DUURZAAMHEIDSMETER WIJKEN THEMA 8 – ENERGIE voor de (her)ontwikkeling van woongebieden in Vlaanderen versie 1.0
ENE – ENERGIE a. Belang De Europese commissie ontwikkelde het klimaatplan 20-20-20 met als doelstellingen om tegen 2020: o een reductie van 20% in broeikasgassen bereiken, t.o.v. 1990; o het aandeel hernieuwbare energie verhogen tot 20% van het energieverbruik; o een stijging van 20% in de energie efficiëntie bereiken. De acties in het klimaatplan omvatten o.a. het labelen van elektrische apparaten, een verbetering van de brandstofefficiëntie van auto’s en een efficiëntere elektriciteitsproductie- en distributie. Voor gebouwen wordt het klimaatplan 20-20-20 vertaald in de Europese richtlijn ‘Energieprestatie van gebouwen’, die kosten-optimale energieprestatiedoelstellingen oplegt en waarin bijna-energieneutrale gebouwen (nZEB, nearly Zero Energy Buildings) als kortetermijndoelstelling staan. Voor woonomgevingen bestaat er geen specifiek klimaatplan: de denkwijze voor woningen breiden we daarom uit naar woonomgevingen. Het staat immers vast dat de energieprestatie van de woningen in een woonomgeving een grote impact heeft op het totale energieverbruik van de wijk. Wij kiezen hier om de nadruk niet op de woning alleen te leggen, maar eerder op de woonomgeving en hoe deze kan helpen om tot een neutraal of positief energieverhaal te komen. Zijn er synergiën of efficiëntiewinsten mogelijk door voor het energieverhaal niet enkel op de woning en het private domein terug te vallen? Het realiseren van een energieneutraal of -positief woongebied is mogelijk door een hiërarchische structuur van ontwerpmaatregelen. Deze hiërarchie ontstaat uit de verschillen in levensduur tussen maatregelen, en uit de afhankelijkheid van de effectiviteit van sommige maatregelen van de randvoorwaarden. De Trias Energetica legt drie hiërarchische niveaus vast: o beperk het energieverbruik door beperking van de vraag; o gebruik hernieuwbare energiebronnen; o gebruik eindige energiebronnen efficiënt. In eerste instantie minimaliseer je de energiebehoefte door de gebouwen correct in te plannen en uit te werken en minimaliseer je de energieverliezen binnen de woonomgeving. In tweede instantie ga je na hoe je hernieuwbare energiebronnen kan gebruiken. Op gebouw- en wijkniveau vormen thermische en fotovoltaïsche zonne-energie, windenenergie, biomassa, en koudeen warmteopslag in de bodem, de basismogelijkheden. Een wijkgebonden systeem voor centrale opwekking van warmte en/of koude, en een wijkverdelingssysteem kan een efficiënte oplossing bieden om veerkrachtig en kostenoptimaal op de duurzaamheidsuitdagingen in te spelen. In derde instantie weeg je dan het geheel van deze maatregelen en hun efficiëntie af in een totale energiebalans voor de wijk. Het doel is een positieve energiebalans, waarbij het aandeel niet hernieuwbare energie tot een minimum beperkt wordt.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 2 I 22
b. Rubrieken van het thema Van een duurzaam ontwikkeld woongebied verwachten we dan ook: De Energievraag: Beperk het energieverbruik en energieverliezen van de woonomgeving. Ruimte voor Energie: Voorzie ruimte voor duurzame energieopwekking in de woonomgeving Laat ruimte voor mogelijke synergiën in energievraag en –aanbod op het niveau van de woonomgeving en niet alleen op het niveau van de gebouwen. Neem vandaag beslissingen die opportuniteiten creëren om in de toekomst een verdere daling van het energieverbruik mogelijk te maken. Energiebalans: Streef naar een neutraal of positief energieverhaal. c. Themagebonden rekentool Alle criteria van dit thema worden geëvalueerd aan de hand van de in de handleiding beschreven evaluatiemethode, zonder gebruik van een specifieke rekentool. Er wordt geen specifieke rekentool aangeboden omdat er specifieke expertise en kennis gevraagd wordt.Het aanbieden van een rekentool geeft niet de garantie dat deze ook correct gebruikt zal worden.
