichting (en andere apparatuur in het gebouw) telt vaak twee keer omdat de warmtewinsten in de zomer weggekoeld moeten worden; 2. een voldoende laag isolatiepeil door isolatie en de juiste glaskeuze. Superisolerend en zonwerend glas (g~0.3) is vaak de enige juiste glaskeuze, zeker bij grote glaspercentages. Bij nieuwbouw moet naar isolatiegraden van K30 tot K40 gestreefd worden, bij renovatie liggen de optima 10 tot 20 punten hoger; 3. goede luchtdichtheid en performante ketel, inclusief frequentiegestuurde pompen en stooklijnregeling. WKK kan overwogen worden als de elektriciteitsproductie zelf gebruikt kan worden maar is niet steeds te verkiezen vanuit ecologisch standpunt; 4. indien mechanische ventilatie (pulsie en extractie) geplaatst wordt kiest men best meteen voor een hoog rendement warmteterugwinning en frequentiegestuurde ventilatoren. Goed uitgevoerde natuurlijke ventilatie of extractie ligt echter vaak dichter bij het economisch optimum; 5. voor gebouwen met koeling zijn reversibele warmtepompen vaak een goede oplossing, liefst met grondwater als warmtebron; 6. zonnecollectoren, PV-cellen, lagere isolatiegraden zijn maatregelen om het verbruik nog verder te laten dalen achter het economisch optimum. Zonder financiële steunmaatregelen zijn deze investeringen zelden terugverdienbaar binnen de gebruiksduur van het gebouw. Als algemeen besluit voor beide sectoren kan men stellen dat voor alle gebouwtypes energiebesparende investeringen lonen. Bij nieuwbouw vindt men de laagste totale actuele kosten bij ongeveer 40% energiebesparing ten opzichte van de referentie, bij renovatie zelfs bij 50% besparing. Deze optima worden gerealiseerd met een K20 tot K40 en een E60 tot E80 voor nieuwbouw, en een K40 tot K60 en een E70 tot E115 voor renovatie. Deze resultaten zijn geldig voor een conservatief (laag) energieprijzenscenario. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 6 / 128

7 DEEL I METHODOLOGIE 1 Inleiding Het energieverbruik in gebouwen is verantwoordelijk voor 71% van het totale energieverbruik in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest. Het is duidelijk dat de gebouwensector bijzondere aandacht verdient wil men de opgelegde vermindering in uitstoot van CO 2 in Brussel realiseren. Daarnaast verplicht de Europese Richtlijn betreffende de Energieprestatie van Gebouwen (EPBD) alle lidstaten ertoe om in 2006 een energieprestatieregelgeving te implementeren. De implementatie van de energieprestatieregelgeving is de ideale kans om een sterke aanzet te geven tot de uitbouw van een efficiënt gebouwenpark. Een goed onderbouwde minimale prestatie-eis kan het energieverbruik in nieuwe en grondig gerenoveerde gebouwen sterk verminderen. Echter, het opstellen van een dergelijke prestatie-eis vraagt een uitvoerige studie naar de haalbare energiebesparingen in gebouwen met de huidige technieken, en de kostprijs daarvan. Een technischeconomische analyse van zoveel mogelijk energiebesparende investeringen is noodzakelijk om een ambitieniveau te bepalen waarbij de meerinvesteringen nog verantwoordbaar zijn. Deze studie wil een dergelijke argumentenlijst opstellen die op 2 manieren gebruikt zal kunnen worden: door het beleidsmakend niveau, om de minimale energieprestatie-eisen vast te leggen door bouwheren allerhande die een inzicht krijgen in de volgorde waarin ze energiebesparende maatregelen best toepassen om met een minimale meerinvestering een maximale besparing te realiseren. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 7 / 128

8 2 Plan van aanpak 2.1 Stappen De uitvoering van deze studie kan best beschreven worden als een opeenvolging van een aantal stappen zoals weergegeven in Tabel 1. De meeste stappen zijn zowel voor de residentiële als de dienstensector afzonderlijk gebeurd, sommige stappen zijn gemeenschappelijk. Tabel 1: overzicht van de onderzoeksstappen Nummer Stap 1 Stap 2 Stap 3 Stap 4 Stap 5 Stap 6 Stap 7 Stap 8 Stap 9 Beschrijving Definitie van referentiegebouwen Keuze van de maatregelen Karakterisatie van de maatregelen (parameters, investering, inwendige energie) Simulatie van de bouwkundige maatregelen Definitie van economische parameters en scenario's Analyse van de bouwkundige simulaties en selectie van tiental varianten Simulatie van de installatie-technische maatregelen voor elk van de bouwkundige varianten Analyse van de resultaten per gebouw Opstellen argumentenlijsten In de hiernavolgende paragrafen worden deze stappen methodologisch toegelicht. In deel II worden de resultaten besproken voor de residentiële sector, in deel III voor de dienstensector. 