Technische onderbouwing Energiesprong kleinschalige Binnenstedelijke Gebiedsontwikkeling (EBG)
Energiesprong Alexanderpolder Rotterdam
Opgesteld door: Ir. A.J.Nagtegaal- Deerns Ir. A. van Leersum –DEC Ir. M.Krijnen-DHV Penvoerder: Stichting Building Brains 15 maart 2011
Stg. Building Brains Postadres Stg. Building Brains Postbus 6000 2600 JA Delft
[email protected] www.buildingbrains.eu
Inhoud
1. Introductie ........................................................................................................................................... 5 2. Deelnemers .......................................................................................................................................... 6 3. Doelstelling haalbaarheidstudie SEV .................................................................................................. 7 4. Doelstelling participanten.................................................................................................................... 8 5. Beschrijving van het project................................................................................................................ 9 5.1 Projectkenmerken .......................................................................................................................... 9 5.2 Woningkenmerken ...................................................................................................................... 10 5.2.1 Standaardwoning .................................................................................................................. 11 5.2.2 Knikwoning .......................................................................................................................... 12 5.2.3 Overzicht technische gegevens............................................................................................. 13 5.3 Gebiedskenmerken ...................................................................................................................... 14 6. Hoofdlijnen project aanpak ............................................................................................................... 15 7. Randvoorwaarden experimentproject................................................................................................ 17 8. Referentiesituatie............................................................................................................................... 18 8.1 Gebouwen.................................................................................................................................... 18 8.2 Gebied ......................................................................................................................................... 19 9. Technisch inhoudelijke aanpak ......................................................................................................... 20 9.1 Menu lijst maatregelen ................................................................................................................ 20 9.2 Overzichtmaatregelen.................................................................................................................. 20 10. Maatregelen ..................................................................................................................................... 21 10.1 Gebouwgebonden maatregelen.................................................................................................. 21 10.1.1 Isolatie van de schil ............................................................................................................ 21 10.1.2 Aanbrengen douche WTW ................................................................................................. 22 10.1.3 Ventilatie regeling en WTW............................................................................................... 22 10.2 Gebouwgebruikgebonden maatregelen ..................................................................................... 25 10.2.1 Algemene verlichting ......................................................................................................... 25 10.2.2 Liften .................................................................................................................................. 27 10.3 Gebiedsgebonden maatregelen.................................................................................................. 28 10.3.1 Verlichting.......................................................................................................................... 28 11. Duurzame opwekking...................................................................................................................... 30 11.1 Introductie ................................................................................................................................. 30 11.2 Exploitatieaspecten.................................................................................................................... 31 11.2.1 Kosten van duurzame energie............................................................................................. 31 11.2.2 Saldering............................................................................................................................. 31 11.2.3 Finacieel voordeel: voor wie ?............................................................................................ 32 11.3 Concepten voor decentrale duurzame energie....................................................................... 33 11.3.1 Situatie................................................................................................................................ 33 11.3.2 Concepten voor duurzame zonne-energie .......................................................................... 33 11.3.3 Technische haalbaarheid..................................................................................................... 34 11.3.4 Finaciele en organisatorische aspecten............................................................................... 34 11.3.5 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties............................................................ 35 12. Zon PV – Lessenaarsdak ................................................................................................................. 36 12.1 Concept...................................................................................................................................... 36 12.2 Technische haalbaarheid ........................................................................................................... 36 12.3 Financiële en organisatorische aspecten.................................................................................... 36 12.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties................................................................... 37 Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
2
13. Zon PV – ‘Luifels’........................................................................................................................... 39 13.1 Concept...................................................................................................................................... 39 13.2 Technische haalbaarheid ........................................................................................................... 39 13.3 Financiële en organisatorische aspecten.................................................................................... 39 13.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties................................................................... 40 14. Zon PV – ‘Balkon’ .......................................................................................................................... 41 14.1 Concept...................................................................................................................................... 41 14.2 Technische haalbaarheid ........................................................................................................... 41 14.3 Financiële en organisatorische aspecten.................................................................................... 41 14.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties................................................................... 42 15. Zon thermisch – ‘Energiedak’ ......................................................................................................... 43 15.1 Concept...................................................................................................................................... 43 15.2 Technische haalbaarheid ........................................................................................................... 43 15.3 Financiële en organisatorische aspecten.................................................................................... 43 15.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties................................................................... 43 15.5 Vergelijkbaar collectorsysteem: SunDisc.................................................................................. 44 16. Zon thermisch – Zonnecollector...................................................................................................... 45 16.1 Concept...................................................................................................................................... 45 16.2 Technische haalbaarheid ........................................................................................................... 45 16.3 Financiële en organisatorische aspecten.................................................................................... 45 16.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties................................................................... 46 16.5 Resultaten zonne-energie opwekking........................................................................................ 46 17. Uitwerking concepten duurzame opwekking .................................................................................. 47 17.1 Zon thermisch ‘Collectorsystemen’........................................................................................... 47 17.1.1.Concept............................................................................................................................... 47 17.1.2 Installatietechnische en ruimtelijke consequenties ............................................................. 47 17.1.3 Tarifering............................................................................................................................ 47 17.1.4 Investeringskosten .............................................................................................................. 47 17.1.5.Resultaat, energetisch ......................................................................................................... 48 17.1.6 Resultaat, financieel............................................................................................................ 48 17.1.7 Organisatie.......................................................................................................................... 48 17.1.8 Vergunningen en wet & regelgeving.................................................................................. 48 17.2 Zon PV ‘Klassiek’ ..................................................................................................................... 48 17.2.1 Concept............................................................................................................................... 48 17.2.2 Installatietechnische en ruimtelijke consequenties ............................................................. 49 17.2.3 Tarifering............................................................................................................................ 49 17.2.4 Investeringskosten .............................................................................................................. 49 17.2.5 Resultaat, energetisch ......................................................................................................... 49 17.2.6 Resultaat, financieel............................................................................................................ 49 17.2.7 Organisatie.......................................................................................................................... 50 17.2.8 Vergunningen en wet & regelgeving.................................................................................. 50 17.3 Zon PV ‘Luifel’ ......................................................................................................................... 50 17.3.1.Concept............................................................................................................................... 50 17.3.2 Installatietechnische en ruimtelijke consequenties ............................................................. 50 17.3.3 Tarifering............................................................................................................................ 50 17.3.4 Investeringskosten .............................................................................................................. 51 17.3.5 Resultaat, energetisch ......................................................................................................... 51 17.3.6 Resultaat, financieel............................................................................................................ 51 17.3.7 Organisatie.......................................................................................................................... 51 17.3.8 Vergunningen en wet & regelgeving.................................................................................. 51 18. Gebruikersgebonden energie maatregelen....................................................................................... 53 19. Conclusies en keuzes....................................................................................................................... 55 19.1 Overzichtstabel .......................................................................................................................... 55 19.2 Gebouw- en gebiedsmaatregelen............................................................................................... 55 19.3 Duurzame opwekking................................................................................................................ 56 Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
3
19.4 De specifieke situatie van stadsverwarming.............................................................................. 56 19.5 Gebied ....................................................................................................................................... 56 19.6 Doorberekening investeringen................................................................................................... 56 19.7 Kostenindicatie .......................................................................................................................... 57 20. Communicatie.................................................................................................................................. 58 20.1 Eindgebruikers........................................................................................................................... 58 20.2 Andere woningcorporaties......................................................................................................... 58 21. Opschalingspotentieel...................................................................................................................... 59 22. Bronnenoverzicht ............................................................................................................................ 60 Bijlage 1 –Menu keuzelijst.................................................................................................................... 61 Bijlage 2 –toelichting ECO2 value........................................................................................................ 63 Toelichting ECO2 value .................................................................................................................... 63 Uitgangspunten ECO2 value ............................................................................................................. 64 WWS ................................................................................................................................................. 64 Investeringskosten ............................................................................................................................. 65 Bijlage 3 – Rapportage ECO2 value...................................................................................................... 66 Bijlage 4 –Overzicht rekenwaarden ...................................................................................................... 75 Bijlage 5 – Forfaitaire waarden ............................................................................................................. 76 Bijlage 6 – TNO rapport stadsverwarming............................................................................................ 77
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
4
1. Introductie Programma Energiesprong Kleinschalige binnenstedelijke gebieden Energiesprong kleinschalige Binnenstedelijke Gebieden maakt onderdeel uit van het SEV programma “Energiesprong”, wat voort komt uit de Innovatie Agenda Energie Gebouwde Omgeving. Daarin zet het Rijk uiteen hoe het wil toewerken naar energieneutrale nieuwbouw en duurzame bestaande bouw. Er zijn drastische veranderingen in de ontwikkel- en bouwsector nodig. Er moet worden gezocht naar nieuwe technische concepten op het gebied van energie en energiemanagement, maar ook dienen de spelers in de bouwkolom hun werkprocessen beter op elkaar af te stemmen teneinde ruimte te geven aan het ontwikkelen en implementeren van energieconcepten; Er is dus duidelijk sprake van een noodzakelijke complete “sectortransitie”. De activiteiten die plaatsvinden binnen het programma “Energiesprong” zijn onderverdeeld in 4 programmalijnen: 1. Innovatie brengen waar de energie verdwijnt: waarin met steun aan concrete bouwprojecten, duurzame vierkante meters gemaakt moeten gaan worden 2. Keteninnovatie 3. Kennisontsluiting 4. Vraagcreatie Het Experiment Energiesprong kleinschalige Binnenstedelijke Gebieden is onderdeel van programmalijn 1 “Innovatie brengen waar de energie verdwijnt” van Energiesprong Gebouwde Omgeving. Dit programma wordt uitgevoerd door de Stuurgroep Experimentele Volkshuisvesting (SEV) in opdracht van BZK/WWI. Tot nog toe is er in bestaand bebouwd gebied niet veel ervaring met deze grootschalige, samenhangende aanpak. Dat is de reden voor de SEV om initiatiefnemers uit te dagen innovatief te werk te gaan. Daarvoor wordt het experiment Energiesprong kleinschalige Binnenstedelijke Gebieden uitgezet. Het experiment moet laten zien hoe een grote stap in energiereductie gerealiseerd kan worden door maatregelen op gebouw- en wijkniveau te combineren. De kennis en ervaring die daaruit voortkomt zal vanaf de start van het project, tijdens en daarna beschikbaar worden gesteld aan andere initiatiefnemers. Het experiment Energiesprong kleinschalige Binnenstedelijke Gebieden biedt financiële ondersteuning voor publiek-private consortia, marktpartij(en), lokale overheid/overheden en eventueel anderen in twee stappen: 1. Het maken van een technische onderbouwing van een gebiedsaanpak, waarbij onderzocht wordt met welke technische invulling aan de gestelde ambities/eisen van de realisatie voldaan kan worden1; 2. Realisatie van gebiedsprojecten, waarbij een energie gerelateerde CO2 uitstoot met 45% verminderd wordt.
1
Handleiding experiment energiesprong binnenstedelijke gebieden, SEV: 9 dec 2010
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
5
2. Deelnemers Bij het project zijn de volgende participanten betrokken en hun motivatie om mee te willen doen met het experiment. Gemeente Rotterdam De gemeente Rotterdam heeft in het Rotterdam Climate Initiative (RCI) hoge ambities gesteld op het gebied van energietransitie: 50 procent CO2 reductie in 2025 t.o.v. 1990. De gebouwde omgeving is een grote energiegebruiker, ongeveer 1/3 deel van het totale energieverbruik vindt plaats in gebouwen. Rotterdam bouwt aan een Duurzame Stad. Duurzaam bouwen in Rotterdam staat voor: - Kwaliteit: door gebruik van duurzame materialen met een langdurige gebruikskwaliteit; - Zorgvuldigheid: in termen van kostenbesparende maatregelen, gezondheid en comfort; - Leefbaarheid: een vitale mix van mensen, welzijn en milieu op alle niveau's van de planontwikkeling. Rotterdam wil informatie over duurzaam bouwen én mogelijkheden om op dit vlak samen te werken, graag toegankelijk maken. Daarbij wordt duurzaamheid bekeken vanuit de triple-P filosofie: People, Planet, Profit. Binnen dit project is de Gemeente Rotterdam is verantwoordelijk voor de buitenruimte van het gebied en mede belanghebbend voor het bereiken van de CO2 reductie doelstelling van de stad als geheel. Woningcorporatie ComWonen ComWonen biedt goede en betaalbare woonkwaliteit en een voorbeeldige dienstverlening in de stadsregio Rotterdam. Wij zijn een betrouwbare investeerder in wijken met een grootstedelijk risicoprofiel en zijn medeverantwoordelijk voor het welzijn van de bewoners in deze wijken. Wij richten ons in het bijzonder op mensen in een kwetsbare positie. Wij bezitten ongeveer 30.000 woningen in de stadsregio. 2
Op het gebied van energie hebben we de ambitie om 28% reductie C02 per m vloeroppervlak te realiseren in de periode 2008-2018 voor ons woningbestand. Een belangrijke overweging hierbij zijn de woonlasten van onze huurders: in de komende tien jaar verbeteren we ons bezit, waardoor onze huurders gemiddeld 20% zullen besparen op de kosten voor warmwater en ruimteverwarming. We doen dit via isolerende maatregelen, restwarmte of andere duurzame energietechnieken. We hebben als ambitie om jaarlijks een demonstratieproject met vergaande milieuwinst te realiseren. In 2010 hebben we in dit kader een warmtepomp geslagen in Capelle aan de IJssel. De haalbaarheidsstudie is voor ons interessant, omdat we integraal èn met een frisse blik kijken naar een gebied dat we anders met conventionele technieken zouden aanpakken. Building Brains De stichting Building Brains heeft ten doel het bevorderen van innovatie in de gehele bouwkolom op Brains is een consortium van 32 organisaties (29 bedrijven en 3 kennisinstellingen) die de gehele keten van de bouw beslaan. Van architect tot en met toeleverancier, met als gezamenlijke ambitie: het komen tot een energieneutrale gebouwde omgeving. Building Brains beschikt over alle relevante expertise die nodig is voor onderzoek en implementatie van energiebesparing in de gebouwde omgeving met een focus op renovatie van bestaande bouw / gebied. Door de unieke ketensamenwerking zijn integrale oplossingen Door het grote aantal partijen, met een landelijke dekking, is Building Brains bij uitstek geschikt voor opschaling van de experimenten naar niveau van heel Nederland. De aangesloten partijen van Building Brains vertegenwoordigen ca. 140.000 mensen die actief zijn op dit vakgebied. Namens Building Brains voeren de volgende partijen de technische haalbaarheidstudie uit : Deerns raadgevende ingenieurs voor en de installaties , DHV voor de berekeningen en bouwkundige kostenkentallen middels ECo value en DEC Volker Wessels voor de duurzame opwekking.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
6
3. Doelstelling haalbaarheidstudie SEV In dit kader is door SEV voor het bovenstaande project Rotterdam Alexanderpolder Ommoord een technische haalbaarheidstudie opgedragen voorafgaand aan de mogelijkheid voor consortia voor het indienen van een Project plan Experiment Energiesprong kleinschalige Binnenstedelijke Gebieden voor de realisatie. De voorliggende technische haalbaarheidsstudie onderzoekt welke technische maatregelen het mogelijk maken en welke daarvan realistisch kunnen worden ingezet om te komen tot een C02 reductie van 45 % voor het gekozen gebied ten opzichte van de vastgestelde referentiesituatie. De onderhavige haalbaarheidstudie wordt voor SEV ook ingegeven door het potentieel van het project ter zake van de opschaalbaarheid met betrekking tot soortgelijke complexen in Nederland. Het doel van de haalbaarheidsstudie is: een technisch en financieel haalbaar concept voor CO2 reductie van 45%. te behalen in energiegebruik van het gebied ten opzichte van de referentiesituatie Dit wordt gedaan in de volgende stappen: 1. 2. 3.