d. Berekening van het performantieniveau De methodologie kent voor elk van de rubrieken een aantal punten (p) toe, samen met een wegingsfactor (w) die afhangt van de kenmerken van de wijk. De drie rubrieken worden onderling gewogen, waarna ze een algemeen prestatieresultaat voor de wijk opleveren. Voor elke rubriek van het thema worden de gewogen punten (w*p*100) opgeteld en wordt het verkregen resultaat (P) uitgedrukt op een schaal van 100. Dit resultaat geeft het prestatieniveau van de wijk voor het betreffende thema weer. Elke rubriek kan per fase (locatiekeuze en ontwerpfase) een verschillende weging krijgen indien men het belang bij een bepaalde fase wil benadrukken.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 3 I 22
ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE ENE 01
DE ENERGIEVRAAG
ENE 01.01
BEPERKING VAN DE ENERGIEVRAAG
ENE 01.02
VERDEEL EN OPSLAGRENDEMENT
p
Totale score voor de rubriek, uitgedrukt op 10
w
Relatief gewicht van de rubriek binnen het thema
Σ(w*p)*100
Gewogen score voor de rubriek
L
O
/12
/12
-
/2
/12
/14
60%
50%
/60
/50
ENE 02
RUIMTE VOOR ENERGIE
ENE 02.01
RUIMTE VOOR DUURZAME ENERGIEOPWEKKING
/3
/3
ENE 02.02
RUIMTE VOOR WIJKVERWARMING
/3
/3
p
Totale score voor de rubriek, uitgedrukt op 10
/6
/6
w
Relatief gewicht van de rubriek binnen het thema
40%
30%
/40
/30
ENE 03
Gewogen score voor de rubriek DE ENERGIEBALANS
ENE 03.01
EEN POSITIEVE ENERGIEBALANS
/10
p
Totale score voor de rubriek, uitgedrukt op 10
/10
w
Relatief gewicht van de rubriek binnen het thema
Σ(w*p)*100
Σ(w*p)*100
Gewogen score voor de rubriek
P = Σ(w*p)
Totale score voor het thema Relatief gewicht van de thema binnen de totaalscore Maximale gewogen score
W=WEGING W*P
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
20% /20 /100
/100
10%
10%
/10
/10
blz 4 I 22
INHOUDSTAFEL ENE – ENERGIE
2
INHOUDSTAFEL
5
ENE 01 – DE ENERGIEVRAAG
6
ENE 01.01 – BEPERKEN VAN DE ENERGIEVRAAG BEPAAL EN BEPERK DE GEBOUWGEBONDEN NETTO ENERGIEVRAAG (BASISVOORWAARDE) BEPAAL DE NIET-GEBOUWGEBONDEN NETTO ENERGIEVRAAG (BASISVOORWAARDE) ENE 01.02 – VERDEEL- EN OPSLAGRENDEMENT BEPAAL HET VERDEEL- EN OPSLAGRENDEMENT
7 8 10 11 12
ENE 02 – RUIMTE VOOR ENERGIE
14
ENE 02.01 – RUIMTE VOOR DUURZAME ENERGIEOPWEKKING VOORBEREIDINGEN HERNIEUWBARE ENERGIE ENE 02.02 – RUIMTE VOOR WIJKVERWARMING VOORBEREIDINGEN VAN HET THERMISCH NET
14 15 17 17
ENE 03 - ENERGIEBALANS
18
ENE 03.01 – EEN POSITIEVE ENERGIEBALANS NIET-HERNIEUWBAAR PRIMAIR ENERGIEVERBRUIK (BASISVOORWAARDE)
18 19
WOORDVERKLARINGEN
22
PRIMAIRE ENERGIE
22
BIJLAGEN
22
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 5 I 22
ENE 01 – DE ENERGIEVRAAG a. Indicatoren ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE ENE 01
DE ENERGIEVRAAG
ENE 01.01
BEPERKING VAN DE ENERGIEVRAAG
Bepaal de gebouwgebonden netto energievraag (Basisvoorwaarde) Bepaal de niet-gebouwgebonden netto-energievraag (Basisvoorwaarde) ENE 01.02
L
O
/12
/14
8
8
4
4
-
2
VERDEEL EN OPSLAGRENDEMENT
Bepaal het verdeel en opslagrendement b. Doelstelling
De netto energievraag beperken om zo opportuniteiten te creëren om het relatieve aandeel van hernieuwbare energiebronnen te maximaliseren met als einddoel een duurzame en energiepostieve balans voor de woonomgeving. De energievraag van een woonomgeving wordt opgedeeld in twee luiken. De netto energievraag van de wijkfuncties: o de gebouwgebonden netto energievraag: verwarming, ventilatie, koeling, verlichting, sanitair warm water en hulpenergie (cf. EPB-regelgeving). De netto energievraag bevat niet de eigen geproduceerde energie die aan het collectieve net (elektriciteit, warmte, koude) gegeven wordt (wordt niet negatief in vermindering gebracht). o de niet-gebouwgebonden netto energievraag bestaat uithet thermisch en elektrisch energieverbruik van de infrastructuren en gebouwen die niet verwarmd worden voor menselijk gebruik: buitenverlichting, ventilatie van parkings, werkplaatsen e.d. Het bruto energieverbruik van de woonomgeving, welke bijkomend volgende elementen in rekening brengt: o de distributieverliezen van het elektriciteits-, gas en thermisch net (hulpenergieverbruik voor pompen, transformatoren, controlesystemen … en de energieverliezen) en het rendement van opslagsystemen; o de interne uitwisseling van energie (elektriciteit en thermische energie) tussen de verschillende wijkfuncties; o de lokale productie van elektriciteit en thermische energie. Het niet-gebouwgebonden energieverbruik (voor huishoudtoestellen, kantoorapparatuur, …) wordt niet meegenomen.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 6 I 22
ENE 01.01 – BEPERKEN VAN DE ENERGIEVRAAG a. Indicator ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE ENE 01
DE ENERGIEVRAAG
ENE 01.01
BEPERKEN VAN DE ENERGIEVRAAG Bepaal en beperk de gebouwgebonden netto energievraag (Basisvoorwaarde) Bepaal de niet-gebouwgebonden netto-energievraag (Basisvoorwaarde)
L
O
/12
/14
8
8
4
4