2.2 Methodologie Definitie referentiegebouwen Bij de definitie van de referentiegebouwen is het zeer belangrijk om het volgende steeds in het achterhoofd te houden: de referentiegebouwen hebben niet de ambitie om een exact gemiddelde van het totale gebouwenpark te vertegenwoordigen. Dit zou een onmogelijke opgave zijn wegens de enorme verschillen tussen grootte, opbouw, omgeving, gebruik enz. van de gebouwen. Dit zou ook geen garantie bieden op betere resultaten tijdens extrapolatie naar de volledige type-gebonden gebouwensector. De referentiegebouwen moeten dus beschouwd worden als een representatief gebouw voor een zo groot mogelijk deel van het geviseerde park. Daarbij moeten alle parameters en variabelen zo gekozen worden dat het veel voorkomende waarden zijn voor het gebouwtype. Er zijn bijgevolg grosso modo 2 equivalente manieren om een referentiegebouw te definiëren: bottom up aanpak: één specifiek bestaand gebouw dat gekozen wordt op basis van z'n relevantie in het geviseerde park wordt volledig gemodelleerd als referentiegebouw; top down aanpak: een fictief gebouw wordt gemodelleerd, waarbij voor alle parameters en variabelen gemiddelde waarden uit het geviseerde park gekozen worden. Beide manieren zijn evenwaardig, ze zullen beide gebruikt worden voor de definitie van de referentiegebouwen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest Keuze van de maatregelen De energiebesparende maatregelen worden opgesplitst in bouwkundige maatregelen en installatietechnische maatregelen. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 8 / 128

9 Bouwkundige maatregelen De bouwkundige maatregelen zullen hoofdzakelijk toegespitst worden op isolatie-ingrepen voor daken, gevels en vloeren en ingrepen op de beglazing. Compactheid en thermische massa zullen niet als aparte parameters beschouwd worden, maar door de keuze van de referentiegebouwen komt hun impact wel deels tot uiting. Installatie-technische maatregelen De installatie-technische maatregelen waarvan de impact bepaald wordt, komen grotendeels overeen met wat standaard in de EPW rekenmodule zit, de rekenmodule waarmee de simulaties gebeurd zijn. Dit is een omvangrijk pakket dat verschillende systemen voor verwarming, koeling, sanitair warm water bereiding, ventilatie en luchtbehandeling, WKK en PV omvat. Voor kantoren wordt geen sanitair warm waterproductie beschouwd Karakterisatie van de maatregelen Parameters Alle nodige parameters voor de simulatie van de maatregelen worden bepaald. De graad van detail hangt af van de nodige inputgegevens voor de EPU of EPW berekening. De parameters kunnen functie zijn van het gebouw waarop de maatregel toegepast wordt (bijvoorbeeld aangepast ketelvermogen). Investering Voor de economische analyse wordt de meerinvestering van de energiebesparende maatregel ten opzichte van de referentietoestand berekend. Deze meerinvestering omvat zowel materiaalkosten als plaatsingskosten. Voor de renovaties wordt ook een afbraakkost ingerekend. De referentiesituatie heeft voor een renovatie de waarde nul, de volledige investering is bijgevolg een meerinvestering. Inwendige energie De ingebouwde energie en emissies, bij de productie van de ingezette materialen en technieken, wordt bepaald voor elke maatregel. Hiervoor beschikt KUL-BWF over een uitgebreide LCA-databank met data over een hele range materialen en productieprocessen (ECOINVENT2000 [ECO 04]). Deze databank is echter aan een licentie verbonden, zodat in het rapport geen waarden per materiaal zullen kunnen gegeven worden, maar enkel globale cijfers Simulatie van de bouwkundige maatregelen Voor de simulatie van de energiebesparende maatregelen in gebouwen wordt gekozen voor de energieprestatiewetgeving zoals die zal worden ingevoerd in 2006 in Vlaanderen. Voor residentiële gebouwen is dat de EPW, voor utilitaire gebouwen de EPU. Beiden omvatten een stationair rekenprogramma dat het jaarlijks primaire energieverbruik bepaalt op basis van maandgemiddelde berekeningen (teksten zijn terug te vinden op De officiële software van de EPW en de EPU is nog niet beschikbaar. Wegens zijn medewerking aan het ontwerp van de EPW beschikt KUL-BWF over een eigen softwareversie voor de EPW die nu al veelvuldig door studenten burg. ir-arch. wordt gebruikt bij energie-audits van hun woningontwerpen. 3E heeft voor dit onderzoek een beknopte softwareversie van de EPU ontwikkeld. Een belangrijk voordeel van het gebruik van deze methode bestaat in de voor-gedefinieerde waarden voor allerhande technieken en ingrepen in de energieprestatieregelgeving. Hierdoor wordt het arbitrair bepalen van rendementen, vermogens, gebruikstijden ed. voor een groot deel vermeden tijdens de uitvoering van deze opdracht. De waarden die in de energieprestatieregelgeving gehanteerd worden zijn stuk voor stuk het resultaat van lange-termijn ervaring of specifiek onderzoek van instellingen betrokken bij het ontwerp van de methode. Ze zijn representatief voor de volledige gebouwensector waarvoor de berekeningen gebeuren. Via de EPW en de EPU kunnen zowel bouwkundige als installatie-technische maatregelen gesimuleerd en beoordeeld worden. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 9 / 128