Bepalen energiegebruik referentiesituatie Bepalen mogelijke maatregelen op basis van de Trias Energetica Voorstellen van energiescenario’s,op basis van doorrekenen van technische en financiële kengetallen.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
7
4. Doelstelling participanten De gemeente Rotterdam, woningcorporatie ComWonen en Stichting Building Brains hebben de handen ineen geslagen om een technisch en financieel haalbaar concept te ontwikkelen om een reductie van CO2 uitstoot van 45% te behalen in deelgebied Ommoord van de Rotterdamse Alexanderpolder. ComWonen , eigenaar van de in het plangebied in beschouwing genomen woningen , heeft de ambitie 2 om 28% C02 reductie te realiseren per m vloeroppervlak in de periode 2008-1018 voor haar gehele woningbestand , waarbij de woonlasten van de huurders een belangrijk motief vormen. Building Brains is een consortium van 29 bedrijven en 3 kennisinstellingen die samen de gehele bouwketen beslaan en die voorsprong willen nemen in kennis en ervaring voor een energieneutrale gebouwde omgeving. De gemeente Rotterdam heeft met het Rotterdam Climate Initiative de ambitie gesteld voor 50% CO2 reductie in 2025. In dit project neemt de gemeente de buitenruimte voor zijn rekening. In 2009 bleek uit onderzoek dat in opdracht van ComWonen is verricht dat de woningen gemiddeld gelabeld worden op F of G. Het is mogelijk om een label C of D te halen. Op dit moment is de insteek van ComWonen om door conventionele maatregelen het energiegebruik te reduceren, zoals kierdichting, isolatie e.d. Het haalbaarheidsonderzoek kijkt met een frisse blik naar de gebouwen en treedt zo mogelijk buiten de gebaande paden, waaruit wellicht een intensivering van de aanpak volgt. Er wordt ondermeer gedacht aan: WTW, duurzame opwekking van energie (zonnecollectoren), WKO, warmtepompen, LED-verlichting en betere benutting van de aanwezige stadsverwarming.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
8
5. Beschrijving van het project 5.1 Projectkenmerken Voor de haalbaarheidsstudie betreft het een gebied gelegen in het zuidoostelijk gedeelte van Rotterdam Alexanderpolder deelgebied Ommoord . De woningen zijn gelegen aan de Eliotplaats en de SInclair Lewisplaats en worden verder in het rapport angeduid als Lewis en Eliot. De woningen in dit gebied zijn gebouw eind jaren zestig. In een later stadium zijn in deze wijk door verdere verdichting beperkt in latere jaren nog enkele woningen tussen de eerdere bebouwing gebouwd. De woonbebouwing in het plangebied in beschouwing is genomen zijn galerijflats met acht woonlagen en een bergingslaag op de begane grond niveau. De galerijflats zijn van het type ERA waarvan er verspreid in Nederland een groot aantal zijn gebouwd in verschillende configuraties. Dat maakt het opschalingspotentieel van het project hoog. Het gekozen onderzoeksgebied, gelegen in de wijk Ommoord valt binnen de opgegeven criteria. Deze zijn op hoofdlijnen: - rechthoekig gebied waarin de woningen worden omsloten; 2 2 - totaal aan te pakken Ag cq BVO van de gebouwen tenminste 20.000 m en maximaal 40.000 m ; 2 2 - gebouwdichtheid minimaal 0,30 m BVO per m gebiedsoppervlak. 2
2
Het aangegeven gebied omvat ca. 45000 m en voldoet met 28.000 m gebruiksoppervlak (Ag) met de gekozen bebouwing voor het experiment ruimschoots aan het criterium van 30 % BVO.
Gebiedsbeschrijving : 45000 m2 gebied 2 Era flats elk 176 woningen, totaal 352 woningen ;28000 m2 bebouwd oppervlak
Het gebied en in het bijzonder de betreffende woningen in het gebied zijn als courant aan te merken. Een en ander vertaalt zich in een goede verhuurbaarheid en navenante courante huurprijzen die reeds grotendeels in de pas lopen met de huurprijzen volgens het Woningwaarderingsstelsel. Het gebied staat goed bekend en dat geeft ComWonen het nodige vertrouwen om ook te willen investeren in kwaliteitsverbetering. Ook vanuit de bewonersorganisaties van dit type woning wordt regelmatig aangedrongen op een energetische verbetering van de woningen. Dit geluid komt zowel vanuit de betreffende woningbouwcorporatie als ook vanuit de nabijgelegen ERA complexen in hetzelfde stadsdeel welke in bezit zijn van Woonstad.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
9
Het onderhavige project omvat 352 woningen, in twee grote “knikflats”, elk met 176 woningen die gebouwd zijn in 1968- 1969. Alle in beschouwing genomen woningen in het gebied zijn eigendom van Woningcorporatie ComWonen te Rotterdam . Beide flats zijn identiek wat woningtypen en oppervlaktes betreft . Daarom is voor het haalbaarheidsonderzoek telkens uitgegaan van een situatie van totaal 352 woningen. In 2009 is voor de gebouwen een energieprestatie-advies opgesteld, dat de woningen gemiddeld labelt op F/G, afhankelijk van de positie in de flat van de appartementen. Er is berekend dat het door forse investeringen mogelijk is om tot label B/C te komen. Met een lager investeringsniveau is het mogelijk om label C/D te behalen; alle woningen kunnen C halen als de balkon- en toegangsdeuren vervangen worden. Op dit moment is het de insteek van ComWonen om door conventionele maatregelen (isolatie, kierdichting en het vernieuwen van de installaties) het energiegebruik te reduceren. De woningen zijn reeds aangesloten op stadsverwarming hetgeen , afhankelijk van de situatie van een aantal mogelijkheden zal beïnvloedt. Tevens zal worden bezien wat zinvolle mogelijkheden zijn om in het gebied besparingen te realiseren en /of naar duurzame opwekkingsmogelijkheden. 5.2 Woningkenmerken Het plan bestaat uit 2 woongebouwen met elk 176 woningen met galerijontsluiting . De 2 gebouwen bestaan elk uit 8 woonlagen en een bergingslaag . Elke woninglaag omvat 22 woningen.. Er zijn globaal 2 typen woningen te onderscheiden , de standaardwoning en de knikwoningen. Dit zijn de woningen gelegen zijn in de verbindingsknik van de twee bouwdelen van een flat . Ze komen 1 x voor per bouwlaag. Daarnaast zijn er natuurlijk energetisch meerdere varianten ,namelijk die woningen die direct onder het dak ,aan de kopgevel en boven de bergingslaag bevinden. De woningen bestaan, afgezien van de woningen in de knik die een afwijkende indeling en oppervlakte hebben uit een woonkamer en drie slaapkamers. Op de begane grond bevinden zich de bergingen en algemene ruimten. De standaardwoningen zijn gebouwd als betonnen casco met dragende wanden en een vrije vloeroverspanning van ca. 7,60 meter en een diepte van ca. 11 meter. De afwijkende knikwoningen hebben ook inwendig dragende wanden en een plattegrond die qua oppervlakte meer dan 1,5 x zo groot is als de standaardwoning. De woningen hebben een ongeïsoleerde betonnen vloer boven de bergingslaag, kopgevels met een spouwmuur met maximaal 20 mm EPS en een spouw van 30 mm ,houten kozijnen in de langsgevels met enkel glas aan de galerijzijde en grotendeels dubbel glas aan de balkonzijde. Het dak bestaat uit een betonnen dakconstructie met isolatie van 70 mm vlasvezelkanaalplaten. De woningen zijn centraal aangesloten op stadsverwarming en worden verwarmd met radiatoren. In de woningen zijn verdampingsmeters aanwezig waarmee het verbruik wordt vestgesteld en de afrekening wordt verzorgd. Naast radiatoren is plintverwarming aanwezig in de woningen. Voor warm tap water wordt gebruik gemaakt van stadsverwarming, middels warmtewisselaar, tapvat en warmtewisselaar . Per flatgebouw zijn er 2 technische ruimtes beschikbaar en zijn er telkens twee aparte aansluitingen vanuit het energiebedrijf voor warmte en elektriciteit. Ventilatie vindt plaats door middel van natuurlijke toevoer en mechanische afvoer. Afvoer vindt plaats in keuken, badkamer en toilet . Op het dak bevinden zich 22 ventilatoren. De oriëntatie van de woningen is vrijwel zuid-gericht voor de in elkaars verlengde liggende zijden en de knik is ca. zuid west georiënteerd. De galerij zijde is bij deze specifieke appartementen gebouwen derhalve vrijwel altijd zonder zoninstraling.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
10
5.2.1 Standaardwoning Basiswoningtype Totaal 336 Tussenwoningen Daktussenwoningen Dak kopwoningen Kopwoningen midden woning BG vloer tussen woning Bg vloer kopwoning
Complex Eliot en Lewis 228 38 4 24 38 4
Gebruiksoppervlak
83,73 m2
Aantal bouwlagen
8
Aantal kamers
3
Daktype
plat
BG vloer (m2)
83,73 m2
Kopgevel per kopwoning
32,0 m2
Geveloppervlak
20,25m2
Bewoners
2,2
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
11
5.2.2 Knikwoning Basiswoningtype Knik Totaal 16 Daktussenwoningen Tussen woning BG vloer tussen woning
Complex Eliot en Lewis 2 12 2
Gebruiksoppervlak
149,50 m2
Aantal bouwlagen
8
Aantal kamers
4
Daktype
plat
BG vloer (m2)
149,50 m2
Kopgevel per kopwoning
0 m2
Geveloppervlak
69 m2
Bewoners
2,8
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
12
5.2.3 Overzicht technische gegevens
Woningtype: allen
Complex: allen
Liften
4x900kg/complex
Isolatiekenmerken
Vloer
Geen
Dak
70mm vlasscheven
Gevel
Geen
Kierdichting
Geen
Glassoort
Dubbel/Enkel
Tapwater
Stadsverwarming Warmtewisselaar/ tapvat
Verwarming
Stadsverwarming
Ventilatie
Mechanisch afz. Natuurlijke toevoer
Systeem
Type ?
Totaal
Huurprijs
1 .dakwoning tussen
38
512
2 dakwoning hoek
4
512
3 tussen woning kop
24
512
4 bg woning kop
4
512
5 bg woning tussen
38
512
6 knikwoning dak
2
660
7 knikwoning tussen
12
660
8 bg knikwoning
2
660
9 tussenwoning
228
512
Totaal
352
Gem. huurprijs
519
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
13
5.3 Gebiedskenmerken
waarde
totaal
Verlichting
70 %
15750
Bemaling
30%
6750
Forfaitaire waarde CO2
0,5 kg/m2/jr
22500Kg/jr
Verlichting
16.000Kwh/jr
9730 kg/jr
De totale oppervlakte die in beschouwing genomen is en wordt bepaald door een rechthoek getrokken rondom de in beschouwing genomen gebouwen in het plangebied bedraagt ca.45000m2. Binnen de 45000m2 gebied is een voorwaarde dat het in beschouwing genomen aan del BVO meer dan 30 % bedraagt. Het plangebied voldoet aan dit criterium zoals vastgesteld in de aanvraag van de haalbaarheidstudie.
Het openbaar gebied is eigendom van de gemeente Rotterdam . Het openbaar gebied vormt de ruimtes tussen de flats , die voorzien zijn van bestrating voor wandelpaden en parkeerplaatsen. Het overige is grasvegetatie, bomen en struiken. De vegetatie bestaat uit inmiddels volwassen bomen en struiken. In het gebied bevindt zich de straat verlichting als belangrijkste energie component. De kadastrale grenzen van de appartementengebouwen lopen vrijwel gelijk met de plattegronden van de gebouwen. De gemeente Rotterdam is eigenaar van de direct op de erfgrens aansluitende ruimten. rondom de flats. Rondom de appartementgebouwen is geen aangrenzende grond eigendom van ComWonen In het gebied komen nog enkele appartementcomplexen voor of delen hiervan en een klein 2 laags kantoorgebouw , welke laatste al gedurende enige tijd leeg staat. Laatstgenoemde gebouwen zijn niet in de beschouwing betrokken gegeven het opschalingspotentieel van de in het gebied gelegen ERA flats en de BVO ’s in relatie tot het experiment. Voor het gebied worden de forfaitaire waarden als uitgangspunt genomen en de aandelen toegedeeld als in de bovenstaande tabel voor verlichting en bemaling.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
14
6. Hoofdlijnen project aanpak Het doel van de haalbaarheidsstudie is: een technisch en financieel haalbaar concept voor CO2 reductie van 45% vast te stellen. Dit wordt gedaan in de volgende stappen: 1. Bepalen energiegebruik referentiesituatie De eerste stap is het in kaart brengen wat de energiebehoefte van het gebied is in relatie tot de verschillende energiedragers en functies . Gegevens die bekend zijn bij de woningcorporatie worden hiervoor gehanteerd. Voor gegevens die ontbreken worden aannames gedaan. Als basis wordt in principe uitgegaan van de door SEV verstrekte forfaitaire waarden voor gebouw en gebied. Indien het vermoedelijk verbruik veel hoger zal liggen dan is het verstandig om deze hogere waarden te hanteren om aan de doelstelling te kunnen voldoen. Indien de verbruiken veel lager lijken te liggen dient te worden bezien of het gebied nog steeds aan de criteria voldoet voor deelname aan het experiment. Reeds aanwezige kansrijke voorzieningen op energiegebied worden in kaart gebracht . Uitgangspunten worden vastgesteld zoals toekomstige ontwikkelingen, aannames voor de ontwikkeling van energietarieven en onderhoudswerkzaamheden welke reeds zijn voorzien in de onderhoudsplanning om deze te kunnen integreren in de specifieke haalbaarheid energiebesparende maatregelen. In overleg met betrokken partijen zullen deze uitgangspunten voor de haalbaarheidsvisie vastgesteld worden. Op basis van de informatie van de inventarisatie wordt het energiegebruik in de referentiesituatie bepaald voor de verschillende gebruikscategorieën. Voor de gebouwen in het gebied is reeds een oriënterende bepaling gedaan waarvoor echter geen officiële labels zijn afgegeven..Voor het gebruikergebonden energiegebruik zal zoveel mogelijk gebruik worden gemaakt van werkelijke gegevens of anders op basis van kengetallen. Voor gebiedsgebonden energieverbruik zal gebruik worden gemaakt van werkelijke gegevens en indien niet voorhanden, op basis van kengetallen en een inschatting. Het resultaat is inzicht in het gebouwgebonden energiegebruik, gebouwafhankelijke gebruikersenergiegebruik GAGE, gebruiksapparatuur GE en gebiedsgebonden energiegebruik. 2. Bepalen mogelijke maatregelen op basis van de Trias Energetica Op basis van de energiebehoefte van het gebied worden maatregelen voorgesteld die leiden tot energiebesparing. Hierbij worden de stappen gevolgd, behorende bij de Trias energetica.
