Mei 2004
ECN-C--04-053
9 ENERGIE-ADVIEZEN AAN AMSTERDAM
Bundeling van ECN-notities: van isolatie tot stadsverwarming
F.A.T.M. Ligthart
Verantwoording Dit project is uitgevoerd in opdracht van Dienst Milieu en Bouwtoezicht (de heer P. Teunissen). ECN projectnummer is 7.4931.01.06.
2
ECN-C--04-053
INHOUD LIJST VAN TABELLEN
5
LIJST VAN FIGUREN
5
1.
INLEIDING
7
2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.4.7 2.4.8 2.4.9 2.4.10 2.4.11 2.4.12 2.4.13 2.4.14 2.4.15 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.5.6 2.5.7 2.5.8 2.5.9 2.5.10 2.5.11 2.6 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4
ANALYSE ENERGIEGEBRUIK AMSTERDAM Algemeen Wonen Werken Energiegebruik per sector en per stadsdeel Binnenstad Westpoort Westerpark Oud West Zeeburg Bos en Lommer De Baarsjes Amsterdam Noord Geuzenveld/Slotermeer Osdorp Slotervaart/Overtoomse Veld Zuid Oost Oost/Watergraafsmeer Oud Zuid Zuider-Amstel Energiebesparing per sector Wonen Kantoren en ICT Drukkerijen Chemie Horeca Winkels Groothandel Voedingsmiddelen, textiel, bouw en vervoer Zorg Scholen Sportaccommodaties Besparingen tot 2010 Bepaling ambitieniveau Wonen Werken Totaal energiebesparing wonen en werken
9 9 9 11 13 15 16 17 18 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 28 29 31 32 33 34 34 34 35 36 36 36 37 37 39 41 41
3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8
VARIANTEN VOOR HERINRICHTING VOORMALIG BEDRIJFSTERREIN Energiebesparing bij woningen, stedenbouwkundige aspecten Energiebesparing bij kantoren, stedenbouwkundige aspecten Vervoer Microklimaat Energieopwekking Beheer Combinatie kantoor-woning Samenvatting van een aantal aspecten
43 43 43 43 44 44 44 44 45
ECN-C--04-053
3
4. 4.1 4.2 4.3 4.4
STADSVERWARMING Resultaat van onze bevindingen Absorptiekoeling Modelstudies Conclusie
5. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 5.4.6 5.5 5.5.1 5.5.2
OPTIMALE ISOLATIE TEN OPZICHTE VAN VERWARMING EN KOELING 51 Omschrijving onderzoek 51 Omschrijving van de werkzaamheden. 51 Globale analyse van koel- en warmtevraag 52 Beknopte beschrijving van de meest voorkomende klimaatinstallatietypes met koeling 53 Installaties voor beperkte koeling (zogenaamde topkoeling). 53 Installaties voor volledige klimatisering (zogenaamde airconditioning). 53 Bespreking van het effect van isolatie op warmtevraag en koelvraag 54 Het effect van topkoeling op de warmte- en koudevraag 55 Het effect van volledige klimatisering op de warmte- en koudevraag 55 Overige globale effecten 56 Conclusies en aanbevelingen 56 Conclusies 56 Aanbevelingen 57
6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
NIEUWBOUW KANTORENCOMPLEX Vergelijking natuurlijke en mechanische ventilatie voor kantoorgebouwen Grote glaspercentages Betonkerntempering Plafond inductie-units Oppervlaktewater als bron
58 58 58 58 59 59
7. 7.1 7.2 7.3 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.4
ENERGIEGEBRUIK KANTOORTOREN AMSTERDAM Beschrijving van de energetische kenmerken Status van het energiegebruik Bespreking van het energiegebruik Verwarming Koeling Elektriciteit Opwekking Conclusies en aanbevelingen
60 60 61 61 62 62 63 64 64
8. 8.1 8.2 8.3
VERVANGING ENERGIECENTRALE KANTORENCOMPLEX Conclusie Resultaat optimalisering Slotconclusie
65 66 66 66
9.
ENERGIEBESPARENDE MAATREGELEN HOTEL
67
10. 10.1 10.2 10.3 10.4
ENERGIETARIEVEN 2003 Algemeen Gas Elektriciteit Samenvatting
69 69 69 70 71
11.
REFERENTIES
72
BIJLAGE A
4
MODELLEN CO2-REDUCTIE WARMTEDISTRIBUTIE
48 48 49 50 50
73
ECN-C--04-053
LIJST VAN TABELLEN Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 2.7 Tabel 3.1 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Tabel 9.1 Tabel 10.1 Tabel 10.2 Tabel 10.3 Tabel 10.4
Bouwperioden per stadsdeel..........................................................................................10 Energiegebruik per werkzame persoon uit de Needis rapporten (ECN):.........................12 Grote drukkerijen per stadsdeel.....................................................................................15 Landelijke isolatiecijfers tot 1990 (bron: BAK 1999).....................................................16 Grote afnemers van warmte ..........................................................................................17 Opsomming energetische maatregelen voor ontwikkeling stedelijke gebieden................30 Prognose besparingspercentages per sector..................................................................41 Energie-opties ontwikkeling voormalig bedrijfsterrein...................................................45 Uitgangspunten voor berekening CO2-besparing door toepassing van stadsverwarming...........................................................................................................48 CO2-reductie bij verschillende uitgangspunten voor stadsverwarming...........................50 Warmtebronnen in kantoren die koelvraag veroorzaken ................................................52 Energiegebruik van kantoren zonder koeling.................................................................54 Energiegebruik van kantoren met koeling......................................................................55 Energiebesparende maatregelen voor een hotel.............................................................67 De indicatieve kosten voor gas......................................................................................69 De indicatieve kosten van elektriciteit............................................................................70 De indicatieve kosten voor gas......................................................................................71 De indicatieve kosten voor elektriciteit ..........................................................................71
LIJST VAN FIGUREN Figuur 2.1 Energiegebruik in Amsterdam (door het openbaar vervoer en op de wegen binnen de grenzen van Amsterdam).................................................................................................9 Figuur 2.2 Gemiddeld aardgasverbruik per woning en percentage enkel glas per stadsdeel............10 Figuur 2.3 Aardgasverbruik per stadsdeel ......................................................................................11 Figuur 2.4 Gemiddeld elektriciteitsverbruik per woning per stadsdeel ............................................11 Figuur 2.5 Berekend en werkelijk gasverbruik per stadsdeel...........................................................12 Figuur 2.6 Berekend en werkelijk elektriciteitsverbruik per stadsdeel .............................................13 Figuur 2.7 Energie-atlas van Amsterdam: energiegebruik in aardgasequivalenten per sector en per stadsdeel.................................................................................................................14 Figuur 2.8 Energieverbruik Binnenstad per sector..........................................................................15 Figuur 2.9 Energiegebruik in Westpoort.........................................................................................16 Figuur 2.10 Energiegebruik Westerpark...........................................................................................17 Figuur 2.11 Energiegebruik Oudwest ...............................................................................................18 Figuur 2.12 Energiegebruik Zeeburg................................................................................................18 Figuur 2.13 Energiegebruik Bos en Lommer.....................................................................................19 Figuur 2.14 Energiegebruik van De Baarsjes ...................................................................................20 Figuur 2.15 Energiegebruik Amsterdam Noord ................................................................................21 Figuur 2.16 Energiegebruik Geuzenveld/Slotermeer.........................................................................22 Figuur 2.17 Energiegebruik Osdorp .................................................................................................23 Figuur 2.18 Energiegebruik Slotervaart/Overtoomse Veld................................................................24 Figuur 2.19 Energiegebruik Zuid Oost .............................................................................................25 Figuur 2.20 Energiegebruik Oost/Watergraafsmeer..........................................................................26 Figuur 2.21 Energiegebruik Oud Zuid..............................................................................................27 Figuur 2.22 Energiegebruik Zuider-Amstel.......................................................................................28 Figuur 2.23 Energiegebruik Amsterdam 1998 per sector ..................................................................29 Figuur 2.24 Opengewerkte drukkerij in vogelvlucht..........................................................................33 ECN-C--04-053
5
Figuur 2.25 Besparingsambities gas 1999-2010 ...............................................................................38 Figuur 2.26 Besparingsambities elektriciteit 1999-2010 ...................................................................39 Figuur 2.27 Besparingsambities woningbouw, uitgedrukt in primaire energie (aardgasequivalenten); oost/Watergraafsmeer –5691....................................................40 Figuur 2.28 Energiegebruik en besparingen Amsterdam 1999-2010 .................................................42 Figuur 3.1 La Defense....................................................................................................................45 Figuur 3.2 Vergroting van de lucht- en lichttoetredingsmogelijkheden in bedrijfsgebouwen door vergroting van het geveloppervlak (blokken in plaats van stroken) ................................46 Figuur 3.3 Verkleining van warmteverliesgevend oppervlak door verticale stapeling......................46 Figuur 3.4 Stedenbouwkundige varianten: blokken en stroken ........................................................46 Figuur 3.5 Het Urban Heat Island effect.........................................................................................47 Figuur 5.1 Kantoor met luchtbehandeling; bij topkoeling wordt in de luchtbehandelingskast naast het verwarmingselement ook nog een koelelement gemonteerd waar doorheen door een koelmachine afgekoeld koud water stroomt (schema uit SBR 213)...........................53 Figuur 5.2 Kantoor met volledige klimatisering (schema uit SBR 213)............................................54 Figuur 7.1 Verdeling energiegebruik kantoortoren over het jaar (warmte, koude, elektriciteit) .......61 Figuur 7.2 Elektriciteitsverbruik van categorieën kantoorgebouwen ...............................................63 Figuur 11.1 ECN-model met Nuon getallen juni 2002.......................................................................73 Figuur 11.2 ECN-model juli 2000.....................................................................................................73
6
ECN-C--04-053
1.
INLEIDING
In de loop van de jaren 2000-2003 zijn door de Dienst Milieu en Bouwtoezicht (DMB, voorheen de Milieudienst Amsterdam) aan ECN vragen gesteld over uiteenlopende energie-onderwerpen. De beantwoording van deze vragen vond meestal plaats in het kader van een raamcontract. Sommige onderzoeksvragen mondden uit in een aparte onderzoeksopdracht. In de meeste gevallen mondt een onderzoeksopdracht aan ECN uit in een rapport. Door de beperkte omvang van het betreffende onderwerp of door de tijdsdruk werd voor de beantwoording van de vragen in het kader van het raamcontract de vorm van een notitie gekozen. Sommige vragen werden om dezelfde redenen telefonisch beantwoord. Door beide partijen werden de voordelen van deze "hotline" gewaardeerd. Voor de DMB werd hierdoor de slagvaardigheid bij de uitvoering van het werk verhoogd. Voor ECN was de informatie uit praktijksituaties een belangrijke inspiratiebron voor het onderzoek. Door beide partijen werd de behoefte gevoeld om de notities een langere houdbaarheidsdatum te geven door ze te bundelen en als DMB/ECN-rapport te publiceren. De onderwerpen worden hieronder genoemd met de naam van de opdrachtgever, de datum van de notitie en het hoofdstuk van dit rapport waarin ze behandeld worden: hfst titel 2 Analyse energiegebruik amsterdam 3 Varianten voor herinrichting voormalig bedrijfsterrein 4 Stadsverwarming 5
6
7
Optimale isolatie ten opzichte van verwarming en koeling Nieuwbouw Kantorencomplex
Energiegebruik Kantoortoren Amsterdam
ECN-C--04-053
d.d. oktober 2000
vraag Analyseer het energiegebruik van Amsterdam en geeft een indicatie van het reductiepotentieel
september Geef de energetische consequenties van 3 2002 stedenbouwkundige ontwerpen voor een herinrichtingsplan. augustus 2002 december 2003
november 2002
juli 2000
Vergelijk de CO2-uitstoot van wijken met en zonder warmtenet Bij toenemende isolatie van een gebouw zal de warmtevraag dalen maar de koelvraag zal stijgen. Bij welke isolatiewaarde zal het optimum zijn bereikt? Onderzoek, in het kader van de verlening van de bouwvergunning, de motivatie voor de verschillende systeemkeuzes die door de ingenieurbureaus zijn gemaakt. In het kader van de wet milieubeheer en verruimde reikwijdte vroeg DMB aan DEGO om enkele energiebesparende maatregelen voor toepassing in een grote kantoortoren onder de loep te nemen
7
8
Vervanging energiecentrale bij renovatie kantorencomplex
9
Energiebesparende maatregelen hotel
10
Energietarieven 2003
Patrick Teunissen
Patrick Teunissen
juli 2002
Geef commentaar op een gedetailleerd energierapport waarin de ombouw van de energiecentrale en het toekomstige energiegebruik van een groot kantoren en zalencomplex beschreven staan. maart Maak een zo compleet mogelijke lijst 2001 van energiebesparende maatregelen voor dit hotel. september Met welke energie2003 tariefcomponenten moet ik rekening houden bij het bepalen van de terugverdientijd van energiemaatregelen?
We hebben geprobeerd om de objecten in het rapport anoniem te houden. Daarom is specifieke informatie over het desbetreffende object niet opgenomen. De referenties zijn opgesomd in hoofstuk 11.
8
ECN-C--04-053
2.
ANALYSE ENERGIEGEBRU IK AMSTERDAM
De energiegegevens van Amsterdam worden in dit deel op verschillende wijzen gepresenteerd. Het doel van de gekozen manier van presenteren is om de verhoudingen aan te geven tussen de verschillende soorten energiegebruik en de wijze waarop het energiegebruik verdeeld is over de stad en over verschillende sectoren. Aan de hand van vooral het laatste kan worden vastgesteld waarop de verschillende stadsdelen zich op energiegebied moeten richten om effectief het energiegebruik te kunnen verlagen.
2.1
Algemeen
De verdeling van het energiegebruik kan als volgt worden weergegeven: (bron, Milieuverkenning 1998 en Jaarboek 1998 van O+S).
energiegebruik Amsterdam
600 500 miljoen 400 aardgas300 equivalen200 ten 100
aardgas elektriciteit
0
verkeer* werken
wonen
Figuur 2.1 Energiegebruik in Amsterdam (door het openbaar vervoer en op de wegen binnen de grenzen van Amsterdam) De elektriciteit is omgerekend naar de hoeveelheid aardgas die nodig was om de elektriciteit te maken. De brandstof voor het verkeer is ook omgerekend naar een hoeveelheid aardgas met dezelfde energieinhoud. Bij het onderdeel verkeer is ook de energie voor straatverlichting meegenomen; de trein is echter buiten beschouwing gelaten. De verkeersenergie bestaat voor meer dan 55% uit brandstof voor personenauto’s en meer dan 30% uit brandstof voor vrachtauto’s. De energie voor tram, metro, bus en straatverlichting is ongeveer gelijk verdeeld. De warmte uit elektriciteitscentrales die door middel van een warmtenet wordt verspreid (ongeveer 8% van de warmte voor wonen) is niet meegerekend. Uit de figuur kan worden geconcludeerd dat het energiegebruik van werken minstens zo belangrijk is als dat van wonen.
2.2
Wonen
Het bouwjaar is een belangrijke indicatie voor de isolatiegraad van woningen. Sinds het einde van de jaren zeventig zijn de huizen steeds beter geïsoleerd. Na de oorlog werd vaak met spouw gebouwd, voor de oorlog meestal zonder.
ECN-C--04-053
9
Tabel 2.1 Bouwperioden per stadsdeel merendeel huizen anno Binnenstad voor1919 Westpoort 1981-1991 Westerpark voor 1919 Oud-West voor 1919 Zeeburg voor 1919 Bos & Lommer 1931-1945 De Baarsjes 1919-1930 Amsterdam-Noord 1919-1930 en 1961-1970 Geuzenveld/Slotermeer 1946-1960 Osdorp 1961-1970 Slotervaart/Overtoomse Veld 1946-1960 Zuidoost 1971-1980 Watergraafsmeer voor 1930 en 1981-1990 Oud Zuid voor 1930 Zuideramstel 1919-1930 en 1961-1970 De helft van de huizen in Amsterdam is vóór 1945 gebouwd. Voor zover deze nog niet ingrijpend zijn gerenoveerd is bij deze huizen veel verwarmingsenergie te besparen. Een gerenoveerde woning gebruikt ongeveer de helft van de energie voor verwarming ten opzichte van voor de renovatie. De oudere woningen zijn vaak klein. Het samenvoegen van twee woningen tot één en gelijktijdig renoveren kan dus energieneutraal gebeuren. Voor sloop en nieuwbouw geldt hetzelfde omdat nieuwe woningen de dubbele omvang hebben ten opzichte van een oude woning. In onderstaande figuur is het aardgasverbruik per woning en per wijk weergegeven. De energie voor blokverwarming en stadsverwarming is hierbij niet meegeteld. Osdorp, Slotervaart, Buitenveldert Amsterdam Noord en Zuidoost maken voor gemiddeld 30% gebruik van collectieve verwarming. Zuidoost en Zeeburg worden voor enkele procenten gevoed met warmte uit een stadsverwarmingsnet. Uit de figuur is af te lezen dat er een duidelijke relatie is tussen isolatiegraad en specifiek aardgasverbruik. Verder is te zien welke wijken nog nageïsoleerd kunnen worden en hoeveel dat op zou kunnen leveren. De grafieken zijn gevonden door het gasverbruik per stadsdeel te delen door het aantal mensen en te vermenigvuldigen met het gemiddeld aantal mensen per woning. m3 aardgas per woning (breed) en % enkel glas per wijk (smal)
2500
100 90
2000
80 70
1500
60 50
1000
40 30
500
20 10 0
Bi nn en st ad W es tp oo W rt es te rp ar k O ud -W es t Ze e Bo bu s rg en Lo m m D er e Ba A ms ar sje te G rd s eu a ze m nv No el or d/ d Sl ot Sl er ot m er ee va r ar t/O O s ve do rto rp om se Ve O ld os Z t/W ui d at oo er st gr Am aa st fs er m da ee m r O ud -Z ui Zu d id er am st el
0
Figuur 2.2 Gemiddeld aardgasverbruik per woning en percentage enkel glas per stadsdeel 10
ECN-C--04-053
miljoen m3 aardgas
Bi nn en st ad W es tp oo W rt es te rp ar k O ud -W es t Ze eb Bo ur s g en Lo m me D r e B Am aa rs st je er G s da eu m ze N nv oo el rd d/ Sl ot er ... Sl ot er O va sd ar or t/O p ve rto ... O os Zu t/W id at oo er st Am gr a st af er sm da ee m r O ud -Z ui Zu d id er am st el
80 70 60 50 40 30 20 10 0
Figuur 2.3 Aardgasverbruik per stadsdeel De voorgaande twee grafieken combinerend kan worden geconstateerd dat de Binnenstad en Amsterdam Oud-Zuid relatief slecht geïsoleerd zijn maar ook in absolute zin een hoog verbruik hebben. Hier is dus het na-isoleren het meest efficiënt. Een extra probleem bij het isoleren van gevels en ramen in de binnenstad wordt gevormd door de strenge eisen ten aanzien van monumentenzorg. Bovendien ontstaat bij het kierdicht maken van oude woningen een ventilatieprobleem dat voor veel vochtklachten kan leiden. Hieraan moet voldoende aandacht worden besteed. Het elektriciteitsverbruik per stadsdeel ziet er als volgt uit: kWh per woning
Bi nn en st ad W es tp oo rt W es te rp ar k O ud -W es t Ze e Bo bu s rg en Lo m m er D e Ba Am ar st sje er G s da eu m ze No nv or el d d/ Sl ot er ... Sl ot er O sd va or ar t/O p ve rto ... O os Zu t/W id at oo er st gr Am aa st fs er m ee da r m O ud -Z ui Zu d id er am st el
3000 2500 2000 1500 1000 500 0
Figuur 2.4 Gemiddeld elektriciteitsverbruik per woning per stadsdeel De verschillen zijn klein en het absolute niveau van het elektriciteitsverbruik is ten opzichte van het landelijk gemiddelde laag (gemiddeld elektriciteitsverbruik per woning in Nederland ligt rond 2900 kWh per jaar). De effecten zijn waarschijnlijk te verklaren uit inkomensverschillen.