10 Omdat bouwkundige maatregelen de langste levensduur hebben en ook sterk bepalend zijn voor de dimensionering van de installaties, is het belangrijk eerst deze te optimaliseren en hiervoor een preferentielijst op te stellen. Hierbij worden zowel elke maatregel apart als alle onderlinge combinaties van maatregelen gesimuleerd. Het is immers meer dan waarschijnlijk dat voor eenzelfde investeringskost een combinatie van maatregelen een hogere energiebesparing oplevert dan 1 enkele verder doorgedreven maatregel. Dit kan enkel beoordeeld worden door zowel de maatregelen op zich als in combinatie te simuleren. Uit deze eerste fase worden dan een aantal bouwkundige varianten geselecteerd waarvoor de installatie-technische maatregelen worden bekeken (verwarming, sanitair warm water en ventilatie). Bedoeling is dat deze bouwkundige varianten een range omvatten van de referentietoestand tot een maximaal geïsoleerde versie van het gebouw. Voor elke bouwkundige variant wordt dan elke installatie-technische ingreep apart én in onderlinge combinatie gesimuleerd. Doordat ook de referentietoestand erbij zit, zullen de resultaten ook de impact van elke maatregel apart kunnen geven Definitie van economische parameters en scenario's Deze studie beoogt de economische evaluatie van energiebesparende maatregelen. Economische evaluaties zijn steeds een projectie van de toekomst en bevatten dus noodgedwongen een aantal voorspellingen. Echter, deze studie is niet de eerste en enige die dergelijke voorspellingen hanteert. Het is mogelijk ons te baseren op bestaand studiewerk door gerenommeerde instellingen. Zo kan gewerkt worden met algemeen aanvaarde scenario's voor de verschillende variabelen die een invloed uitoefenen op het resultaat. Voor de economische evaluatie van de maatregelen wordt rekening gehouden met de economische parameters die gebruikelijk zijn voor deze investeringen zoals weergegeven in Tabel 2. Tevens wordt er rekening gehouden met de evolutie van de internationale energieprijzen in de volgende jaren. De toekomstige energieprijzen worden bepaald op basis van bestaande erkende scenario's, zoals deze van het Federaal Planbureau [PLA 04]. De meeste scenario's beperken zich echter tot 2030, voor deze studie zijn scenario's over 40 jaar nodig, hoe onmogelijk deze lange-termijn voorspellingen ook zijn. Tabel 2: Gebruikte parameters en berekende waarden bij de economische analyse Input actualisatievoeten inflatie investering incl. plaatsing en afbraak levensduur maatregel energieprijzen Output terugverdientijd (statisch en dynamisch Internal Rate of Return (IRR) netto contante waarde van de meerinvestering (NCW) en totale actuele kost (TAK) kost per bespaarde kwh primaire energie kost per bespaarde ton CO Analyse van de bouwkundige simulaties en selectie van tiental varianten Referentietoestand De impact van de energiebesparende ingrepen wordt steeds beoordeeld worden ten opzichte van een vooraf bepaalde referentietoestand, zijnde het referentiegebouw zoals bepaald in Stap 1. Gebruiksduur De gebruiksduur bepaalt de evaluatieperiode voor het pakket van maatregelen waarvan de levensduur onderling kan verschillen, en zowel groter als kleiner als de gebruiksduur kan zijn. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 10 / 128

11 Zowel voor de residentiële sector als de dienstensector is een gebruiksduur van 40 jaar genomen. Dit is uiteraard niet de levensduur van het gebouw, maar kan wel beschouwd worden als de gebruiksduur door 1 generatie. Argumenten voor deze keuze voor woningen zijn: Mensen zijn zelden geneigd investeringen te doen waarvan zijzelf niet volledig het voordeel kunnen genieten. Daarom is een realistisch tijdsvenster noodzakelijk, zeker als het doel is bouwheren te motiveren voor bepaalde maatregelen. Bij overdracht naar een volgende generatie wordt een gebouw meestal opnieuw gerenoveerd of eventueel afgebroken. Dat maakt het moeilijk om maatregelen te beoordelen voor tijdsvensters groter dan de gebruiksduur door 1 generatie. Voor de dienstensector is 40 jaar de huidige interval tussen grondige retrofits (inclusief gevels) in in Brussel. Dit komt overeen met de huidige renovatiegolf van dienstgebouwen van de jaren '50 en '60. Voor maatregelen met een kortere