b. Doelstelling De netto energievraag beperken om zo opportuniteiten te creëren om het relatieve aandeel van hernieuwbare energiebronnen te maximaliseren met als einddoel een duurzame en energiepostieve balans voor de woonomgeving. De woonomgeving wordt hier beschouwd als het geheel van de gebouwen (woningen, kantoren, …) en de nodige infrastructuren binnen deze woonomgeving. Op het niveau van de woonomgeving zijn de impact van de compactheid van de woning (4-gevel, 3gevel of 2-gevelwoningen) en de isolatiegraad van het grootste belang. Daarnaast is ook de oriëntatie van de woningen van belang. Een optimale inzet van 2-gevelwoningen en aangepaste oriëntatie bepalen de verdere haalbaarheid van energieneutrale of energiepositieve wijken. Een goede daglichttoetreding, een regelbare zonnewering, de luchtdichtheid van de gebouwschil en een aangepaste ventilatiestrategie zijn bijkomende factoren die verdere uitwerking van de gebouwen mee zullen bepalen. Gebouwschilmaatregelen hebben een zeer lange levensduur en vormen een noodzakelijke voorwaarde voor de toepassing van passieve klimaattechnieken. Los van bovenstaande aandachtspunten worden in deze rubriek niet opgelegd hoe de energievraag beperkt moet worden. Andere instrumenten specifiek voor gebouwen zijn hier een mogelijke leidraad. Wel wordt het resultaat van al deze maatregelen onder de vorm van een kengetal in rekening gebracht bij de totale energiebalans van de woonomgeving. Het kengetal dat de impact van alle mogelijke maatregelen op gebouwniveau en op niveau van de woonomgeving het best samenvat is de gebouw en niet-gebouwgebonden netto-energievraag. c. Grenzen van de evaluatie Gebiedsgrens: De grenzen van het te ontwikkelen gebied. Systeemgrens: Afhankelijke van de energieproductie voor deze woonomgeving en/of deze al niet binnen de gebiedsgrenzen gelegen is.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 7 I 22
d. Evaluatie Bepaal en beperk de gebouwgebonden netto energievraag (Basisvoorwaarde) Evaluatiemethode Bepaal de netto energievraag van de wijk voor de verschillende energiedragers (elektriciteit, gas, thermische energie, …) van de verschillende gebouwgebonden wijkfuncties. De netto energievraag van de wijk is de som van de eindenergieverbruiken van de afzonderlijke gebouwgebonden wijkfuncties die verwarmd worden voor mensen. Bij een gebouw aangesloten op een thermisch net behoort het rendementsverlies omwille van de warmtewisselaar in het gebouw tot het eindenergieverbruik van het gebouw. Voor de beoordeling van de gebouwgebonden netto energievraag gebruiken we de jaarlijkse gebouwgebonden primaire energievraag, gemiddeld over de bruto vloeroppervlakte. Functie f Scoretoekenning Infrastructuren nvt Gebouwen niet nvt In de fase locatiekeuze geldt deze eis als verwarmd voor basisvoorwaarde: indien hieraan niet voldaan is, kan er menselijk gebruik geen resultaat gegeneerd worden voor deze indicator. Dit Woningen 1 is enkel een basisvoorwaarde wanneer het gaat om School, sporthal 1.5 een woonomgeving met bestaande bebouwing. Winkel 1.7 2 De functiefactor f brengt een verhoogde energievraag door Kantoren Horeca 2.8 de functie van het gebouw in rekening. Een woonzorgWoonzorgcentrum 3 centrum is bijvoorbeeld 24/24 in gebruik met een hoge binnentemperatuur en vraagt onder andere daarom veel Ziekenhuis 6 meer energie dan een woning. De functiefactor f maakt het Zwembad 3 mogelijk om wijken met verschillende functies op gelijke Monumenten voet te beoordelen. Verlichting en ventilatie van infrastructuren en gebouwen niet verwarmd voor menselijk gebruik moeten niet beoordeeld worden. Voor bestaande gebouwen in de wijk die niet gerenoveerd worden, mag gerekend worden met jaarlijkse gemeten verbruiken. We maken geen onderscheid tussen nieuwbouw en renovatie. Hierdoor willen we het belang van het bestaande en oude woningpatrimonium aankaarten binnen het energieverhaal. Op deze manier wordt het energieverhaal een belangrijker aspect in het te behouden patrimonium. Hierbij ligt voor woningen de nadruk op doorgedreven energierenovaties. Voor een jaarlijkse gebouwgebonden netto energievraag, gemiddeld over de bruto vloeroppervlakte gelden volgende scores: 0% van de punten
een oppervlaktegewogen score van 0
0%< score*10 < 100%
een oppervlaktegewogen score tussen 0 en 10
100% van punten indien voldaan aan
een oppervlaktegewogen score van 10
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 8 I 22
De scoreschaal per functie is een continue schaal (zie onderstaande figuur). Via onderstaande grafiek kan de te behalen score afgelezen worden. De oppervlaktegewogen score voor de volledige wijk wordt bepaald door voor elke functie de netto energievraag te delen door de functiefactor en deze waarde af te lezen op de Scoregrafiek. Of door gebruik te maken van volgende formule: Bij een gewogen energievraag tussen 20 en 50 kWh/m²): Score per functie = -1/3*gewogen energievraag per functie+50/3 Bij een gewogen energievraag kleiner dan 20 kWh/m² is de score 10. Bij een gewogen energievraag groter dan 50 kWh/m is de score 0. Deze score wordt dan oppervlaktegewogen, de som van de oppervlaktegewogen scores is dan de totaalscore voor deze wijk. 10 9