2.3
Werken
In de Milieuverkenning van Amsterdam is alleen het totale energiegebruik voor werken per stadsdeel aangegeven, zonder een opsplitsing te maken naar sector. Voor de verschillende stadsdelen zijn wel gegevens bekend over het aantal werkzame personen in een bepaalde sector. Met het specifieke
ECN-C--04-053
11
energiegebruik per werknemer in een bepaalde sector kan echter wel het energiegebruik per sector en per stadsdeel worden berekend. Ter controle is dit “berekende verbruik” vergeleken met het “werkelijke verbruik” uit de Milieuverkenning. Tabel 2.2 Energiegebruik per werkzame persoon uit de Needis rapporten (ECN): m3 aardgas/werkn. kWh/werkn. voedingsmiddelenindustrie 15.300 30.720 textiel 7.590 22.010 drukkerijen 1.910 15.320 !! chemie 51.410 107.630 bouw 280 980 groothandel 1.620 4.230 detailhandel 1.420 7.600 horeca 3.490 11.830 vervoer 780 4.750 zorg 1.030 2.020 scholen 1.130 2.100 Gasverbruik: Als de uitschieters (Westpoort en Oost/Watergraafsmeer) buiten beschouwing worden gelaten ligt het totale verschil tussen berekend en gemeten voor gas binnen 5%. Bij de Westpoort is de afwijking waarschijnlijk te wijten aan het gebruik van eigen brandstof. Bij Oost/Watergraafsmeer ligt de afwijking waarschijnlijk aan de stormachtige groei van de ICT in de afgelopen jaren.
160 140
berekend
120
werkelijk
100 80 60 40 20
Bi
nn
e W nsta es d W tpo es or te t r O par ud k -w Bo e s Zee st en b L urg D om A G m eB m eu st e ze erd aar r s nv am je Sl el ot d/ N s er Sl oo va ot ar er rd t/O m ee ve rto Os r om do O os se rp t/W V Am at Zu eld er id st er gra oo da af st m sm O ee Zu ud- r id Zu er am id st el
0
Figuur 2.5 Berekend en werkelijk gasverbruik per stadsdeel Elektriciteit: Als de uitschieters (Westpoort en Oost/Watergraafsmeer) buiten beschouwing worden gelaten ligt het totale verschil tussen berekend en gemeten voor elektriciteit op ongeveer 10%. Bij de Westpoort is de afwijking waarschijnlijk te wijten aan eigen opwekking. Bij Oost/Watergraafsmeer ligt de afwijking waarschijnlijk aan de stormachtige groei van de ICT in de afgelopen jaren.
12
ECN-C--04-053
900 800 700
berekend
600
werkelijk
500 400 300 200 100
Bi
nn
e W nsta es d W tpo es o te rt r O par ud k -w Bo e s Zee st en b L ur De om g A m G m eu st Ba er ze erd ar nv am sje Sl el s ot d/ N er S o o lo va te rd ar rm t/O ee ve rto Os r om do O os se rp t/W V Am ate Zu eld st rgr ido er o da aafs st m m O ee Zu ud r id -Zu er am id st el
0
Figuur 2.6 Berekend en werkelijk elektriciteitsverbruik per stadsdeel
2.4
Energiegebruik per sector en per stadsdeel
In de onderstaande grafiek werden de energiegegevens voor wonen en voor werken (uitgezonderd verkeer) samengevoegd zodat de onderlinge verhoudingen naar voren komen. Daarbij zijn de berekende waarden gecorrigeerd voor de werkelijke waarden bij de Watergraafsmeer.
ECN-C--04-053
13
energie-atlas stadsdelen Amsterdam
120000 w estpoort binnenstad amsterdam noord amsterdam oudzuid oost/watergraafsmeer zuidoost slotervaart/overtoomseveld zuideramstel bos en lommer oudwest w esterpark osdorp zeeburg de baarsjes geuzenveld/slotermeer
100000
80000 x1000 m3 aardgas equivalenten
60000
40000
20000
vo ed w on in gs en m id de le n te x t dr uk iel ke rij en ch em ie bo gr uw oo th an de l w in ke ls ho re c ve a rv oe r ka nt or en sc ho le n zw z em or g b. sp or th .
0
Figuur 2.7 Energie-atlas van Amsterdam: energiegebruik in aardgasequivalenten per sector en per stadsdeel
14
ECN-C--04-053
In het algemeen valt op dat naast het wonen de chemie hoog scoort, de drukkerijbranche en, vooral voor de binnenstad, de horeca. De ICT in de Watergraafsmeer is ondergebracht bij kantoren en is absoluut dominant. Nadere bestudering van de grafiek leidt tot de conclusie dat drukkerijen in de hoofdstad door hun aantal en omvang een relatief groot deel van het energiegebruik voor hun rekening nemen. Een snelle inventarisatie leert dat vrijwel alle grote dagbladen in Amsterdam worden gemaakt. De uitgeverijen en drukkerijen zijn als volgt over de stad verdeeld: Tabel 2.3 Grote drukkerijen per stadsdeel krant/concern stadsdeel telegraaf westpoort ad, nrc slotervaart parool, volkskrant watergraafsmeer vrij nederland binnenstad fin. Dagblad watergraafsmeer pcm geuzenveld/slotermeer Bij de Telegraaf worden per dag bijna 1 miljoen kranten gemaakt en bij de overige kranten ruim een miljoen. Vermeldenswaard is dat onlangs ten westen van de A10 een nieuwe drukkerij in bedrijf is gesteld (PCM) die het overgrote deel van alle kranten behalve de Telegraaf maakt of binnenkort gaat maken. Daarmee zal dus het energiegebruik van Geuzenveld/Slotermeer enorm gaan stijgen en de andere stadsdelen gaan dalen. Dat laatste tenzij bijvoorbeeld in de Watergraafsmeer de ICT de aansluitvermogens van de oude drukkerijen gaat overnemen.
2.4.1 Binnenstad Het energiegebruik in de binnenstad kan als volgt worden weergegeven: binnenstad
x1000 m3 aardagsequivalenten
100000 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
vo ed w in gs one m n id de le n te xt dr uk iel ke rij en ch em ie bo gr u w oo th an de l w in ke ls ho re ca ve rv oe r ka nt or en sc ho le n zw z em or g b. sp or th .
0
Figuur 2.8 Energieverbruik Binnenstad per sector Onder de hoeveelheid energie in aardgasequivalenten wordt behalve het aardgasverbruik ook de aardgas die nodig is om de benodigde elektriciteit te maken gerekend. Naast het energiegebruik voor wonen scoort de horeca hoog. Daarna komen drukkerijen en kantoren. Zowel in relatieve als in absolute zin is het energiegebruik voor wonen in de binnenstad hoog. Uit hoofdstedelijke maar ook uit landelijke cijfers blijkt dat de na-isolatie van oudere woningen nog lang niet voltooid is.
ECN-C--04-053
15
Tabel 2.4 Landelijke isolatiecijfers tot 1990 (bron: BAK 1999) isolatiegraad [%] bouwjaar 1984 1990 voor 1930 22 35 1930-1944 21 34 1945-1975 30 48 na 1975 61 75 Door de geplande sloop/nieuwbouw kan het energiegebruik van 4000 woningeenheden (10% van het totaal tot 2005) tot de helft worden teruggebracht door de slechtste woningen te slopen en te vervangen door nieuwbouw. Door het stimuleren van woningverbetering door particuliere verhuurders (gekoppeld aan energiebesparingsmaatregelen) wordt het huizensegment met het hoogste energiegebruik verbeterd. In de komende jaren is een aantal gepland van respectievelijk 800, 500 en 250. Als dit aantal op 800 per jaar zou worden gehouden kan in dit segment eveneens van 10% van de huizen het energiegebruik met de helft worden teruggebracht. Door een combinatie van bovenstaande maatregelen kan een energiebesparing voor verwarming worden bereikt van 5% van het totaal. Hierbij moet de besparing uit renovatie door woningbouwverenigingen worden opgeteld. In de binnenstad zijn veel overheidsgebouwen gevestigd. Het opwaarderen van de oudere gebouwen daaronder werkt tweezijdig: energiebesparing in de gebouwen zelf en kennisopbouw bij gemeentelijke overheden omtrent het stimuleren van energiebesparing bij particulieren en bedrijven. Op de zuidelijke IJ-oevers zijn projecten gepland voor de komende jaren waarin wonen, kantoren, bedrijfsruimtevoorzieningen, detailhandel en infrastructuur zijn inbegrepen.
2.4.2 Westpoort westpoort
x1000 m3 aardagsequivalenten
140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000
vo ed w in gs one n m id de le n te xt dr uk iel ke rij en ch em ie bo gr oo uw th an de l w in ke ls ho re ca ve rv o ka er nt or e sc n ho le n zw em zo rg b. sp or th .
0
Figuur 2.9 Energiegebruik in Westpoort
16
ECN-C--04-053
De Westpoort is in absolute cijfers de grootste warmteafnemer van alle stadsdelen. Grote afnemers van warmte moeten gezocht worden in de chemische industrie zoals: Tabel 2.5 Grote afnemers van warmte Amsterdamse Olieverwerking Sigma Smit en Hollander Raffinaderij Uniroyal Chemical CK Witco GE Plastics Cargill Foods RWZI Een belangrijke afnemer van koude is: Beemsterboer Coldstores Overige aandachtspunten in Westpoort zijn:drukkerijen, groothandel, vervoer (overslag) en de bouw. Gezien de grote warmtevraag is het feit dat WestPoort Warmte in dit gebied actief is met de aanleg en exploitatie van een warmtenet een adequate ontwikkeling.
2.4.3 Westerpark westerpark
x1000 m3 aardagsequivalenten
35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000
vo ed wo in ne gs n m id de le n te dr xtie uk l ke rij en ch em ie bo gr oo uw th an de l w in ke ls ho re ca ve rv oe r ka nt or en sc ho le n zw e m zo rg b. sp or th .
0
Figuur 2.10
Energiegebruik Westerpark
De voedingsmiddelenindustrie is in Westerpark sterk vertegenwoordigd en is verantwoordelijk voor een relatief hoge warmtevraag. Deze kan gedeeltelijk worden gedekt door zonneboilers. De nieuwbouwplannen voor de komende vijf jaar bedragen 1300 woningen (in combinatie met sloop) en 90000 m2 bedrijven. Ook zullen er woningen worden samengevoegd en gerenoveerd. Bij de herontwikkeling en uitbreiding van bedrijventerreinen in dit stadsdeel zijn er mogelijkheden voor duurzame bedrijven terreinen.
ECN-C--04-053
17
vo ed wo in ne gs n m id de le n te dr xtie uk l ke rij en ch em ie bo gr oo uw th an de l w in ke ls ho re ca ve rv o ka er nt or en sc ho le n zw z em or g b. sp or th .
x1000 m3 aardagsequivalenten vo ed in won gs m en id de le n te dr xtie uk l ke rij en ch em ie b o gr oo uw th an de l w in ke ls ho re ca ve rvo ka er nt or e sc n ho le n zw em zo rg b. sp or th .
x1000 m3 aardagsequivalenten
2.4.4 Oud West oudwest
40000
18 35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
Figuur 2.11
Figuur 2.12 Energiegebruik Oudwest
In Oudwest is evenals in de binnenstad de horeca de grootste energiegebruiker na de woningen.
2.4.5 Zeeburg zeeburg
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
Energiegebruik Zeeburg
ECN-C--04-053
In Zeeburg is de groothandel energetisch de grootste bedrijfstak. In IJburg zijn 18000 woningen gepland waarvoor uitgebreid energieonderzoek is gedaan. Daarom wordt in deze context daarop niet verder ingegaan. In de toekomst zal het energiegebruik van Zeeburg door IJburg sterk toenemen.
2.4.6 Bos en Lommer bos en lommer
x1000 m3 aardagsequivalenten
30000 25000 20000 15000 10000 5000
vo ed w in gs one n m id de le n te dr xtie uk l ke rij en ch em ie gr bou oo w th an de l w in ke ls ho re ca ve rvo ka er nt or en sc ho le n zw em zo rg b. sp or th .
0
Figuur 2.13
Energiegebruik Bos en Lommer
Opvallend voor Bos en Lommer is het grote aantal drukkerijen. In moderne uitgeverijen zijn de grote aantallen dtp-pc’s (desktop publishing) een belangrijke oorzaak van een hoog energiegebruik. Hierbij komt de benodigde koeling en conditionering ten behoeve van het papier. In de komende jaren zal het Bos en Lommerplein een metamorfose ondergaan en zal de A10 daar te plaatse worden overbouwd. Bij meerlagen stedenbouw kan kunstverlichting en mechanische ventilatie van de onderste lagen een extra energiegebruik betekenen. Lichtschachten en schachten voor natuurlijke ventilatie kunnen dit energiegebruik verminderen.
ECN-C--04-053
19
2.4.7 De Baarsjes
de baarsjes
x1000 m3 aardagsequivalenten
40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000
vo ed w in gs on e m id n de le n te x dr uk tie ke l rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke l ho s re c ve a rvo ka er nt or e sc n ho le n zw em z b. org sp or th .
0
Figuur 2.14
Energiegebruik van De Baarsjes
In De Baarsjes zijn naast woningen veel winkels te vinden.
20
ECN-C--04-053
2.4.8 Amsterdam Noord
amsterdam noord
x1000 m3 aardagsequivalenten
80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
vo ed in wo gs m nen id de le n te dr xt uk iel ke rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke l ho s re c ve a rv ka oer nt or s c en ho le n zw em z o b. r sp g or th .
0
Figuur 2.15
Energiegebruik Amsterdam Noord
De chemie is de meest energie-intensieve bedrijfstak in Amsterdam Noord. Shell behoort tot de organische chemie en Akzo Nobel tot de anorganische chemie evenals Norit. In 1993 is met deze bedrijfstak als een van de eerste een meerjarenafspraak afgesloten. In de jaren erna is de CO2 reductie voortvarend aangepakt en zijn de ten doel gestelde cijfers voor een belangrijk deel gehaald. De energiecijfers worden door Novem gemonitored en kunnen daar ook worden verkregen zij het op een hoog aggregatieniveau. De Wet Milieubeheer geeft sinds kort nieuwe mogelijkheden voor het inwinnen van energiegegevens en het opvragen van een energieplan per bedrijf. Een uitwisseling van gegevens met andere gemeenten met vergelijkbare bedrijven wordt dan mogelijk. Het herstructureringsplan Centrum Amsterdam Noord (CAN) is op dit moment in ontwikkeling. In de plannen voor het CAN gebied is een nieuw sportcentrum en zwembad opgenomen. De combinatie van deze twee bedrijven biedt extra mogelijkheden voor energiebesparing. De koelmachine van de sportafdelingen kan worden gebruikt als warmtepomp voor het zwembad. Verder is daglichtbenutting in sporthallen en zwembaden een belangrijke besparingspost. Hierbij moeten zodanige bouwkundige constructies worden gekozen dat de warmte van de zon buiten wordt gesloten. De herstructurering van de IJ-oevers is een belangrijke kans voor het inrichten van duurzame bedrijventerreinen (zie Westerpark en separate studie over Cornelis Douwes terrein).
ECN-C--04-053
21
2.4.9 Geuzenveld/Slotermeer geuzenveld/slotermeer
x1000 m3 aardagsequivalenten
35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000
vo ed in wo gs m nen id de le n te dr xt uk ie ke l rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke ho ls re c ve a rv ka oer nt or s c en ho le zw n em z b. org sp or th .
0
Figuur 2.16
Energiegebruik Geuzenveld/Slotermeer
Na wonen en winkels zijn scholen in dit stadsdeel sterk vertegenwoordigd. De nieuwe PCM drukkerij is in dit stadsdeel gevestigd en zal het energiegebruik in de komende jaren gaan overheersen.
22
ECN-C--04-053
2.4.10 Osdorp
osdorp
x1000 m3 aardagsequivalenten
35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000
vo ed in wo gs m nen id de le n te dr xt uk ie ke l rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke ho ls re c ve a rv ka oer nt or sc en ho le zw n em z o b. s p rg or th .
0
Figuur 2.17
Energiegebruik Osdorp
In dit stadsdeel is na het energiegebruik van wonen dat van winkels en drukkerijen het belangrijkst.
ECN-C--04-053
23
2.4.11 Slotervaart/Overtoomse Veld slotervaart/overtoomseveld
x1000 m3 aardagsequivalenten
40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000
vo ed in w gs on m e id n de le n te dr xt uk ie ke l rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke ho ls re c ve a rvo ka er nt or sc en ho le zw n em z o b. s p rg or th .
0
Figuur 2.18
Energiegebruik Slotervaart/Overtoomse Veld
In de Riekerpolder (sporendriehoek) is een skibaan geprojecteerd. Een skibaan is een energieintensief bedrijf (energiegegevens zijn bij ECN bekend).
24
ECN-C--04-053
2.4.12 Zuid Oost
zuidoost
x1000 m3 aardagsequivalenten
60000 50000 40000 30000 20000 10000
vo ed in w gs on m e id n de le n te dr xt uk ie ke l rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke ho ls re c ve a rv ka oer nt or s c en ho le zw n em z b . org sp or th .
0
Figuur 2.19
Energiegebruik Zuid Oost
Naast drukkerijen veroorzaken grote kantoren een belangrijk energiegebruik in Zuidoost. In de categorie zwembaden en sporthallen is ook het energiegebruik van de Arena opgenomen. Door de vervanging van flats in de Bijlmer door laagbouw zijn grote aantallen woningen die onderdeel waren van de flats afgekoppeld van het warmtenet van de Diemer centrale. Door de geringe en gespreide warmtevraag van de laagbouw is aansluiting op het warmtenet niet voordelig. De gemeente Amsterdam wil kantoren en woningen mengen. Er zijn in woonwijken 3000 m2 bedrijfsverzamelgebouwen per jaar gepland. Het centrumgebied Arena zal in de komende jaren plaats bieden aan concert-, bioscoopzalen en ondergronds parkeren.
ECN-C--04-053
25
2.4.13 Oost/Watergraafsmeer
oost/watergraafsmeer
x1000 m3 aardagsequivalenten
180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000
vo ed in gs won m e id n de le n te dr xt uk ie ke l rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke l ho s re c ve a rv ka oer nt or sc en ho le zw n em z b . org sp or th .
0
Figuur 2.20
Energiegebruik Oost/Watergraafsmeer
In stadsdeel Oost/Watergraafsmeer bevinden zich onder meer een sporthal en een ijsbaan (Jaap Eden). Het energiegebruik van beide is weergegeven in de staaf zwembaden en sporthallen. De omvang van het aantal drukkerijen in de Watergraafsmeer zal in de komende jaren afnemen vanwege verplaatsing van de PCM naar de Slotermeer. De ICT in deze omgeving neemt echter steeds toe (staaf kantoren). In de omgeving van het Amstelstation zal het wonen, werken, het groen en de voorzieningen worden geïntensiveerd. Bovendien zullen er 400 woningen (studenten) worden gebouw en wellicht een extra NS-station.
26
ECN-C--04-053
2.4.14 Oud Zuid amsterdam oudzuid
x1000 m3 aardagsequivalenten
120000 100000 80000 60000 40000 20000
vo ed in gs won m e id n de le n te dr xt uk ie ke l rij ch en em ie gr bo oo uw th an d w el in ke ho ls re c ve a rv ka oer nt or s c en ho le zw n em z b . org sp or th .
0
Figuur 2.21
Energiegebruik Oud Zuid
Naast wonen zijn de functies van drukkerijen, horeca. winkels en zorg in Oudzuid sterk vertegenwoordigd. In dit stadsdeel zijn 3 sporthallen gevestigd.