levensduur dan 40 jaar wordt op het einde van de levensduur een herinvestering beschouwd aan dezelfde prijs (vóór inflatie) als de initiële investering. In dat geval wordt wel een restwaarde in de berekening betrokken (indien levensduur geen gehele deler is van gebruiksduur). Voor (bouwfysische) maatregelen met een langere levensduur dan 40 jaar wordt geen restwaarde beschouwd. Met de limitering van de gebruiksduur wordt geen expliciete beslissing genomen over wat met deze ingrepen gebeurt na de gebruiksduur (blijft voortbestaan - wordt aangepast - wordt afgebroken). De hier gedefinieerde gebruiksduren hebben betrekking op alle maatregelen die een langere levensduur hebben dan deze waarden. Dit betreft meestal bouwfysische maatregelen. Met de limitering van de gebouw-gebruiksduren wordt niet zozeer een maximum opgelegd aan de levensduur van die ingrepen, maar wordt geen expliciete beslissing genomen over wat met deze ingrepen gebeurt na de gebruiksduur (blijft voortbestaan - wordt aangepast - wordt afgebroken). Naast de energiebesparing zal bij woningen ook steeds het zomercomfort gecontroleerd worden. Hiervoor is een rekenmodule aanwezig in de EPW. Uitgangspunt voor de residentiële sector is dat het zomercomfort moet kunnen gegarandeerd worden zonder toepassing van actieve koelsystemen. Toepassing van zonwering is wel mogelijk, maar dit brengt uiteraard een extra investering mee. Voor de dienstensector wordt uiteraard wel de toepassing van actieve koelsystemen voorzien. De EPU laat toe de koellast te bepalen en in rekening te brengen. CO 2 -emissie Aan de energetische analyse kan ook direct een ecologische analyse worden gekoppeld onder de vorm van de totale CO 2 -uitstoot. Hierbij wordt het energieverbruik omgerekend naar de bijhorende CO 2 uitstoot, rekening houdend met de aard van de energiedrager. Ook zal zowel de vermeden CO2- uitstoot als gevolg van de energiebesparende maatregel als de extra CO 2 -uitstoot als gevolg van de productie van de materialen in rekening worden gebracht. Volgende omrekeningsfactoren voor CO 2 -emissie worden in rekening gebracht, in overeenstemming met [ICE 04] aardgas: kg/kwh elektriciteit: kg/kwh stookolie: kg/kwh Evaluatie voor meerdere objectieven: Pareto-front Bedoeling is de energiebesparende maatregelen te beoordelen vanuit drie criteria: economisch (meerinvestering of netto contante waarde), energetisch (totaal primair energieverbruik of bespaarde primaire energie) en ecologisch (totale CO 2 emissie of vermeden CO 2 ). Dit betekent dat bij de beoordeling tegelijk met meerdere objectieven moet worden rekening gehouden of meerdere objectieven ten opzichte van elkaar moeten worden afgewogen. Van cruciaal belang is hiervoor het beslissingsproces. Er zijn verschillende mogelijkheden: Beslissing vóór evaluatie: hierbij weegt men de verschillende objectieven ten opzichte van elkaar en herleidt men de meerdere objectieven tot een gewogen som van objectieven alvorens ze te evalueren. Voordeel hiervan is dat nog slechts 1 objectief (de gewogen som) moet geëvalueerd worden; nadeel is dat voldoende achtergrondkennis nodig is voor de weging van de objectieven. Deze kennis is vaak niet voorhanden. Bovendien zijn de gevonden oplossingen enkel geldig voor de 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 11 / 128

12 gekozen wegingsfactoren. Wil men de wegingsfactoren laten variëren, dan moet dit evaluatieproces meerdere keren doorlopen worden. Beslissing na evaluatie: hierbij behandelt men elk objectief als gelijkwaardig en tracht men de wisselwerking tussen de objectieven te bepalen. Een interessant wiskundig concept hiervoor is het zoeken van de niet-gedomineerde oplossingen of Pareto-front. Een oplossing is niet-gedomineerd als er geen andere oplossing is binnen de set van oplossingen die gelijk of beter presteert in één objectief zonder slechter te presteren in het andere objectief. Bij twee objectieven resulteert dit in een lijn van niet-gedomineerde resultaten (Pareto-curve), bij drie objectieven in een vlak van nietgedomineerde resultaten (Pareto-vlak). Pareto-optimalisatie voor meer dan 3 objectieven is mogelijk, maar de visualisatie is minder evident. Voor dit project is gekozen voor het concept van Pareto-front. Voordeel is dat op deze manier een set van optimale combinaties zal gevonden worden op basis waarvan verdere keuzes kunnen worden gemaakt. Omdat alle informatie over de objectieven bewaard blijft tijdens de evaluatie kan men in functie van een gekozen strategie achteraf een bepaald objectief meer of minder laten doorwegen. Figuur 1 geeft een verduidelijkend voorbeeld van het Pareto-front en de strategische keuzemogelijkheden. Figuur 1 geeft