Score per functie
8 7 6 5 4 3 2 1 0
Jaarlijks gebouwgebonden netto energievraag van de wijk (na weging met functiefactor) (kWh/m²bruto vloer/jaar/functie) Voorbeeld: Er is een kleine wijk met 4 gebouwen waaronder 2 appartementsgebouwen, een kantoor en een schoolgebouw. Onderstaande tabel geeft een overzicht hoe je de score kan bepalen. Gebouw totaal gebouwgebonden netto energievraag/jaar
kWh/jr
bruto vloeroppervlakte m²
m²
netto energievraag/m²/jaar
kWh/m²/jr
functie
1
2
3
4
20000
250000
90000
160000
Wijk 52000 0
1000
5000
3000
4000
13000
20
50
30
40
40.0
woning
kantoor
school
woning
1
2
1.5
1
20
25
20.0
40
10.0
8.3
10.0
3.3
7.7%
38.5%
23.1%
30.8%
0.77
3.20
2.31
1.03
f (functiefactor) netto energievraag/f Score (aflezen op grafiek) Verhouding bruto opp/totale opp (% opp) oppervlaktegewogen score (score x % opp) Percentage van de punten (x%*10)
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
7.31 73,1%
blz 9 I 22
Hoe aan te tonen o
L-locatiekeuze en O-ontwerpfase: Een overzicht van de gebouwen met bruto vloeroppervlakte, jaarlijkse gebouwgebonden netto energieverbruik en functie. Bij locatiekeuze gaat het hier dan specifiek over de inschatting, afhankelijk van de beschikbare gegevens aangevuld met statische gegevens van het huidige energieverbruik van deze wijk.
Bepaal de niet-gebouwgebonden netto energievraag (Basisvoorwaarde) Evaluatiemethode Bepaal de netto energievraag van de wijk voor de verschillende energiedragers (elektriciteit, gas, thermische energie …) van de verschillende niet-gebouwgebonden wijkfuncties. De netto energievraag van de wijk is de som van de eindenergieverbruiken van de afzonderlijke nietgebouwgebonden wijkfuncties. Wij denken hierbij aan buitenverlichting, ventilatie en/of verlichting van parkings, energieverbruik van gemeenschappelijke functies (waterzuivering en/of opvang) tenzij reeds verrekend in de gebouwgeboden energievraag. Voor de beoordeling van de niet-gebouwgebonden netto energievraag gebruiken we de jaarlijkse nietgebouwgebonden energievraag per functie. Scoretoekenning In de fase locatiekeuze geldt deze eis als basisvoorwaarde: indien hieraan niet voldaan is, kan er geen resultaat gegeneerd worden voor deze indicator. Dit is enkel een basisvoorwaarde wanneer het gaat om een woonomgeving met bestaande bebouwingen of structuren. 0% of geen score mogelijk
Geen overzicht opgemaakt
100% van de punten indien voldaan aan
Overzicht opgemaakt
Hoe aan te tonen o
O-ontwerpfase: Een overzicht van de niet-gebouwgebonden functies en hun jaarlijkse netto energieverbruik en functie. Bij locatiekeuze gaat het hier dan specifiek over de inschatting, afhankelijk van de beschikbare gegevens aangevuld met statische gegevens van het huidige energieverbruik van deze wijk.
Tips / Aandachtspunten De functiefactoren voor de gebouwgebonden energievraag zijn bepaald aan de hand van de studie ‘Energieverbruik per functie voor SenterNovem, Meijer Energie & Milieumanagement B.V., 2009’. Een uitgebreide studie op het huidig Vlaams patrimonium is niet gebeurd. Wanneer er een beter geschikte studie voorhanden is, kunnen deze functiefactoren aangepast worden.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 10 I 22
ENE 01.02 – VERDEEL- EN OPSLAGRENDEMENT a. Indicator ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE ENE 01
DE ENERGIEVRAAG
ENE 01.02
VERDEEL EN OPSLAGRENDEMENT Verdeel- en opslagrendement
L
O
/12
/14
-
2
b. Doelstelling Het energieverbruik van de wijk verminderen door het beperken van de distributieverliezen, door het verhogen van de efficiëntie van lokale opslag- en productiesystemen en door een performante uitwisseling van energiestromen binnen de wijk.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 11 I 22
c. Evaluatie Bepaal het verdeel- en opslagrendement Evaluatiemethode 1. Bepaal het verdeel- en opslagrendement van elektriciteit en thermische energie. a. Bepaal het verdeel- en opslagrendement van de thermische netten aan de hand van de norm EN 15316-4-5 ‘Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies – Part 4-5: Space heating generation systems, the performance and quality of district heating and large volume systems’ De energieverliezen in een thermisch net kunnen beperkt blijven door beperkte lengte van het net, energie-efficiënte pompen en warmtewisselaars, variabel debiet, voldoende thermische isolatie, temperatuursregime, seizoensopslag, …. b. De verliezen in een elektriciteitsnet kunnen beperkt blijven door een goede dimensionering van het net (kabeltypes en transformatoren met een lagere weerstand, de architectuur van het elektriciteitsnet) en een afstemming van vraag en aanbod (functies, lokale opslag van elektriciteit via elektrische wagens, vraagsturing voor huishoudtoestellen en gebouwgebonden energieverbruik e.d. …).