ECN-C--04-053
27
2.4.15 Zuider-Amstel zuideramstel
x1000 m3 aardagsequivalenten
60000 50000 40000 30000 20000 10000
vo ed in wo gs m nen id de le n te dr xt uk ie ke l rij e ch n em ie gr bo oo uw th an d w el in ke ho ls re c ve a rv ka oer nt or s c en ho le zw n em z b. org sp or th .
0
Figuur 2.22
Energiegebruik Zuider-Amstel
In stadsdeel Zuideramstel zijn naast kantoren veel zorginstellingen geconcentreerd. De Zuidas is een belangrijk ontwikkelingsgebied voor kantoren, woningen, winkels, horeca, cultuur, musea, sport, onderwijs, ateliers enzovoorts. Uitbreiding van de infrastructuur en meerlagen stedenbouw zijn hierbij randvoorwaarden. Renovatie van het RAI-complex staat op de planning.
2.5
Energiebesparing per sector
Hieronder volgt een grafiek waarin voor Amsterdam als totaal (dus van alle stadsdelen opgeteld) het energiegebruik van wonen en verschillende sectoren van werken is weergegeven. In de volgende paragrafen komen de sectoren in volgorde van belangrijkheid (hoogte van het energiegebruik) aan de orde.
28
ECN-C--04-053
energiegebruik Amsterdam 1998
700000
600000
x1000 m3 aeq
500000
400000
300000
200000
100000
vo ed in w o gs n m en id de le n te dr xti uk el ke rij e ch n em ie gr bou oo w th an d w el in ke h o ls re v e ca rv ka oer nt or sc en ho le n zw em z o b. r g sp or th .
0
Figuur 2.23
Energiegebruik Amsterdam 1998 per sector
2.5.1 Wonen Behalve Parkstad (waar een hoog ambitieniveau wordt gehanteerd voor renovatie en nieuwbouw) kan Amsterdam Noord als aandachtsgebied voor woningverbetering worden aangemerkt omdat in dit stadsdeel de meeste woningen staan met een laag isolatieniveau. Isolatie van dakvlakken en ramen zijn de meest voor de hand liggende mogelijkheden. Warmteisolerende maatregelen bevorderen bovendien de geluidsisolatie in sterke mate. Het behoud van het monumentale aangezicht van veel panden in de Binnenstad is een probleem. Plakroeden op dubbel glas kan misschien een compromisoplossing zijn. Detailonderzoek is zinvol. Vanwege beschaduwing is toepassing van fotovoltaïsche zonnepanelen meestal gecompliceerd en ook voor zonneboilers zijn de omstandigheden in de binnenstad vaak niet optimaal.
Algemeen gemeentelijk woningbeleid nieuwbouw ECN-C--04-053
29
Tot 2005 komen er in heel Amsterdam 13750 woningen bij: er worden 20000 nieuwe woningen gebouwd en 6150 gesloopt. Van de nieuwbouwwoningen is 70% voor de vrije markt en 30% voor sociale huur. Het totaal aantal woningen in Amsterdam wordt daarmee 381000 woningen. Het hierboven geschetste sloop/nieuwbouwbeleid kan niet energieneutraal worden uitgevoerd: het gasverbruik van een gesloopte woning komt ongeveer overeen met het gasverbruik van anderhalve nieuwbouwwoning. Er zal dus een toename van het gasverbruik zijn. Het elektriciteitsverbruik zal evenredig met het aantal woningen toenemen (of meer dan evenredig). Algemeen gemeentelijk woningbeleid renovatie Tot 2005 worden 15000 corporatiewoningen verkocht als appartementen. De verkoop van huurwoningen aan particulieren zal worden gestimuleerd. Er is een toename van het eigen woningbezit met 22500 tot 80500 woningen. Er zullen in 2005 25000 meer woningen boven 70m2 bko zijn (totaal 155000), 75000 met bko meer dan 60m2 en 20000 meer dan 80m2 (sociale huur). Er worden in deze periode 7500 particuliere woningen verbeterd, er zullen 100 woningen of 10000 m2 bvo worden aangeschreven om tot verbetering te komen. Het renovatiebeleid zal een afname van het energiegebruik tot gevolg hebben. Bij het samenvoegen van twee oude woningen tot één nieuwe zal het gasverbruik en het elektriciteitverbruik van de twee oude woningen meer zijn dan van de ene nieuwe woning die ervoor in de plaats komt. Het elektriciteitsverbruik per woning zal waarschijnlijk stijgen omdat de verbeterde woningen mensen met relatief hogere inkomens zullen aantrekken. In eerder studies (onder andere voor Parkstad) zijn algemene richtlijnen geformuleerd voor een optimale ontwikkeling van dichtbebouwde stedelijke gebieden. Een samenvatting is hieronder weergegeven: Tabel 2.6 Opsomming energetische maatregelen voor ontwikkeling stedelijke gebieden 1. oplopende bebouwingshoogte van zuid naar noord 2. situering van woningen in direct zonlicht 3. situering van woningen boven kantoren of winkels 4. blokbebouwing bevorderen boven strookbebouwing; hoogbouw boven laagbouw 5. beperking lichtabsorptie door belendende gebouwen 6. kantoren op loopafstand van openbaar vervoer 7. parkeergarages, bioscopen, disco’s en dergelijke zoveel mogelijk ondergronds of in kunstlichtzone 8. winkelcentrum als één geheel conditioneren eventueel gebruik makend van seizoenopslag 9. zoveel mogelijk groen op straat in dichtbebouwde gebieden zo mogelijk ook op verticale vlakken en dakvlakken voor absorptie van warmte op warme zomerdagen 10. kunstmatige suppleren van water voor het groen in dichtbebouwde gebieden met lage grondwaterstand; zo mogelijk infiltreren van regenwater 11. in het oog springende gevels van kantoren van publiekgerichte bedrijven bekleden met pv 12. onafhankelijk “energiebedrijf” inschakelen voor grootschalige oplossingen voor energievoorziening van bijvoorbeeld bedrijfsverzamelgebouwen 13. bij uitbreiding van stadsdelen opnieuw naar verschillende mogelijkheden voor openbaar vervoer kijken 14. grote zwaar belaste asfaltvlakken koelen met bodemkoeling en vorstvrij houden met hetzelfde systeem In deze dichtbebouwde stedelijke omgeving is voldoende aandacht voor het Urban Heat Island Effect geboden. De harde oppervlakken van gevels en bestrating zorgen voor een extra temperatuurverhoging op zomerse dagen tenzij voldoende ruimte wordt gegeven aan groen en
30
ECN-C--04-053
water (verdampend oppervlak). Waterpartijen en grindbedden hebben bovendien een gunstig effect op waterberging en grondwaterstand.
2.5.2 Kantoren en ICT In Zuidoost is de concentratie van kantoren hoog en in de Watergraafsmeer is de ICT sterk vertegenwoordigd. Deze stadsdelen kunnen dus als aandachtsgebieden voor deze sectoren worden aangemerkt. Hoogbouw kantoren kunnen vanwege hun compacte bouw energiezuiniger zijn dan kleinere kantoorgebouwen. In de praktijk blijkt dat, ondanks de aanscherping van de Energieprestatiecoëfficiënt, het energiegebruik in de kantoorhoogbouw in veel gevallen nog steeds toeneemt. Dat is mogelijk omdat prestigieuze gebouwen meestal worden voorzien van hoogwaardige conditioneringssystemen die allerminst energiezuinig zijn. De natuurlijke dynamiek van het gebouw wordt door deze systemen onderdrukt: • natuurlijke ventilatie door ramen is vaak niet mogelijk (gesloten pui); het gevolg is meer vraag naar mechanische ventilatie die veel energie kost • conditionering van een gebouw op een vaste binnentemperatuur zorgt niet alleen voor een grote vraag naar koelenergie maar vergroot ook de warmtevraag. De interne warmte van mensen en apparaten wordt weggekoeld en krijgt niet de kans een bijdrage te leveren aan het warmhouden van het gebouw (’s morgens verwarmen en ’s middags koelen). De reden dat de energieprestatienorm en het bouwbesluit geen voldoende garantie zijn voor energiezuinige kantoorgebouwen is dat de koelenergie voor het grootste deel de buiten de regelgeving valt. De koelenergie zorgt samen met de gebruikersgebonden elektriciteitvraag voor het grootste deel van het energiegebruik in grote kantoren. Alleen met behulp van de AMVB voor woon- en verblijfsruimten kan het werkelijk energiegebruik van grote kantoren worden beperkt. Dit is echter een instrument dat pas in werking treedt tijdens de gebruiksfase van het gebouw. Dan liggen de beheersstructuren en de energiesystemen al vast. De beheersstructuur is meestal zodanig dat investeringen in energiebesparende maatregelen niet kunnen worden door berekend aan de huurder van bijvoorbeeld een etage van het gebouw. Het is dus van belang reeds in de initiatieffase van grote kantoor nieuwbouw over deze zaken van gedachten te wisselen met de ontwerper, beheerder en eigenaar van het gebouw. De groei van de ICT overvleugelt de groei in alle andere categorieën uit dit rapport. De prognoses geven de indruk dat de ICT in de komende jaren de grootste categorie van energiegebruikers wordt in Amsterdam en op termijn zelfs 25% van het totale energiegebruik van Amsterdam voor zijn rekening zal nemen. Sommige bedrijven hebben 500 tot 1000 W per m2 aan apparatuur geïnstalleerd (een kantoor zit ongeveer op 20 W). In tegenstelling tot kantoren zijn ICT bedrijven meestal 24 uur per dag in bedrijf en is de afname van energie min of meer constant. Het niveau van energiegebruik ligt vaak rond 60 % van het geïnstalleerd vermogen. Het energiegebruik bestaat voor 25 tot 50% uit energie voor koeling. Om het energiegebruik in de nabije toekomst enigszins te kunnen beperken is op korte termijn detailonderzoek nodig naar de volgende onderwerpen: • op welke manier kan het gebruik van energiezuinige apparatuur in de ICT branche worden bevorderd • de apparatuur in de computerzalen wordt veel sterker gekoeld dan volgens de apparaateisen voorgeschreven is. Hoe kan een optimum worden bepaald tussen de mate van koeling van computerapparatuur en het functioneren van die apparatuur? • Hoe kan de koelenergie worden geminimaliseerd? Uit een globale analyse blijkt dat een besparingsdoelstelling op koelenergie van meer dan de helft niet onrealistisch is. De enorme toename van het energiegebruik in deze bedrijfstak rechtvaardigt een maximale inspanning van de gemeentelijke overheid ten aanzien van
ECN-C--04-053
31
energiebesparing. De beste manier ook hierbij is preventie in een vroeg stadium. De bouwvergunning is in feite al een brug te ver. Het aanspreken van de hele bedrijfstak op zijn verantwoordelijkheid is misschien een betere mogelijkheid.
2.5.3 Drukkerijen Slotervaart/Overtoomse veld kan als aandachtsgebied voor de drukkerijsector worden beschouwd. In moderne uitgeverijen zijn de grote aantallen dtp-pc’s (desktop publishing) een belangrijke oorzaak van een hoog energiegebruik. Hierbij komt de benodigde koeling en conditionering ten behoeve van het papier. De drie belangrijkste procesgerichte besparingsopties voor de grafische industrie zijn: • warmteterugwinning bij condensatie/naverbranding van koolwaterstoffen, • verminderen lekverliezen drooglucht, • recirculatie drooglucht (alleen bij nieuw installaties) Besparingsopties die niet direct betrekking hebben op het proces van drukken: • optimalisering gebruik van perslucht en terugwinning restwarmte compressoren • warmteterugwinning uit de ventilatielucht • isolatie stoomleidingen • besturing vacuumpompen • compartimentering van procesruimten Door de grote gelijktijdige vraag naar warmte, koude en elektriciteit kan de inzet van warmtekracht, warmtepompen en opslag van warmte en koude winstgevend zijn. (Bij de Volkskrant werd een van de eerste bodemopslagsystemen toegepast) De nieuwe drukkerij langs de A10 van PCM is voorzien van de nieuwste technieken. Investeringen in aanvullende energiebesparingsopties lijken op dit moment niet opportuun. Toch is bestudering van het energiegebruik in het nieuwe bedrijf interessant vooral vanwege de omvang ervan.
32
ECN-C--04-053
Figuur 2.24
Opengewerkte drukkerij in vogelvlucht
De oude drukkerijen langs de Wibautstraat zullen minder energie gaan gebruiken omdat de productie overgeheveld wordt naar de nieuwe vestiging. Het elektrisch vermogen dat vrijkomt in de Watergraafsmeer zal meteen opgeslokt worden door de ICT. Of de dagbladpers ook in productie-omvang capaciteit kwijt zal raken aan de ICT is zeer de vraag. Het is wel zeker dat steeds meer processen in uitgeverijen en drukkerijen overgenomen zullen worden door computers.
2.5.4 Chemie De chemie is geconcentreerd in Noord en Westpoort en is een grote afnemer van warmte. Vanwege de oprichting van het warmteleveringsbedrijf WestPoort Warmte kan Westpoort als aandachtsgebied voor de chemie worden gekenmerkt. In 1993 is met deze bedrijfstak als een van de eerste een meerjarenafspraak afgesloten. In de jaren erna is de CO2 reductie voortvarend aangepakt en zijn de nagestreefde cijfers voor een belangrijk deel gehaald. De energiecijfers worden door Novem gemonitored en kunnen daar ook worden verkregen zij het op een hoog aggregatieniveau. De Wet Milieubeheer geeft sinds kort nieuwe mogelijkheden voor het inwinnen van energiegegevens en het opvragen van een energieplan per bedrijf. Een uitwisseling van gegevens met andere gemeenten met vergelijkbare bedrijven wordt dan mogelijk. De meeste MJA’s lopen in het jaar 2000 af. De bedoeling is dat de MJA-aanpak wordt gecontinueerd en met sectoren “tweede generatie” MJA’s worden afgesloten. In deze MJA’s zullen naast afspraken over energie-efficiencyverbetering ook afspraken over bepaalde thema’s worden gemaakt zoals duurzame energie of duurzaam bouwen. Met bedrijven (inrichtingen) in de energie-intensieve industrie, die meer dan 0,5 PJ energie per jaar gebruiken is het convenant Benchmarking gesloten. Benchmarking is voor de energie-intensieve industrie de opvolger van
ECN-C--04-053
33
de MJA. Doel van het convenant is dat de procesinstallaties van de deelnemende inrichtingen zo snel mogelijk maar uiterlijk in 2012 blijvend tot de wereldtop behoren wat betreft hun energieefficiency. Wat betreft de Energievisie Amsterdam is alleen relevant dat de branchevereniging van de chemische industrie dit Benchmarking Convenant heeft getekend.
2.5.5 Horeca In de Binnenstad is de grootste concentratie van horeca gevestigd. Daarom kan de horeca als speerpunt voor energiebesparingsbeleid in dit stadsdeel gelden. Bij de horeca is de ventilatie vaak niet optimaal en wordt door airconditioners geprobeerd het binnenklimaat acceptabel te houden. Een goed ventilatiesysteem (met warmteterugwinning voor de winterperiode) is energiezuiniger en zorgt voor een beter binnenklimaat. Bij gebrek aan inbouwruimte is een combinatie van natuurlijke ventilatie en afzuigventilatie met warmtepompboiler voor de verwarming van warmtapwater een goed alternatief. De belangrijkste energiebesparende maatregelen zijn: • verbetering van de verlichtingsarmaturen en aanwezigheidsschakelingen, • warmteterugwinning afwasmachines, afzuigkappen, • spaardouchekoppen • automatisering van verwarming, ventilatie, koeling en verlichting, De Amvb voor horeca, sport- en recreatie-inrichtingen biedt mogelijkheden om voor bedrijven met een energiegebruik van meer dan 50000 kWh of 25000 m3 aardgas maatregelen voor te schrijven die zich binnen 5 jaar terugverdienen. Veel Horeca gelegenheden behoren tot het MKB en hebben een lager energiegebruik.
2.5.6 Winkels Amsterdam-Oudzuid kan zich concentreren op energiebesparing in winkels. Bij winkels overtreft de elektriciteitsvraag vaak de warmtevraag (beide uitgedrukt in aardgasequivalenten). Daglicht is in winkels meestal minder gewenst. Met de keuze van het kunstlicht wordt de juist sfeer geschapen. Efficiënte verlichting en koeling is daarom in deze branche een belangrijk onderwerp van energiebesparing. Met warmtegordijnen en koelunits wordt het gewenste comfort gecreëerd. In overdekte winkelstraten is in energetisch opzicht winst te behalen door het klimaat van de winkelstraat en de winkel als één geheel te zien en te beheren. Het winkelcentrum Eikenheuvel in Eindhoven is een voorbeeld daarvan. Hier wordt door een gecentraliseerd systeem warmte en koude toegevoerd waarbij gebruik wordt gemaakt van seizoenopslag in de bodem. De projectontwikkelaar schept daarbij de voorwaarden. Een gespecialiseerd bedrijf beheert en onderhoud het winkelcentrum inclusief het totale energiesysteem. Ook natuurlijke ventilatie en zonwering spelen hierbij een belangrijke rol. In de Needis publicatie over detailhandel zijn uitgebreide lijsten opgenomen met specifiek energiegebruiken per soort detailhandel. Hieraan kunnen gemeten energiegebruiken worden getoetst.
2.5.7 Groothandel In Zeeburg zijn veel groothandels gevestigd en is dus een geschikt stadsdeel voor energiebesparingsbeleid voor deze sector. In de laatste jaren hebben zich ontwikkelingen voorgedaan die voor de groothandel grote betekenis hebben. De voorraden zijn kleiner geworden door juiste in time productie en levering.
34
ECN-C--04-053
De internet handel veroorzaakt een toename van de omzet van pakket- en bezorgdiensten. Er is dus een verschuiving van activiteiten van groothandel naar de transportsector. De groothandel is energetisch in categorieën onder te verdelen: • ongeconditioneerde opslag (laag energiegebruik) • geconditioneerde opslag; deze categorie is onder te verdelen in • verwarmde ruimten • gekoelde ruimten en opslag onder nul graden. Verwarming, koeling en verlichting van grote hallen is het karakteristieke energiegebruik. Intern transport kan ook een belangrijk energiegebruik in het bedrijf vertegenwoordigen. Verwarming- en verlichtingsbehoefte kan afhankelijk zijn van aanwezigheid van mensen. Voor opslagruimten die verlicht en verwarmd worden gelden de volgende besparingsopties. Dag(dak)lichtvoorzieningen en luchtdichte dockshelters voor vrachtwagens zijn mogelijkheden voor energiebesparing evenals automatische deuren. Als alleen de werkplek verwarmd hoeft te worden is stralingsverwarming een optie. Automatisering van magazijntransport kan soms verwarming en verlichting overbodig maken. Aanwezigheids- en daglichtschakelingen en efficiente armaturen besparen energie voor kunstlicht.