het totale primaire energieverbruik en de totale actuele kosten voor verschillende combinaties van isolatie-ingrepen en verwarmingssystemen voor een nieuw kantoorgebouw. Elke grijze cirkel vertegenwoordigt één specifieke combinatie van isolatie-, beglazings- en installatiemaatregelen. Het volle vierkantje geeft het referentiegeval. Alle combinaties samen geven een grote verspreide wolk. Vraag is welke hier de optimale oplossingen zijn. Figuur 1: Illustratie in 2D van het Pareto-front De optimale oplossingen worden gevormd door de rode blokjes links in de figuur, die de nietgedomineerde oplossingen of het Pareto-front weergeven. Grafisch betekent dit dat voor een nietgedomineerde variant geen andere varianten gevonden worden in de rechthoek gevormd door de assen en de lijnen vanuit het punt loodrecht op de assen (cfr. rode lijnen in fig. 1). Voor gedomineerde varianten liggen er wel 1 of meerdere oplossingen in een dergelijke rechthoek. Het concept van nietdominantie wordt vaak gebruikt in optimalisatieproblemen en is een interessant hulpmiddel om de wisselwerking tussen twee of meer objectieven te bepalen, in dit geval de totale actuele kost en het totaal primaire energieverbruik. Voor een bouwheer die vooral naar de totale actuele kost of de investeringskost kijkt, zijn de onderste oplossingen de meest interessante. Wil men als overheid echter een zo laag mogelijk primair energieverbruik bereiken, dan moet men de meest linkse oplossingen promoten. Tegelijk geeft de 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 12 / 128

13 figuur de totale actuele kost die hiermee overeenkomt, waaruit men als overheid kan afleiden welke financiële ondersteuning nodig is om deze keuzes aantrekkelijk te maken.. Gelijkaardige grafieken kunnen gemaakt worden voor bv. investeringskost t.o.v. energiebesparing en zijn zeer verduidelijkend bij de verwerking en interpretatie van alle simulaties en berekeningen. Dit kan de basis vormen bij het opstellen van de technisch-economische argumentenlijsten. Het pareto-front kan voor verschillende variabelen gemaakt worden omdat verschillende criteria mogelijk tot verschillende oplossingen leiden. Op basis van de verschillende fronts voor alle combinaties van bouwkundige maatregelen gebeurt een selectie van een tiental varianten. Deze worden vervolgens elk afzonderlijk met alle mogelijke installatie-technische maatregelen gecombineerd Simulatie van de installatie-technische maatregelen voor elk van de bouwkundige varianten De installatie-technische maatregelen worden onderling gecombineerd tot een set van varianten voor verwarming, sanitair warm water, ventilatie en specifieke technieken. Voor de dienstensector worden ook koeling en verlichting in rekening gebracht. Vervolgens wordt deze set gesimuleerd voor elk van de geselecteerde bouwkundige varianten. Al deze resultaten worden dan samen gezet om de meest optimale combinaties van bouwkundige en installatie-technische maatregelen te identifiëren Analyse van de resultaten per gebouw De analyse van de uiteindelijke resultaten gebeurt op dezelfde wijze als voor de bouwkundige maatregelen. Voor elk pakket van maatregelen worden de economische parameters berekend, daarna kunnen de pareto-fronts opgesteld worden Opstellen argumentenlijsten Methodologie De visualisatie van de verschillende pareto-fronten per referentiegebouw bepalen nog niet de logische prioriteitenvolgorde voor een bepaalde doelgroep. Daarom worden voor elke doelgroep de beslissingscriteria vastgelegd. Deze zijn namelijk niet dezelfde voor de verschillende doelgroepen. Bouwpromotoren zullen bijvoorbeeld meer waarde hechten aan rendabiliteit, terwijl particuliere bouwers meer aandacht hebben voor de absolute investeringskosten of de ecologische impact. Met behulp van de geselecteerde situaties op het Pareto-front en de beslissingscriteria per doelgroep kunnen kostencurven opgesteld worden per doelgroep en per gebouwtype, hetgeen automatisch leidt tot een technisch-economische argumentenlijst. Op basis van deze lijst kan de doelgroep een gefundeerde beslissing maken betreffende de volgorde van toe te passen maatregelen in zijn of haar situatie. De voorstelling van de argumentenlijsten als kostencurven wordt verder nog verduidelijkt. Doelgroepen - gebouwtypes De argumentenlijst zal verschillen in functie van de type investeerder (doelgroep) en het type gebouw. In eerste instantie wordt onderzocht welke doelgroepen een specifieke argumentenlijst behoeven, en welke doelgroepen eventueel samengenomen kunnen worden. Hetzelfde moet gebeuren voor de verschillende gebouwtypes. Tabel 3 geeft wee voor welke doelgroepen en gebouwtypes wordt onderzocht of het nodig is een afzonderlijke argumentenlijst op te stellen. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 13 / 128