1. Reductie energievraag. 2. Benutting duurzame energiebronnen. Hierbij wordt gekeken naar duurzame opwekking op gebiedsniveau (gebruik van restwarmte, WKO , e.d.). Ook wordt op gebouwniveau aangegeven in hoeverre inzet van duurzame energie mogelijk is. 3. Efficiënt brandstofgebruik. Het resterende energieverbruik wordt zo efficiënt mogelijk opgewekt. Hierbij zullen vooral de gebouwgebonden maatregelen de belangrijkste component vormen Hiervoor is reeds vooronderzoek gedaan door ComWonen1; de resultaten worden zo mogelijk ook gebruikt voor deze haalbaarheidsstudie. Deze maatregelen zijn vooral gericht op de reductie van de energievraag.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
15
Het haalbaarheidsonderzoek zal zich ook richten op alle mogelijke maatregelen die genomen kunnen worden zowel voor gebouwen en gebieden en op de mogelijkheden om het bewonersgebruik te beperken. Van de verschillende maatregelen waarvan verdere uitwerking zinvol wordt geacht door input van participanten wordt het effect op gebied van energiebesparing en CO2 reductie bepaald Het resultaat is een lijst met kansrijke en minder kansrijke maatregelen voor het gebied en de gebouwen en de gebruikers. De minder kansrijke maatregelen worden globaal behandeld , kansrijke maatregelen worden verder uitgewerkt. 3.
Voorstellen van energiescenario’s, op basis van doorrekenen van technische en financiële kengetallen
De haalbaarheid en effectiviteit van de energiebesparende maatregelen worden bepaald op basis van De energiebesparing. De maximaal haalbare C02 reductie indien alle maatregelen uitgevoerd zouden worden, inclusief mogelijke nieuwe (toekomstige) technieken. De globale investeringskosten op basis van kengetallen. Overzicht van terugverdientijden. Een kwalitatieve omschrijving van de voor- en nadelen van deze technieken voor de, bijvoorbeeld ten aanzien van (thermisch) comfort, levensduur en praktische inpasbaarheid. Gesprekken met de woningcorporatie en gemeente ter zake van de door hen ingeschatte haalbaarheid op basis van investeringen en huurinkomsten en mogelijkheden om oplossingen te combineren met voorziene onderhoudswerkzaamheden Hierdoor wordt het haalbare niveau inzichtelijk gemaakt, maar ook stapsgewijs invulling gegeven aan mogelijke ambitieniveaus. Op basis van de technisch, organisatorische en financiële kengetallen worden energiemaatregelen vastgesteld om te komen tot de meest gunstige energie- dan wel CO2reductie en de doelstellingen voor het onderhavige project te behalen.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
16
7. Randvoorwaarden experimentproject Binnen het SEV experimentproject zijn specifieke randvoorwaarden geformuleerd om te voldoen aan de gestelde criteria. Deze criteria zijn nader beschreven in de SEV project opzet en zijn bijgevoegd in de bijlagen. Naast het voldoen aan criteria voor het gebied zijn er forfaitaire waarden en drempelwaarden geformuleerd die toegesneden zijn op de specifieke situatie , de woningtypes en het bouwjaar en de te bereiken maximale waarden na realisatie van het project . Voor de referentiesituatie kan uitgegaan worden va een forfaitaire waarde voor zowel de gebouwen als het gebied . Keuze is mogelijk om deze forfaitaire waarden te hanteren dan wel het werkelijk verbruik te hanteren. Indien het werkelijk verbruik hoger ligt dan de forfaitaire waarde zal veelal worden gekozen voor het hogere gebruik omdat het lastiger is onder de bij de forfaitaire waarde behorende met 45% gereduceerde waarde uit te komen. Indien de praktijkwaarde lager dan de forfaitaire waarde ligt geldt een drempel. Indien de praktijkwaarde meer dan 20% onder de forfaitaire waarde ligt, moeten de betreffende gebouwen buiten beschouwing worden gelaten voor het experiment. Voor het onderhavige project gelden de volgende uitgangspunten: Voor de gebouwen: 2 • Forfaitaire waarde categorie hoogbouw bouwjaar 1960-1969 : 51 Kg C02 per m gebruiksoppervlak (Ag) Voor het gebied: • Forfaitaire waarde voor de CO2 emissie gerelateerd aan de omgeving , afkomstig van de 2 staatverlichting en de bemaling, is gesteld op 0,5 kg per m gebiedsoppervlak. Voor de situatie in het betreffende gebied betekent dit bijvoorbeeld: • •
2
2
Voor de gebouwen een reductie met 45% van 51 kg per m Ag tot 28,05 kg per m Ag Voor de emissie gerelateerd aan het gebied een reductie van 0,5 kg per m2 gebiedsoppervlak tot 2 0,275 kg per m . 2
In de praktijk blijkt de C0 uitstoot van het gebied in verhouding tot de gebouwengebonden energie en de gebruikersgebonden energie zeer gering. Voor de drempel waarbij de gebouwen buiten beschouwing dienen te worden gelaten geldt een grens van 20% onder de forfaitaire waarde. De forfaitaire waarde voor de gebouwen met dit bouwjaar en woningtype bedraagt 51 kg per m2 Co2 2 en derhalve de ondergrens in de actuele situatie 40,8 kg CO2 per m gebruiksoppervlakte (Ag). Voor het onderhavige project worden de forfaitaire waarden gehanteerd voor de referentiesituatie.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
17
8. Referentiesituatie Voor de vaststelling van de referentiesituatie wordt een onderscheid gemaakt tussen verschillende soorten verbruiken: Gebouwgebonden gebruik: Gebruik voor de klimatisering zoals verwarming , tapwater van de woning en verlichting Gebouwgebruiksgebruiksgebonden energie GAGE Gebruik voor functioneren van algemene voorzieningen, zoals pompen, liften, verlichting van algemene ruimten etc. Gebruikers apparatuur GE Energiebehoefte voor gebruikersapparatuur in de woning. In dit rapport wordt zoveel mogelijk uitgegaan van deze indeling. Voor het verkrijgen van de ze gegevens is uitgegaan van gegevens die zo mogelijk vanuit verschillende invalshoeken worden verkregen en geverifieerd op basis van de volgende bronnen. Forfaitaire waarden SEV Gas/Warmte Electra Electra Electra
Gebouw Gebouwgebruik Gebruikers Gebied
X X X X
CBS
Nota Com Wonen
Info Gem R’ dam
X X
x
X x
Daarbij zijn voor het vaststellen van de verbruiken de volgende uitgangspunten gehanteerd: 8.1 Gebouwen Warmte behoefte Voor de woningen zijn de uitgangspunten voor de warmteverliezen gebaseerd op de verschillende woningtypen zoals in het gebouw voorkomen zoals dakwoningen, tussen woningen, kopgevel woningen,en woningen op de bergingslaag en apart in rekening gebracht in de aantallen waarin deze typen voorkomen .Voor de knikwoningen, die met hun oppervlakte afwijkend van de standaardwoningen zijn derhalve tevens aparte waarden in rekening gebracht. Voor de totale CO2 uitstoot is telkens het totaal van 352 woningen, d.w.z. van de twee woonblokken 2 en het totaal aantal woningen per m in beschouwing genomen. De afwijkende oppervlakte van de 16 knikwoningen ten opzichte van de 336 overige woningen is in de gemiddelde oppervlakte van het totaal van de 352 woningen meegerekend. Stadsverwarming De woningen zijn alle aangesloten op het stadsverwarming net van de gemeente Rotterdam zowel de warmtevraag van ruimteverwarming als tapwater. Per gebouw zijn er 2 ruimten waar de stadsverwarming binnenkomt en middels warmte afgifte en circulatieleidingen wordt naar de woningen gedistribueerd. Voor de opwekking zijn gegevens beschikbaar gesteld waar de primaire CO2 is afgeleid. Het betreft hier een directe aansluiting op het primaire net waarbij het rendement van de stadsverwarming op 1,79 kan worden gesteld (zie bijlage rapport TNO). Door deze hoge aansluitwaarde is de primaire uitstoot van C02 als resultante van deze opwekking bijzonder gunstig en is het aandeel van de CO2 productie als resultante van warmtevraag in de totale CO2 hoeveelheid beduidend lager dan bijvoorbeeld bij vergelijkbare woningen met een gasgestookte collectieve boiler. De CO2 bijdrage door vermindering van de ruimteverwarming vraag en tapwater verwarming als aandeel op de totale CO2 uitstoot van de woningen is dan als gevolg hier van beperkter.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
18
Elektrabehoefte Gebouw-gebruiksgebonden energie GAGE Voor de elektrabehoefte van de Gebouw-gebruiksgebonden energie GAGE is uitgegaan van het elektraverbruik zoals kon worden afgeleid uit de rekeningen va de beide flatgebouwen en toebedeeld aan de grootverbruikende onderdelen daarvan , zoals verlichting , pompen , ventilatoren en liften op basis van gegevens van de installaties en de ingeschatte gebruiksduur en daarmee verkregen berekeningen. Gebruikersapparatuur Voor de inschatting van de gebruikersapparatuur is gebruik gemaakt van gegevens op poscode niveau als CBS gegevens over het gebruikersgebruik in de betreffende wijk voor de categorie appartement. Uit beide gegevens is een gemiddeld verbruik van ca. 2600 KWh afgeleid en gehanteerd voor het gebruikers deel. Een en ander is in lijn met andere bronnen die geraadpleegd zijn die andere invalshoeken hanteren. 8.2 Gebied Voor het gebied is een opgave gedaan vanuit de gemeente Rotterdam met de gedetailleerde elektrabehoefte van het door de rechthoek omsloten gebied. Om te komen tot een reductie van CO2 uitstoot van 45%, moeten maatregelen getroffen worden. Niet alle deelposten van het energiegebruik zijn echter even goed te beïnvloeden of te reduceren. Zo is op gebouwgebonden energiegebruik een besparing te behalen groter dan 45%, terwijl op het gebruikersgebonden energiegebruik minder bespaard kan worden. Ook op de gebiedsgebonden energie lijkt een reductie ten opzichte van de forfaitaire waarde beperkt .Evenwel is in deze laatste categorie de absolute CO2 uitstoot ten opzichte van de woningen ondergeschikt. Uiteindelijk zal de balans van een aantal maatregelen leiden tot een totale CO2 reductie van 45% voor het geheel. Op basis van de woningkenmerken, de gebiedskarakteristiek, de verbruiksgegevens en statistische gegevens is onderstaand de CO2 uitstoot bepaald van de referentiesituatie.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
19
9. Technisch inhoudelijke aanpak Nu de huidige CO2 uitstoot is bepaald van de referentie situatie is een overzichtslijst van maatregelen opgesteld van alle mogelijke maatregelen die voor de gebouwen en het gebied theoretisch zouden kunnen worden genomen om te komen tot een reductie van de CO2 uitstoot voor het gebied. 9.1 Menu lijst maatregelen Nu de uitgangspunten voor de CO2 uitstoot zijn bepaald is ten behoeve van het project een overzichtslijst opgesteld van vrijwel alle mogelijke maatregelen die in aanmerking komen om in beschouwing te nemen voor de CO2 reductie van woningen. Tevens zijn in hetzelfde overzicht alle gebiedsmaatregelen in beschouwing genomen. Binnen de ze overzichtslijst is een indeling gemaakt waarbij tevens gekeken is naar maatregelen waarover reeds het plan is uitgesproken deze in te zetten voor de betreffende complexen. Doelstelling is om te komen tot een set van realistisch uit te werken maatregelen die door alle partijen in eerste instantie zinvol en haalbaar worden geacht. Met de woningbouwvereniging zijn de maatregelen doorgenomen en geclassificeerd in 4 categorieën: - Maatregelen die met grote zekerheid worden uitgevoerd; - Maatregelen die de moeite waard lijken zijn om verder uit te werken; - Maatregelen die onhaalbaar worden geacht; - Maatregelen die niet van toepassing zijn. In de bijlage treft u de overzichtslijst aan met de genoemde maatregelen. Vanuit deze lijst is besloten een verdere uitwerking te maken met de navolgende maatregelen die kunnen worden onderverdeeld in een 4-tal categorieën: - Gebouwgebonden besparingsmaatregelen; - Installatiegebonden maatregelen; - Duurzame opwekking; - Beïnvloedingsmaatregelen gebruikers gedrag. 9.2 Overzichtmaatregelen Zoals aangegeven worden op basis van de trias energetica een aantal maatregelen uitgewerkt. Het gaat daarbij om maatregelen die zich richten op de gebouwen en om maatregelen die zich richten op het gebied en om maatregelen om het gebruikersgebruik te beïnvloeden. Voor het gebouwgebonden energiegebruik is gekeken naar de volgende onderdelen: De individuele woningen: - Isolatie van de schil van het gebouw; - Douche water warmte terugwinning; - Aanbrengen van thermostaat radiatorkranen; - Ventilatieregeling en warmte terugwinning uit ventilatielucht; - Isolatie van circulatie leidingen. Het gebouwgebonden gebruik GAGE - Verlichting van algemene ruimten; - Energiegebruik van liften. Benutting duurzame energiebronnen - PV opwekking op dak en gevel; - Zon thermische opwekking. Gebiedsgebonden gebruik - Efficiënte verlichting; Gebruikersgebonden energie - Slimme meters; - Standby killers; - Hot fill apparatuur. Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
20
10. Maatregelen 10.1 Gebouwgebonden maatregelen 10.1.1 Isolatie van de schil Voor de gebouwgebonden maatregelen worden de volgende bouwkundige maatregelen in ogenschouw genomen met als doel het reduceren van de vraag . De maatregelen worden in 1 pakket beschouwd en bestaan uit isolatiemaatregelen van de schil en het vervangen van het glas door isolatieglas HR ++. Uitgangspunt is: - isolatie van wanden met een Rc 3.0; - isolatie van de kopgevels en de gevels tussen woningen en lifthal met een gemiddelde RC 3.0; - isolatie van de borstweringspanelen in de langsgevels borstweringspanelen Rc 3.0; - vervangen glas door HR ++ glas; - kierdichting; - isolatie van de leidingen ter beperking van circulatieverliezen. Dit resulteert in een belangrijks besparing op het energie gebruik en de CO2 uitstoot. Onderstaande tabel geeft het resultaat weer van de besparingen. Corporatie
Woningtype
Com Wonen Com Wonen Com Wonen Com Wonen
type knik dak type knik tussen type recht dak type recht tussen
2 12 38 228
149 149 83,07 83,07
1969 1969 1969 1969
4552,5 3802,8 3759,9 3338,9
2972,5 2222,8 2179,9 1758,9
30,6 25,5 45,3 40,2
2781,5 2532,9 2525,1 2385,1
1201,5 952,9 945,1 805,1
Com Wonen Com Wonen Com Wonen Com Wonen Com Wonen
type knik berging type recht berging type dak kop type tussen kop type berging kop
2 38 4 24 4
149 83,07 83,07 83,07 83,07
1969 1969 1969 1969 1969
4408,6 3679,2 4102,9 3681,1 4022,0
2828,6 2099,2 2522,9 2101,1 2442,0
29,6 44,3 49,4 44,3 48,4
2715,0 2488,0 2583,0 2435,0 2545,0
1135,0 908,0 1003,0 855,0 965,0
TOTAAL
Aantal
GO
Bouwjaar CO2 per woning
CO2 electra
CO2 per m2
CO2 na maatregel en
CO2 electra
CO2 na Besparing Besparing maatr per % % m2 excl.gebr gebonden 18,7 39% -60% 17,0 33% -57% 30,4 33% -57% 28,7 29% -54% 33%
352
18,2 30,0 31,1 29,3 30,6
38% 32% 37% 34% 37%
-60% -57% -60% -59% -60%
-55,60%
TOTAAL
Uitgangspunten: Opwekrendement warmte 1,79 Oppervlakken knik woning als factor 1,5 van rechte woning Elektriciteitsgebruik 2600 kWh per woning voor alle woningen Rc-waarde isolatiemaatregelen 3,0
Totaaloverzicht woningen Rotterdam isolatie van de schil.