Voor de omzetting naar primaire energie* worden volgende primaire energiefactoren gebruikt: EPB primaire energiefactor gas elektriciteit
warmte elektriciteit
(voorbeeld in 2014) 1.0 2.5
Voor warmte wordt de primaire energiefactor uit EPB voor gas gebruikt, voor elektriciteit die voor elektriciteit. Scoretoekenning De punten voor het vermogengewogen verdeelen opslagrendement van alle energieverdeelsystemen variëren tussen 0% en 100% van de punten voor rendementen tussen respectievelijk 85 en 95 %. (zie ook scoregrafiek) 100% 90% 80%
% van de punten
70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
Verdeel- en opslagrendement (%) Voorlopig is er geen gestandaardiseerde rekenmethode om het verdeel- en opslagrendement van een slim elektriciteitsnet te berekenen. Als defaultwaarde nemen we 85 % aan.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 12 I 22
Hoe aan te tonen o
O-ontwerpfase: Een berekeningsnota dat het systeemrendement geeft voor de verschillende energieverdeelsystemen, het jaarlijkse vermogen per systeem en het vermogengewogen systeemrendement van de volledige wijk.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 13 I 22
ENE 02 – RUIMTE VOOR ENERGIE a. Indicatoren ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE
L
O
ENE 02
RUIMTE VOOR ENERGIE
/6
/6
ENE 02.01
RUIMTE VOOR DUURZAME ENERGIEOPWEKKING
3
3
3
3
Voorbereidingen hernieuwbare energie ENE 02.02
RUIMTE VOOR WIJKVERWARMING
Voorbereidingen thermisch net b. Doelstelling
Aanmoedigen om vandaag beslissingen te nemen die opportuniteiten en ruimte creëren om het energieverbruik later verder te laten dalen. Denken we maar aan de nuttige ruimte die beschikbaar is op goed georiënteerde daken en gevels of andere vlakken die gebruikt kan worden om nu of later energie op te wekken. Het aanpassingsvermogen van de wijk om het energieverbruik in de toekomst te doen dalen, is zo groot mogelijk. De oriëntatie van de gebouwen, de tussenafstand in relatie tot de hoogte van de gebouwen voor een goede daglichttoetreding e.d. zijn zaken die een belangrijke impact hebben op het energieverbruik van de wijk en die later zeer moeilijk kunnen aangepast worden.
ENE 02.01 – RUIMTE VOOR DUURZAME ENERGIEOPWEKKING a. Indicator ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE
L
O
ENE 02
RUIMTE VOOR ENERGIE
/6
/6
ENE 02.01
RUIMTE VOOR DUURZAME ENERGIEOPWEKKING 3
3
Voorbereidingen hernieuwbare energie b. Doelstelling
Aanmoedigen om vandaag beslissingen te nemen die opportuniteiten creëren om het gebruik van hernieuwbare energiebronnen in de wijk later te kunnen maximaliseren en het niet-hernieuwbare energieverbruik te kunnen reduceren. c. Grenzen van de evaluatie Gebiedsgrens: De grenzen van het te ontwikkelen gebied. Systeemgrens: Afhankelijk van de energieproductie voor deze woonomgeving en/of deze al niet binnen de gebiedsgrenzen gelegen is.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 14 I 22
d. Evaluatie Voorbereidingen hernieuwbare energie Evaluatiemethode We vergelijken de hoeveelheid hernieuwbare primaire energie*, waarvoor in de wijk voorbereidingen getroffen zijn, met het niet-hernieuwbare primaire energieverbruik van de wijk (ENE 01.03). Het gaat hier om de maximale hoeveelheid hernieuwbare primaire energie die in de toekomst kan opgewekt worden in de wijk en waarvoor in het masterplan voorbereidingen getroffen zijn. De fractie toekomstigehernieuwbare energie is gelijk aan de verhouding tussen de hoeveelheid hernieuwbare energie die in de wijk kan opgewekt worden en het niet-hernieuwbare primaire energieverbruik van de wijk (ENE 01.03). Bekijk verschillende hernieuwbare energiebronnen. Voor zonne-, bodem- en windenergie is er volgende evaluatiemethode: Zonne-energie (PV-panelen, thermische zonnecollectoren) Bepaal de beschikbare oppervlakte in de wijk waar later PV-panelen / thermische zonnecollectoren op geplaatst kunnen worden. Bepaal voor de beschikbare vlakken de reductiefactor van de energieproductie omwille vanoriëntatie, helling van het vlak en zonlichtbeschikbaarheid. Bepaal