2.5.8 Voedingsmiddelen, textiel, bouw en vervoer Westerpark is een stadsdeel dat zich zou kunnen concentreren op het onderwerp duurzame bedrijventerreinen vanwege de hoge centralisatie van bedrijven van allerlei aard. Vanwege de relatief geringe omvang van deze sectoren (zie grafiek paragraaf 3.0) en het feit dat deze bedrijven op de meeste bedrijventerreinen voorkomen volgt in deze paragraaf een meer algemene uiteenzetting over duurzame bedrijventerreinen. Bij de herontwikkeling en uitbreiding van bedrijventerreinen zijn er mogelijkheden voor duurzame bedrijventerreinen. Maatregelen kunnen worden getroffen op het gebied van: 1. intensief ruimtegebruik 2. energiebesparing en duurzame energie 3. waterbesparing en grijswatersystemen 4. afvalpreventie, afvalscheiding en hergebruik van materialen, 5. milieuvriendelijk vervoer en verkeer 6. gezamenlijk gebruik van materieel, faciliteiten en diensten De gemeente kan een leidende rol spelen bij het bijeenbrengen van de partijen zoals: • de bedrijven • het waterleidingbedrijf en het energiebedrijf • de vervoersbedrijven Bovendien kan de gemeente zorgen voor een integrale aanpak, een reële doelstelling en een ambitieuze trekker van het project. Het resultaat kan zijn: • Een optimale energiestructuur beheerd door een speciaal hiervoor geselecteerd bedrijf. Deze structuur kan bestaan uit het leveren van duurzame, efficiënte en eventueel gecombineerde opwekking van koude, warmte en kracht, gebruik makend van onderlinge uitwisseling en opslag. Een voorbeeld is het benutten van warmte die vrijkomt bij persluchtproductie. • Het combineren van vervoer van personen en goederen; het faciliteren van het gebruik van de fiets. • Het gezamenlijk benutten van een “flexkantoor” al of niet voorzien van gezamenlijke faciliteiten. Bij een flexkantoor kan de benutting oplopen tot 100% terwijl een gewoon
ECN-C--04-053
35
•
kantoor soms niet hoger scoort dan 50%. Dit betekent een even grote energiebesparing omdat men met de helft van de gebouwafmetingen genoegen kan nemen. Het gezamenlijk benutten van groenvoorzieningen. Het verhardingspercentage op bedrijventerreinen loopt vaak hoog op evenals de temperatuur op zomerdagen. Het microklimaat is sterk gebaat bij voldoende verdampend oppervlak. Oppervlaktewater kan tevens een functie vervullen bij de waterhuishouding.
2.5.9 Zorg Zuideramstel is het stadsdeel met de meeste zorginstellingen. In de afgelopen jaren zijn in de zorg vele bezuinigingsacties uitgevoerd. Het efficiënt inzetten van gebouwen en bedden was hier een onderdeel van. De isolatiegraad van de gebouwen is meestal redelijk. Vanwege de hoge luchtverversingsgraad in ziekenhuizen is warmteterugwinning uit de ventilatielucht een belangrijk besparingsitem. Verdere aandachtspunten voor energiebesparing zijn: de grootkeuken, de wasserij en het conditioneren van onder andere operatiekamers. In ziekenhuizen is meestal een goed geëquipeerde technische staf aanwezig en het energiegebruik wordt meestal goed gemonitored. Een goed overleg in het kader van de wet milieubeheer zal moeten uitwijzen of de desbetreffende zorginstelling voldoende werk maakt van energiezorg. In de medische sector is een groei van het energiegebruik geprognotiseerd van 2% in de komende 5 jaar.
2.5.10 Scholen In Geuzenveld/Slotermeer is de concentratie scholen relatief energiebesparingsbeleid kan hier het hoogste scoren voor deze sector.
hoog.
Een
goed
De energiegegevens van scholen zijn te achterhalen bij de Novem, uit energierapportages van het vroegere EBA en wat de gemeentelijke scholen betreft bij de gemeente Amsterdam. In de afgelopen jaren is de financiële situatie van scholen veranderd. Er wordt steeds meer gewerkt met lump sum bedragen (vastgesteld totaalbudget) en niet meer met aparte budgetten bijvoorbeeld voor huisvesting. Het is dus voor scholen interessanter dan vroeger om energiebesparende maatregelen te nemen. Er wordt ook meer aandacht besteed aan de volledige exploitatie van het schoolgebouw, ook vaak in de avonduren. De belangrijkste energiegebruiken in scholen zijn verwarmingsenergie en verlichtingsenergie. De isolatiegraad van de meeste scholen is slecht te noemen. De toepassing van dubbel glas ligt rond de 20% en de overige isolatiegraad ligt rond de 50%. Hoogrendement armaturen zijn nog geen gemeengoed (ongeveer 50%) en hoewel de meeste scholen een goede daglichttoetreding hebben wordt het daglichtafhankelijk sturen van de verlichting nog weinig toegepast. Alleen HBO scholen vallen onder meerjarenafspraken voor het onderwijs. De openbare scholen kunnen door de gemeente worden gestimuleerd tot het nemen van besparende maatregelen. Hopelijk zullen de andere scholen dit voorbeeld volgen. De negatieve educatieve gevolgen van slecht geïsoleerde en energieverspillende scholen moet niet worden onderschat.
2.5.11 Sportaccommodaties In Oud-Zuid zijn veel sportaccommodaties verzameld. Vanwege de sterk groei van fitness is het zinvol om even bij deze vorm van sportbeoefening en de energie-component ervan stil te staan. Fitnesshallen worden in de winter verwarmd en in de zomer gekoeld. Er is een grote vraag naar licht en elektriciteit. In sportcentra worden bij
36
ECN-C--04-053
voorkeur allerlei sport- en uitgaansfaciliteiten gecombineerd zoals squash, tennis, bowling, zwemmen, fitness, sauna, solaria, schoonheidssalon, massage, bar, kinderopvang, et cetera. Het zal geen verbazing wekken dat deze centra zeer veel energie gebruiken. Daarom is het bij de vergunningverlening voor nieuwe of in het kader van de Amvb voor de sport voor bestaande centra interessant enkele besparingsopties te vermelden. Deze zijn onder andere: 1. daglichtbenutting door voldoende raamoppervlak en het aanbrengen van shedkappen in de dakconstructies, 2. daglichtafhankelijke sturing van hoogrendement verlichtingsarmaturen, 3. zonneboilers voor douchewater of warmteterugwinning uit het afvalwater van douches, 4. warmteterugwinning uit de ventilatielucht, 5. het gebruik van de koelmachine als warmtepomp voor het zwembad, 6. passieve koeling door sterke ventilatie in de hallen en zonwering.
2.6
Besparingen tot 2010
Voor onderbouwing van de CO2-reductiedoelstelling van Amsterdam is het van belang een idee te hebben van het benodigde ambitieniveau voor besparingen bij woningen en bedrijven in 2010. Daartoe wordt in dit hoofdstuk een inschatting gemaakt van een “realistische ambitieniveau” voor woningen en bedrijven en gekeken welk besparingspotentieel dit oplevert.
2.6.1 Bepaling ambitieniveau In deze gebiedsgerichte aanpak kiest men prioriteiten per stadsdeel. Dit is ingegeven door het idee dat in de woningbouw vooral veel bereikt kan worden bij sloop, renovatie en nieuwbouw. Amsterdam wil juist in die situaties de kansen benutten. Dit betekent dat die stadsdelen het voortouw nemen waar de komende jaren veel staat te gebeuren. Voor de periode tot 2010 mag worden aangenomen dat successievelijk bijna alle stadsdelen aan de beurt komen en kunnen profiteren van de ervaringen die in Parkstad zijn opgedaan. Hetzelfde geldt voor energiebesparing bij verschillende sectoren bedrijven. Dat stadsdeel waar een sector een belangrijke bijdrage levert aan het energiegebruik zou in het energiebesparingsbeleid richting die sector het voortouw kunnen nemen. Andere stadsdelen kunnen vervolgens de ervaringen van projecten overnemen. Wanneer de milieuvergunning wordt gebruikt om energiebesparing te stimuleren, wordt door de milieudienst wel gauw voor een sectorgerichte aanpak gekozen. Het is niet verdedigbaar de ene drukkerij wel aan te pakken en de andere niet. Voor het vaststellen van de ambitieniveau’s zijn de volgende grondslagen gehanteerd: 1. Voor de woningen in Parkstad zijn de ambitieniveau’s overgenomen uit de Energievisie Parkstad. Hieruit zijn voor de overige stadsdelen ambitieniveau’s afgeleid. 2. Voor de overige categorieën zijn, waar mogelijk, de besparingspercentages uit de meerjarenafspraken geëxtrapoleerd naar de planperiode. Dit geldt voor de categorieën voedingsmiddelenindustrie, chemie, bouw, detailhandel, kantoren, scholen en de zorg. 3. Voor de categorieën waarvoor geen meerjarenafspraken zijn gemaakt (drukkerijen, groothandel, horeca en vervoer) is gekeken naar een studie over het besparingspotentieel van het Amsterdamse bedrijfsleven. Voor zover mogelijk zijn de waarden die hierin worden genoemd vergeleken met andere studies over preventiepotentieel (voor horeca en groothandel) en met de genoemde meerjarenafspraken. Uit deze vergelijkingen kon per categorie een haalbaar ambitieniveau worden geschat. Daarbij werd het ambitieniveau gerelateerd aan het besparingspotentieel. Voor textiel, vervoer, kantoren en scholen zijn de getallen globaal en discutabel. 4. Voor de autonome groei van het gasverbruik en elektriciteitsverbruik tot 2010 is op grond van de analyse in het deel “duurzame energie” voor bedrijven een percentage genomen van
ECN-C--04-053
37
respectievelijk 1,4% van 2,7% per jaar. Voor woningen geldt een groei van het gasverbruik van 0% per jaar en voor het elektriciteitsverbruik van 3,6% per jaar. Het resultaat van deze calculaties is in het onderstaande overzicht weergegeven. De percentages geven de relatieve besparing aan ten opzichte van het energiegebruik in de desbetreffende categorie in 1999 en zeggen dus niets over de verhoudingen tussen de absolute besparingshoeveelheden van de categorieën. De percentages gas en elektriciteit per categorie zijn ook niet zonder meer te vergelijken omdat een percentage gas meer energie vertegenwoordigt dan een even groot percentage elektriciteit en omdat de hoeveelheid energie waarvan het percentage is genomen ook verschillen. besparingsambities gas 1999-2010
sport zorg scholen kantoren vervoer horeca winkels groothandel bouw chemie drukkerijen textiel voedingsmiddelen wonen 0%
Figuur 2.25
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
Besparingsambities gas 1999-2010
Bij elektriciteit zijn de besparingspercentages soms negatief (dit geeft een groei van het elektriciteitsverbruik aan in plaats van een vermindering). De oorzaak hiervan is dat de besparingspercentages per jaar zoals ze verder in deze paragraaf worden genoemd van sommige categorieën kleiner zijn dan de autonome groei van het elektriciteitsverbruik. Hierdoor wordt het resultaat per jaar en dus ook totaal in 2010 negatief (toename).
38
ECN-C--04-053
besparingsambities elektriciteit 1999-2010
sport zorg scholen kantoren vervoer horeca winkels groothandel bouw chemie drukkerijen textiel voedingsmiddelen wonen -50%
-40%
Figuur 2.26
-30%
-20%
-10%
0%
10%
20%
Besparingsambities elektriciteit 1999-2010
2.6.2 Wonen Bij het gasverbruik van woningen is een onderverdeling gemaakt naar stadsdelen. 1. Parkstad heeft het hoogste ambitieniveau, overgenomen uit de Energievisie Westelijke Tuinsteden: 41%. 2. Zuidoost heeft het laagste ambitieniveau vanwege de aanwezigheid van het warmtenet dat aangesloten is op de Diemer centrale: 10%. Hierbij wordt aangenomen dat de motivatie voor besparende maatregelen gering is. 3. De Binnenstad heeft de oudste woningvoorraad waarvan een groot deel is onderworpen aan monumentenzorg. Hoewel het potentieel van de binnenstad groot is, wordt toch vanwege de beperkte mogelijkheden voor isolatie van met name het glas een gemiddeld ambitieniveau gehanteerd van 20%. 4. In de overige stadsdelen wordt een ambitieniveau genomen van 30%
Onderstaande figuur geeft de besparingsambitie voor wonen in absolute zin per stadsdeel aan. ECN-C--04-053
39
Energiebesparingsambitie woningbouw
12000 besparingsambitie
besparing x1000 m3 aeq
Energiegebruik
66000 energiegebruik x1000 aeq
10000
86000
8000 46000
6000
4000
26000
2000 6000 bi nn en st a w es d tp o w es ort te rp ar k ou dw es t bo zee bu s en rg lo m m d er am e b a a s ge t r er sj uz en dam es ve no ld or /s slo d lo te te rm rv ee aa rt/ r ov os er d o to om rp se oo ve st l /w zu d at i d o am erg ra ost st a er f da sm ee m ou r dz zu ui id d er am st el
0
-2000
Figuur 2.27 Besparingsambities woningbouw, uitgedrukt (aardgasequivalenten); oost/Watergraafsmeer –5691
in
-14000
primaire
energie
De reden voor het hoge ambitieniveau van Parkstad ligt in het feit dat voor de westelijke Tuinsteden onder de naam Parkstad een ingrijpend herstructureringsplan is gemaakt voor de komende tien jaar. Dit plan bevat de volgende onderdelen: • renovatie van een belangrijk deel van de bestaande woningvoorraad • realisatie van nieuwbouw tussen de bestaande bebouwing • herinrichting van een deel van de openbare ruimte. De projectgroep Parkstad heeft van de gelegenheid gebruik gemaakt om een ambitieus plan te maken voor energiebesparing bij bovengenoemde activiteiten. Dit resulteerde in een doelstelling van 50% energiebesparing bestaande uit 25% energiebesparende maatregelen op woningniveau zoals isolatie en 25% op een groter schaalniveau, meer in de sfeer van opwekking, zoals collectieve opwekking van warmte voor ruimteverwarming en warmtapwater al of niet met inzet van duurzame energie. Als hierbij de autonome groei van het gasverbruik wordt opgeteld is 41% besparing het eindresultaat in 2010. Op dit moment is Parkstad door deze situatie een speerpunt van Amsterdam op het gebied van energiebesparing in de woningbouw. Het is de bedoeling om in de toekomst als het project Parkstad afloopt andere stadsdelen op dezelfde wijze te benaderen. Daardoor kan de verdeling in ambitieniveau’s weliswaar verschuiven over de stadsdelen maar gemiddeld wel hetzelfde blijven. De ambitie van 30% besparing voor de meeste overige stadsdelen is op zich ook hoog maar is nodig om de doelstelling van 8% totaal te halen (zie paragraaf 4.4.). De maatregelen om tot deze besparing te komen lopen uiteen van dakisolatie, hoogrendement isolatie glas, gevelisolatie, inzet van HR ketels, zonneboilers en eventueel warmtepompboilers. Per geval moet worden bekeken wat de juiste strategie is. Voor een oude woning met enkel glas kan vervanging door HR++ glas al de beoogde 30% besparing betekenen. Toename van het aantal woningen zit niet expliciet in de berekening maar wel impliciet in de toename van het aardgasverbruik door woningen. Voor een meer gedetailleerde berekening
40
ECN-C--04-053
zouden ook de getallen voor sloop en functieverandering moeten worden opgenomen. Dat is hier niet gedaan.
2.6.3 Werken Voor het onderdeel werken is uitgegaan van de volgende besparingspercentages: Tabel 2.7 Prognose besparingspercentages per sector getal ontleend aan: voedingsmiddelen MJA textiel aanname chemie MJA drukkerijen preventiepotentieel bouw MJA groothandel preventiepotentieel winkels MJA supermarkten horeca preventiepotentieel vervoer preventiepotentieel kantoren MJA banken scholen MJA MBO zorg MJA zwembaden/sporthallen MJA
% jaarlijks 2,2% 2,5% 2,2% 2,7% 2,2% 1,5% 2,7% 1,5% 2,7% 2,8% 3,5% 3,5% 2,0%
Samen met de autonome groei van het aardgasverbruik en het elektriciteitsverbruik resulteren deze getallen in een groei in 2010 zoal aan het begin van deze paragraaf is weergegeven.
2.6.4 Totaal energiebesparing wonen en werken De eindscore met bovenstaande getallen is een besparing in 2010 ten opzichte van 1999 van 8% (136 miljoen m3 aeq). Zoals uit het onderstaand overzicht blijkt is de gevoeligheid van het eindresultaat voor de besparingen in de woningbouw zeer groot. Stimulering van energiebesparing in de bestaande bouw is dan ook het belangrijkste item. Dit kan echter sterk veranderen door de opkomst van de ICT branche. Deze branche is in dit onderzoek nog niet goed meegenomen.
ECN-C--04-053
41
energiegebruik Amsterdam 1999-2010
700000
600000
500000 besparingen x1000 m3 aeq
400000
energiegebruik
300000
200000
Figuur 2.28
zwemb.sporth.
zorg
scholen
kantoren
vervoer
horeca
winkels
groothandel
bouw
chemie
drukkerijen
-100000
textiel
wonen
0
voedingsmiddelen
100000
Energiegebruik en besparingen Amsterdam 1999-2010
In het bovenstaande overzicht zijn niet de plannen opgenomen voor verbetering van het openbaar vervoer en van fietsvoorzieningen in de hoofdstad. Vervoer en verkeer vertegenwoordigt ongeveer een kwart van het energiegebruik.
42
ECN-C--04-053
3.
VARIANTEN VOOR HERIN RICHTING VOORMALIG BEDRIJFSTERREIN
Onderzoeksvraag: geeft de energetische consequenties van 3 stedenbouwkundige ontwerpen voor een herinrichtingsplan. Delen van het antwoord die kenmerkend waren voor het gebied zijn weggelaten vanwege de vertrouwelijkheid van het plan. Belangrijke doelstellingen van het project zijn: • intensief ruimtegebruik • flexibel ruimtegebruik • top ambitie: toepassing van duurzame energie, energiebesparende technieken en energiebeheersing De functieverdeling van de bebouwing is: 70% wonen 15-20% kantoren rest: voorzieningen De ambitie ten aanzien van CO2-reductie is 30%. Hieronder vallen energiebesparende technieken en toepassing van duurzame energie. Het nieuwe te bouwen Shell-lab zal een substantieel onderdeel van het toekomstige energiegebruik voor zijn rekening nemen. Naar onze globale inschatting is ook bij dit lab het ambitie-niveau haalbaar.
3.1
Energiebesparing bij woningen, stedenbouwkundige aspecten
Het energiegebruik van woningen bestaat uit warmtevraag in het stookseizoen, warmtapwatervraag en elektriciteitsvraag (verhouding in nieuwbouw ongeveer 1:1:2). Hoge dichtheden hebben sowieso een gunstig effect op warmteverliezen (flat versus vrijstaand huis). Voor het benutten van zonne-energie ten behoeve van de warmtevraag en de warmtapwatervraag is de gevel- en dakoriëntatie van belang. Voor het benutten van de zonnewarmte is directe zoninstraling noodzakelijk. Hiervoor moeten de gebruiksruimten, voorzien van een hoog glaspercentage, georiënteerd zijn op het zuiden. Voor het aanbrengen van zonneboilers in gevel of dakvlakken is eveneens de oriëntatie van deze vlakken op het zuiden van belang. Men kan denken aan een in hoogte oplopende bebouwing richting het noorden.
3.2
Energiebesparing bij kantoren, stedenbouwkundige aspecten
Bij kantoren is directe zoninstraling van minder belang omdat het stookseizoen bij kantoren korter is en eerder oververhitting optreedt. Wel is de toetreding van zonlicht (indirect, diffuse zonnestraling,) van belang vanwege het hoge stroomverbruik voor verlichting. Slanke gebouwen met een relatief korte gemiddelde afstand van de werkplek tot de gevel scoren goed vanwege een lager energiegebruik voor verlichting en ventilatie, functies die bij voorkeur door de gevel worden vervuld. In de wijk is een meer noordelijke positie van kantoren (indirect licht is voor een kantoor voldoende) ten opzichte van woninghoogbouw optimaal.
3.3
Vervoer
Het energiegebruik voor vervoer vertegenwoordigt bijna de helft van het totale energiegebruik van een wijk met woningen en kantoren. De persoonsverplaatsingen bij kantoren zijn frequenter dan bij woningen. Vandaar is voor kantoren een locatie vlak bij openbaar vervoeraansluitingen optimaal.
ECN-C--04-053
43
Het onderbrengen van auto’s in ondergrondse parkeerruimtes is gunstig met betrekking tot de mogelijkheden in de wijk voor beplanting (in plaats van parkeerplaatsen) maar ook voor de daglichtbenutting. Het alternatief, een parkeergarage, is immers een gebouw met veel geveloppervlak maar weinig behoefte aan licht (daglichteconomie). In dat “licht” is de geconcentreerde parkeervoorziening (ik lees hier parkeergarage) minder gunstig. Voorzieningen met een lage lichtbehoefte (bioscoop, theater, disco) passen in de kern van de bebouwing (in de kunstlichtzone).