Gebouwgebonden energiegebruik
Energie m3 primair
Factor
Gebouwgebonden gebruik warmte GJ 17127 304848 basisrekening 2009 Isolatie woningen maatregel 1 (-55,6 %) 9522 169491 De resulterende besparing op CO2 uitstoot op het totaal bedraagt Resultaat CO2 uitstoot isolatie van de schil.
1,78
C02 uitstoot per woning
per m2
541411
1538
17,7
-301025
-855
-9,9
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
21
10.1.2 Aanbrengen douche WTW Per woning wordt gemiddeld 5.800 MJ warmte gebruikt voor warm tapwater. Op het energiegebruik voor warm tapwater kan bespaard worden door gebruik te maken van douchewarmteterugwinning (DWTW). Er zijn verschillende manieren om DWTW toe te passen. In het eerste geval wordt gebruik gemaakt van een warmtewisselaar ingebouwd op een lager gelegen verdieping. In het andere geval wordt gebruik gemaakt van een direct in de douchebak ingebouwde warmtewisselaar. Voor de flatgebouwen is een douchebak met warmteterugwinning de meest interessante optie. Hiermee kan circa 40% van de warmte teruggewonnen worden. Dit figuur toont het principe van de DWTW. Het warme water uit de douche spoelt weg via de douchebak. In de douchebak vindt warmte uitwisseling plaats tussen het warme afvoerwater en het koude leidingwater. Het leidingwater stroomt vervolgens naar de mengkraan. Doordat het koude water al is voorverwarmd, is er minder aanvullend warm tapwater nodig om de juiste temperatuur voor het douchen te bereiken. DWTW is het eenvoudigst aan te brengen gedurende een renovatie van de badkamer. Er is dan weinig extra breekwerk nodig en de aanpassingen van het leidingwerk zijn beperkt. De installatie van de douchebak WTW kan qua breekwerk vergeleken worden met het vervangen van de douchebak. Voor een goede werking is een thermostaatkraan voor de douche noodzakelijk. DWTW vermindert de energie voor warm tapwater met circa 2.300 MJ per jaar per woning. Door bij alle 352 woningen DWTW toe te passen kan dan 810 GJ warmte per jaar bespaard worden. Dit staat gelijk aan 41.000 kg CO2. Voor het projectmatig vervangen van 352 douchebakken door een douchebak met warmteterugwinning wordt een investering van 520.000 geraamd. De eenvoudige terugverdientijd is ca. 36 jaar.
Gebouwgebonden energiegebruik Gebouwgebonden gebruik warmte basisrekening 2009 Douche WTW ( warmteterugwinning)
Energie m3 primair GJ
17127
304848
Factor
C02 uitstoot per woni
1,78
541411
15
-41000
-1
Resultaat CO2 uitstoot douche warmte terugwinning 10.1.3 Ventilatie regeling en WTW Mechanische toe- en afvoerventilatie en warmteterugwinning Met deze maatregel wordt beoogd het energiegebruik te reduceren door toepassing van mechanische toe- en afvoerventilatie in combinatie met warmteterugwinning. De huidige situatie bestaat uit 22 dakventilatoren aangesloten op verticale schachten met luchtkanalen die de lucht uit de woningen afzuigen vanuit de keuken, het toilet en de badkamer. De toevoer gaat via natuurlijk weg door kieren, naden en gevelroosters of ramen.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
22
In de nieuwe situatie worden de bestaande afvoerventilatoren vervangen door thermische geïsoleerde luchtkanalen aangesloten op een centrale luchtbehandelingskast, op het dak te monteren naast de liftmachinekamers.
Er worden twee luchtbehandelingskasten per flat gemonteerd, naast elke liftmachinekamer een. Elke unit bedient de helft van een gebouw , derhalve 80 woningen. De luchtbehandelingskasten hebben een maximaal debiet van 49.000 m³/h toevoer en 49.000 m³/h afvoer. In de luchtbehandelingskasten zijn opgenomen filters, een platenwarmtewisselaar en toe- en afvoerventilatoren met toerenregeling. Het toe- en afvoerdebiet is regelbaar tussen 50% en 100% van het maximale debiet. De ventilatoren
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
23
worden automatische geregeld om een contante onderdruk in de afvoerkanaal te realiseren bij variërend volumedebiet. Toe- en afvoerluchtdebiet worden gelijk gesteld. In de bestaande verticale schachten wordt een toevoerluchtkanaal geïnstalleerd om de toevoerlucht naar de woningen te brengen. In de woningen wordt in de badkamer en de hal een gedeeltelijk verlaagd plafond aangebracht met daarin de toevoerkanalen en gemotoriseerde kleppen waarmee het toe- en afvoerluchtdebiet kan worden geregeld tussen 50% en 100%, bij een constante drukval. Vanuit de hal wordt de lucht naar de verschillende verblijfruimtes gebracht en ingeblazen door een rooster boven de deuren. De deuren worden uitgevoerd met een geschikte spleet aan de grond waardoor de lucht de kamers kan verlaten richting de afzuigpunten in de keuken, de badkamer en het toilet.
Om het systeem te realiseren moet een detailontwerp gemaakt worden, waarin wordt bepaald hoe de toe- en afvoerkanalen in de bestaande schacht kunnen worden aangebracht. Indien er onvoldoende ruimte is kan overwogen om de luchtsnelheden in de kanalen te verhogen, of om een toevoerkanaal aan te brengen aan de zijde van de flat, van waaruit de lucht in de woningen gebracht wordt. De schets toont hoe de luchttoevoer verdeling in de woning via de hal uitgevoerd zou kunnen worden. Bijkomend voordeel is dat ComWonen in het kader van groot onderhoud heeft voorzien de standleidingen in de bestaande situatie te vervangen .Het aanbrengen van ventilatiekanalen kan daarmee worden gecombineerd zodat de bouwkundige ingreep kan worden gecombineerd. Tevens kan de schacht zonodig iets worden uitgebouwd of anders worden ingericht. Door isolatiemaatregelen en kierdichting zal de luchttoevoer ook bij deze ingreep al niet meer langs natuurlijke weg plaats kunnen vinden. Een aanpassing met geregelde toevoerroosters in de gevelvlakken kan worden bespaard. Plattegrond standaardwoning met toe en afvoer ventilatielucht Berekeningen en conclusies De energiebesparing van het systeem is bepaald met gebruik van het programma NPR 5129. In de bestaande situatie is het primaire energiegebruik voor verwarming en ventilatie respectievelijk 13465 MJprim en 2811 MJprim. Door toepassing van schilisolatie en HR++ beglazing daalt het energiegebruik voor verwarming naar 6443 MJprim. Toepassing van mechanische ventilatie met warmteterugwinning zorgt voor een verdere afname van het energiegebruik tot 3006 MJprim. Uitgaande van het uitvoeren van de verbeterde schilisolatie levert toepassing van mechanische ventilatie met warmteterugwinning dus een additionele energiebesparing van 3437 MJprim. Dit betekent een reductie van de CO2 uitstoot van 193 kg CO2 per woning, of 2,2 kg CO2 per m² gebruiksoppervlak. Er is echter extra CO2 uitstoot door de toegenomen ventilatorenergie, nodig in verband voor de toevoerventilator en de gestegen luchtweerstand door de warmtewisselaar en de filters. Het elektriciteitgebruik voor ventilatie wordt 5300 MJprim, een stijging van 2489 MJprim of 270 kWh elektriciteit op jaarbasis. Dit extra elektriciteitverbruik betekent een toename van de CO2 uitstoot van 164 kg CO2 per woning. De netto afname van de CO2 uitstoot door toevoeging mechanische
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
24
ventilatie en warmteterugwinning is dus 193 – 164 = 29 kg CO2 per woning, of 0,33 kg CO2 per m² gebruiksoppervlak. Voor het huishouden stijgt derhalve het energiegebruik voor de mechanische ventilatie met 270 kWh in de nieuwe situatie, terwijl het energieverbruik voor verwarming met 6,2 GJ (3,4 GJ prim) afneemt. De kosten voor verwarming en elektriciteit bedragen respectievelijk € 135 besparing en € 65 per jaar extra. De netto kostenbesparing voor de bewoner is op jaarbasis dus € 70. Voor 1 flat is dit een netto besparing van € 12.320 per jaar. Onderhoudskosten wordt ingeschat als gelijk aan de bestaande situatie. De investeringskosten voor de installatie zijn geraamd op €670.000 op basis van kosten kentallen zoals geleverd door DHV op basis van het ECO2 value programma. De eenvoudige terugverdientijd is dan 54 jaar. Mogelijk kunnen nog besparingen worden gerealiseerd door de grootschaligheid van het systeem en de bouwkundige kosten. De aldus berekende besparing van 0,33 kg CO2 per m² en lange terugverdientijd is waarschijnlijk niet genoeg om de investering te verantwoorden. Echter door het luchtdebiet vervolgens regelbaar te maken kunnen bewoners bij afwezigheid uit de woning of bij lage bezetting de ventilatie terugregelen, waardoor een wel interessante besparing mogelijk is. Hierdoor kan de besparing oplopen doordat zowel warmte als ventilatorenergie bespaard wordt. Naar schatting kan de besparing op warmte hierdoor met 50% toenemen en de ventilatorenergie met 50% afnemen. De netto CO2 besparing kan hierdoor oplopen tot ruim 200 kg CO2 per woning, of 2,3 kg CO2 per m² gebruiksoppervlak. In dit geval wordt de energiekosten/baten berekening: € 203 besparing op verwarming en € 32 extra voor de ventilatie. De netto kostenbesparing voor de bewoner is dan € 170 per jaar, voor 1 flat € 30.000 per jaar. De eenvoudige terugverdientijd is dan 22 jaar. Tevens zorgt de mechanische balansventilatie voor een aan tal andere voordelen die het comfort sterk kunnen verhogen zoals: - verbetering van de woningventilatie door verbeterde regelbaarheid van het ventilatiedebiet vermindering van tocht. - door de luchtfilters in de toevoerkast is de toevoerlucht vrij van stof. - In de toekomst is het mogelijk om dit systeem relatief eenvoudig te voorzien van mechanische koeling door een koelbatterij toe te voegen aan de luchtbehandelingskast. Ook hierdoor verbetert het comfort in de woningen, hoewel dit uiteindelijk wel extra energie kost. De bijdrage van de toepassing van de regeling op ventilatie en warmteterugwinning is als volgt in onderstaand schema aangegeven. Energie m3 primair
Gebouwgebonden gebruik warmte basisrekening 2009 Wtw ventilatielucht
GJ
17127
304848
Factor C02 uitstoot per woning
1,78
per m2
541411
1538
17,7
-70400
-200
-2,3
Resultaat CO2 uitstoot ventilatie regeling en warmte terugwinning. 10.2 Gebouwgebruikgebonden maatregelen 10.2.1 Algemene verlichting Beide flatgebouwen hebben algemene ruimten waar verlicht wordt. Dit zijn de liften, trappenhuizen en galerijen. Een eerste inventarisatie van de verlichtingsarmaturen dat er circa 60-70.000 kWh per jaar aan elektriciteit gebruikt wordt voor verlichting. De energie voor verlichting in algemene ruimten wordt verrekend in de servicekosten. Tabel 1 geeft meer details over de opbouw van de verlichting.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
25
Tabel 1: Eigenschappen van verlichting in algemene ruimten Ruimte Aantal Type lamp Bestaand Galerij 352 TL 18 W 64 TL 18 W Liften en 32 TL 58 W trappenhuizen 60 PL 18 W
Type lamp Nieuw Led 5 W Led 5 W Led 20 W Led 8 W
Branduren (aanname) 5.500 5.500
In de gebouwen kan energie bespaard worden door de conventionele verlichting te vervangen door Led-verlichting. Er zijn verschillende manieren waarop dit gerealiseerd kan worden, o.a. afhankelijk van de gewenste lichtsterkte, lichtkleur en dimregeling. Figuur 1 toont een voorbeeld van een Ledarmatuur dat speciaal bedoeld is voor galerijverlichting. Deze Led-verlichting heeft verschillende standen; gebaseerd op andere projecten is naar verwachting de minimale stand van 5 W voldoende voor de galerijverlichting. In de liften en trappenhuizen kan een hogere stand van 8 W gebruikt worden. De TL 58 W armaturen kunnen vervangen worden door Led-tubes met een vermogen van circa 20 W.