de hoeveelheid niet-hernieuwbare primaire energie die opgewekt kan worden aan de hand van zonne-energie. De bepaling van de zonlichtbeschikbaarheid op de vlakken gebeurt op basis van een gedetailleerd 3D-model. Het klimaatbestand met de uurlijkse bezonningsgegevens is afkomstig van KMI, ASHRAE, TRY of equivalent. Bezonningsgegevens voor de specifieke locatie mogen gebruikt worden, maar een klimaatbestand voor Ukkel wordt ook aanvaard. Je kan de simulaties uitvoeren aan de hand van dynamische energiesimulatieprogrammatuur (TRNSYS, Energyplus, Ecotect, ...) of met specifieke software voor verlichtingsberekeningen (Radiance, ...). De simulatie gebeurt op uurbasis voor een volledig jaar met een minimale tijdsresolutie van 10 minuten en met een plaatsresolutie van minstens 1 x 1 m. De simulatie brengt de directe en de diffuse component in rekening. Voor de reflectiefactor van alle vlakken (ook de bodem) mag een reflectiefactor van 0.3 in rekening gebracht worden. Als meer gedetailleerde gegevens beschikbaar zijn dan mag je op basis van een meting een nauwkeuriger waarde voor de reflectiefactor gebruiken. Bodemenergie Bepaal de beschikbare oppervlakte in de wijk waar de bodemenergie later benut kan worden. Er is een mogelijkheid om voorbereidingen te plaatsen voor de distributie van de energie en eventueel een centraal energiegebouw. Bepaal de hoeveelheid hernieuwbare primaire energie die hiermee kan opgewekt worden aan de hand van een thermisch bodemonderzoek (thermische responstest (TRT)). Windenergie Bij het berekenen van de geproduceerde hernieuwbare energie wordt de sturing van het systeem in rekening gebracht. Bij het verder inrekenen van windenergie is rekening te houden met eventuele comfortklachten zoals geluidshinder en slagschaduw van de windmolens.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 15 I 22
Scoretoekenning Voor de fractie toekomstige hernieuwbare energie gelden volgende scores (zie ook scoregrafiek): 0% of geen score mogelijk
fractie toekomstige hernieuwbare energie < 30 %
30%≤ 100%
30% ≤ fractie toekomstige hernieuwbare energie < 100 %
score*10
<
De niet-hernieuwbare primaire energievraag van de wijk < 0 kWh/m²/jaar OF fractie toekomstige hernieuwbare energie ≥ 100 %
100% indien voldaan aan
10 9 8 7
Punten
6 5 4 3 2 1 0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Fractie toekomstige hernieuwbare energie Hoe aan te tonen o
L-locatiekeuze en O-ontwerpfase: Een berekeningsnota met de fractie toekomstige hernieuwbare energie van de wijk.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 16 I 22
ENE 02.02 – RUIMTE VOOR WIJKVERWARMING a. Indicator ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE
L
O
ENE 02
RUIMTE VOOR ENERGIE
/6
/6
ENE 02.02
RUIMTE VOOR WIJKVERWARMING 3
3
Voorbereidingen thermisch net b. Doelstelling
Als een thermisch net vandaag geen interessante piste is, dan is ze dit misschien wel in de toekomst. De ruimte voor het thermisch net nu reeds inplannen en voorzien, maakt het gemakkelijker om in de toekomst een thermisch net (warmte, koude) aan te leggen. c. Grenzen van de evaluatie Gebiedsgrens: De grenzen van het te ontwikkelen gebied. Systeemgrens: Afhankelijk van de energieproductie voor deze woonomgeving en/of deze al niet binnen de gebiedsgrenzen gelegen is. d. Evaluatie Voorbereidingen van het thermisch net Evaluatiemethode Teken op het plan het geplande of bestaande tracé en de ruimtelijke impact van het thermisch net. Het betreft hier de nodige ruimte voor leidingen, pompen en de warmteopwekking zelf. Hou er ook rekening mee dat deze ruimte toegankelijk moet zijn en blijven voor latere aanpassingen of de aanleg van het energienet. Scoretoekenning Voor de voorbereidingen van het thermisch net gelden volgende scores: 0% van de punten
Er zijn geen voorbereidingen voor een thermisch net.
25% van de punten
Er is plaats voorzien in het masterplan om later een koudenet te plaatsen.
75% van de punten
Er is plaats voorzien in het masterplan om later een warmtenet te plaatsen.