14 Tabel 3 mogelijke gebouwtypes en doelgroepen voo r afzonderlijke argumentenlijsten Gebouwtype Rijwoning nieuwbouw Herenhuis renovatie Klein appartement nieuwbouw klein appartement renovatie Groot appartement nieuwbouw Groot appartement renovatie Doelgroep Particulieren Particulieren Openbare sector Bouwpromotoren Klein kantoor nieuwbouw Klein kantoor renovatie Groot kantoor nieuwbouw Groot kantoor renovatie Openbare sector Bouwpromotoren Voor elk van deze gevallen wordt in eerste instantie een aparte kostencurve opgesteld. Als daaruit blijkt dat voor bepaalde doelgroepen die kostencurven grotendeels gelijklopen kunnen deze samengevoegd worden. Argumentenlijsten Met behulp van de geselecteerde situaties op het Pareto-front en de beslissingscriteria per doelgroep kunnen kostencurven opgesteld worden per doelgroep en per gebouwtype. Figuur 2 toont een voorbeeld van een dergelijke curve. Dit voorbeeld dient slechts ter illustratie van de mogelijk vorm en inhoud van een dergelijke kostencurve voor een groot nieuw kantoorgebouw. Aan de hand van de voorbeeldcurve van Figuur 2 wordt hieronder verduidelijkt hoe deze gegevens afgelezen kunnen worden. De verschillende maatregelen op het Pareto-front werden in dit geval gesorteerd volgens totale actuele kost per m² verwarmd vloeroppervlak, dit is de groene lijn, de schaal staat op de linker ordinaat. De abscis stelt de totale gecumuleerde primaire energiebesparing van de pakketten van maatregelen voor. In de grafiek kunnen dus verticale lijnen aangebracht worden die vb. de energieprestatie-eis weergeven of een besparing tov. een referentiesituatie. Zo kunnen voor een bepaalde ambitie (vb. 30% besparen tov. de minimale energieprestatie-eisen) de toe te passen ingrepen bepaald worden. De rode lijn is de totale meerinvestering per m² voor de uitvoering van de maatregelen ten opzichte van de basisinvestering van de referentiesituatie (uitgezet tegenover de rechter ordinaat). Indien het budget voor energiebesparende maatregelen gekend is kan bijgevolg afgelezen worden welke maatregelen best toegepast worden om met dit budget de totale actuele kost te minimaliseren. Aangezien de pareto-fronten voor totale actuele kost en meerinvestering tov energieverbruik meestal samenvallen kan op die manier ook de maximale energiebesparing voor een gegeven meerinvestering bepaald worden (af te lezen op abscis). 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 14 / 128

15 Totale actuele kost [ /m²] Isolatiegraad K29 + PV Ventilatie met HR WTW Aquifer + koelplafonds Vaste buitenzonwering Revers. water/water WP Isolatiegraad K30 Regeling verlichting Stooklijnregelng Condenserende ketel Goede verlichting Referentie Totaal primair energieverbruik [GJ/m²] Resultaat Argumentenlijst Referentie Meerinvestering -100 Figuur 2: illustratie van een argumentenlijst voor een nieuw groot kant oorgebouw Deze argumentenlijsten kunnen beschouwd worden als energieprestatiehulp bij renovatie of nieuwbouw: de doelgroep kan hiermee bepalen welke energiebesparende maatregelen in aanmerking komen in hun project, in welke volgorde ze die investeringen best implementeren, hoeveel energie ze zullen besparen ten opzichte van een referentiesituatie en hoe groot de totale investering zal zijn. De auteurs waarschuwen voor de interpretatie van de resultaten van de studie. Het is duidelijk dat beperkte wijzigingen in de techno-economische karakterisering van de maatregelen hun positie t.o.v de gepresenteerde pareto fronts sterk kan wijzigen. De aannames zijn gebaseerd op de best beschikbare gegevens (juni 2005) en zijn op transparante wijze weergegeven in dit rapport en de verschillende bijlagen. Op basis van deze studie kunnen interessante en beleidsrelevante trends afgeleid worden. Meer specifieke conclusies met betrekking tot de positie van 1 maatregel op zich of in een pakket maatregelen, en/of voor een concreet gebouw vergen steeds een specifieke analyse. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 15 / 128