Voorbeeld van led-armatuur voor galerijverlichting
Indien de bestaande verlichting vervangen wordt door Led-verlichting kan naar verwachting 46.000 kWh elektriciteit per jaar bespaard worden. Dit komt overeen met zo’n 28.000 kg CO2 reductie per jaar. Figuur 1 toont een voorbeeld van een flat die voorzien is van Led-verlichting.
Toepassing van Led-verlichting in een galerijflat (e4led.nl)
Voor het toepassen van Led-verlichting is een investering van circa 55.000 nodig. De eenvoudige terugverdientijd is 13 jaar. Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
26
Naast een lager energiegebruik kunnen de volgende punten meewegen bij de keuze voor Led-verlichting: - langere levensduur, dus minder vervangingskosten,. Dit heeft een effect op de kosten van onderhoudspersoneel en vervangingsmateriaal alsook op de klachtenregistratie en administratieve afhandeling. - weinig warmteontwikkeling, waardoor minder insecten worden aangetrokken hetgeen bijdraagt aan het comfort tijdens de zomersituatie. - sommige Led-lampen geven weinig UV-licht, waardoor minder vergeling van de kunststof afdekkappen optreedt. Gebouwgebonden energiegebruik Gebouwgebonden gebruiksenergie GAGE Verlichting aanpassen LED armaturen
Energie m3 primair Kwh
282666
Factor
C02 uitstoot per wonin
0,608
171861 -28000
48 -8
Resultaat CO2 uitstoot verlichting algemene ruimten
10.2.2 Liften De liften in de gebouwen bestaan uit liften die op de nominatie staan om te worden voorzien van een nieuwe aandrijving. Per flatgebouw zijn er 2 groepen met elk 2 liften met 900 kg hefvermogen. De liften stoppen op de oneven resp. even verdiepingen en hebben derhalve elk 5 stopplaatsen. De totale hefhoogte bedraagt 9 verdiepingen voor de ene helft van de liften en 8 verdiepingen voor de andere helft. De liften zijn van het fabrikaat Otis van het bouwjaar 1968 respectievelijk 1969 en zijn eenmaal gemoderniseerd in het bestaan van de gebouwen door Mijnssen liften in de periode 2000 respectievelijk 2001. Op het onderhoudsprogramma staat het vervangen van 2 van de nog 3 originele aandrijvingen in de flats aan de Lewisplaats en 2 van de 4 originele aandrijvingen in de flats aan de Eliotplaats. Op grond van het aantal liften, stops en aantal bewoners en het bouwjaar van de liften is een berekening gemaakt voor het jaarlijkse energiegebruik van de liften De liften zijn aan het eind van hun levensduur en vervanging door nieuwere, moderne liften met een ander besturingssysteem en aandrijving behoort tot de reële mogelijkheden. In dat kader zij opgemerkt dat in de komende periode reeds ingrijpende moderniseringen worden voorzien zoals het vervangen van de aandrijvingen van een groot aantal van de liften. Indien dit wordt gecombineerd met een modernere besturing kan tevens een energiebesparing worden bereikt. Een vervanging van de liften wordt ingeschat op een bedrag van ca. € 75.000 per lift. In toenemende mate zal ook het onderhoud met een grotere intensiteit moeten plaats vinden en zullen additionele kosten gereserveerd moeten worden voor versleten onderdelen. Bij de beslissing om de liften te vervangen spelen de energiekosten en de CO2 besparing nog onvoldoende een prominente rol. Evenwel bestaat de mogelijkheid een maximale CO2 reductie te bewerkstelligen indien de liften, die vrijwel aan het eind van hun theoretische levensduur zijn, worden vervangen. Indien over gegaan wordt tot het vervangen van bestaande aandrijvingen en besturing zonder vervanging van de liften als geheel worden door toepassing van nieuwere technologie de piekstromen belangrijk gereduceerd en neemt het jaarlijks verbruik tevens af. Ook een verhoogde onderhoudsfrequentie betekent theoretisch een verhoging van de CO2 belasting door aanrijden van onderhoudspersoneel. Dit laatste is niet in de beschouwing meegenomen. Het jaarlijks gebruik op basis van de hefhoogte, het aantal stops en het debiet aan woningen leidt tot een aantal verwachte liftbewegingen. In onderstaande tabel is de berekende hoeveelheid jaarlijks energie aangegeven en de mogelijke besparingen.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
27
Gebruik per lift/jaar Kwh Bestaande situatie Vervangen aandrijvingen en besturing, verlichting. Vervangen liften
Totaal gebruik 8 liften
Besparing/lift
Totale besparing 8 liften
Kwh
11200 6995
Kwh 89.600 55.960
5010
49.520
Kwh 4205 38%)
(
ca
33.640
5010 ca.55%)
(
40.080
Uitgangspunt voor de CO2 reductie van de liften wordt aangegeven in de volgende tabel. In de eind berekening van de CO2 besparing wordt uitgegaan van de situatie dat de liften zullen worden vervangen hoewel het energetisch verschil niet bijzonder groot is met een ingrijpende renovatie. Gebouwgebonden gebruiksenergie GAGE Liften vernieuwen Aaandrijving vernieuwen en besturing
Kwh
282666 40080 33640
0,608
171861 -24370 -20453
488 -69 -58
5,6 -0,8 -0,7
Resultaat Co2 uitstoot liften
10.3 Gebiedsgebonden maatregelen 10.3.1 Verlichting
Gebiedsverlichting middels zonne-energie
Binnen de gebiedsgebonden maatregelen is gekeken naar de mogelijkheden de CO2 uitstoot als gevolg van verlichting in het gebied te reduceren. Op basis van de verstrekte gegevens kan worden geconcludeerd dat het actueel verbruik ca. 16.000 KWh per jaar zal zijn. Op basis van de aangegeven armaturen en verlichtingscomponenten kan door vervanging van bestaande lampen door energiezuiniger exemplaren een besparing van 28% op het elektra verbruik worden gereduceerd. Dat betekent een besparing van 0,28 x 16.000Kwh = 4480 KWh Tevens is bezien in dien het gebied wordt voorzien van verlichting die zelfstandig wordt voorzien van zonnepanelen met accu opslag. De verlichting voorziet dan in eigen opwekking en de besparing komt dan overeen met 16.000 KWh. Gegeven de verwachte investeringskosten en het gegeven dat de bestaande armaturen zich waarschijnlijk lenen voor energiezuiniger lampen is gekozen voor de meer beperkte besparing van 4480 KWh.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
28
Verlichting in het omsloten gebied
Resultaat CO2 uitstoot gebiedsverlichting Energie m3 primair
Factor
C02 uitstoot
Gebiedsgebonden gebruik forfaitaire waarden Kwh Aanpassen verlichting
22500 -2723
Resultaat CO2 uitstoot gebiedsverlichting
De CO2 hoeveelheid van de gebiedsbesparing vormt slechts een te verwaarlozen hoeveelheid CO2 uitstoot ten opzichte van het geheel. De bijdrage aan de CO2 besparing bedraagt slechts 0,37% van het totaal van de CO2 uitstoot van het gebied en gebouwen.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
29
11. Duurzame opwekking 11.1 Introductie Een van de manieren om het energieverbruik van bestaande bouw te verduurzamen is om duurzame energie dencentraal (op locatie) op te wekken. Daarbij is een onderscheid te maken naar de mogelijkheden die de gebouwen in het gebied bieden en de mogelijkheden die het gebied zelf biedt. In grote lijnen zijn er een drietal mogelijkheden die in beschouwing zijn genomen waarvan er enkele nader zijn uitgewerkt:
• • • •
Zonne-energie Wind-energie Geothermie Opwekking middels Bio-massa
Voor zonne-energie bieden vooral de gebouwen een goede mogelijkheid voor het uitwerken van een aantal zonne-energie opties. Zowel PV als thermisch bieden mogelijkheden. Een en ander wordt onderstaand nader uitgewerkt. Voor het plaatsen van zonne-energie-units is het gebied tussen de flats minder geschikt. Afgezien van de volwassen vegetatie in het gebied waardoor het lastig is een ononderbroken stroom zonlicht op de panelen te verkrijgen veroorzaken ook de grote en hoge flatgebouwen zelf een groot deel schaduwrijk oppervlak. Deze optie is dan ook daarom verder buiten beschouwing gelaten. Voor windenergie biedt het betreffende gebied niet de juiste mogelijkheden. Afgezien van de windloze tussengebieden door de flats zelf is het plaatsen van windmolens op dit oppervlak tussen de bebouwing geen realistische optie. Het plaatsen van kleinere windmolens op de daken van de gebouwen kan nog wel een optie zijn maar concurreren in dat geval met de mogelijkheden voor zonne-energie. Voorts presteren de kleinere windmolens nog niet met een gunstig rendement, kan er sprake zijn van geluidsoverlast ten opzichte van vooral de woningen op de bovenste verdiepingen. Om die reden is er voor gekozen deze optie niet verder in beschouwing te nemen en als te onzeker te bestempelen voor wat betreft de resultaten van de energieopwekking. Geothermie is een optie die mogelijk meer interessant is om op grotere schaal te worden ingezet en heeft derhalve een sterk gebiedsoverstijgend karakter. Voorts dient geothermie te concurreren met de reeds met hoog rendement opgewekte warmte van het stadsverwarmingsnet. Voor Biomassa is het gebied te klein om voldoende biomassa te genereren. Bovendien moet dit concurreren tegen de relatief CO2 arme energie vanuit het stadverwarmingsnet. Derhalve wordt voor dit project ingezet op zonne-energie, in het bijzonder aan of op het gebouw. Onderstaand worden voor de Elliot en Lewis flat een overzicht gegeven van concepten voor duurzame energie uit zon. In drie stappen wordt een advies opgesteld voor verdere realisatie: ten eerste wordt toegelicht hoe decentraal, duurzaam opgewekt energie afgenomen kan worden aan eindgebruikers en hoe het financiële voordeel van deze lokale opwek terug kan stromen naar de investeerder van het systeem. Vervolgens wordt een overzicht gegeven van de eigenschappen van een aantal concepten die behoren tot de realistische technische mogelijkhedenvoor deze specifieke situatie. Naar aanleiding hiervan is een eerste keus door de opdrachtgever (ComWonen) gemaakt en worden twee concepten verder uitgewerkt tot een advies voor realisatie. Er zijn 4 opties ontwikkeld die onderstaand verder zijn uitgewerkt:
• • • •
PV Zonne-energie op het dak -panelen PV Zonne-energie op het dak -parapludak PV zonne-energie aan de gevel – 2 concepten ZT Zonne-energie op het dak -thermisch
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
30
11.2 Exploitatieaspecten 11.2.1 Kosten van duurzame energie De waarde van duurzaam opgewekte energie hangt af van de prijs die een afnemers voor fossiele energie zou betalen. De tarifering verschilt per type afnemer maar prijsopbouw is echter altijd hetzelfde, namelijk: • Vastrecht voor de aansluiting (euro/jaar); • Transportkosten voor levering (euro/kWh of euro/m3 gas); • commodity prijs (euro/kWh of euro/m3 gas); • energiebelasting (euro/kWh of euro/m3 gas). De hoogte van het tarief (voornamelijk de energiebelasting) wordt beïnvloed door het profiel van de afnemer. In Nederland is de belastingheffing op energieverbruik degressief. Met andere woorden ;de energiebelasting daalt naarmate meer energie verbruikt wordt. Per kWh opgewekt stroom hebben kleinverbruikers (woningeigenaren/huurder)daarom meer financieel voordeel dan grootverbruikers (kantoren/utiliteit/energie voor gemeenschappelijke ruimten) omdat zij hogere energielasten vermijden. De effecten zijn in onderstaande figuur als voorbeeld weergegeven. W aar deopbouw Zonn estroom 0,25
Euro /kWh
0,2
Bespaarde transportkosten
0,15 Bespaarde energiebelasting
0,1
Kale stroomprijs
0,05 0 Grootverbruik (>5 0.00 0 kW h/jr)
K leinverbruik (< 10 .0 00 kW h/jr)
Kostenvoordeel per kWh door duurzame opwek in plaats van fossiele inkoop Wanneer grootverbruiker duurzaam opgewekt energie afnemen levert dit een besparing op van circa 9 cent/kWh (7 cent/kWh voor de kale stroomprijs + circa 2 cent/kWh voor vermeden transportkosten en energiebelasting). Voor een kleinverbruiker komt de besparing op 21 cent/kWh (7 cent/kWh voor de kale stroomprijs + 3 cent/kWh voor vermeden transportkosten en 11 cent/kWh voor energiebelasting). Energietarieven voor warmtevraag hebben een vergelijkbaar patroon. 11.2.2 Saldering Bij zonne-energie (en windenergie) wordt soms energie opwekt terwijl er op dat moment geen vraag naar is. Bijvoorbeeld overdag wanneer de zon schijnt maar de bewoner niet thuis is en zodoende geen elektriciteit verbruikt. Binnen de Nederlandse regelgeving is het mogelijk om 5.000 kWh aan opgewekt energie aan het net te leveren om op een ander tijdstip terug te krijgen. Hierbij wordt voor de levering aan het centrale elektriciteitsnet hetzelfde tarief gehanteerd als voor de afname (dus maximaal financieel voordeel). Dit is het zogenaamde salderen. Wanneer meer dan 5.000 kWh/jaar aan het net wordt geleverd wordt een andere terugleververgoeding gegeven, doorgaans rond de 5-6 cent/kWh. Het is dus gunstig om een zon PV installatie aan te sluiten op een netaansluiting met een klein afnameprofiel omdat er dan procentueel veel gesaldeerd kan worden.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
31
11.2.3 Finacieel voordeel: voor wie ? Het financieel voordeel kan in het algemeen worden toebedeeld aan de investeerder de gebouweigenaar of de huurder. situaties doen zich voor:
1.
Eigenaar is gebouwgebruiker
Wanneer een gebouwgebruiker ook eigenaar van het gebouw is en hij zelf investeert in duurzame energie installaties, krijgt hij direct de voordelen als vermeden energiekosten terug. De hoogte van deze vermeden energiekosten zijn bovenstaand beschreven.
2.