100% van de punten
De niet-hernieuwbare primaire energievraag van de wijk < 0 kWh/m²/jaar
Hoe aan te tonen o
L-locatiekeuze en O-ontwerpfase: Een plan met aanduiding van het aanwezige of mogelijk te voorziene thermisch net.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 17 I 22
ENE 03 - ENERGIEBALANS a. Indicatoren ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE ENE 03 DE ENERGIEBALANS ENE 03.01
L
O /10
EEN POSITIEVE ENERGIEBALANS Niet-hernieuwbaar primair energieverbruik (Basisvoorwaarde)
10
b. Doelstelling De energiebalans van het woongebied wordt op dezelfde manier geanalyseerd als de energiebalans van een gebouw. De energiebalans van het gebied start bij het eindenergieverbruik van de gebouwen en de publieke ruimte (buitenverlichting,...), m.a.w. de hoeveelheid energie (elektriciteit, gas, thermische energie, …) die de verschillende wijkfuncties vragen of moeten aankopen van de ‘energieleverancier’. We definiëren de netto energievraag van de woonomgeving als het totale primaire eindenergieverbruik van alle wijkfuncties.
ENE 03.01 – EEN POSITIEVE ENERGIEBALANS a. Indicator ENE
ENERGIE
# punten te verdienen
SCORESYSTEEM: PER FASE ENE 03
DE ENERGIEBALANS
ENE 03.01
EEN POSITIEVE ENERGIEBALANS Niet-hernieuwbaar (Basisvoorwaarde)
primair
energieverbruik
L
O
/10
/10
10
10
b. Doelstelling Het energieverbruik van de wijk is de energie die van externe bronnen afkomstig is (bv. aankoop elektriciteit van het elektriciteitsnet, gas, warmte van een stadsverwarmingsnet, houtpellets, …). We beschouwen enkel de niet-hernieuwbare fractie van het primaire energieverbruik. Aan de hand van de niet-hernieuwbare primaire energiefactoren van de verschillende energiestromen kan het totale niet-hernieuwbare primaire energieverbruik* van de woonomgeving bepaald worden. (De evaluatie van het primair energieverbruik voor netto- en brutoverbruik gebeurt aan de hand van de primaire energiefactoren uit EPB. Voor het eindenergieverbruik worden de primaire energiefactoren bepaald aan de hand van EN15603.) c. Grenzen van de evaluatie Gebiedsgrens: De grenzen van het te ontwikkelen gebied. Systeemgrens: Afhankelijk van de energieproductie voor deze woonomgeving en/of deze al niet binnen de gebiedsgrenzen gelegen is.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 18 I 22
d. Evaluatie Niet-hernieuwbaar primair energieverbruik (Basisvoorwaarde) Evaluatiemethode 1.
Bepaal de niet-hernieuwbare primaire energiefactoren* van de verschillende energiestromen op basis van een levenscyclusanalyse van de leverancier of op basis van het gemiddelde van het Belgische elektriciteitsnet (primaire energiefactoren EPB). a. De primaire energiefactor voor een extern thermisch net wordt berekend aan de hand van EN 15316-4-5 ‘Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies – Part 4-5: Space heating generation systems, the performance and quality of district heating and large volume systems’ b. De primaire factor is afhankelijk van de productiewijze van de energie (PV, WKK, nucleaire centrale, …), de distributieverliezen buiten de wijk, de opslagverliezen buiten de wijk, … (EN 15603). De niet-hernieuwbare primaire energiefactor kan berekend worden volgens EN 15603. Men kan deze factoren voor verschillende energiesystemen halen uit de studie ‘Primärenergiefaktoren von Energiesystemen, 2012, Frischknecht et al., ESU-services’ (zie bijlage). De niet-hernieuwbare primaire energiefactor voor de huidige elektriciteitsmix in België is 2.54 berekend aan de hand van ‘CO2 emissions form fuel combustion highlights, edition 2012, AIE’. Bij het aanpassen van de elektriciteitsmix van België, zal deze factor mee wijzigen.
Onderstaande tabel geeft een overzicht van de mogelijke energiestromen waarvoor de (niethernieuwbare) primaire energiefactoren gekend moeten zijn om de berekening te kunnen maken. Primaire energiefactor
Niet-hernieuwbare primaire energiefactor
eigen geproduceerde energie (vb. uit PV, wind, zonnecollectoren, wkk, …) - ogenblikkelijk gebruikt - opgeslagen via het externe net (elektricteit, warmte) - eigen opslag - geleverd aan het externe net … geïmporteerde energie - elektriciteit Belgische energiemix - groepsaankoop groene elektriciteit (*) voor nietgebouwgebonden energievraag - groene elektriciteit via vb. wijkparticipatie in windturbine in de buurt - afvalwarmte industrie - stadsverwarmingsnet … (*) de aankoop van groene elektriciteit heeft enkel een positieve impact op de primaire energiefactor voor niet-gebouwgebonden elektriciteitsverbruik in lijn met het Europees beleid EPBD. Voor het gebouwgebonden elektriciteitsverbruik dat van het extern elektriciteitsnet afgenomen wordt, geldt de primaire energiefactor van de huidige Belgische energiemix voor elektriciteit. 2.