3.4
Microklimaat
De ruimte tussen de bebouwing kan op verschillende manieren worden gebruikt. Om plaatselijke oververhitting in de zomer (en bijbehorende behoefte aan koeling) te voorkomen is het raadzaam om voldoende verdampend oppervlak te creëren in plaats van verhard oppervlak. Beplanting in de wijk zorgt voor schaduw en verdamping en voorkomt het ontstaan van overmatige warmtestraling van steenachtige oppervlakken op warme dagen.
3.5
Energieopwekking
Gebruik maken van restwarmte van de industrie via een warmtenet levert de grootste CO2reductie op (tot 80%). Ook het aftappen van warmte uit energiecentrales levert een aanzienlijke CO2-reductie (wellicht meer dan 50%). Het installeren van een eigen centrale in de wijk en benutting van de warmte ervan (warmtekracht) kan gunstig zijn bij een grote elektriciteitsvraag (bijvoorbeeld grote ICT bedrijvigheid). Bij de toepassing van een warmtenet moet rekening worden gehouden met ruimtegebruik voor leidingtracés, hulpwarmteketels en dergelijke. De uitgangspunten van flexibel en intensief ruimtegebruik laten dat eigenlijk niet toe.
3.6
Beheer
De beheersvorm drukt een zwaar stempel op de mogelijkheden voor energiebesparende ontwikkelingen. Grond in eigendom is een van de beste uitgangssituaties. Hierbij kunnen energiebesparende maatregelen en energiezuinig beheer voor nu en in de toekomst worden vastgelegd in grondcontracten. Bij bedrijfsverzamelgebouwen en woongebouwen moeten in de huurcontracten mogelijkheden worden vastgelegd voor het verrekenen van kostenverlaging door energiebesparing en investeringen voor energiebesparende maatregelen (een soort ketenbeding inbouwen in het contract). De consequenties van het beleid van “Verruimde Reikwijdte” in Amsterdam moet ook in de contracten worden vastgelegd zodat in de toekomst de gemeente sturend kan optreden ten aanzien van energiegebruik.
3.7
Combinatie kantoor-woning
Uit energetisch oogpunt is de situering van woningen boven kantoren voordeliger dan andersom (zoninstraling; warmte stijgt op). Het benutten van overtollige warmte uit kantoren (bijvoorbeeld voor warmtapwater) is ingewikkeld en wordt nog niet toegepast volgen onze informatie. De ombouw van kantoren naar woningen v.v. is lastig vanwege voorzieningen als balkons, ventilatie, verdiepinghoogte, beheer, etc. Geluidbelaste locaties zijn eerder geschikt voor kantoren dan voor woningen mede in verband met het toelaatbare geluidsniveau en de manier van ventileren (bij kantoren vaak mechanisch).
44
ECN-C--04-053
3.8
Samenvatting van een aantal aspecten
Tabel 3.1 Energie-opties ontwikkeling voormalig bedrijfsterrein opmerkingen compact en slank bouwen; natuurlijke ventilatie zongericht bouwen zonneboilers voor warmtapwater ook collectief bevorderen fietsverkeer en openbaar vervoer ook over water verbindingen photovoltaïsche zonnepanelen absorptiewarmtepompsystemen met te onderzoeken (t.o.) bodemwarmte restwarmte labs t.o., warmte-aanbod te sterk wisselend? benutting afvalwarmte industrie warmtekracht met warmtenet kort stookseizoen, ruimte voor leidingen? seizoenopslag van warmte en koude te weinig koudevraag windenergie hinder oppervlaktewater met warmtepompen
kansrijk ++ ++ ++ ++ ++
-----
Toepasselijke figuren uit eerdere DEGO-publicaties:
Figuur 3.1 La Defense In de wijk la Defense (Parijs) heeft men geprobeerd langs de as van de wijk veel groen en water (verdampend oppervlak) te concentreren. Het effect op de totale wijk is inmiddels door de sterke groei geminimaliseerd. Donkere gebouwen nemen voor de omgeving veel licht weg. In het kolossale gebouw rechts op de voorgrond heeft men geprobeerd om door een uitsparing en door een glazen atrium daglicht in de kern van het gebouw te brengen. Het stervormige gebouw heeft veel geveloppervlak.
ECN-C--04-053
45
daglicht
ventilatie
Figuur 3.2 Vergroting van de lucht- en lichttoetredingsmogelijkheden in bedrijfsgebouwen door vergroting van het geveloppervlak (blokken in plaats van stroken)
Figuur 3.3 Verkleining van warmteverliesgevend oppervlak door verticale stapeling
Figuur 3.4 Stedenbouwkundige varianten: blokken en stroken Schematische weergave (2 plattegronden en daaronder 3 zij-aanzichten) van lichttoetreding als gevolg van oplopend bouwen (links in figuur) en lichttoetreding als gevolg van het bouwen in blokken (rechts in figuur). Door in noordelijke richting oplopend te bouwen wordt de schaduwwerking van gebouwen verminderd mits het meest noordelijke gebouw grenst aan een gebied dat weinig licht behoeft zoals een (water-)weg of industrie. Door in blokken te bouwen (rechts in figuur) en niet in stroken neemt de lichttoetreding toe. Op maaiveldniveau is immers het percentage hemelafdekking door blokbebouwing kleiner dan bij strookbebouwing. Door de meest noordelijk bebouwing wel als strook uit te voeren wordt zonodig een geluidswering verkregen ten opzichte van een achterliggende weg.
46
ECN-C--04-053
urban heat island profile 33
graden celsius
32
31
30
29
28 DOWNTOWN
URBAN RESIDENTIAL
COMMERCIAL
PARK
SUBURBAN RESIDENTIAL
RURAL FARMLAND
RURAL
Figuur 3.5 Het Urban Heat Island effect Het Urban Heat Island effect; verhoging van de piek in de buitenluchttemperatuur tijdens warme zomerdagen in centra met hoogbouw (ref. Berkeley university).
ECN-C--04-053
47
4.
STADSVERWARMING
Opdracht van de Milieudienst Amsterdam aan ECN naar aanleiding van de bijeenkomst over stadsverwarming met het energiebedrijf: 1) Het bestuderen van de gegevens van het energiebedrijf en vergelijken met gegevens uit eerdere publicaties van ECN. 2) Het schetsen van de consequenties van het gebruik van een warmtenet voor de CO2-uitstoot voor een aantal situaties: a) het aansluiten van bestaande woningen en kantoren op een bestaand en op een nieuw aan te leggen net b) het aansluiten van nieuwe woningen en kantoren op een bestaand en op een nieuw aan te leggen net
4.1
Resultaat van onze bevindingen
Het onderwerp van de bijeenkomst was “Stadsverwarming” en daarom zal ons commentaar op de presentatie van Nuon zich richten op cijfers die rechtstreeks met dit onderwerp te maken hebben. Hieronder worden de verschillen tussen de getallen uit het ECN-rapport “Warmtevoorziening nieuwbouw Bijlmermeer” (ECN-CX--00-068) uit het jaar 2000 en de actuele Nuon getallen aangegeven: Tabel 4.1 Uitgangspunten voor berekening stadsverwarming ECN Nuon ** ketelrendement [%] 95 70 75
CO2-besparing
door
toepassing
van
verklaring van het verschil ECN nam EPN getal, Nuon nam praktijkmeting met hoger tapwateraandeel dan gemiddeld bijstookfactor 0,25 0,17 0,17 voortschrijdend inzicht, Nuon heeft praktijkmeting rendement centrale 44 54 54, ECN rekende met “opwekkingsmix” van dat opwekking [%] 35 moment, Nuon met Diemer centrale pompenergie [%] 10 2 5 ECN gaat uit van Novem getal, Nuon van praktijkmeting verschil elektriciteit 48 kWh 300 kWh 48 Nuon rekent geen hulpenergie voor pompen en ketel en warmtenet /jr kWh regelingen in de woning bij het warmtenet warmtevraag volgens praktisch bij praktijkmetingen van Nuon gebruikten die EPN gemeten woningen aanzienlijk meer dan uit de EPC zou blijken inzet 15% hulpwarmteketels ledingverliezen [%] 5-30 20 Het effect op de CO2-uitstoot voor beide scenario’s is in de bijlage te zien: het ECN model komt uit op ongeveer 12% CO2-reductie en het Nuon model rond de 62% reductie. In de EPC wordt een warmtenet gekoppeld aan een STEG installatie gewaardeerd op 21% CO2-reductie voor een referentiewoning. De waarden in de kolom ** zijn een inschatting van de waarden die voor de huidige situatie zouden kunnen gelden. Daarbij zijn we ervan uitgegaan dat de uitgangspunten voor de praktijkmetingen van de Nuon representatief zijn voor de huidige situatie waarbij voor de posten ketelrendement, pompenergie en ketelelektriciteit aan de waarden van Nuon een eigen interpretatie is gegeven op basis van onze ervaringen. Gezien de tijdsbesteding van slechts enkele dagen aan deze opdracht is het niet mogelijk hiernaar een gericht onderzoek te doen. Het
48
ECN-C--04-053
is aan te bevelen om de door Nuon genoemde getallen door een onpartijdig instituut te laten controleren. Als toelichting op de kolom ** kan het volgende worden opgemerkt. Het ketelrendement is hoger gekozen dan het Nuon-getal omdat in dit getal het elektriciteitsverbruik van verwarmings- en warmtapwaterinstallaties in een huis met een warmtenetaansluiting niet zijn verdisconteerd. Het verbruik van 300 kWh/jr uur bij een HRketel is het totale elektriciteitsverbruik van de ketelinstallatie (ketelventilator, pomp, regelingen, klepsturing). Voor de vergelijking met het warmtenetsysteem moet hiervan dus het elektriciteitsverbruik van het warmtenetsysteem worden afgetrokken (secundaire pompjes en regelingen). Het verschil tussen beide verbruiken is 48 kWh ten nadele van de HR-ketel. Met dit verschil-verbruik moet dus worden gerekend in de vergelijking. Verder kan worden opgemerkt dat de toepassing van lage temperatuurverwarming (LTV) het rendement van een ketelinstallatie aanzienlijk op kan krikken terwijl het verbruik van een woning met een warmtenetaansluiting geen profijt heeft van LTV. Het getal voor centrale opwekking is in tweeën gedeeld: 54 en 35 procent om de volgende reden. Men zou kunnen redeneren dat voor een warmtenet dat gebruik maakt van warmte uit de Diemercentrale de rendementsgetallen worden gebruikt die door de Nuon voor die centrale worden opgegeven inclusief de bijstookfactor van die centrale. Echter voor de gederfde elektriciteitsopbrengst wordt elektriciteit ingezet die elders in het land wordt opgewekt. Het ligt daarom voor de hand om voor de opwekking van de gederfde elektriciteit het gemiddelde rendement van de “opwekkingsmix” van Nederland op dit moment te kiezen. Volgens opgave van Nuon is dit rendement 35%. Dit veroorzaakt dus een geringe extra toename van de CO2uitstoot bij toepassing van een warmtenet. Voor de pompenergie is gekeken naar andere warmtenetten en de getallen die in de literatuur voor pompenergie worden opgegeven (5%). Deze energie is verdisconteerd in het getal voor leidingverliezen. Voor de leidingverliezen gelden verschillende uitgangspunten in verschillende situaties. Bij de opbouw van een warmtenet (bij nieuwbouw) is het systeem als het ware overgedimensioneerd omdat nog niet de volle capaciteit wordt benut. In oude wijken is de warmtevraag per hectare hoger en zullen de leidingverliezen lager zijn dan in een nieuwbouwwijk met een lage dichtheid van de warmtevraag. Daarentegen is de warmtapwatervraag in nieuwe woningen gemiddeld veel hoger dan in oude waardoor de specifieke leidingverliezen in de zomer afnemen. Bij kantoren is sowieso van een lagere benutting sprake omdat het stookseizoen korter is dan bij woningen en omdat in de zomer door kantoren nauwelijks warmtapwater wordt afgenomen. Bij deze situaties van lagere benutting van het warmtenet dan mogelijk is zullen de leidingverliezen dienovereenkomstig toenemen. Bij kantoorwijken is het wellicht mogelijk om het warmtenet ’s zomers buiten bedrijf te stellen waar door de leidingverliezen sterk afnemen. Door stimulering van het gebruik van het warmtenet kan de benutting worden vergroot en zullen de leidingverliezen afnemen. Over de inzet van hulpwarmteketels en leidingverliezen worden geen eenduidige uitspraken gedaan door Nuon en ECN. De inzet van hulpwarmteketels zal variëren, afhankelijk van vele factoren zoals de benuttingsgraad van het warmtenet, de aanwezigheid van warmtebuffers, het uur van de dag, onderhoud aan de centrale, de actuele prijs van warmte en elektriciteit, et cetera. De gevoeligheid van de CO2-uitstootvariatie is voor deze effecten (hulpwarmte en leidingverliezen) gering zoals blijkt uit de tabel 2 hieronder.
4.2
Absorptiekoeling
Het stookseizoen in kantoren is aanzienlijk korter dan bij woningen en er is nauwelijks warmtapwatervraag in de zomer. Om de warmte-afname in de zomer op een redelijk niveau te kunnen handhaven zou men kunnen denken aan de toepassing van absorptiekoeling. De
ECN-C--04-053
49
koudevraag in kantoren in de zomer is echter meestal aanzienlijk lager dan de warmtevraag in de winter. De toepassing van absorptiekoeling in kantoren kan afhankelijk van de gekozen uitgangspunten bovendien een aanzienlijke toename van de CO2-uitstoot veroorzaken ten opzichte van compressiekoeling. Men zou daarom beter kunnen kiezen voor het stilleggen van de warmtelevering voor kantorenwijken in de zomer in plaats van het toepassen van absorptiekoeling.
4.3
Modelstudies
De hierboven beschreven situaties zijn doorgerekend met behulp van een eenvoudige model dat in de 0 aan het eind van het rapport te zien is. De resultaten van deze eenvoudige modelstudies zijn samengevat in onderstaande tabel: Tabel 4.2 CO2-reductie bij verschillende uitgangspunten voor stadsverwarming case centr.op leiding+pom hulpwarmt ketelrendecompr. CO2w. rend. p verliezen e inzet [%] ment [%] koeling reductie [%] [%] [%] [COP] ECN 2000 44 30 15 94 12 Nuon 2002 54 20 15 70 62 ** 54/35 25 15 75 40 verliezen 54/35 30 15 75 36 hulpwarmte 54/35 30 20 75 32 ketelrendmnt 54/35 30 20 85 23 abs.koeling 54 25 15 5 -100 idem 54 25 15 4 -63 Toelichting op de tabel: ** komt overeen met aannamen in tabel 1 De cases “verliezen” en “hulpwarmte” en “ketelrendement” geven de gevoeligheid weer voor deze factoren. De case “absorptiekoeling” geeft de toename van de CO2-uitstoot weer bij toepassing van het warmtenet voor absorptiekoeling van kantoren. De case “idem” geeft de situatie weer waarbij vergeleken wordt met compressiekoeling met een lagere COP dan wat op dit moment mag worden verwacht bij grote installaties.
4.4
Conclusie
De uitkomst met betrekking tot de CO2-reductie varieert sterk bij verschillende uitgangspunten. Of de reductie boven de door de EPC toegekende waarde van 21% blijft hangt af van de “hardheid” van de getallen. Een onafhankelijke beoordeling van de praktijkgetallen van Nuon is daarom gewenst om tot een definitieve beoordeling te kunnen komen. De benuttingsgraad van een warmtenet in kantorenwijken is slechter dan bij woningen (hogere leidingverliezen). De inzet van absorptiekoeling is hiervoor geen oplossing omdat de CO2-uitstoot hierdoor sterk stijgt.
50
ECN-C--04-053
5.
OPTIMALE ISOLATIE TEN OPZICHTE VAN VERWARMING EN KOELING
De grote kantoorgebouwen (bruto vloeroppervlak rond de 10000 m2) zijn vaak voorzien van topkoeling of van volledige conditionering waarvan intensieve koeling deel uitmaakt. De vraagstelling van de Dienst Milieu en Bouwtoezicht te Amsterdam luidde als volgt. Bij toenemende isolatie van een gebouw zal de warmtevraag dalen maar de koelvraag zal stijgen. Bij welke isolatiewaarde zal het optimum zijn bereikt?
5.1
Omschrijving onderzoek
We gaan ervan uit dat onder het optimum de situatie wordt verstaan waarbij het primaire energiegebruik het laagst is. De veronderstelling dat bij toenemende isolatie de warmtevraag afneemt en de koelvraag toeneemt is maar ten dele waar. In die gevallen dat de veronderstelling waar is zal alleen dan een optimum optreden wanneer bij verdere isolatie de warmtevraag minder daalt dan dat de koelvraag stijgt. We stellen daarom voor om andere onderzoeksvragen te stellen. Die luiden als volgt: 1. In welke gevallen zal bij toenemende isolatie de warmtevraag niet dalen en de koelvraag niet stijgen en waarom? 2. In welke gevallen zal er mogelijk een optimum optreden? 3. Hoe kan eventuele toename van koelenergie en het achterwege blijven van een afname van de verwarmingsenergie bij extra isolatie worden voorkomen?
5.2
Omschrijving van de werkzaamheden. 1. Globale analyse van koel- en warmtevraag bij grote kantoorgebouwen met koeling. 2. Beknopte beschrijving van de meest voorkomende klimaatinstallatietypes met koeling voor de genoemde sector. 3. Bespreking van het effect van isolatie op warmtevraag en koelvraag bij de belangrijkste installatietypen aan de hand van aanwezige ervaringsfeiten en cijfermateriaal. 4. Conclusies en aanbevelingen voor de Dienst.
We stellen dus voor om niet via nieuwe simulaties maar door redeneren op basis van ervaringsfeiten en reeds gedane dynamische energievraagberekeningen tot conclusies te komen. De reden hiervoor is dat een paar simulaties een te beperkt beeld geven van de werkelijkheid waarin ook per gebouw zich allerlei verschillende gebruikssituaties voordoen. De resultaten zouden niet betrouwbaar genoeg zijn en de inspanning om ze wel betrouwbaar te maken voor die ene situatie zou erg groot worden.
ECN-C--04-053
51
5.3
Globale analyse van koel- en warmtevraag
Globaal beschouwd wordt de koelvraag bij kantoorgebouwen veroorzaakt door de volgende warmtebronnen: Tabel 5.1 Warmtebronnen in kantoren die koelvraag veroorzaken onderdeel Watt per m2 toelichting vloeroppervlak** Interne warmteafgifte door apparatuur 10 een pc per persoon warmte warmteafgifte door mensen 10 80 W per persoon warmteafgifte door 10 kunstlichtbronnen Externe instraling van zonne-energie 5 verloopt van oostgevel via warmte zuidgevel naar westgevel transmissie, ventilatie* variabel totaal 40 +... *Deze post bestaat uit warmtetoevoer door de gevel als het buiten warmer is dan binnen en uit naar binnen gezogen warme buitenlucht waarmee het gebouw wordt geventileerd. Bij 5 graden temperatuurverschil is de transmissie ongeveer 2 Watt/m2 en de ventilatie ongeveer 15 Watt/m2 afhankelijk van het ventilatievoud. Deze warmteverliezen zijn recht evenredig met het temperatuurverschil tussen binnen en buiten. **Alle warmtebronnen zijn omgeslagen over het aantal vierkante meters vloeroppervlak van een kantoor. Daarbij is er vanuit gegaan dat de betreffende kantoorruimte niet dieper is dan ongeveer 5 meter en een buitengevel heeft van ongeveer 4 meter. Ook de helft van de gang is meegerekend. Bovenstaande getallen kunnen in de praktijk sterk verschillen. Efficiënte zonwering kan de instraling met maximaal 80% reduceren. Door zonwering worden echter de mogelijkheden voor het terugdringen van de hoeveelheid kunstlicht en daarmee verbonden warmteafgifte bemoeilijkt. Zonwerend glas verhoogt de warmtevraag in de winter en de energievraag voor kunstlicht in de zomer meestal sterker dan dat de koelvraag door dit glas wordt verminderd. De warmteafgifte door kantoorapparatuur heeft de afgelopen decennia sterk gefluctueerd. Ook koffieapparatuur, copiers en printers moeten tot kantoorapparatuur worden gerekend. De warmteafgifte door mensen, die per persoon verschillend is, wordt sterk beïnvloed door de activiteit. Bij afgezogen plafondarmaturen komt toch ook nog een groot deel van de door de lichtbron ontwikkelde warmte in de ruimte (tenminste 20%, meestal veel meer). Naast de vaste basisverlichting zal ook losse verlichtingsapparatuur warmteontwikkeling geven. Alle gebouwen in de Nederlandse klimaatzone hebben verwarming. Sommige gebouwen hebben natuurlijke ventilatie (door ramen en raamroosters), anderen hebben mechanische ventilatie. De inblaaslucht wordt bij mechanische ventilatie gefilterd en opgewarmd in een zogenaamde luchtbehandelingskast. In deze kast zit ook de toevoerventilator en meestal ook een geluiddemper. Deze kast bevindt zich meestal op de zolder, op het dak of in de kelder van een gebouw en is aangesloten op de luchtkanalen die de lucht tot in alle kamers van het gebouw brengen. In elke ruimte kan men (tenzij ze zijn weggewerkt) de inblaasroosters in het plafond ontdekken. Aan de buitenzijde is het aanzuigrooster in de gevel zichtbaar waardoor de luchtbehandelingskast buitenlucht aanzuigt.
