Roel.DeConinck@3E.eu - Roel.DeConinck@mech.kuleuven.be ie-net Intelligente gebouwen voor intelligente steden 16/11/2012 DE VLOEI: VAN DUURZAAM NAAR SLIM ENERGIECONCEPT
OVERZICHT Doelstelling studie Eerste en tweede fase: samenvatting Derde fase: Startcondities Energieconcepten Resultaten Verdere aanpak project: van duurzaam naar slim Met dank aan EU future cities, WVI, stad Ieper en de projectontwikkelaars van De Vloei De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 2
DOELSTELLING STUDIE Duurzame locatiegebonden energievoorziening: Studie energieconcepten Detailstudies (technisch-financieel-juridisch) De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 3
EERSTE EN TWEEDE FASE Impact beleid VEA: Normen: 2010 = E80 -> 2012 = E70 -> 2014 = E60 Verplicht aandeel hernieuwbare energie EU: 31/12/2020: alle gebouwen nearly zero energy Nulenergiewoning: passiefwoning waarin de resterende energievraag voor ruimteverwarming en koeling volledig wordt gecompenseerd door ter plaatse opgewekte hernieuwbare energie De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 4
EERSTE EN TWEEDE FASE 5 concepten voor 3 scenario s Individueel (per woning en per appartementsgebouw) : Gasketel Warmtepomp Collectief: WKK (gasmotor) + gaspiekketels Centrale WP (groene stroom) + gaspiekketel Biomassaketel + integratie van thermische zonnepanelen en PV De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 5
EERSTE EN TWEEDE FASE Financiële analyse scenario 3 Individueel gas Individueel warmtepomp Collectief gaswkk Collectief warmtepomp Collectief biomassaketel Meerkost investering gebouw 1623 1623 1623 1623 1623 k installatie 0 878 1011 1116 1149 k Vermeden kost operationeel Statische terugverdientijd zonder compensatie voor gasnet met compensatie voor gasnet met investeringssubsidies 69 111 122 123 121 k /jaar 23,4 22,6 21,6 22,3 23,0 23,4 20,5 19,7 20,5 21,1 8,6 7,0 11,4 12,1 12,6 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 6
EERSTE EN TWEEDE FASE Kwalitatieve vergelijking Primaire E reductie CO2-reductie Ruimte in woning Onderhoud Transport Koeling Doorlooptijd Eigen beheer Fasering Individuele gasketel Individuele warmtepomp Gas-WKK Centrale warmtepomp Biomassaketel De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 7
EERSTE EN TWEEDE FASE Afdwingen energieconcept E-peil (rekening houden met wijzigende wetgeving + % hernieuwbare energie) Geen gasnet, eventueel collectieve captatie Groepsaankopen of leasing + O&M via ESCO Financiële waarborg Sensibiliseren (ook ivm subsidies) De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 8
DERDE FASE Startcondities Clustering van de wijk in representatief sub-wijkje De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 9
DERDE FASE Startcondities Clustering van de wijk in representatief sub-wijkje De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 10
DERDE FASE Startcondities 8 x type 1 halfopen, passief (hier in werkelijkheid voor type 1: 2x halfopen, 2 x gesloten, en voor type 2: 2x halfopen 2x gesloten) 4 x type 4 gesloten, passief (hier in werkelijkheid dus 2x halfopen 2x gesloten) 5 x type 3 open, E40 1 x type 6 appartement (8 app), E40 Totaal: 17 woningen + 1 blokje van 8 app. De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 11
DERDE FASE Doelstelling Optimale energieconcept Rekening houdende met: verschillende energievectoren (aardgas, elektriciteit) thermisch comfort van de bewoners (verwarming, sanitair warm water) investeringskosten incl. financiële stimuli en mechanismen energiekosten, onderhoud optimaal =? De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 12
DERDE FASE Speelveld Voorstudie: uitsluiting van wijkverwarming tgv hoge energieprestatie woningen Uitsluiting van technologieën die economisch/ecologisch a priori niet interessant zijn (WKK, stookolie, absorptiewarmtepompen) Resterend speelveld: condenserende ketels warmtepompen (lucht/water, bodem/water) thermische opslag thermische zonne-energie fotovoltaïsche zonne-energie (PV) intelligente regelingen ( smart ) Energieconcepten De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 13