Bepaal het niet-hernieuwbaar primair energieverbruik van de wijk aan de hand van de niet hernieuwbare primaire energiefactoren van de verschillende energiestromen in de wijk.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 19 I 22
Voor infrastructuren (wegen, parkings, speelplein …) en gebouwen niet verwarmd voor menselijk gebruik (parkeergebouwen, loods, …) wordt het energieverbruik bij het totale verbruik geteld, zonder rekening te houden met een functiefactor. Meer uitleg over CO2 emissie en primaire energiefactoren van energiesystemen kan geraadpleegd worden in de bijlage. Hoe de hernieuwbare energie opgewekt op gebouwen door PV in rekening te brengen? De elektriciteit opgewekt door een PV-installatie op een gebouw dat ogenblikkelijk gebruikt wordt in het gebouw, reduceert het eindenergieverbruik van het gebouw of de netto energievraag van de wijk. De elektriciteit die eerst op het wijknet geplaatst wordt en door een andere functie verbruikt wordt, hoort tot het bruto energieverbruik. Indien de elektriciteit op het algemene net buiten de wijk ‘verkocht’ wordt, bevindt deze zich in de eindenergiebalans van de wijk. Scoretoekenning 0% geen mogelijk 0% < 90%
score
score*10
≤
100% van de punten
> 70 x f kWh/m²/jaar
70 x f kWh/m²/jaar > X x f kWh/ m²/jaar > 0 x f kWh/m²/jaar < 0 x f kWh/m²/jaar
De scoreschaal per functie is een continue schaal (zie onderstaande figuur). Via onderstaande grafiek kan de te behalen score afgelezen worden. De oppervlakte gewogen score voor de volledige wijk wordt bepaald door voor elke functie het niet-hernieuwbaar primair energieverbruik te delen door de functiefactor en deze waarde af te lezen op de Scoregrafiek. Deze score wordt dan oppervlaktegewogen, de som van de oppervlaktegewogen scores is dan de totaalscore voor deze wijk. (zie voor een gelijkaardige berekeningswijze ENE 01.01.) Indien het jaarlijks niet-hernieuwbaar primair energieverbruik van de wijk kleiner is dan 0% (indien er dus bijkomend energie geproduceerd wordt) is de score 100% 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420
Jaarlijks niet-hernieuwbaar primair energieverbruik van per functie (kWh/m²bruto vloer/jaar) wonen commercieel horeca zwembad
Duurzaamheidsmeter Wijken
scholen, sporthal kantoor woonzorgcentra, ziekenhuis
08 ENE - v.1.0
blz 20 I 22
Voor de functiefactor verwijzen we naar indicator ENE 01.01. De berekening gebeurt conform ENE 01.01 (eisen restauratie, bestaande gebouwen, weging verschillende types gebouwen e.d.). Hoe aan te tonen o
L-locatiekeuze en O-ontwerpfase: Een overzicht van het jaarlijks primair energieverbruik van de woonomgeving per bruto vloeroppervlakte indien van toepassing ook bij locatiekeuze bij bestaande woonomgevingen.
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 21 I 22
WOORDVERKLARINGEN PRIMAIRE ENERGIE Primaire energie is de energie-inhoud van natuurlijke energiedragers, zoals aardgas, olie of hout. De primaire energiefactor geeft aan hoeveel primaire energie nodig is om één eenheid gebouwenergie te leveren. Voorbeeld: De primaire energiefactor voor elektriciteit is 2.5 en voor gas 1.0 in België in 2014. Dat betekent dat voor één eenheid aangekochte elektriciteit, 2.5 eenheden natuurlijke energiedragers nodig zijn en voor één eenheid aangekochte gas maar één eenheid natuurlijke energiedrager.
BIJLAGEN CO2 emissions form fuel combustion highlights, edition 2012, AIE Energy source Energymix (2012) Nuclear 53.7 % Hydro 2.1 % Solar / wind 1.1 % Fossil fuels 38.0 % Biomass 5.2 % Belgian mix (NR PEF: non renewable primary energy factor)
NR PEF electricity 2.8 0.5 0.3 3.0 0.8 2.55
Primärenergiefaktoren von Energiesystemen, 2012, Frischknecht et al., ESU-services Type System NR PEF T PEF CO2 – (-) (-) emission (g/kWh) E Electricity from wind turbines 0.07 1.16 14 E Photovoltaic panels (flat roof) 0.27 1.39 61 E Photovoltaic panels (sloped roof) 0.28 1.39 61 E Photovoltaic façade 0.42 1.55 97 E Electricity from hydraulic power plant (EN 15603) 0.50 1.50 7 E Electricity from nuclear power plant (EN 15603) 2.80 2.80 16 E Electricity from coal power plant (EN 15603) 4.05 4.05 1340 H H
Heat from wood shavings 0.10 1.56 14 Flat solar thermal panel for sanitary hot water 0.10 1.24 14 (collective) H Biogas (agriculture) 0.12 0.16 18 H Heat from pellets 0.27 1.57 43 H Heat from biogas 0.39 0.42 58 H/C Geothermal electric heat pump (annual mean 0.70 1.55 40 COP 3.9) H/C Groundwater electric heat pump (annual mean 0.80 1.62 43 COP 3.4) H/C Air/water electric heat pump (annual mean COP 0.95 1.74 50 2.8) H Heat from natural gas 1.22 1.22 230 H Heat from fuel oil 1.30 1.31 310 (Type: electricity (E), Heat (H), cold (C) , NR PEF: non renewable primary energy factor, T PEF: total primary energy factor)
Duurzaamheidsmeter Wijken
08 ENE - v.1.0
blz 22 I 22