52
ECN-C--04-053
5.4
Beknopte beschrijving van de meest voorkomende klimaatinstallatietypes met koeling
In deze notitie gaat het over gebouwen die naast verwarming en ventilatie ook zijn voorzien van installaties voor koeling, bevochtiging en/ of ontvochtiging. Twee varianten komen hier aan de orde: De zogenaamde topkoelingsinstallatie en de volledige airco, die voorzien is van een centrale voorkoeling, voorverwarming en vochtregeling en een naregeling per kantoorruimte.
5.4.1 Installaties voor beperkte koeling (zogenaamde topkoeling). Bij beperkte koeling zit in de luchtbehandelingskast naast een verwarmingselement ook een koelelement. Dit element koelt maar zorgt daarbij meestal ook automatisch voor ontvochtiging van de lucht. Droge lucht voelt op warme dagen prettiger aan omdat de koeling van het menselijk lichaam zelf door de droge lucht beter werkt. Het vocht op de transpirerende huid verdampt dan makkelijker en zorgt daarbij voor afkoeling.
vloer
Figuur 5.1 Kantoor met luchtbehandeling; bij topkoeling wordt in de luchtbehandelingskast naast het verwarmingselement ook nog een koelelement gemonteerd waar doorheen door een koelmachine afgekoeld koud water stroomt (schema uit SBR 213)
5.4.2 Installaties voor volledige klimatisering (zogenaamde airconditioning). Bij volledige klimatisering zitten in de luchtbehandelingskast naast een vóórverwarmingselement ook een koel-, een bevochtigings- en een naverwarmingselement. Bij dit soort installaties vindt men in de kantoren zelf bijna altijd ook nog verwarmings- en koelelementen die zorgen voor een naregeling van de temperatuur. De warmte- en koudevraag kan immers per kantoorruimte sterk verschillen. De naregeling vindt plaats door zogenaamde convectoren waardoor lucht de ruimte instroomt en waarin koel- en verwarmingselementen zitten. Deze elementen worden gevoed door respectievelijk koud en warm water. De lucht wordt centraal zo veel ontvochtigd dat bij nakoeling in de ruimte geen condens meer ontstaat. Deze elementen bevinden zich vaak onder het raam of in ieder geval bij de buitengevel. Er zijn talloze varianten in airconditioninginstallaties. De meeste werken met elementen in een luchtstroom die van kouder of warmer water worden voorzien en zo de ruimtetemperatuur regelen. Er zijn ook de zogenaamde all-air systemen. Die werken met een variabele hoeveelheid koude of warme lucht die wordt toegevoerd aan een ruimte naar gelang de koude- of warmtevraag. Er zijn ook steeds meer installaties die werken met stralingsplafonds. Hierbij circuleert dus geen lucht als
ECN-C--04-053
53
"drager" om koude of warmte te verspreiden in de ruimte. Er is dan natuurlijk nog wel een luchtverversingssysteem aanwezig.
vloer
Figuur 5.2 Kantoor met volledige klimatisering (schema uit SBR 213)
5.4.3 Bespreking van het effect van isolatie op warmtevraag en koelvraag Om het effect van isolatie op verwarmings- en koelenergie te kunnen bestuderen kijken we naar twee gevallen: een goed en een slecht geïsoleerd gebouw. Daarbij worden een aantal vaste uitgangspunten aangenomen. De vergelijking gaat in eerste instantie over kantoren in een kantoorgebouw die gelegen zijn in de noordgevel (ter vereenvoudiging; kantoren achter oost-, zuid- en westgevels vertonen ieder verschillende effecten door de zoninstraling). Randeffecten van onderste, bovenste en zijgevel- kantoren wordt buiten beschouwing gelaten. Deze aanname is gerechtvaardigd omdat het gaat over grote kantoorgebouwen met een vloeroppervlak van rond de 10000 m2. Voorts nemen we aan dat het om een relatief lichte gevelconstructie gaat, dat de interne massa laag is en dat het glaspercentage rond de 25% ligt. De interne warmtebelasting ligt in de categorie laag, middel of hoog (respectievelijk 20, 35 en 50 Watt per m2). Voor deze situatie gelden de volgende verwarmings- en koelenergieën: Tabel 5.2 Energiegebruik van kantoren zonder koeling energiegebruik in m3 Rc = 1,5 m2K/W Rc = 3,0 m2K/W 2 aeq*/m geen koeling; verwarming koeling totaal verwarming koeling totaal* interne warmtebelasting: ** * laag*** 7,6 -13,3 6,5 -12,3 middel 4,6 10,7 3,8 9,9 hoog 3,1 9,5 2,7 9,1 Bron: SBR 300, 1994 * m3 aardgasequivalenten per m2 bruto vloeroppervlak per jaar **totaal betekent inclusief transportenergie: pompen en ventilatoren. ***De interne warmtebelasting ligt in de categorie laag, middel of hoog (respectievelijk 20, 35 en 50 Watt per m2) en bestaat uit warmte-afgifte door personen (10), verlichting (10) en apparaten (respectievelijk 0, 15 en 30 W/m 2).
54
ECN-C--04-053
Tabel 5.3 Energiegebruik van kantoren met koeling energiegebruik in Rc = 1,5 m2K/W Rc = 3,0 3 2 m aeq*/m interne verwarming koeling totaal** verwarming koeling totaal** warmtebelasting Topkoeling laag*** 8,5 2,2 18,2 7,5 2,2 16,4 middel 5,8 2,2 15,8 4,9 2,2 15,5 hoog 4,0 2,2 15,2 4,3 2,2 15,7 volledige klimatisering laag 8,6 0,8 17,4 8,2 0,9 17,1 middel 8,1 3,9 20,2 7,8 4,7 20,7 hoog 8,2 10,4 26,8 8,1 11,7 28,0 Bron: SBR 300, 1994 * m3 aardgasequivalenten per m2 bruto vloeroppervlak per jaar **totaal betekent inclusief transportenergie: pompen en ventilatoren. ***De interne warmtebelasting ligt in de categorie laag, middel of hoog (respectievelijk 20, 35 en 50 Watt per m2) en bestaat uit warmte-afgifte door personen (10), verlichting (10) en apparaten (respectievelijk 0, 15 en 30 W/m 2).
5.4.4 Het effect van topkoeling op de warmte- en koudevraag Uit de getallen in Tabel 5.3 (topkoeling, derde en vijfde kolom) kunnen we opmaken dat voor het hierboven geschetste geval bij topkoeling de koelenergie niet wordt beïnvloed door de isolatiegraad van het gebouw. Met andere woorden: door verbetering van de isolatie kan op verwarmingsenergie worden bezuinigd terwijl dat geen nadelige effecten heeft op de koelenergie. Dit kan als volgt worden verklaard. Topkoeling wordt voornamelijk toegepast bij buitentemperaturen die rond 20 graden liggen en hoger. Hierbij is de warmteafgifte door de geïsoleerde gebouwschil naar buiten gering. Minder isolatie draagt dus nauwelijks bij aan de koeling van het gebouw. Waarom is de warmtevraag bij een gebouw met koeling meer dan 10% hoger dan bij een gebouw zonder koeling? In de winter wordt overwegend verwarmd, in de zomer overwegend gekoeld als een koelinstallatie voorhanden is. In de tussenseizoenen wordt afwisselend verwarmd en gekoeld. Het weer kan per dag omslaan van overwegend koud naar overwegend warm. Ook zijn er in de tussenseizoenen warme dagen en koude nachten mogelijk. Bij een gebouw zonder koeling kan de gebouwmassa in de tussenseizoen behoorlijk warm zijn (22- 24 graden) na een (paar) warme dag(en). In de daarop volgende koudere dagen hoeft dan niet meteen te worden gestookt. Bij gebouwen met topkoeling wordt de gebouwmassa niet zo warm. Er moet dus eerder worden begonnen met stoken.
5.4.5 Het effect van volledige klimatisering op de warmte- en koudevraag Bij volledige klimatisering heeft de isolatiegraad een grote invloed op zowel de warmte- als de koudevraag (zie Tabel 5.3, volledige klimatisering, derde en vijfde kolom). Bij hogere interne warmtebelastingen stijgt de koudevraag veel meer dan dat de warmtevraag afneemt. Een verdere toename van de isolatie zal de warmtevraag verder doen afnemen en de koudevraag nog sterker doen toenemen. Het optimum voor de isolatie ligt ver onder het wettelijk voorgeschreven isolatieniveau (Rc=2,5 m2K/W). Meer isoleren heeft dus geen zin, minder isoleren is niet toegestaan. Bij lage interne warmtebelastingen zou er wel een optimum in de isolatiedikte kunnen zijn dat boven het wettelijk voorgeschreven niveau ligt. Hier neemt immers volgens de tabel bij verhoogde isolatie de warmtevraag sterker af dan de koudevraag toeneemt.
ECN-C--04-053
55
Bij verhoging van de interne warmtebelasting of verandering van de regelstrategie1 zal dit optimum verschuiven of verdwijnen. Het feit dat de koelenergie zo sterk stijgt bij hogere isolatiewaarde (zie Tabel 5.3, volledige klimatisering, derde en vijfde kolom) kan worden verklaard uit een toegenomen inefficiëntie bij het handhaven van de binnentemperatuur. De warmtevraag is immers hoger dan zonder koeling het geval zou zijn geweest (zie Tabel 5.2). In de volgende alinea wordt dit effect aan de hand van een voorbeeld uitgelegd. In volledig geconditioneerde kantoren wordt in het koelseizoen2 de aangezogen buitenlucht van bijvoorbeeld 18 of 22 graden, die voor ventilatie wordt ingeblazen, voorgekoeld tot 16 graden. In ruimtes die geen of minder koeling nodig hebben wordt deze lucht naverwarmd tot 21 graden. Als het gebouw beter wordt geïsoleerd zal de temperatuur van de voorgekoelde lucht lager worden gekozen bijvoorbeeld op 15 graden. Hierbij wordt de lucht in de ruimtes waar minder koeling nodig is meer opgewarmd. Per saldo neemt de verwarmingsenergie toe bij hogere isolatiegraad van het gebouw. Dit ongewenste effect kan worden voorkomen op verschillende manieren. Het ontvochtigen bij volledige klimatisering kost ook nog extra verwarmingsenergie ten opzichte van topkoeling.
5.4.6 Overige globale effecten Bij zwaardere gebouwen is de koellast over de hele linie lager en bij hoge interne warmtebelasting neemt de verwarmingsvraag sterker af dan bij lichte gebouwen. Bij hoge glaspercentages (bijvoorbeeld 70%) neemt de warmte en de koudevraag sterk toe (rond 20%). Bij hoge interne warmtebelasting is de koellast ongeveer gelijk aan dat van gebouwen met 25% glas in de gevel. De koudevraag is het hoogst op de zuidwestgevel daarna komt zuidoost, zuid, west, oost, noordwest noordoost en tenslotte noord.
5.5
Conclusies en aanbevelingen
Algemene conclusies zijn uit dit onderzoek niet te trekken. Alleen voor de hierboven geschetste situatie kunnen conclusies worden getrokken die alleen in dat geval gelden. De aanbevelingen hebben een wat bredere geldigheid.
5.5.1 Conclusies Bij gebouwen met topkoeling is het in energetisch opzicht zinvol om de isolatie van de gebouwschil beter te maken dan wettelijk is voorgeschreven. In financiële zin levert het minder op dan bij woningen omdat het stookseizoen korter is door de hogere interne warmtebelasting en omdat de bedrijfstijd van de centrale verwarmingsinstallatie ook korter is (avond en weekendsluiting). Bij gebouwen met volledige klimatisering is geen eenduidige strategie te bepalen. Bij gebouwen met een hoge interne warmtebelasting (50 W/m2 of hoger) heeft, bij de meest voorkomende 1
bij het comfortonderzoek is een ontwikkeling gaande om de ingestelde waarde voor de binnentemperatuur afhankelijk te maken van de buitentemperatuur en de geschiedenis van de buitentemperatuur. Bij een langdurige warme periode gaan mensen wennen aan de warmte en ook hun kleding aanpassen. Het is dan prettiger om de binnentemperatuur naar boven toe bij te stellen. Volledige klimatisering gaat dan steeds meer op topkoeling lijken en dan kan verdere verhoging van de isolatiewaarde weer interessant worden. 2 Het koelseizoen is globaal genomen de tijd buiten het stookseizoen, waarbij koel- en stookseizoen elkaar een aantal weken kunnen overlappen.
56
ECN-C--04-053
installatietypen, verhogen van de isolatiewaarde een averechts effect. Het totale energiegebruik voor verwarmen en koelen wordt hoger. (Bij lagere interne warmtebelasting (20 W/m2 of lager) kan het systeem van volledige klimatisering zuiniger werken dan topkoeling. De totale energievraag voor verwarmen en koelen is dan lager dan bij topkoeling. De isolatie kan dan iets hoger worden gekozen (dan 3,0 m2K/W) zonder ontoelaatbare toename van de koelvraag. Als de warmtebelasting in een van de ruimtes toeneemt (tot 35 W/m2 of hoger) verdwijnt dit voordeel echter weer)
5.5.2 Aanbevelingen De toename van koelenergie (en vaak daarmee gepaard gaande toename ven verwarmingenergie) door extra isolatie kan als volgt worden verminderd. Vermindering van de koellast: • Bij volledig klimatisering op 21 of 22 graden kan veel verwarmings- en koelenergie worden bespaard door in het koelseizoen de ingestelde binnentemperatuur met enige vertraging mee te laten stijgen met de buitentemperatuur naar bijvoorbeeld 23 of 24 graden. (gebouwbeheerssystemen die dit kunnen zijn in ontwikkeling) • Energiezuinige kantoorapparatuur. • Goede zonwering; lichtdoorlatende zonwering waardoor minder kunstlicht nodig is, • Daglichtgeregeld kunstlicht. Koelen bij de bron: • copiers en printers in een aparte ruimte met apparatuurafzuiging, • computers, servers in aparte ruimte met verhoogde temperatuurgrens, Efficiënte koeling: • verhogen van de luchttemperatuur na centrale voorkoeling (dus minder voorkoeling in de luchtbehandelingskast en meer, beter op de vraag afgestemde nakoeling in de kantoren zelf). Dat kan als de locale koelcapaciteit in het kantoor zelf wordt verhoogd door sterkere recirculatie of koelplafonds, • Weggekoelde warmte van gekoelde ruimtes gebruiken voor het verwarmen van ruimtes met een warmtevraag. Er zijn nog andere manieren om de koelvraag van kantoren te verminderen. Hierboven zijn echter alleen de maatregelen genoemd die een relatie hebben met de onderzoeksvraag.
ECN-C--04-053
57
6.
NIEUWBOUW KANTORENCOMPLEX
Aan ECN-DEGO werd gevraagd om de energieprestatieberekeningen die door verschillende ingenieursbureaus voor een groot nieuwbouw kantorencomplex waren gemaakt te controleren. Ook de motivatie voor de verschillende systeemkeuzes die door de bureaus waren gemaakt moest worden onderzocht. Deze vragen werden gesteld in het kader van de verlening van de bouwvergunning. Het antwoord op het tweede deel van de vraagstelling wordt hieronder weergegeven.
6.1
Vergelijking natuurlijke en mechanische ventilatie voor kantoorgebouwen
Natuurlijke ventilatie kan net zo zuinig zijn als mechanische ventilatie en zelfs zuiniger. Natuurlijke ventilatie werkt uitsluitend wanneer de gebruiker het raam of het rooster opent. Als het buiten koud is zal hij dat zeer spaarzaam doen, als het buiten warm is vaker. Hij gebruikt dus weinig extra warmte en geen ventilatorelektriciteit. Mechanische ventilatie met warmteterugwinning van gangbare kwaliteit (terugwinrendement 50-60%) gebruikt dus nog altijd 50-40% van de benodigde warmte voor de ventilatielucht. De ventilatorenergie die met mechanisch ventileren gemoeid is bedraagt zo’n 30% van de totale ventilatie-energie (warmte+elektriciteit). Natuurlijke ventilatie heeft dus voordelen en dit komt vaak ook tot uitdrukking in een betere EPC-score (mechanische ventilatie met hoogrendement warmteterugwinning, hoger dan bijvoorbeeld 70%, en toerenregeling scoort wel beter dan natuurlijke ventilatie). Bij zomernachtventilatie is natuurlijke ventilatie zelfs essentieel omdat hierbij hoge ventilatievouden vereist zijn. Als hierbij mechanische ventilatie wordt toegepast gebruikt deze bijna net zoveel energie als een koelmachine voor hetzelfde koelvermogen.
6.2
Grote glaspercentages
De stelling van het ingenieursbureau dat grote glasoppervlakken (50% tot 100%) energetisch gezien veel voordelen bieden deel ik niet. Het warmteverlies en de koelbehoefte zijn groter dan bij normale glaspercentages (rond 30%) en het daglichtaanbod zal in veel gevallen problemen geven door een te grote helderheid en contrast. Er zal een groot verschil optreden tussen wel en niet door zon beschenen gevels hetgeen grote gevoelstemperatuurvariaties (en regelproblemen) teweeg zal brengen. Het warmteverlies door transmissie voor sommige bouwdelen is 50% hoger dan bij een gemiddeld gebouw! Voor de koelvraag betekent het een nog grotere toename op de desbetreffende gevels. Als de overdaad aan daglicht op eenvoudige wijze wordt bestreden (rolschermen neer) dan is het voordeel van overdadige daglichttoetreding teniet gedaan (kunstlicht wordt aangeschakeld). Een systeem met seizoenopslag van warmte en koude in de bodem is voor een dergelijk gebouw een bijna onontbeerlijke voorwaarde om aan de EPC te kunnen voldoen.