16 3 Economische parameters en scenario's 3.1 Inleiding Het resultaat van deze studie valt of staat met de graad van nauwkeurigheid en de veronderstelde scenario's waarmee de economische evaluatie van de maatregelen gebeurt. De auteurs zijn zich zeer bewust van het belang van een goede onderbouwing van de vooropgestelde parameters en rekenmodellen zoals in de volgende paragrafen besproken. Economische evaluaties zijn steeds een projectie van de toekomst en bevatten dus noodgedwongen een aantal voorspellingen. Echter, deze studie is niet de eerste en enige die dergelijke voorspellingen hanteert. Het is mogelijk ons te baseren op bestaand studiewerk door gerenommeerde instellingen. Zo kan gewerkt worden met algemeen aanvaarde scenario's voor de verschillende variabelen die een invloed uitoefenen op het resultaat. 3.2 Maatregelgebonden economische parameters Investering van de maatregel Het bepalen van de meerkost van de mogelijke maatregelen is reeds gebeurd in stap Belasting op Toegevoegde Waarde (BTW) De BTW is een belasting die kan variëren in functie van de natuur van de belastingplichtige en de ouderdom van het gebouw. Particulieren Voor particulieren worden volgende BTW-tarieven gerekend: BTW= 21% voor alle nieuwe gebouwen BTW = 6% voor de te renoveren gebouwen. Momenteel geldt een BTW-voet van 6% bij gebouwen ouder dan 5 jaar (ipv 15 jaar zoals vroeger) voor renovatie ; deze maatregel is geldig tot eind Of het tarief van 6% voor renovatiewerken aan woningen tussen 5 en 15 jaar oud ook nog van toepassing zal zijn in 2006 is momenteel nog onduidelijk. In de loop van dit jaar (2005) moet daaromtrent op Europees niveau een beslissing genomen worden. Indien er geen verlenging komt zal een woning vanaf 2006 opnieuw 15 jaar oud moeten zijn om in aanmerking te komen voor het tarief van 6%. Aangezien de te renoveren gebouwen in deze studie in alle gevallen ouder zijn dan 15 jaar kan zonder meer een BTW-tarief van 6% aangenomen worden. Bedrijven Aangezien bedrijven BTW-plichtig zijn kunnen ze de BTW aftrekken van hun belastingen. Zodoende kan een berekening zonder BTW geschieden. Samenvattend kan men stellen dat de berekeningen zullen gebeuren voor 3 verschillende BTW-tarieven, in functie van doelgroep en leeftijd gebouw: 0%, 6% of 21% BTW Gebruiksduur van een maatregel De gebruiksduur van een maatregel wordt voor zowel residentiële als niet-residentiële gebouwen vastgesteld op 40 jaar. Dit wil zeggen dat de Netto Contante Waarde (NCW) en de totale actuele kost (TAK) berekend worden over 40 jaar. Voor maatregelen waarvoor de levensduur korter is dan deze periode wordt een volledige herinvestering beschouwd na de levensduur, enkel zo kunnen alle maatregelen op een correcte manier met elkaar vergeleken worden. In het geval van herinvestering zal een restwaarde beschouwd worden aan het einde van de gebruiksduur in functie van resterende levensduur tov. de totale levensduur. Dit gebeurt enkel voor maatregelen waar een herinvestering nodig is, zo worden deze maatregelen niet benadeeld. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 16 / 128

17 3.3 Algemene economische parameters Inflatie % Rentevoet Figuur 3: inflatie in België sinds Figuur 3 toont de geschiedenis van de Belgische inflatie sinds De Europese Centrale Bank heeft als doelstelling voor de komende jaren een inflatie van 2% vooropgesteld. In combinatie met de vaststelling dat de gemiddelde inflatie de voorbije 15 à 20 jaar steeds rond deze waarde geschommeld heeft kan een waarde van 2% vooropgesteld worden voor de evaluatie van de maatregelen. Voor alle maatregelen wordt een financiering met 100% eigen kapitaal verondersteld. Op deze wijze wordt abstractie gemaakt van de financiering van de maatregelen, en worden complexe details als al dan niet hypothecaire leningen, belastingsaftrek, schuldsaldoverzekeringen, variabele rentevoeten, variabele leningslengtes, enz. buiten beschouwing gelaten Actualisatievoet De actualisatievoet wordt gebruikt voor de berekening van de netto contante waarde (NCW), de totale actuele kost (TAK) en de dynamische terugverdientijd. Dit houdt in dat alle toekomstige inkomsten en uitgaven verdisconteerd worden naar t 0, het jaar van de investering. Hiervoor is een rentevoet nodig, deze is afhankelijk van de geviseerde gebruikersgroep, de van toepassing zijnde rente voor die groep en het risico van de investering. Om alle maatregelen op dezelfde wijze te evalueren wordt per type gebouw steeds dezelfde actualisatievoet gebruikt. Actualisatievoet voor particulieren Voor particulieren is een gemiddelde hypothecaire rentevoet aan te bevelen als actualisatievoet. Immers, indien een investering die verdisconteerd wordt met een hypothecaire rentevoet in een positieve NCW resulteert is ze voordelig. Op basis van de actuele hypothecaire rentevoet ( wordt de actualisatievoet voor particulieren vastgelegd op 4.5%. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 17 / 128