Eigenaar verhuurt het gebouw
Wanneer de gebouweigenaar het gebouw verhuurt ziet het kosten-baten verhaal er anders uit. Voor duurzaam opgewekte elektriciteit is de elektriciteitswet van 1998 van belang. Gegeven voorwaarden binnen deze wet aangaande eigendomsvraagstukken, levering en private netten, kan op de investering op de volgende manieren terugvloeien naar de investeerder (voor nu aangenomen ComWonen):
1. Verhoging netto huur: De PV-installatie kan aan individuele woningen gekoppeld worden. De huurder krijgt hierdoor een direct financieel voordeel omdat zijn persoonlijke energierekening omlaag gaat. De PV installatie resulteert tevens in een hoger energielabel. De voorgestelde wijzigingen van het woningwaarderingstelsel betreffen een koppeling van de maximale huurprijs aan de energetische prestaties van de woningen2. Wanneer deze plannen bekrachtigd worden door de overheid (8 maart 2010 positief gestemd in de Tweede Kamer) kan de investering in de PV installatie terugverdiend worden door hogere netto huur te vragen. 2. Besparing energievoorziening algemene ruimten: De duurzaam opgewekt PV elektriciteit kan ook gebruikt worden voor elektriciteitsverbruik van algemene ruimten. In dit geval leidt dit tot lagere energielasten voor de gebouwbeheerder (de woningbouwcorporatie). Door deze lagere energielasten niet door te berekenen aan de bewoners van het pand kan de investering terugverdiend worden. Zoals genoemd, dient hierbij rekening gehouden te worden met lagere tarieven voor vermeden energie (kWh) en beperkte salderingsmogelijkheden, maximaal 5.000 kWh/jaar hetgeen voor de 4 aansluitingen van ComWonen in de praktijk een maximum inhoudt van ca. 20.000 kWh. 3. Accepteren onrendabele top: De investeerder kan accepteren dat er geen direct financieel rendement behaalt wordt. De ‘softere’ winsten worden dan zwaarder gewogen, zoals verbeterde huisvesting/binnenklimaat voor de huurder, publieke zichtbaarheid en imago, bewustwording van gebruikers, etc. Voor warmte geldt het volgende. Lokaal opgewekte warmte kan naar verschillende afnemers gedistribueerd worden. Hierbij dient vooral rekening gehouden te worden met de Warmtewet. Deze wet moet consumenten beschermen tegen ‘woekertarieven’ en stelt eisen aan warmtelevering, gerelateerde diensten en administratie. Hoewel deze wet nog niet officieel van kracht is kan dit zeker zijn invloed hebben. Gegeven transparante levering en een redelijk tarief, kan investering in duurzame thermische installaties bij de investeerder terug komen door: 4. Levering van warmte aan eindgebruikers: Met collectieve energievoorziengen kan duurzaam opgewekte warmte aan de huurders geleverd worden. Correcte bemetering en facturatie is nodig. Voordeel is dat geen energiebelasting geheven wordt over duurzaam opgewekte warmte (wel over eventuele fossiele hulpenergie). Het tarief is maximaal het NDMA-tarief.
2
Rapport: Plan van aanpak energiebesparing gebouwde omgeving (februari 2011, Ministerie van Binnenlandse
Zaken):http://www.rijksoverheid.nl/documenten-en-publicaties/rapporten/2011/02/25/plan-van-aanpakenergiebesparing-gebouwde-omgeving.htm Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
32
11.3 Concepten voor decentrale duurzame energie 11.3.1 Situatie Het betreffen twee flats, met elk 100% woningen in het bezit van woningbouwcorporatie ComWonen. Onderstaand is het dakkoppervlak afgebeeld. Op het dak staan een aantal ventilatoren en een tweetal liftmachinekamers, die het bruikbaar dakoppervlak beïnvloeden. Hiermee is met het netto bruikbaar dakoppervlak rekening gehouden.
Aantal woningen: 352 (verdeeld over 2 gebouwen) 2 Afmeting dak: in verband met hoekvorm: 2* (gemiddeld 95meter * 13meter) = + 2500m 11.3.2 Concepten voor duurzame zonne-energie
1. 2. 3. 4. 5.
Zon PV ‘Klassiek’: een klassieke opstelling van zonnepanelen op het dak Zon PV ‘lessenaarsdak”: maximaal oppervlak van zonnepanelen op het dak Zon PV ‘Luifel’: semi-transparante PV panelen als luifel gemonteerd aan de balkons Zon PV ‘Balkon’: semi-transparante PV panelen als paneel aan de balustrade van balkons Zon thermisch ‘Zonnedak’: gebruik van zonnewarmte door collectorsystemen op het dak
11.3.2.1 Zon PV – ‘Klassiek’ 11.3.2.1.1 Concept o
De PV panelen worden onder een optimale hoek (35 ) op het platte dak geplaatst. Dit installatieconcept heeft zich de afgelopen jaren goed bewezen in de markt. Onderstaand wordt gerekend met een PV panelen die het meest gangbaar in de markt. Dit zijn panelen met een vermogen van maximaal 135 Watt piek (W-piek). Om efficiënter gebruik te maken het beschikbare dakoppervlak kan gekozen worden voor monokristallijnen PV-panelen. De W-piek prijs is iets hoger. Hierdoor wordt het merendeel van de extra investeringskosten per vierkante meter ‘tenietgedaan’ door de extra opbrengsten door opwek van meer elektriciteit (kWh/jr). Het netto effect is dus dat de kasstromen toenemen maar het projectrendement vergelijkbaar blijft. Onderstaande afwegingen gaan dus op voor beide type PV-panelen.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
33
11.3.3 Technische haalbaarheid De belangrijkste eigenschappen van de installatie zijn: • Type installatie: Standaard 135Wp Multikristallijn o Monokristallijn = 180Wp 2 2 • Opbrengst: Op het platte dak van + 2500 m kan ongeveer 900 m zon PV geplaatst worden. Verwachte opbrengst uit deze installatie betreft 105.000 kWh per jaar per gebouw o Opbrengst met monokristallijn = 130.000 kWh per jaar per gebouw Een dakstudie is noodzakelijk om de draagkracht het dak te bepalen (het totale gewicht van de installaties is circa 15 ton)
11.3.4 Finaciele en organisatorische aspecten • • • •
De hardware en installatiekosten komen op € 3.000/kW-piek Bij turn-key oplevering € 365.000,- per gebouw (ervan uitgaande dat een technische kamer beschikbaar is voor de omvormers) Onderhoudskosten zijn zeer beperkt, raming is 1% van de investering (€ 3/kW-piek) De afname van de opgewekte elektriciteit kan op 2 manieren plaatsvinden: a) Gebruik voor publieke ruimten (liften, verlichting, pompenergie centrale verwarming) Organisatorisch eenvoudig realiseerbaar kWh tarief laag, circa 9-10 cent/kWh 3 Eenvoudige terugverdientijd >25 jaar Subsidie gewenst om financieel aantrekkelijk project te krijgen In geval van externe exploitant: Bijdrage aansluitkosten (BAK) van woningbouwcorporatie gewenst
3
Eenvoudige terugverdientijd: hierin is nog geen rekening gehouden met financieringsvraagstukken, mogelijke
fiscale voordelen, onderhoud, inflatie en verwachte prijsstijging van fossiele energie Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
34
b) Gebruik door individuele bewoners c) Organisatorisch uitdagender; bewoners kunnen niet worden verplicht tot afname d) Investeringskosten zijn wat hoger door meer bekabeling naar- en plaatsing van bruto productiemeters in de appartementen e) kWh tarief redelijk, circa 22 cent/kWh 4 f) Saldering is eenvoudig realiseerbaar, tot 5.000 kWh per jaar per appartement Eenvoudige terugverdientijd 17 jaar 11.3.5 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties
• •
Zichtbaarheid & uitstraling o Zichtbaar van afstand, vooruitstrevende uitstraling, maatschappelijk goed geaccepteerd Installatie en ruimtegebruik o Omvormers moeten binnen het gebouw geplaatst worden. De omvormers dienen dichtbij de PV installaties te staan. DC (direct current) bekabeling gaat van de installaties naar de omvormers, waarna AC (alternating current) bekabeling naar de appartementen wordt getrokken. De omvormers dienen in een goed geventileerde technische ruimte geplaatst te worden. o In geval van levering aan bewoners: levering achter de meter. Hierdoor meer bekabeling nodig en bruto productiemeters. o De panelen worden op standaard frames met beton verankering op het dak geplaatst
PV 'Klassiek'
Mono of multikristallijn op frame Opwekrendement/m2 Zonuren/jaar Kosten Max. benutbaar opp. Effectief beschikbaar opp. Jaarlijke opbrengst Kosten
4
0,135 850 3000 40% 900
kWpiek/m2 uur/jr kWpiek % van beschikbaar opp. m2/flat
105.000/130.000 kWh/jr 365.000 € per gebouw
Wettelijk mag 3.000 kWh per jaar gesaldeerd worden, maar in de praktijk hanteren veel energiebedrijven 5.000
kWh. Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
35
12. Zon PV – Lessenaarsdak 12.1 Concept Dit concept heeft als doel om het aantal vierkante meters aan PV paneel oppervlak te maximaliseren. Om dit te bereiken wordt een ‘lessenaarsdak” constructie gerealiseerd. Hierbij worden de PV panelen onder een hoek van 15 graden op het dak geplaatst en over de diepte van het dak ondoorbroken doorgetrokken. De gekozen hellingshoek en de gunstige oriëntatie van de betreffende gebouwen ten opzichte van de zon resulteren in een relatief nog hoog rendement ten opzichte van de panelen onder een optimale hellingshoek. De panelen beginnen op ca. 1,40 m vanuit de dakrand en beschikken per twee woningbreedten over een tussen ruimte van 1, 20 m voor inspectie en onderhoud. Bij een uitgangspunt dat de panelen een halve meter boven de dakrand beginnen resulteert dit in een hoogte van 4 meter aan de galerijzijde. Dit resulteert in een maximaal beschikbaar oppervlak aan PV panelen. De PV panelen worden gemonteerd op een stalen onderconstructie die afsteunt en bevestigd wordt op het dak ter plaatse van de dragende wanden. De mechanische ventilatievoorzieningen c.q. de balansventilatie kanalen bevinden zich onder de hoge zijde van het dak. 12.2 Technische haalbaarheid De belangrijkste eigenschappen van de installatie zijn: • Type installatie: Standaard 135Wp Mono of Mulitkristallijn op ‘carportachtige’ constructie • Opbrengst: 205.000 KWh/jaar per gebouw • De verwachte winddruk en draagkracht van het gebouw zal berekend moeten worden • Gewicht van installatie circa 30 ton (exclusief metalen draagconstructie) • Veel onzekerheden: nog weinig gedocumenteerde voorbeelden van vergelijkbare indrukintensieve installaties. 12.3 Financiële en organisatorische aspecten
• •
• •
De standaard hardware kosten voor de PV installatie komen op € 3.000/kW-piek De ‘lessenaardak’ constructie zal extra kosten met zich meebrengen. Vanwege het innovatieve concept is een kostenindicatie moeilijk te gegeven voor het frame en kosten voor installatie. Als raming wordt uitgegaan van € 1.500/kW-piek aan additionele kosten Bij turn-key oplevering van PV-installatie € 1.215.000,- per gebouw, exclusief bouwkundige aanpassingen voor de lessenaardakconstructie Eenvoudige terugverdientijd > 25 jaar (zowel bij afname van duurzame kWh door individuele bewoners als bij afname voor publieke ruimten).
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
36
12.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties
• •
Zichtbaarheid & uitstraling o Duidelijk zichtbaar (hoogste punt is 4 meter boven de dakrand), zeer innovatieve uitstraling Installatie en ruimtegebruik o Onderzoek naar draagkracht moet uitgevoerd worden. o ‘Custom made’ draagconstructie moet ontworpen, gemaakt en geïnstalleerd worden. Windbelasting is een aandachtspunt. Daarnaast is nu nog onbekend wat het gewicht van de constructie wordt o De hoogte van de constructie leidt tot extra uitdagingen voor installatie en voor onderhoud o Indien een PV paneel in het midden van een lange rij kapot dient een systeem te worden toegepast waarbij mogelijk is de panelen eenvoudig te vervangen. o Onderbroken rijen aan PV panelen heeft als nadeel dat er een verlies aan rendement optreedt vanwege toenemende temperaturen
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
37
lessenaarsdak constructie
Extra kosten vanaf kWp Totaal kosten per kWp
1500 Exclusief bouwkundige aanpassingen 4500 Zeer ruwe schatting
Effectief beschikbaar oppervlak Zonuren/jaar Vermogen panelen Opwekrendement
2000 m2/flat (erg hoge schatting!) 850 uur/jaar 0,135 kWpiek/m2 90%
Gewicht 1 module Totaal gewicht modules flat Jaarlijkse opbrengst per flat Kosten
15 kg/m2 kg (Exclusief metalen constructie) 30.000 kWh/jaar 205.000 € per gebouw 1.215.000
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
38
13. Zon PV – ‘Luifels’ 13.1 Concept Aan de balkonzijde van het flatgebouw worden luifels geïnstalleerd in een neerwaartse hoek van 15 graden. Visueel lijkt dit op een zonwerende luifel maar dan met een veel innovatiever en moderne uitstraling door de semi-transparante panelen. Het oppervlak van de panelen is voor 50% van glas en 50% van PV cellen, ingeklemd tussen twee glasplaten.