6.3
Betonkerntempering
De installatie op basis van betonkerntempering kan voordelen hebben maar is ook traag en weinig flexibel. Het is nauwelijks mogelijk om de ruimtetemperatuur aan eenieders persoonlijke smaak aan te passen omdat immers de vloer van de ene ruimte het plafond van de onderliggende ruimte is. Als deze ruimten ook nog een verschillende functies hebben (bijvoorbeeld kantoor en woonruimte) of de ene ruimte geniet zoninstraling en de ander ruimte niet dan ontstaan naar mijn gevoel grote regeltechnische problemen. De onmogelijkheid om de ruimtetemperatuur plaatselijk naar beneden toe bij te stellen en om nachtverlaging toe te passen zal in principe een hoger energiegebruik tot gevolg hebben dan bij een systeem met niet in het gebouw geïntegreerde verwarmings- en koellichamen. Dit blijkt niet uit de EPC-berekening omdat dit
58
ECN-C--04-053
een veel te grove rekenmethodiek is. De extra systemen voor extra verwarming of koeling kunnen in de methodiek niet worden meegenomen. Ik zou graag voorbeelden zien van een werkend systeem op basis van het hier genoemde principe. Ik ken alleen het systeem van Kiefer maar dat werkt met luchtvoerende buizen. Peutz kent het systeem ook niet. Het systeem van betonkerntempering heeft als grote voordeel dat in de nacht de betonmassa van het gebouw afgekoeld kan worden met behulp van de relatief koude buitenlucht. Deze mogelijkheid wordt echter niet benut.
6.4
Plafond inductie-units
Het systeem van plafond inductie-units kan energiezuinig werken als zo min mogelijk gebruik wordt gemaakt van voorgekoelde en voorverwarmde lucht. Vaak moet voorgekoelde lucht weer worden opgewarmd bij een bepaalde ruimte omdat die ruimte geen koeling vraagt (bijvoorbeeld omdat die ten opzichte van zoninstraling in de schaduw ligt). Dit staat gelijk aan “energievernietiging”. Het is beter om de locale nakoelers en naverwarmers volledig te benutten alvorens de lucht te gaan voorkoelen of -verwarmen. Hoewel dit niet door de EPC wordt gevraagd vind ik eigenlijk dat een installatieadviseur moet aantonen dat hij geen energie “vernietigt” als er sprake is van een combinatie van koel- en verwarmingssystemen. Ik vind dat een EPC berekening voor een dergelijk groot en (vanwege de grote glasvlakken) energieintensief object onvoldoende is als energierapport of energieconcept. De adviseur zou een meer uitgebreid energieconcept moeten maken waaruit blijkt dat verantwoord met energie wordt omgaan. Is dit binnen de huidige wet milieubeheer te eisen?
6.5
Oppervlaktewater als bron
Het bronsysteem dat gebruik maakt van het oppervlaktewater is een systeem dat veel zorg en onderhoud vergt. Naar onze informatie wordt het innamepunt door een dam van de vaargeul gescheiden zodat er weinig of geen krachten optreden op de constructie. In rustig water wordt de constructie waarschijnlijk weldra overwoekerd door organisch materiaal. De warmtewisselaars zullen regelmatig moeten worden ontdaan van flora en fauna waarvan sporen en eitjes de filters passeren. Het is voor een goede werking van het systeem belangrijk dat het innamepunt dieper dan 8 meter ligt.
ECN-C--04-053
59
7.
ENERGIEGEBRUIK KANTOORTOREN AMSTERDAM
In het kader van de wet milieubeheer en verruimde reikwijdte vroeg DMB aan DEGO om enkele energiebesparende maatregelen voor toepassing in een grote kantoortoren onder de loep te nemen.
7.1
Beschrijving van de energetische kenmerken
Het gebouw omvat 45000 m2 bruto vloeroppervlak, hoofdzakelijk in gebruik als kantoorruimte. Door de compacte bouw is het warmteverliesgevend schiloppervlak relatief veel kleiner dan bij kantoren van doorsnee omvang. Er is gekozen voor een gesloten schil. Dit houdt in dat de ramen niet geopend kunnen worden. Het glas is zonwerend en er kan een rolscherm worden gebruikt om de zon buiten te houden. Het kunstlicht wordt geschakeld op de lichtsterkte van het daglicht waartoe aan de buitengevel op een aantal hoogten daglichtsensoren zijn aangebracht. De inblaaslucht wordt geconditioneerd op een temperatuur rond de 16 graden. De binnenlucht wordt geconditioneerd met behulp van luchtrecirculatie-units en een koud- en warmwatersysteem. Apparaten worden geconditioneerd met behulp van de binnenlucht. De ventilatielucht wordt per verdieping door aanwezigheid in- en uitgeschakeld. De bedrijfstijden van de ruimten in het gebouw zijn onregelmatig en strekken zich vaak uit over 24 uur per dag. De belasting van een aantal ruimten is hoog, onder andere de zogenaamde dealing rooms van banken waar veel mensen en apparatuur voor een grote koellast zorgen. Het elektriciteitsverbruik van deze ruimten is navenant hoog. Elektriciteit, warm- en koudwater worden geleverd door een centrale die buiten het gebouw is opgesteld. Deze centrale bestaat uit warmtekrachtsets, absorptie, en centrifugaalkoelmachines, en waterkoelers op buitenlucht. De warmte wordt behalve door het gebouw ook door woningen in de buurt gebruikt. In de winter wordt rechtstreeks met buitenlucht koudwater voor koeling gemaakt. De warmtekrachtsets worden op warmtevraag geregeld. De centrale wordt bedreven door het energiebedrijf.
60
ECN-C--04-053
7.2
Status van het energiegebruik
2000 1800 warmte [GJ] 1600
koude [GJ] el. [MWh]
1400
1200 1000 800 600 400 200 0 jan
feb
mrt
apr
mei
jun
jul
aug
sep
okt
nov
dec
Figuur 7.1 Verdeling energiegebruik kantoortoren over het jaar (warmte, koude, elektriciteit) Het warmtegebruik in de grafiek vertoont een normale verdeling over het jaar die overeenkomt met de graaddagenverdeling van hetzelfde jaar (afwijking binnen 10%). Ondanks de grote interne warmteproductie door het hoge elektriciteitsgebruik blijft er ook in de zomer een resterende warmtevraag aanwezig. Dit is te verklaren uit het feit dat alle overtollige warmte wordt weggekoeld zodat het geen bijdrage kan leveren aan de verwarming van het gebouw. In de winter is de koudevraag lager dan het elektriciteitsverbruik. Dit houdt in dat warmte door koeling wordt afgevoerd en ook gebruik wordt gemaakt van afvoer van warmte naar buiten door ventilatie. Het elektriciteitsverbruik over het jaar is vrijwel constant. In de zomer is geen daling te zien van de verlichtingsenergie door de hogere daglichtintensiteit. Hoewel de verlichtingsenergie slechts een klein deel van het totale elektriciteitsverbruik uitmaakt zou het effect van daglichtsturing te zien moeten zijn in de verbruiksgetallen. Ook de zomervakantieperiode is niet te onderkennen. Deze effecten worden kennelijk versluierd door andere verschijnselen of treden niet op.
7.3
Bespreking van het energiegebruik
Hieronder wordt het energiegebruik voor verwarming, koeling en elektriciteit besproken.
ECN-C--04-053
61
7.3.1 Verwarming Het gebouw gebruikt evenveel energie voor verwarming als een gemiddeld modern kantoorgebouw. Door zijn compacte bouw heeft het echter slechts ongeveer de helft van deze hoeveelheid energie nodig. De oorzaak van het hoge energiegebruik voor verwarming ligt in het feit dat het gebouw gekoeld wordt binnen nauwe temperatuurgrenzen. Tijdens een rondgang in het gebouw werd opgemerkt dat flenzen, afsluiters, kleppen en dergelijke niet geïsoleerd zijn. Het warmteverlies dat hierdoor wordt veroorzaakt, geeft een dubbel energieverlies omdat het aanleiding geeft tot extra koelvraag.
7.3.2 Koeling De koeling vindt plaats door centrale voorkoeling van de ingeblazen lucht en nakoeling in elke kantoorruimte. De inblaaslucht heeft een constante temperatuur van rond de 16 graden. Ruimten die geen koeling behoeven, bijvoorbeeld omdat er geen warmte-ontwikkeling is, worden naverwarmd, ruimten die extra koeling nodig hebben worden plaatselijk nagekoeld. De eerste categorie ruimten (met weinig of geen koelbehoefte) moet bij dus bij buitentemperaturen tussen 16 en 21 graden (1500 uur per jaar) worden naverwarmd nadat de inblaaslucht eerst was afgekoeld. Door dezelfde lucht eerste te koelen en later na te verwarmen gaat dus energie voor verwarmen en koelen verloren ten opzichte van systemen zonder voorkoeling van de in blaaslucht. Het aantal ruimten dat wordt verwarmd terwijl niemand aanwezig is (en er dus geen of weinig koelbehoefte is) bedraagt gemiddeld meer dan 20% in kantoorgebouwen. Het gaat hierbij om mensen die veel op reis zijn maar ook om deeltijdbanen en vakantie. De gemiddelde afwezigheid van verwarmde kantoorruimten in de Kantoortoren zal hoger zijn vanwege het 24uursbedrijf. De verliezen door voorkoelen en naverwarmen zijn dus navenant hoog. Ruimten met veel warmte-ontwikkeling die extra moeten worden gekoeld omdat de inblaaslucht (16 graden) niet voldoende koeling geeft maken gebruik van de nakoeling per ruimte. Daarbij kan de binnenlucht worden gerecirculeerd en afgekoeld tot bijvoorbeeld 16 graden. Als de buitentemperatuur lager is dan 9 a 10 graden kan deze koeling indirect met buitenlucht worden gerealiseerd (koelwatertemperatuur in dit geval: 13 graden) en kunnen de koelmachines worden gestopt. Er zijn echter in het gebouw ook ruimten die zoveel koeling (of ontvochtiging) nodig hebben dat een koelwatertemperatuur van 6 graden nodig is. Water afkoelen tot 6 graden kan met buitenlucht die kouder is dan 3 graden. Voor deze toepassing moeten de koelmachines dus bij buitentemperaturen onder de 9 graden doordraaien en wel tot 3 graden (het aantal uren tussen 9 en 3 graden is 2600 uur per jaar). De Kantoortoren heeft een koudwatersysteem waarvan de aanvoertemperatuur voor het hele gebouw centraal wordt ingesteld en geregeld. De ruimten met de hoogste koudevraag bepalen dus voor het gehele gebouw de koudwater aanvoertemperatuur. Als de koelsystemen voor sterk gekoelde ruimten zou worden ontkoppeld van de koelsystemen voor de licht tot matig gekoelde ruimten dan zou voor de laatste twee categorieën de koelmachines bij buitentemperaturen tussen 9 en 3 graden niet hoeven te draaien. Het verminderen van het aantal draaiuren van de absorptiekoelmachines en de warmtekrachtinstallaties kan strijdig zijn met het belang van het energiebedrijf omdat de terugverdientijd van de installaties langer wordt. Het is dus de vraag of het energiebedrijf bereid is in deze optie te investeren. Een mogelijkheid om een hogere koudwatertemperatuur voor de sterkst gekoelde ruimten te creëren is een andere manier van koelen. Hiertoe moeten deze ruimten in kaart worden gebracht en per ruimte worden onderzocht hoe de warmte effectief kan worden afgevoerd. Vaak is dit mogelijk door afzuiging van apparaten, kasten, racks of meubels of het apart zetten van apparatuur die veel warmte ontwikkelt en het afzuigen van deze ruimten. Hierdoor ontstaat een lagere koudevraag, een beter werkklimaat (minder inblaaspunten van onaangenaam koude lucht en dus minder tocht), een grotere betrouwbaarheid (want minder afhankelijk van het koelsysteem) en lagere kosten voor koudevraag.
62
ECN-C--04-053
7.3.3 Elektriciteit Het elektriciteitsverbruik per vierkante meter bruto vloeroppervlak van kantoorgebouwen kan sterk verschillen. Hierna is geprobeerd een aantal categorieën te onderscheiden en het verbruik van de Kantoortoren aan de hand van deze categorieën te interpreteren. 1. Energiezuinige kantoren verbruiken rond 50 kWh/jr/m2. Dit is te danken aan energiezuinige verlichting, een combinatie van mechanische en natuurlijke ventilatie, toepassing van passieve koeling en zuinige schakelingen voor apparatuur. 2. Een gemiddeld kantoor gebruikt rond 70 kWh/jr/m2. 3. Een bedrijfsverzamelgebouw waarin veel ict-bedrijven gevestigd zijn gebruikt rond de 90 kWh/jr/m2. 4. Het volledig geconditioneerde hoofdkantoor van de Kommerzbank te Frankfurt dat geheel in gebruik is als bankgebouw maar voor het overige veel weg heeft van de Kantoortoren heeft een verbruik van 125 kWh/jr. Veel van de functies die in de Kantoortoren worden uitgeoefend zijn vergelijkbaar met die van het Kommerzbankgebouw. Toch is het elektriciteitsverbruik van de Kantoortoren hoger dan dat van het Kommerzbankgebouw: 148 kWh/jr. 5. Een kopieerbedrijf gebruikt ongeveer 250 kWh/jr/m2. 6. Computerruimten zoals die in gebruik zijn bij de communicatiebedrijven als bijvoorbeeld KPN gebruiken in sommige gevallen zelfs 1000 kWh/jr/m2 of meer. Ruimten in de zesde categorie gebruiken vaak 30% van de elektriciteit voor koeling. Nader onderzoek van deze ruimten en de manier waarop ze gekoeld worden kan veel winst opleveren. In sommige gevallen kan de koelenergie bijna geheel worden vermeden door een andere aanpak. Dit levert per jaar een aanzienlijk kostenbesparing op ten aanzien van energie en onderhoud terwijl de bedrijfszekerheid van de installaties wordt verhoogd. Een nader onderzoek naar dit soort en andere soorten ruimten met een dergelijk extreem hoog energiegebruik in de Kantoortoren is sterk aan te bevelen.
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 ge m id de ld zu ka in nto ig o Ko ka r m nto Re mer or mb zba n r c o and k m t p o ve .KP ren rz N am /EC N el ge b. ic t re pr o
kWh/m2
elektricitsverbruik per jaar
Figuur 7.2 Elektriciteitsverbruik van categorieën kantoorgebouwen Het kunstlicht in de Kantoortoren wordt op dit moment aan- en uitgeschakeld (dus niet gedimd) in relatie tot de intensiteit van het daglicht. Hiertoe wordt het daglicht op een aantal hoogten aan de buitenzijde van elke gevel gemeten. Aan de hand van deze meting wordt het kunstlicht in een groot aantal kamers op een aantal verdiepingen die aangesloten zijn op de betreffende daglichtsensor vrijgegeven. Het zal duidelijk zijn dat de donkerste van deze kamers maatgevend is voor het moment waarop het kunstlicht wordt vrijgegeven. Ook omdat het glas in de gevel
ECN-C--04-053
63
getint is wordt reeds op een vrij hoog daglichtniveau het kunstlicht ontstoken. Het dimmen van het kunstlicht per gang of per armatuur zou veel meer besparing opleveren.
7.3.4 Opwekking Het rendement van de opwekkingsinstallaties moet worden vergeleken met de rendementen die gehaald worden door de centrale elektriciteitsopwekking en conventionele koelmachines. Hierbij moet worden geconstateerd dat het rendement van de elektriciteitsopwekking door de locale installaties aanmerkelijk lager is dan bij de centrale opwekking (38% tegen 48%) terwijl de COP van de absorptiekoeling die door locale installaties wordt gebruikt slechts 0,7 is tegen 5 voor een goede compressiekoelmachine. Grote winst op het gebied van CO2 –reductie moet dan ook niet worden verwacht van de locale installatie. De financiële winst is echter wel aanzienlijk omdat dure elektriciteit voor compressiekoeling wordt vervangen door goedkope (afval-)warmte voor absorptiekoeling opgewekt door aardgas. Meer dan de tweederde van de verwarmingsenergie van het gebouw zou kunnen worden geleverd door de condensors van de compressiekoelmachines. De koelmachines worden in dat geval dus ook ingezet als warmtepomp. Om dit mogelijk te maken moeten alle warmtewisselaars voor verwarming worden vergroot zodat een lage temperatuurverwarming ontstaat. Deze optie concurreert sterk met het warmtekrachtbedrijf van de huidige installatie.
7.4
Conclusies en aanbevelingen
Het energiegebruik van de Kantoortoren is hoog ten opzichte van vergelijkbare gebouwen en bedrijven. Door een aantal eigenschappen van het gebouw die in het ontwerpstadium werden vastgelegd zijn de mogelijkheden voor energiebesparing beperkt. De volgende eigenschappen zijn beperkend: 1. de manier van zonwering, 2. dichte gevel dus geen mogelijkheden voor natuurlijke ventilatie en passieve koeling, 3. vóórkoeling van de ventilatielucht, nauwe grenzen voor binnentemperatuurvariatie, 4. koudelevering door derden, dus beperkte invloed op manier van koudeopwekking, 5. hoge temperatuurverwarming. De resterende mogelijkheden voor energiebesparing zijn: 1. dimmen van kunstlicht door meer geavanceerde regeling voor een kleiner aantal armaturen of per armatuur, 2. isolatie van ongeïsoleerde delen van de verwarmingsinstallatie, 3. een nader onderzoek naar bedrijven/ruimten in de Kantoortoren met een hoger elektriciteitsverbruik dan 120 kWh/jr per vierkante meter en mogelijkheden om koeling van deze ruimten te optimaliseren.
64
ECN-C--04-053
8.
VERVANGING ENERGIECE NTRALE KANTORENCOMPLEX
Bij de renovatie van een groot kantoren en zalencomplex vroeg de gemeente Amsterdam aan de eigenaar om een gedetailleerd energierapport waarin de ombouw van de energiecentrale en het toekomstige energiegebruik beschreven staan. Hieronder volgt een uittreksel uit de rapportage en het commentaar van DEGO. De energiecentrale die nu aan vervanging toe is (leeftijd 18 jaar) bestaat uit een gasmotor gekoppeld aan een warmtepomp en aan een noodstroomgenerator. De set vervult drie functies, te weten: verwarmen, koelen en noodstroomproductie. De warmte-opwekking in de centrale gebeurt door middel van een warmtepomp die op de as van een gasmotor is gekoppeld. De bron van de warmtepomp is de warmte in de uit het gebouwencomplex afgezogen lucht. Voor warmte-opwekking worden de motorwarmte, de warmtepomp, stadsverwarming en gasketels gebruikt. De warmteopwekking door motorwarmte en warmtepomp bespaart ten opzichte van warmteopwekking door gasketels ongeveer 60% CO2, de warmte-opwekking door het stadsverwarmingsnet bespaart ongeveer 50%. Warmteterugwinning uit de ventilatielucht door middel van gekoppelde warmtewisselaars in afzuig- en toevoerlucht, dus zonder warmtepomp, zou ongeveer 50% CO2 besparen. Deze techniek was in de jaren 80 nog geen gemeengoed, nu wel. Met de huidige technieken is ook een warmteterugwinrendement van 85% haalbaar, maar die techniek is in deze situatie niet toepasbaar gezien structuur van de ventilatie-installaties. Daarom kan men ondanks het ontbreken van deze typen warmteterugwinning en dankzij de beschreven efficiënte opwekking spreken van een energiezuinige warmtevoorziening: 10% CO2 –reductie ten opzichte van gangbare toepasbare technieken. De tweede functie van de installatie is koelen. Hierbij wordt de gasmotor-warmtepomp gebruikt voor een koelcyclus waarbij de motorwarmte niet wordt benut. Hierbij wordt dus alleen de “kracht”-functie van de warmtekrachtset gebruikt. Dit gebeurt nu echter slechts 1100 vollasturen per jaar tegen 2200 vollasturen in warmte-opwekkingsbedrijf. Hierdoor wordt dus op dit moment aan de eis voldaan dat meer dan 2/3 van de warmte moet worden benut. Er zijn drie punten van aandacht ten aanzien van het koelbedrijf: • Tijdens de renovatie van de gebouwen zijn op veel plaatsen vliesgevels ofwel tweede huidgevels toegepast. Het is bekend dat deze extra gevels een verhoging van de koelvraag en een verlaging van de warmtevraag tot gevolg hebben. Hierdoor wordt vrijwel zeker de door de Milieudienst als maximaal beschouwde hoeveelheid nutteloos afgevoerde warmte overschreden. • Afhankelijk van de waarde die men aanneemt voor het rendement van de centrale elektriciteitsopwekking in Nederland wordt door het beschreven koelbedrijf extra CO2 geproduceerd ten opzichte van een elektrisch gedreven koelmachine. Bij een gangbare aanname van 42% centrale opwekkingsrendement treedt een verhoging van de CO2-uitstoot op van 20% door het relatief lage rendement van de motor van 35%. • Op grond van ervaringen met vergelijkbare situaties ben ik van mening dat de COP voor koeling van 3,77 van deze installatie niet erg hoog is en voor verbetering vatbaar. Omdat het vermogen van de warmtekrachtset bijna 20% hoger wordt gekozen ten behoeve van de noodstroom-functie (de derde functie van de set), zal de motor tijdens zijn bedrijfsuren vrijwel nooit op vollast draaien maar bijna altijd in deellast. Dit zal tijdens de hele levensduur van de motor een kracht- ofwel rendementvermindering opleveren van ongeveer 4% (dus 4% meer CO2) ten opzichte van wat met de huidige stand der techniek mogelijk is. In de oude situatie lag de benutting van de motor hoger (lager motorvermogen). Er is dus geen sprake van een zuivere 1 op 1 vervanging. Deze situatie is naar mijn mening niet in overeenstemming met
ECN-C--04-053
65
het huidige beleid ten aanzien van de CO2-reductiedoelstellingen die voorschrijft dat de huidige stand der techniek als minimum moet worden aangehouden Dat betekent in dit geval zoveel mogelijk vollasturen. Het genoemde rendementsverlies kan op verschillende wijzen worden tenietgedaan of gecompenseerd. Bij sommige motoren kan het deellastrendement worden opgekrikt door cilinders uit te schakelen. Men kan ook proberen om het rendementsverlies te compenseren door de warmtepomp verder te optimaliseren (vanwege de toch al matige prestaties in koelbedrijf, zie boven). Dit is op verschillende manieren mogelijk: • het vergroten van de doorlaat van zuig- en persaansluitingen • het vergroten van warmtewisselend oppervlak in verdamper en condensor • het toepassen van een elektronisch gestuurd expansieventiel waardoor het deellastrendement van de warmtepomp kan worden opgekrikt. Wellicht zijn er nog andere manieren (toepassing expansieturbine?) om het rendement te verhogen.