18 De actualisatievoet voor particulieren wordt gebruikt voor de evaluatie van alle residentiële maatregelen voor de doelgroep particulieren. Actualisatievoet voor de publieke sector Voor de publieke sector is het aangewezen zich voor de actualisatievoet op de lange termijnrente te baseren. Op basis van de huidige lange termijn rente wordt de actualisatievoet voor de publieke sector vastgelegd op 4%. Deze actualisatievoet wordt gebruikt voor de evaluatie van alle maatregelen in de dienstensector en de residentiële sector voor het geval de publieke sector de investeerder is. Actualisatievoet bouwpromotoren Voor de bouwpromotoren moet de actualisatievoet gebaseerd zijn op het actuele huurrendement in Brussel. Dit is de opbrengst die een bouwpromotor kan verwachten van een investering in de vastgoedsector/kantoorbouw. Op basis van het huidige huurrendement in Brussel wordt de actualisatievoet voor de bouwpromotoren vastgelegd op 6.5%. Deze actualisatievoet wordt gebruikt voor de evaluatie van alle maatregelen in de residentiële- en de dienstensector voor het geval een bouwpromotor de investeerder is. De resulterende actualisatievoeten en hun toepassingsgebied zijn weergegeven in Tabel 4. Tabel 4: actualisatievoeten voor de evaluatie van de energiebesparende investeringen Investeerder Residentiële sector Dienstensector Particulieren 4.5% nvt Publieke sector 4% 4% Bouwpromotoren 6.5% 6.5% Energieprijzen Huidige opbouw prijzen voor elektriciteit gas huisbrandolie INLEIDING De energieprijs kan opgedeeld worden in volgende componenten: Energie component Transmissie component Distributie component Heffingen en taksen Andere (o.a. winst leverancier, administratieve kosten) ELEKTRICITEIT De groothandelsprijs van de elektriciteit in België voor de OTC year ahead 1 prijzen schommelden in 2004 tussen de 34 en 38 /MWh [LON 04]. Deze component kan worden beschouwd als de energie component voor de elektriciteitsprijs. Laagspanning De tarieven voor laagspanning worden door het ministerie van Economische Zaken gepubliceerd en Tabel 5 geeft een overzicht van deze prijzen incl. en excl. BTW. Ook in deze tabel is de internationale energiecomponent aangeduid als zijnde de gemiddelde OTC year ahead prijzen. 1 OTC year ahead of Over The Counter Jaarprijzen zijn bilateraal afgesproken prijzen tussen marktpartijen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 18 / 128

19 Tabel 5: Prijsopbouw elektriciteit laagspanning (c /kwh), enkel de proportionele term Excl BTW tarief 6-30kVA tarief 30 kva normaal tweevoudig normaal tweevoudig dag nacht dag nacht totaal energiecomponent 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 andere Totaal Incl. BTW Professionele klanten De verschillende types verbruikers op hoogspanningsnet waarop deze studie betrekking heeft behoren tot 1 van de volgende types: Ib; 30 MWh/jaar; 50 kw max, 1000 u/jaar Ic; 160 MWh/jaar; 100 kw max; 1600 u/jaar Id; 1.25 GWh/jaar; 5000 kw max; 2500 u/jaar In het Brussels Hoofdstedelijk Gewest is deze markt al vrijgemaakt. De tarieven voor 2004 staan gepubliceerd op de website van het Ministerie voor Economische Zaken en staan weergegeven in Tabel 6. Ook in deze tabel is de internationale energiecomponent aangeduid als zijnde de gemiddelde OTC year ahead prijzen. Tabel 6: Prijsopbouw elektriciteit hoogspanning (c /kwh excl. BTW), enkel de proportionele term Ib Ic Id totaal 12,91 11,43 8,92 energiecomponent 3,6 3,6 3,6 andere 9,31 7,83 5,32 GAS Er wordt uitgegaan van de gemiddelde tarieven van het jaar 2004 zoals gepubliceerd door het ministerie van Economische zaken (jaarlijkse facturatie). De prijs zonder taksen in Tabel 7 is de prijs inclusief de winst voor de producent. Deze prijs is afhankelijk van de internationale gasprijs (groothandelsprijs). Verder zit in de kleinhandelsprijs: Bijdrage energie Federale heffingen BTW (wordt enkel meegerekend voor de residentiële klant) 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 19 / 128

20 Tabel 7 : Prijsindeling kleinhandelprijs gas voor verschillende tarieven (prijs in c /kwh) Tarief A Tarief B Tarief C Tarief NH1 Tarief NH2 Andere Heffingen en bijdragen Energie component (inclusief transport en distributie) (eerste schijf 4298kWh/j) Veralgemeende verwarming Collectieve verwarming kwh/j kwh/j TOTAAL , Toeslag beschermde klanten 0, , , , ,00439 BTW 21% 21% 21% 21% 21% Bijdrage energie Federale bijdrage Prijs zonder taksen (c /kwh) 0, , , , , , , , , , ,23 2,55 2,33 HUISBRANDOLIE De kleinhandelsprijs voor huisbrandolie(retail) kan opgedeeld worden in: Basisprijs Marge en distributiekosten Marge en distributie kosten Kost voorraadverplichting Accijnzen + energiebijdrage Bijdrage Verwarmingsfonds Bijdrage voorfinanciering Verwarmingsfonds BTW Er wordt uitgegaan van leveringen van meer dan 2000 liter per keer en van de gemiddelde tarieven van het jaar 2004 zoals gepubliceerd door het ministerie van Economische zaken. 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) 13/08/2005 P 20 / 128