DERDE FASE Energieconcepten Vertrekpunt: alle woningen hebben vloerverwarming en opslagvat voor sanitair warm water (SWW) condenserend gasketeltje (REF) lucht/water warmtepomp (LW) bodem/water warmtepomp, individueel boorgat (BW) bodem/water warmtepomp, collectief boorveld (BWC) + combinaties met PV en thermische zonne-energie (TZ) De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 14
DERDE FASE Methodologie Gedetailleerde dynamische simulatie voor elk van de gebouwtypes, rekening houdende met oa. : zonering en opbouw van de woning stochastisch gebruikersgedrag (aanwezigheid, gebruik apparatuur) gedetailleerd hydraulisch schema, 1 verwarmingskring per zone gelaagd opslagvat, warmteverliezen deellastkarakteristieken voor de warmteproductie (ketel, warmtepompen) pompverbruiken, start/stop verliezen,... De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 15
DERDE FASE Methodologie Jaarsimulaties Bepalen optimale ontwerpparameters voor elk van de gebouwen, voor elk van de concepten Totaal aardgas en elektriciteitsverbruik Economische analyse met gedetailleerde fiscale maatregelen, subsidies, dynamische afschrijvingen, energieprijzen, enz. De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 16
VERDERE AANPAK Finalisering simulaties De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 17
DERDE FASE Eindresultaten energievraag 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% T3 gas boiler hp air-water hp brine-water T1 gas boiler hp air-water hp brine-water Primair energieverbruik bewoners Primair energieverbruik verwarming Primair energieverbruik SWW Primair energieverbruik bewoners Primair energieverbruik verwarming Primair energieverbruik SWW De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 18
Primair energierendement HVAC [-] DERDE FASE Eindresultaten Rendement primaire energie 2.5 2 1.5 WP bodem/water WP lucht/water 1 Condenserende gasketel 0.5 0 0 2 4 6 8 10 12 Oppervlakte zonnecollectoren [m²] De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 19
DERDE FASE Eindresultaten T1 evolutie primair energieverbruik kwh/a T1: primair energieverbruik voor selectie van concepten 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Gas HPAW HPAW, 4m² HPBW HPBW, 6m² HPBW, 6m², PV HPBW, PV HPAW, PV De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 20
Primair energieverbruik [kwhp/j] DERDE FASE Eindresultaten T1 Vergelijking individueel en collectief boorveld (T1, met 6m² zonneboiler) 1 400 T1 1 200 1 000 800 600 400 200 Collectief Individueel 0 100 120 140 160 180 200 Lengte grondboringen (totaal per woning) [m] De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 21
DERDE FASE Economische scenario s S1 : geen enkele investeringssteun, geen GSC, met en zonder PV S2 : geen investeringssteun, wél GSC (250 /GSC) S3 : investeringssteun (zie onder), GSC S4 : korte termijn : géén investeringssteun, wél GSC en TAK op 10j Investeringssteun Fiscaal voordeel: PV: 40% investeringssteun, max 3680 Warmtepomp / zonneboiler: 40% investeringssteun, max 2830 Energiezuinige woningen (gedurende 10 jaar) (laag-e: 420, passief: 850, nul-e: 1700 ) Gaselwest: Premies voor verminderd E-peil vanaf E60 oplopend Zonneboiler 300 Stad Ieper: PV en zonneboiler: 15% investeringssteun, max 620 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 22