13.2 Technische haalbaarheid De belangrijkste eigenschappen van de installatie zijn: • Type PV panelen: 50/50 transparante PV cellen met opwekrendement van 74 Wpiek 2 • Bij realisatie van 4 lagen luifels is het effectief oppervlak per flatgebouw 760m (namelijk 1 meter breed, 190 meter lang, 4 lagen hoog) • Opbrengst: 42.000 KWh/jaar per gebouw • Een gevelstudie moet verricht worden naar verankering en montage van panelen met oog op 2 hoge winddruk en hoog eigen gewicht van panelen (circa 40 kg/m ) 13.3 Financiële en organisatorische aspecten
• • • • •
De kosten per Watt piek zijn gemiddeld twee keer zo hoog vergeleken met ‘klassieke’ monokristalijne PV panelen, circa € 6.000/kW-piek Bij turn-key oplevering (hardware en installatie) circa € 420.000,- per flatgebouw, voor 4 lagen Wanneer de duurzaam opgewekte elektriciteit gebruikt wordt voor de elektriciteitesvraag van publieke ruimten (dus kWh tarief 9-10 cent), is de eenvoudige terugverdientijd >> 50 jaar Bij afname van elektriciteit door individuele gebruikers (kWh tarief 22 cent) is de eenvoudige terugverdientijd > 35 jaar Subsidie voor realisatie lijkt noodzakelijk voor gezonde business case
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
39
13.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties
•
•
Zichtbaarheid & uitstraling o Innovatief en duidelijk zichtbaar en potentie om een ‘herkenningspunt’ van de omgeving te worden o Vergunning c.q. toestemming van de welstandscommissie nodig vanwege impact op stedelijke beeldvorming o Onderzoek nodig naar mogelijk geluidsoverlast door de helling van de panelen en plaatsing op hogere hoogte en resulterende hoge windsnelheden (met oog op wet en regelgeving aangaande omgevingsgeluid) Installatie en ruimtegebruik o Met plaatsing dient rekening gehouden te worden met potentieel ongewenste schaduwvorming. Dit kan deels door de panelen iets boven de balkonconsole te plaatsen o Levering van opwekte elektriciteit naar individuele gebruikers is relatief eenvoudig, doordat afstand naar individuele meters beperkt is. Wel dienen individuele bruto productiemeters geplaatst te worden Installatie en onderhoud vereist werken met kranen. Dit resulteert is forse kosten. PV 'Transparant' – zonneluifels
Naam installatie c.q. systeem 50/50 transparante cellen (bijv. Optisol –LS panelen) Opwekrendement/m2 Zonuren/jaar Opwekrendement kWpiek prijs Bijkomstigheden installatie Verwachte kWpiek prijs
0,074 kWpiek/m2 850 uur/jr o 90% door hoek van 15 6.000 Exclusief BTW en installatie (1000/2000 EUR) Moeilijk te schatten ivm hoogte! 7500 kWpiek
Bij 4 etages met luifel van 1m diep & 190m lang = 760m2 per flat Effectief beschikbaar opp. 760 M2 Jaarlijkse opbrengst Kosten turnkey investering
42.000 kWh/jr/flat 420.000 € per gebouw (exclusief btw)
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
40
14. Zon PV – ‘Balkon’ 14.1 Concept De balkons van de Elliot en Lewis flat zijn deels voorzien van een ‘spijlen’ ballustrade en deels van een glazen balustrade. Een deel van deze balustrade kan vervangen worden door semi-transparante PV panelen. Doordat de panelen semitransparant zijn wordt er weinig lichtval voor de appartementen ontnomen. In dit concept is gerekend met plaatsing van één PVpaneel per woning. Hierdoor blijft circa circa 50% van de huidige balustrade (spijlen) per appartement aanwezig. Dit heeft, naast het voordeel van lichtinval, een voordeel dat goede ventilatie behouden blijft. Het concept is alleen berekend voor appartmenten die Zuid-West o georiënteerd zijn, aangezien de hellingshoek (90 ) al tot suboptimale rendementen leidt (in dit geval 68% van optimaal). 14.2 Technische haalbaarheid De belangrijkste eigenschappen van de installatie zijn: • Type PV panelen: 50/50 transparante PV cellen met opwekrendement van 74 Wpiek • Dit concept is relevant voor de appartement die Zuid-West georiënteerd zijn en dan alleen de bovenste 4-5 verdiepingen aangezien zij geen hinder hebben van de schaduwval van de aanwezig bomen 2 • Uitgaande van 1 paneel a 1,8 m per appartement en 44 appartementen per flatgebouw komt 2 het totale oppervlak per flatgebouw op 80m • Opbrengst: 3.400 KWh/jaar per gebouw • Plaatsing van de panelen is goed realiseerbaar. Er dient wel rekening gehouden te worden met 2 het relatief hoge gewicht van de PV platen (40kg/m ) 2 • Het 1,8 m per appartement is in verhouding heel veel installaties nodig (bekabeling, meters, etc.) 14.3 Financiële en organisatorische aspecten
• • •
• •
De kosten per Watt piek zijn gemiddeld twee keer zo hoog vergeleken met ‘klassieke’ PV panelen, circa €6.000/Wpiek Bij turn-key oplevering is de investering circa €41.000/flatgebouw Levering aan individuele bewoners lijkt niet haalbaar: o De installatiekosten zijn in verhouding hoog omdat er relatief weinig panelen per appartement worden geïnstalleerd. Alle appartementen hebben wel een bruto productiemeter en individuele bekabeling nodig. Dit lijkt in onbalans o Levering achter de meter levert het hoogste rendement maar de eenvoudige terugverdientijd is >35 jaar o Organisatorisch uitdagend omdat individuele bewoners niet verplicht kunnen worden tot afname Levering ‘aan’ de gemeenschappelijk ruimtes levert een lager kWh tarief maar is technisch beter realiseerbaar door minder bekabeling en minder bruto productiemeters Zonder subsidie is een financieel rendement binnen de technische levensduur zeker niet haalbaar
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
41
14.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties
•
•
Zichtbaarheid & uitstraling o Een behoorlijk uniek concept met een innovatieve en moderne uitstraling o Vergunning c.q. toestemming van de welstandscommissie nodig vanwege impact op stedelijke beeldvorming Installatie en ruimtegebruik o Installatie van de panelen is zeer effectief omdat het de bestaande balustrade vervangt o In gebruiksfase moet rekening gehouden te worden dat bijvoorbeeld wasgoed niet over de panelen gehangen dient te worden o Installatie en onderhoud vereist werken met kranen. Dit resulteert in forse kosten.
Zon PV 'Balkon'
Naam installatie c.q. systeem
50/50 transparante cellen (bijv. Optisol –LS panelen)
Opwekrendement/m2 Zonuren/jaar Opwekrendement
0,074 kWpiek/m2 850 uur/jr o 68% door hoek van 15
kWpiek prijs Bijkomstigheden installatie Verwachte kWpiek prijs
6.000 Exclusief BTW en installatie 1.000 7.000 kWpiek
1,8 m2 per app.; alleen bovenste appartementen, Z-W georiënteerd, circa 44 stuks;alleen de dichte delen van de balustrade Jaarlijkse opbrengst 3.400 kWh/jr/flat/bouwlaag* Kosten turnkey investering 41.000 € per gebouw (exclusief btw)/laag Indien de gehele balkonrand 14.355 kWh/jr/flat/bouwlaag* incl. spijlenbalustrade *uitgangspunt = 3 bouwlagen; dakrand kan niet worden meegerekend in deze optie,lager gelegen gebouwdelen te veel schaduw door begroeiing.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
42
15. Zon thermisch – ‘Energiedak’ 15.1 Concept Zonnecollectorsystemen kunnen op het dak geplaatst worden om duurzame warmte op te wekken. Deze warmte kan bijgemengd worden voor verwarming en/of tapwater welke in de huidige situatie door het warmtenet wordt geleverd. 15.2 Technische haalbaarheid De belangrijkste eigenschappen van de installatie zijn: o • Voor het opwekrendement van de collectoren is uitgegaan van een intredetemperatuur van 10 C o en een minimale uittrede temperatuur van 18 C. Een lagere uittredetemperatuur is minder goed bruikbaar. • Type installatie: Energiedak 2 • Rendement: circa 0,9 GJ/m /jaar, onder bovengenoemde temperatuurcondities • Energieverliezen in de installaties(leidingen,TSA, buffervat) geschat op 20 % 2 • Opbrengst: uitgaande van 2.000 m effectief beschikbaar oppervlak, 1.800 GJ per flatgebouw. • De hulpenergie (voor circulatiepompen) moet nader bepaald worden, aan de hand van de 2 afstanden en opvoerhoogten. Er dient minimaal gerekend te worden met 0,7 kWh/ m /jaar, wat een totaal is van 1.400 kWh per jaar. • Hetenergiedak is een laag temperatuur (LT) systeem, de opgewekte energie heeft een lage kwaliteit (exergie). Het gevolg is dat bijmenging bij HT systemen een beperkte effectieve besparing oplevert. Dit is het geval voor de Lewis en Elliot flat. Een collectorsysteem dat hoge temperaturen oplevert lijkt daarom geschikter. 15.3 Financiële en organisatorische aspecten
• • •
De totale hardwarekosten kunnen pas bepaald worden wanneer bekend is hoe/waar de invoeding 2 van de warmte plaats kan vinden. De raming is €200/m (collectoren + bijbehorende installaties) Totale installatiekosten (exclusief projectkosten) €240.000.- -400.000 per flatgebouw* *afh,v.combinatie vervangen isolatie Met een GJ tarief van €18 is de eenvoudige terugverdientijd 15 jaar
15.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties Zichtbaarheid & uitstraling o Het collectorsysteem wordt vrijwel onzichtbaar geplaatst maar draagt substantieel bij aan verduurzaming • Installatie en ruimtegebruik Plaatsing is relatief eenvoudig. Voor het ruimtegebruik zal het veel uitmaken of er een additioneel boilervat geplaatst moet worden.
•
Zon Thermisch ‘Zonnedak’
Opwekrendement/m2
0,90 GJ/m2/jr
Draaiuren Kosten (systeem, leidingen, kleppen, pomp) Hulpenergie Effectief beschikbaar opp.
800 uur/jr 120 €/m2
Warmteopbrengst Hulpenergie Kosten
0,70 kWh/m2/jr 2.000 M2 1.800 GJ/jr per flatgebouw 14.000- kWh/jr per flatgebouw 240.000 € per gebouw
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
43
De netto CO2 opbrengst van het zonnedak dient te worden vermindert met de benodigde hulpenergie Een en ander resulteert in een CO2 beperking van 8.512 kg CO2 per gebouw = ca. 17.000 kg CO2 voor 2 gebouwen met totaal 352 woningen. 15.5 Vergelijkbaar collectorsysteem: SunDisc De SunDisc is een vergelijkbaar collectorsysteem als het Energiedak. De technische eigenschappen verschillen iets en zijn zodoende onderstaand weergegeven. De eenvoudige terugverdientijd is iets langer, namelijk 10 jaar gebaseerd op een GJ tarief van 18. De overige vraagstukken zijn vergelijkbaar als voor het Energiedak. Zon Thermisch ‘SunDisc’
Opwekrendement/m2
1.30 GJ/m2/jr
Draaiuren Kosten (systeem, leidingen, kleppen, pomp) Hulpenergie Effectief beschikbaar opp.
800 uur/jr 200 €/m2
Warmteopbrengst Hulpenergie Kosten
1,0 kWh/m2/jr 2.000 M2 2.600 GJ/jr per flatgebouw 2.000- kWh/jr per flatgebouw 400.000 € per gebouw
Onderstaand de resultaten van de 6 verschillende mogelijkheden met betrekking tot zonne-energie.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
44
16. Zon thermisch – Zonnecollector 16.1 Concept Zonnecollectorsystemen kunnen op het dak geplaatst worden om duurzame warmte op te wekken. Deze warmte kan bijgemengd worden voor verwarming en/of tapwater welke in de huidige situatie door het warmtenet wordt geleverd. Voor de opwekking van duurzame warmte wordt gebruik gemaakt van een vacuümbuiscollectorsysteem. Door de ronde buizen is er veel contactoppervlak dit, gecombineerd met de isolerende werking van het vacuüm, maakt dit collectortype erg efficiënt. Zelf wanneer er geen directe zoninstraling is kan er nog een nuttige warmte geproduceerd worden. De gewonnen energie wordt via een warmtewisselaar opgeslagen in een verwarmingswaterbuffervat (‘warmtebuffer’).Via een volgende warmtewisselaar wordt de energie overgedragen naar een voorraadvat voor de tapwaterverwarmingsinstallaties (‘voorraad warm tapwater’). Bij een warm tapwatervraag kan vanuit dit tweede vat snel aan de vraag voldaan worden. Zie onderstaand schema voor de principewerking.
Zonnecollector
Voorraadvat warm tapwater
Warmtebuffervat
Figuur 2. Principeschema tapwaterbereiding 16.2 Technische haalbaarheid De belangrijkste eigenschappen van de installatie zijn: • Type installatie: Vitosol, vacuüm-buiscollectorsysteem 2 • Rendement: circa 1,5 GJ/m /jaar, welke een totaalrendement is (collector en leiding, opslag) 2 • Opbrengst: uitgaande van 400 m effectief oppervlak, 600 GJ per flatgebouw. • De hulpenergie (voor circulatiepompen) kunnen alleen ruw ingeschat worden. Een raming is 3 2 kWh/ m /jaar, wat een totaal is van 1.200 kWh per jaar per gebouw. • Warmte kan het beste bijgemengd worden voor warmtapwatervoorziening • Er dienen extra boilervaten geïnstalleerd worden, hier is ruimte voor in de flats 16.3 Financiële en organisatorische aspecten
• • •
De totale hardwarekosten kunnen pas bepaald worden wanneer bekend is hoe/waar de in voeding 2 van de warmte plaats kan vinden. De raming is € 710/m (collectoren + bijbehorende installaties) Totale installatiekosten (exclusief projectkosten) € 284.000 per flatgebouw Met een GJ tarief van € 18 is de eenvoudige terugverdientijd 26 jaar
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
45
16.4 Ruimtelijke en installatietechnische consequenties • Zichtbaarheid & uitstraling o Het collectorsysteem is duidelijk zichtbaar op het dak en draagt substantieel bij aan verduurzaming • Installatie en ruimtegebruik o Plaatsing is relatief eenvoudig. Ruimtegebruik van de boilervaten zal waarschijnlijk passen en meten worden. Zon Thermisch ‘Collectorsystemen’
Opwekrendement/m2 (is collectorrendement x systeemrendement)
1,5 GJ/m2.jr
Collector panelen (vacuümbuiscollectorsysteem) Boilers, TSA, leidingen, kleppen, etc.
510 €/m2
Effectief beschikbaar opp.
400 M2
200 €/m2
16.5 Resultaten zonne-energie opwekking De resultaten van de verschillende concepten zijn aangegeven in onderstaande tabel.