8.1
Conclusie
Op basis van de gepresenteerde gegevens kan worden geconcludeerd dat de energiecentrale op het gebied van warmte-opwekking beter en op het gebied van koude-opwekking slechter presteert dan wat volgens de huidige stand der techniek mag worden verwacht. Deze goede en minder goede prestaties houden elkaar redelijk in evenwicht en zouden dus geen extra maatregelen eisen. Echter in de nieuwe situatie zal de warmte en koudevraag verschuiven richting koudevraag en zullen de minder goede prestaties van de koude-opwekking de boventoon gaan voeren. De overdimensionering van de motor ten behoeve van de noodstroom verslechtert de prestatie van de set in zijn geheel in orde van grootte van 4%. Naar mijn mening is deze verslechtering niet in overeenstemming met het huidige CO2 beleid (installatie moet voldoen aan huidige stand der techniek met betrekking tot de CO2 uitstoot). Door extra efficiëntieverhogende maatregelen kan mijns inziens deze extra uitstoot gecompenseerd worden. Suggesties daartoe worden hierboven genoemd.
8.2
Resultaat optimalisering
Uit het definitief ontwerp blijkt dat gekozen is voor een kleinere motor (G3508 in plaats van de oorspronkelijke G3512), grotere warmtewisselaars, etc. Ook blijkt dat het rendement voor krachtopwekking door de kleinere motor met 3% toeneemt ten opzichte van de oorspronkelijke configuratiekeuze (hetgeen ook ongeveer te verwachten was). Voorts is door een geoptimaliseerde dimensionering van de installatie voor het winterbedrijf een aanvullende rendementsverbetering bereikt van 3,5 procent. Voor het winterbedrijf komt de rendementsverbetering totaal op ongeveer 6,5%. Voor het zomerbedrijf komt de totale rendementsverbetering op zo’n 6% ten opzichte van het vorige ontwerp. De huidige koudefactor van de koelmachine ten opzichte van het koelbedrijf met R507 (situatie vóór ombouw) is zelfs aanzienlijk verbeterd (meer dan 25%).
8.3
Slotconclusie
Het rendement van het geoptimaliseerde ontwerp is aanzienlijk beter (meer dan 6%) dan dat van het voorlopig ontwerp en ook aanzienlijk beter dan dat van de oorspronkelijke installatie en voldoet ruimschoots aan de huidige stand van de techniek.
66
ECN-C--04-053
9.
ENERGIEBESPARENDE MAATREGELEN HOTEL
De energierapportage van een hotel in Amsterdam beschreef het energiegebruik en de mogelijkheden voor energiebesparing. Omdat de voorgestelde energiebesparingen ver achterbleven bij de verwachtingen hierover vroeg DMB aan DEGO om aan de hand van de rapportage een zo compleet mogelijke lijst van energiebesparingen te maken. Hieronder volgt die lijst met een inleidende tekst. De hier genoemde suggesties geven niet meer dan een indicatie van hetgeen wellicht mogelijk is. Een gesprek met de technische dienst van het hotel, eventueel samen met de installatieadviseur kan de richting van verdere uitwerking aangeven. Tabel 9.1 Energiebesparende maatregelen voor een hotel nr onderwerp
1 2
3 4
5
6
7 8 9
globaal geschatte besparing
Warmteopwekking: Wordt de complete ketelinstallatie hooggestookt terwijl alleen de 5% op het gasverbruik warmtapwaterboilers op hoge temperatuur moeten worden gehouden? Als van de warmtekracht-installatie (wkk) in de zomer warmte wordt vernietigd is een absorptiekoelmachine wellicht een oplossing om nuttig gebruik te maken van deze warmte. Waarom wordt er niet meer warmte van de wkk gebruikt dan nu het geval is bijvoorbeeld voor warmtapwater? Door bij de bestaande koelmachine een watergekoelde condensor te 10% op het gasverbruik plaatsen kan ongeveer 25% van de warmte voor warmtapwater door de koelmachine worden geleverd. Warmteterugwinning uit de douchewaterafvoer van de hotelkamers 5% op het gasverbruik Keukens: Worden in de keukens inductiekappen toegepast (dit zijn 2% op het gasverbruik afzuigkappen met buitenluchtcirculatie waardoor minder warme lucht van binnen naar buiten wordt geventileerd)? Wordt in de keukens warmteterugwinning toegepast in de 2% op het gasverbruik afwasmachines? Worden de afwasmachines gevoed met warmtapwater en welke temperatuur is hiervoor nodig? Op welke temperatuur wordt gewassen (bij een hoge wastemperatuur is ook hier voeden met warmtapwater interessant)?
De op handen zijnde renovatie van hotelkamers: 10 Wordt in de nieuwe installatie warmteterugwinning uit de 10% op het gasverbruik ventilatielucht toegepast? 11 Hoe wordt in de nieuwe installatie energievernietiging voorkomen (verwarmen en koelen)? 12 Met welke bezettingsgraad is gerekend bij het bepalen van de terugverdientijd van ventilatorregeling? Is bij deze berekening ook de vermindering van het gasverbruik meegenomen omdat minder ventilatielucht moet worden opgewarmd?
ECN-C--04-053
67
Verlichting: 13 Het vervangen van de voorschakelapparaten heeft ook financieel voordeel wat betreft de langere levensduur van tl-buizen en verminderde koelenergie. Is dit financieel voordeel meegenomen in de berekening? 14 Wordt onnodig branden van licht en het draaien van de airco in de hotelkamers voorkomen door automatische uitschakeling door pasje of sleutel wanneer de gast zijn kamer verlaat? 15 Wordt de verlichting van de verkeersruimtes (gangen, trappen, etc.) geregeld door aanwezigheidsschakelaars en dimmers? 16 Is de verlichting en de koeling van de zalen eenvoudig en efficiënt regelbaar en bedienbaar? 17 Het terugdringen van de verlichtingsenergie zal ook de koelenergie terugdringen. maatregel 1 t/m 12 totaal 34% op het gasverbruik maatregel 13 t/m 17 totaal 10% op het elektriciteitsverbruik
68
ECN-C--04-053
10.
ENERGIETARIEVEN 2003
In de wet milieubeheer staat onder meer dat energiebesparende maatregelen moeten worden uitgevoerd volgens het alara-principe. Hiermee wordt bedoeld dat het energiegebruik "as low as reasonably acceptable" moet zijn. Een terugverdientijd van 5 jaar voor energiebesparende investeringen valt volgens deze wet onder de term "alara". Voor de berekening van de terugverdientijd speelt de energieprijs een belangrijke rol. Vandaar de vraag van DMB: hoe zit de energieprijs in elkaar?
10.1
Algemeen
Liberalisatie van de markt Betreffende het vrijkomen van de laagste categorieën wordt het uitgangspunt voor elektriciteit anders geformuleerd dan vorig jaar. Onder de laagste categorie worden op dit moment aansluitingen onder de 80 ampère en verbruiken onder 100000 kWh verstaan. De datum voor liberalisatie van de laagste categorie van elektriciteit wordt waarschijnlijk verplaatst naar 1 juli 2004. Groene energie mag altijd van anderen worden betrokken (ook vòòr de liberalisatie). Tijdelijke tarieven 2003 In het algemeen geldt dat alle transporttarieven tijdelijk zijn. Er zijn door de regering nog geen besluiten genomen over de energietarieven van 2003. Daarom worden in de meeste gevallen de tarieven van het derde kwartaal van 2002 nog geldig verklaard. Echter, de verhoging van de REB is wel definitief en ook veranderingen van leveringstarieven.
10.2
Gas
Een grootverbruiker rekent eens per maand af en een kleinverbruiker eens per jaar. Tabel 10.1 De indicatieve kosten voor gas in EURO centen per m3 0 - 5.000 m3 incl. REB, excl. BTW grootverbruikers
5.000 m3 170.000 m3
(34,8)* (28,5) 36,8 30,2 *Tussen haakjes zijn de getallen gegeven van vorig jaar.
170.000 m3 m3 1 miljoen m3 (18) 1 milj.-3 milj.: 17 16
Voor de grotere kleinverbruikers en voor de grootverbruikers zijn nog geen actuele tarieven vastgesteld en hanteert men het tarief van het derde kwartaal 2002. Ook bij Continuon Netbeheerder worden de tarieven van 2002 voorlopig gehanteerd. Er is een verschil tussen eerste acht maanden en de rest van het jaar. Deze getallen zijn gedeeltelijk in de Nuon cijfers hierboven verwerkt (verder wacht Nuon waarschijnlijk ook op definitieve getallen). Voor tuinders en wkk gelden aparte tarieven en ook voor verbruiken boven 10 miljoen m3. Ook groen gas bestaat. Dit heeft een laag REB tarief van 4,5 ct per m3. Alle REB op gas is 4% hoger geworden
ECN-C--04-053
69
10.3
Elektriciteit
Tabel 10.2 De indicatieve kosten van elektriciteit in EURO centen kleinverbruiker3 laagspanning4 middenspanning middenspanning5 (bijv. 3600 (bijv. 70.000 (bijv. 200000 (bijv. 6 milj. kWh/jr) kWh/jr) kWh/jr) kWh/jr) gem. totaal per (11,8)* (11,1) (6,6) kWh 10 9,3/9,4 9,0 7,1 incl. REB excl. BTW *Tussen haakjes zijn de getallen gegeven van vorig jaar. Elektriciteitstarieven Nuon De tariefstructuur van Nuon is veranderd, in ieder geval in de manier van presenteren. Er zijn geen overzichten meer zoals vorig jaar. Voor kleinverbruikers zijn er twee variabelen: enkel of dubbel (dag/nacht) telwerk in de meter en het ampèrage waarop de aansluiting is begrensd (hoofdzekering). Na het invullen van deze gegevens vindt men op de Nuon-site de all-in tarieven voor die groep. Voor grootverbruikers moet altijd een offerte aangevraagd worden. Die offertes worden automatisch aangemaakt voor de categorie onder de 6 miljoen kWh en vermogens onder 2 megawatt. Daarboven moet men contact opnemen met een verkoper van Nuon om een prijs te krijgen. Bij de REB hoort ook een vaste teruggave van 142 euro per jaar voor grootverbruikers. Deze is onzichtbaar geworden omdat de elektriciteitsbedrijven één tarief hanteren waar de REB in zit. De REB op groene stroom wordt in de loop van dit jaar verlaagd maar de leveringsprijs gaat dan evenredig omhoog zodat het eindresultaat hetzelfde blijft. NB. Voor de vrije markt-aansluitingen heeft elke aansluiting een op afstand uitleesbaar telwerk. Nuon biedt aan om de uitlezingen per dag te verstrekken aan de verbruiker. Dit maakt het voor die gebruiker mogelijk om energiemanagement te doen op basis van deze gegevens. Dit kan voor hem zeer waardevol zijn. Toelichting per elektriciteitscategorie Een grootverbruiker rekent eens per maand af en een kleinverbruiker eens per jaar. Grootverbruikers Voor grootverbruikers van elektriciteit heb ik weer de gegevens genomen van ECN met dien verstande dat ik het verbruik op 6 miljoen heb gesteld (was 10 miljoen) en het vermogen op 2000 kW (was 2200 kW). Dit heb ik gedaan in verband met de begrenzingen van het systeem van automatische offertes van de Nuon site (boven deze bedragen moet men persoonlijk contact zoeken). De elektriciteitstarieven voor grootverbruikers tot 6 miljoen kWh per jaar zijn gezakt (zie noot 5). De systeemdiensten en aansluitbijdragen (2,5%) heb ik voor 2003 niet kunnen vinden maar
3
Bij de berekening van vorig jaar is een jaarverbruik van 71.000 kWh genomen. Voor dit jaar heb ik een lager getal genomen. 4 Het lage getal is voor 25 ampere- en het hoge getal voor een 80 ampere-aansluiting. In het getal van vorig jaar is bij het omrekenen van gulden naar eurocent een foutje geslopen: bij het MDA tarief is het guldentarief uit de ECN notitie gedeeld door 2, dit moet 2,2 zijn. 5 Om goed te kunnen vergelijken moet men ook voor vorig jaar met de lagere kWh en kW waarden rekenen. In dat geval komt het tarief voor vorig jaar op 7,3 ct uit. In de praktijk zakt de prijs dus.
70
ECN-C--04-053
ze zijn er wel6. Grote verschillen zitten in de regulerende energiebelasting (REB): meer dan 3% hoger. Deze wordt in het tarief verwerkt. Men kan dus zeggen dat het tarief van Nuon sterk gedaald is maar dat de REB deze daling gedeeltelijk teniet doet. Kleinverbruikers Voor kleinverbruikers wordt het tarief incl. BTW opgegeven ook al gaat het om bedrijven. Ik heb twee verschillende situaties met dubbel telwerk uitgerekend: 25A en 80A. Het kleinverbruikerstarief wordt in 2003, afhankelijk van de aansluitwaarde, rond de 9,3 cent per kWh (was 10,4/10,1 in 2002). Dit is dus een verlaging ten opzichte van 2002 van ongeveer 10% ondanks de verhoging van de REB (die bij lage jaarverbruiken relatief zwaar doortelt). De tarieven van Nuon zijn duidelijk lager dan vorig jaar. Bij kleinverbruiker met een laag verbruik (hier is 3600 kWh per jaar genomen) gaat de kWh prijs omlaag van 11,8 naar 10,3 eurocent per kWh
10.4
Samenvatting
Voor gas en elektriciteit geldt dat een grootverbruiker eens per maand afrekent en een kleinverbruiker eens per jaar. Voor elektriciteit geldt ook hetgeen al gezegd is in de notitie: bij kleinverbruikers wordt het vermogen niet gemeten bij grootverbruikers wel. De elektriciteitsbedrijven werken voor bedrijven (grootverbruikers) al helemaal op basis van offertes afgestemd op de situatie bij de klant behalve voor kleinverbruikers. De kleinverbruikers komen waarschijnlijk pas op 1 juli 2004 vrij. De grens voor kleinverbruikers ligt bij 80 ampère en 100.000 kWh. De tarievenoverzichten: Tabel 10.3 De indicatieve kosten voor gas in EURO centen per m3 0 - 5.000 m3 incl. REB, excl. BTW grootverbruikers
36,8
5.000 m3 170.000 m3 30,2
Tabel 10.4 De indicatieve kosten voor elektriciteit in EURO centen kleinverbruiker laagspanning (bijv. 3600 (bijv. 70.000 kWh/jr) kWh/jr) gem. totaal per 10 9,4 kWh incl. REB excl. BTW
6
170.000 m3 m3 1 miljoen m3 17 1 milj.-3 milj.: 16
middenspanning (bijv. 200000 kWh/jr) 9,0
middenspanning (bijv. 6 milj. kWh/jr) 7,1
De site van Continuon is continue niet te bereiken
ECN-C--04-053
71
11. [1] [2] [3] [4] [5] [6]
[7]
[8] [9] [10] [11]
72
REFERENTIES Milieudienst Amsterdam, Milieubeleidsplan Amsterdam 2000-2003 Milieudienst Amsterdam, Milieuverkenning Amsterdam 1998 Milieudienst Amsterdam, Duurnaam ondernemen aan de Amstel, 1997 Amsterdam in cijfers, Jaarboek 1998, Amsterdam, het Amsterdamse Bureau voor Onderzoek en Statistiek Halmos, DWA en Ebatech, Integrale energivoorziening "Oostelijke Handelskade", Needis, Petten, ECN, a. Sectorstudies voor Logies Maaltijden- en Drankenverstrekking, NDS--96-015 b. Sectorstudies voor Grafische Bedrijven NDS--95-003 c. Sectorstudies voor Kantoorhoudende Dienstverlening NDS--96-012 d. Sectorstudies voor Detailhandel NDS--96-005 e. Sectorstudies voor Groothandel NDS--95-007 f. Samenhang detailhandel, transport en groothandel NDS--96-002 g. Sectorstudies voor Huishoudens en woningen NDS--95-010 h. Sectorstudies voor gezondheidszorg, onderwijs, organische chemie, anorganische chemie M.C.C. Lafleur et al., Scenariostudie voor een optimale energie-infrastructuur in deelgebied 4 bedrijventerrein Cornelis Douwes, Amsterdam Noord, Petten, ECNC--01-016 M. Menkveld et al., Verkenning energie-infrastructuur Amsterdam Noord, Petten ECN-C--03-042 W. Gilijamse et al., Energie-infrastructuur Amsterdam, Petten, ECN-C--98-077 M. Menkveld, Warmtevoorziening nieuwbouw Bijlmermeer, Petten, ECN-CX-00-068 F. Ligthart et al., Lange termijn energievisie op Parkstad, Amsterdam, Petten, ECN- C--00-091
ECN-C--04-053
BIJLAGE A
MODELLEN CO2-REDUCTIE WARMTEDISTRIBUTIE
Warmtedistributie
Ketelverwarming
Hulpketel rendement: 85%
22
aandeel
15% distributie rendement: 80% 85%
aandeel STEG WKK rendement: warmte elektriciteit
230
warmte: 100
46% 46%
elektriciteit: 106
ketel* rendement: 70%
el.centrale rendement: 54%
totaal: 252 CO2-reductie door warmtenet:
143
197 totaal: 340
62%
primaire energie warmte elektriciteit
Figuur 11.1
ECN-model met Nuon getallen juni 2002
Warmtedistributie
25
Hulpketel rendement: 85% aandeel
379
Ketelverwarming
aandeel
15% distributie rendement: 70% 85%
STEG WKK rendement: warmte elektriciteit
32% 36%
warmte: 100
elektriciteit: 137
totaal: 405 CO2-reductie door warmtenet:
ketel rendement: 94%
el.centrale rendement: 44%
106
310 totaal: 417
12%
primaire energie warmte elektriciteit
Figuur 11.2
ECN-C--04-053
ECN-model juli 2000
73