DERDE FASE Economische scenario s S1 : geen enkele investeringssteun, geen GSC, met en zonder PV S2 : geen investeringssteun, wél GSC (250 /GSC) S3 : investeringssteun (zie onder), GSC S4 : korte termijn : géén investeringssteun, wél GSC en TAK op 10j Investeringssteun Fiscaal voordeel: PV: 40% investeringssteun, max 3680 Warmtepomp / zonneboiler: 40% investeringssteun, max 2830 Energiezuinige woningen (gedurende 10 jaar) (laag-e: 420, passief: 850, nul-e: 1700 ) Gaselwest: Premies voor verminderd E-peil vanaf E60 oplopend Zonneboiler 300 Stad Ieper: PV en zonneboiler: 15% investeringssteun, max 620 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 23
S1 - GEEN STEUN, GEEN GSC, GEEN PV T3 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 24
S1 - GEEN STEUN, GEEN GSC, WÉL PV T3 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 25
S2 - GEEN STEUN, WÉL GSC, WÉL PV T3 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 26
S3 MET INVESTERINGSSTEUN T3 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 27
S4 TAK 10J T3 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 28
S1 - GEEN STEUN, GEEN GSC, GEEN PV T6 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 29
S1 - GEEN STEUN, GEEN GSC, WÉL PV T6 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 30
S2 - GEEN STEUN, WÉL GSC (250 /GSC) T6 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 31
S3 MET INVESTERINGSSTEUN T6 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 32
S4 TAK 10J T6 De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 33
COLLECTIEF De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 34
TECHNISCH-ECONOMISCHE CONCLUSIES Bodemenergieconcepten leiden tot laagste primaire-energieverbruik Beste technologie voor het benutten van zonne-energie is PV Collectief boorveld leidt tot energiebesparing tov individuele boorgaten Op kortere termijn blijven warmtepompconcepten concurrentieel Nog betere resultaten voor bodemenergieconcepten bij groepsaankoop Merk op: Thermische zonne-energie kan een meerwaarde betekenen voor regeneratie van de bodem Resultaten zijn op basis van modellen, dit is geen technisch ontwerp De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 35
KWALITATIEVE VERGELIJKING Innovatie Groepsaankoop winst Technisch risico Primaire energie Geluid Koeling Doorlooptijd Eigen beheer Fasering L/W WP B/W WP B/W WP collectief De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 36
AANBEVELING Kies voor bodemenergie Kies voor PV Kies voor ESCO en maak van de duurzame wijk een slimme wijk Bij erg hoge ambities (ecologisch en innovatief): kies voor collectief boorveld De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 37
VERDERE AANPAK Demonstratieproject Energieconcept: Keuzes uit haalbaarheidsstudie vastleggen (type warmtepomp, PV en/of zonneboiler) All electric : geen gasaansluiting Smart : smart management van elektriciteitsproductie en -verbruik Eventueel via Warmteopslag in bodem Eventueel via ESCO : Energieproductie-installaties leasen/beheren In PPS: eisen qua ecologie en energiekost De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 38
VERDERE AANPAK Voordelen Ontwikkelaar: Energie-expertise in huis + minder kosten ontwerp Verleggen risico Lagere verkoopprijs woningen met hoge energieprestatie (tot 25k ) Koper: Lagere kost woningen Onderhoudscontract Gegarandeerd comfort Gemeente/DNB/samenleving Energieneutrale wijk? Antwoorden zoeken op de toekomst van HE integratie De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 40
CONCLUSIE In lage-energie nieuwbouwwijk De Vloei zijn hoge temperatuur collectieve systemen niet interessant Grondige analyse van verschillende energieconcepten leidt tot: warmtepomptechnologie PV Thermische collectoren besparen minder primaire energie per m² dan zonnepanelen Ook op 10j zijn warmtepompen economisch verantwoord Nood aan een lange-termijn integraal energiebeleid De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 41
HARTELIJK DANK Contact: roel.deconinck@3e.eu www.3e.eu roel.deconinck@mech.kuleuven.be www.mech.kuleuven.be/en/tme/research/thermal_systems De Vloei: van duurzaam naar slim energieconcept -- ie-net 16/11/2012 42