Energie m3 primair
Overzicht duurzame opwekking PV Zonnepanelen klassiek Kwh PV Zonnepanelen lessenaardak Kwh PV Zonnepanelen gevel horizontaal Kwh PV zonnepanelen gevel verticaal balkonbreed Kwh PV zonnepanelen gevel verticaal tpv. glasafscheiding Kwh ZT thermisch-energiedak ZT thermisch-zonneboilers klassiek
GJ GJ
Factor C02 uitstoot per woning
per m2
260000 410000 84000 43065 13600
0,608 0,608 0,608 0,608 0,608
-158080 -249280 -51072 -26184 -8269
-449 -708 -145 -74 -23
-5,2 -8,2 -1,7 -0,9 -0,3
3600 1200
50,6 50,6
-165160 -59260
-469 -168
-5,4 -1,9
Resultaat CO2 reductie zonne-energie
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
46
17. Uitwerking concepten duurzame opwekking Selectie van concepten Van bovenstaande concepten is een selectie gemaakt van de meest veelbelovende opties. Met deze overweging zijn 3 concepten verder uitgewerkt; zon thermisch voor duurzame opwekking van warmte, zon PV ‘Klassiek’ voor toekenning van energie aan individuele appartementen en zon PV ‘Luifel’ als eyecatcher met elektriciteitsopwekking voor algemeen energiegebruik. 17.1 Zon thermisch ‘Collectorsystemen’ 17.1.1.Concept Op het dak van de Elliot en Lewis flats kunnen collectorsystemen geplaatst worden om warmte uit de zon af te vangen. Deze energie kan ingezet worden voor de vraag naar warm tapwater (voorziening van ruimteverwarming is minder voor de hand liggend in verband met seizoenseffecten van zoninstraling en ruimteverwarmingvraag). Collectorsystemen kunnen 50% van tapwatervraag dekken, als gevolg van beperkt aantal vollasturen zon per jaar (op bewolkte dagen wordt minder energie opgewekt). De Elliot en Lewis flat hebben nu een centrale voorziening voor warmt tapwater. Dit wordt gedaan met een doorstroom systeem aangesloten op de stadsverwarming en een boiler voor de piekvraag. De o temperatuur is centraal op 70 C begrensd. Het individuele verbruik van tapwater wordt met doorstroommeters bijgehouden. 17.1.2 Installatietechnische en ruimtelijke consequenties Het collectorsysteem is gedimensioneerd om 50% van de behoefte aan warmtapwater te voorziening. 2 Hiertoe is iets minder dan 2,5 m aan collectoroppervlak per appartement benodigd. Dit leidt tot een 2 totaal collectoroppervlak van 800 m , voor de twee flatgebouwen gezamenlijk. De collectoren worden o onder een optimale hoek gemonteerd (circa 30 ). Het totaal benodigde dakoppervlak is zodoende 2 2.000 m . Om aan de gevraagde capaciteit te voldoen zijn per vleugel van de flatgebouwen twee boilers nodig. Dit geldt voor de warmwater buffervaten, circa 2.000 liter per stuk, 1,5 m (breedte) x 1,5 m (diepte) x 2,2 m (hoogte) en voor de voorraadvaten voor warmtapwater voorziening circa 500 liter pers stuk 0,85 m (breedte) x 0,85 m (diepte) x 1,85 m (hoogte). 17.1.3 Tarifering De huidige gebouwbeheerder (ComWonen) draagt zorg voor correcte bemetering van warmte, waarbij individuele monitoring van warmte-afname en facturatie uitbesteed is aan een externe partij. De opgewekte duurzame warmte kan achter de centrale meter ingevoerd worden. Op deze manier wordt de warmtevraag vanuit de stadsverwarming minder. Uit documenten van de woningbouwcorporatie blijkt dat de voor de stadsverwarming circa 18 per GJ warmte betaald wordt. Dit is exclusief vastrechten. Omdat de aansluiting op de stadsverwarming onveranderd blijft, worden geen vastrechtkosten vermeden. Per duurzaam opgewekte GJ wordt dus 18 (exclusief BTW) bespaart. 17.1.4 Investeringskosten Het zonnecollector systeem, en bijbehorende kosten, bestaat uit panelen zelf, de buffertanks en bijbehorende leidingen, connectoren, kleppen, pompen meet en regel technieken. Op basis van offertes voor vergelijkbare een collectorsysteem voor vergelijkbare toepassing is een kostenkental per 2 2 eenheid (m ) bepaald. De collectoren en bijbehorende onderdelen is raming 710/m , de buffertanks, 2 2 TSA, leidingen komen op 200/m . Voor een systeem met een bruto collectoroppervlak van 800 m zijn de totale investeringkosten 568.000. De belangrijkste onderhoudskosten zijn gerelateerd aan de meet en regeltechniek (inregeling, finetuning, checks, onderhoud). Hiervoor is per jaar 2% van de aanvangsinvestering geraamd.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
47
17.1.5.Resultaat, energetisch Met de installatie het collectorsysteem wordt 50% van warmtwatervraag per appartement afgedekt. Met een gemiddelde warmtapwatervraag van 7 GJ per appartement is dit 3,5 GJ per appartement en een totaal van 1.200 GJ per jaar, voor de twee flatgebouwen. 17.1.6 Resultaat, financieel De rentabiliteit van de business case is bepaald door voor een exploitatieperiode van 29 jaar per gebouw de NCW (netto contante waarde) te berekenen5. De volgende uitgangspunten zijn gehanteerd: • De energieprijsstijging van 6%, op basis van historische gegevens van de afgelopen tien jaar volgens CBS; • Het inflatiecijfer is 3%, de onderhoudskosten stijgen met de inflatie; • Een rentevoet van 6% • Er is rekening gehouden met de subsidie in de vorm van de EIA (Energie Investering Aftrek). Op basis van deze regeling kan 41,5% van de investeringen worden afgetrokken van de fiscale winst. Bij een VpB (Vennootschapsbelasting) tarief van 25% (2011) betekent dit een netto subsidie van 10%; • Er is rekening gehouden met fiscale optimalisatie door gebruik te maken van TWA (Tijdelijk Willekeurige Afschrijving) waarmee investeringen versneld afgeschreven kunnen worden en minder belasting betaald wordt. Onder bovenstaande condities is de NCW -€ 34.000 (IRR_29 jaar = 4,6%). Er is een zodoende een onrendabele top van € 73.000,-. Dit is 13% van de aanvangsinvestering. 17.1.7 Organisatie ComWonen kan de zonnecollectorinstallatie zelf in beheer nemen, waarbij zij ook de verantwoordelijkheid heeft voor service en onderhoud, en afhandelen van garanties. Hier valt onder klein- en grootonderhoud, oplossen en afhandelen van eventuele storingen c.q. klachten, levering van klachten. Correcte, transparante afname van de duurzaam opgewekte warmte hoort hier ook bij. Als alternatief kunnen beheer en onderhoudsactiviteiten uitbesteed worden of een (commerciële) externe organisatie gezocht worden die toe wil treden als (mede) investeerder en vanuit die hoedanigheid exploitatieverantwoordelijkheden op zich neemt. 17.1.8 Vergunningen en wet & regelgeving Bij de realisatie dient rekening gehouden te worden met de warmtewet. Deze wet beoogd consumenten te beschermen tegen woekertarieven en stelt eisen aan prijsstelling en administratie. Hoewel deze wet op het moment van schrijven nog niet van kracht is, wordt geadviseerd hier wel rekening mee te houden. 17.2 Zon PV ‘Klassiek’ 17.2.1 Concept Het platte dak van de Elliot en Lewis flats zijn zeer goed om zon PV systemen te plaatsen. De uitdaging is om de duurzaam opgewekte elektriciteit op een gunstige manier af te zetten, c.q. te gebruiken. Onderstaand is het concept uitgewerkt om de opgewekt elektriciteit af te laten nemen door individuele bewoners. De uitgangsituatie is dat de hurende appartementbewoners elke een aparte netaansluiting voor de elektriciteitsvoorziening. Decentrale elektriciteitopwek kan toegekend worden aan individuele appartementen wanneer het appartement en de PV installatie fysiek en met elkaar verbonden zijn. De PV installaties op het dak dienen dus verbonden te worden met de appartementen. Dit wordt gedaan door bekabeling en brutoproductiemeters waarmee specifieke PV panelen toegekend worden aan een specifieke netaansluiting van een appartement.
5
29 jaar wordt aangehouden, conform de wensen van de opdrachtgever
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
48
17.2.2 Installatietechnische en ruimtelijke consequenties De bruto productiemeters kunnen in de appartementen geplaatst worden. Hiermee is wordt het voor de huurder ook duidelijk wat ‘zijn appartement’ aan elektriciteit verbruikt en opwekt. Het geniet de voorkeur om de omvormers zo dicht mogelijk bij de PV panelen te plaatsen. In dat geval is er een technische ruimte nodig. Als alternatief kunnen zij in de woningen geplaatst worden, maar dat is technische en financieel nadelig omdat meer rendementsverliezen optreden en de bekabeling van wisselstroom (dat wil zeggen, ná de omvormer) minder duur is dan bekabeling van directe stroom (vóór de omvormer). 2 Voor een totaal van 40 appartementen (20 per flatgebouw) wordt gemiddeld 20 m aan PV panelen 2 geïnstalleerd. Dit resulteert in een totaal PV-panelen veld van 800 m . Door de opstelling onder een o 2 hoek van 35 is het totaal benodigde dakoppervlak 2.000m (met dit totale oppervlak kan dit PV concept gecombineerd worden met het bovengenoemde zon thermische concept). Met gebruik van PV panelen met een rendement van 0,135 kW-piek, komt het totale systeemvermogen op 108 kWp voor de twee flatgebouwen gezamenlijk. 17.2.3 Tarifering Met de uitwerking van dit concept wordt iets vooruit gelopen op de een voorstel voor wijziging van het woningwaardeerstelsel6, waarbij een maximale huur gekoppeld wordt aan het energielabel. Bij 2 installatie van 20 m PV panelen per appartement wordt er per appartement 2.300 kWh/jaar opgewekt. Met gebruik van maximale saldeermogelijkheden (effectief 5.00 kWh/jaar), heeft de huurder maximaal voordeel aangaande energielastenverlaging. Met de saldering kan verondersteld worden dat alle opgewekte kWh-en een besparing van 0,22 opleveren. Op jaarbasis is dit een kostenvoordeel voor de huurder van 500. De PV installatie kan resulteren in 2 labelsprongen. Hiermee is een huurverhoging gelegitimeerd. Ervan uigaande dat de huur met hetzelfde waarde stijgt als de vermeden energielasten voor de huurder, kan uitgegaan worden van een positieve kasstroom naar de woningbouwcorporatie van 500 per aangesloten appartement per jaar. 17.2.4 Investeringskosten De raming voor de hardware en installatiekosten komen op 3.000 per kWp. Gegeven een totale installatie van 108 kWp is de investeringssom bij turn-key oplevering 324.000. Het jaarlijkse onderhoud komt uit op een 20/kWp. 17.2.5 Resultaat, energetisch Een installatie van 108 kWp levert een jaarlijke elektriciteitsproductie van circa 92.000 kWh. Ofwel 46.000 kWh/jaar per flatgebouw en 2.300 kWh/jaar per appartement, bij een aansluiting van 40 appartementen. 17.2.6 Resultaat, financieel De rentabiliteit van de business case is bepaald door voor een exploitatieperiode van 29 jaar per gebouw de NCW (netto contante waarde) te berekenen7. De volgende uitgangspunten zijn gehanteerd: • De energieprijsstijging van 6%, op basis van historische gegevens van de afgelopen tien jaar volgens CBS; • Het inflatiecijfer is 3%, de onderhoudskosten stijgen met de inflatie; • Een rentevoet van 6%; • Voor de PV panelen is een degratiefactor van 0,07% meegenomen; • Er is rekening gehouden met de subsidie in de vorm van de EIA (Energie Investering Aftrek). Op basis van deze regeling kan 41,5% van de investeringen worden afgetrokken van de fiscale winst.
6
In maart 2011 heeft de Tweede Kamer positief op dit voorstel gestemd, op moment van schrijven moet het
voorstel nog door de Eerste Kamer 7
29 jaar wordt aangehouden, conform de wensen van de opdrachtgever
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
49
Bij een VpB (Vennootschapsbelasting) tarief van 25% (2011) betekent dit een netto subsidie van 10%; • Er is rekening gehouden met fiscale optimalisatie door gebruik te maken van TWA (Tijdelijk Willekeurige Afschrijving) waarmee investeringen versneld afgeschreven kunnen worden en minder belasting betaald wordt. Onder bovenstaande condities is de NCW -€ 12.000 (IRR_29 jaar = 4,7%). Er is een zodoende een onrendabele top van € 26.000,-. Dit is 8% van de aanvangsinvestering. 17.2.7 Organisatie Als eigenaar van de PV installatie zal ComWonen de verantwoordelijkheid hebben voor service en onderhoud, en afhandelen van garanties. Hier valt onder klein- en grootonderhoud, oplossen en afhandelen van eventuele storingen c.q. klachten, levering van klachten. Correcte, transparante afname van de duurzaam opgewekte warmte hoort hier ook bij. Veel van deze activiteiten kunnen uitbesteed worden aan derden. In dat geval treedt de woningbouwcorporatie als op contractmanager. Er kan ook gezocht worden naar een externe organisatie (mede) investeerder toe wil treden en zodoende exploitatieverantwoordelijkheden op zich neemt. 17.2.8 Vergunningen en wet & regelgeving Wanneer elektriciteitsopwekking en verbruik aan de orde is dient altijd goed gekeken te worden naar de elektriciteitswet van 1998. Bovengenoemde benadering past hier binnen. De inwerkingtreding van de voorgestelde wijzigingen binnen het woningwaardeerstelsel is essentieel en de exacte vormgeving ervan dient onderzocht te worden. Alvorens realisatie dient een dakstudie uitgevoerd te worden. De ervaring is dat dit, voor een dergelijke installatie, geen problemen op zal leveren waardoor plaatsing relatief eenvoudig is.
17.3 Zon PV ‘Luifel’ 17.3.1.Concept Om meer zichtbaarheid en een herkenningspunt in de stedelijke omgeving te creëren kan een PV ‘Luifel’ gerealiseerd worden. Dit zijn één of meer stroken met PV panelen die aan de gevel van het o flatgebouw gemonteerd worden. Hiervoor wordt een kleine montagehoek aangehouden, namelijk 15 , waardoor het beeld ontstaat van een luifel. Om het moderne en innovatieve beeld te versterken worden semi-transparante panelen gebruik. Deze bestaan uit twee glasplaten waartussen PV-cellen geklemd zijn (voor 50% van het oppervlak). 17.3.2 Installatietechnische en ruimtelijke consequenties Montage van PV panelen aan de gevel is een uitermate effectief gebruik van ruimte. De benodigde omvormers en brutoproductiemeters zullen binnen het gebouw geplaatst worden. De installatie van de panelen aan de gevel vergt extra inspanning in verband met de hoogte. De draagconstructie en verankering aan de gevel dienen vragen extra aandacht, waarbij hoge winbelasting een belangrijke factors is. De diepte van de PV-panelen ‘luifel’ is aangehouden op één meter, welke duidelijk zichtbaar zal zijn. Hoewel de bovenste vier verdiepingen in principe in aanmerking komen voor een dergelijke luifel, is van één strook aan de bovenkant aan de zuidzijde het van flatgebouw uitgegaan. Dit is ondermeer een resultante van financiële optimalisatie. 2 De semi-transparante PV panelen resulteren in een paneelrendement van 0,074 kWp/m . 17.3.3 Tarifering Dit innovatieve concept is een echte ‘eyecatcher’. Het energetisch rendement is aanzienlijk lager dan meer markconforme PV installaties. Als gevolg hiervan is de grootte van de installatie beperkt gehouden zodat een maximaal effect gerealiseerd wordt (zichtbaarheid, identiteitondersteuning) tegen een zo kosteneffectief mogelijke investering.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
50
De opgewekter energie wordt ingezet voor algemeen gebouwgebonden elektriciteitsverbruik (liften, verlichting, pompenergie). Omdat er maar een beperkte hoeveelheid lokale energieopwekking is kan alles direct verbruikt worden of met behulp van saldering (max 5.000 kWh/jaar) maximaal tarief ontvangen worden. Voor grootverbruikprofiel (>50.000 kWh per jaar) is dit 0,09/kWh. 17.3.4 Investeringskosten De semi-transparante PV panelen komen op circa op 6.000 per kWp. Als grove schatting komt hier nog eens 1.500/kWp bij voor de benodigde unieke draagconstructie en installatie aan de gevel. Met een totale systeemgrootte van 13 kWp komt de investeringssom uit op 100.000 euro. Voor het jaarlijkse onderhoud wordt 20/kWp aangehouden. Dit is exclusief meerkosten voor onderhoud op moeilijk bereikbare hoogten. 17.3.5 Resultaat, energetisch De twee luifels, elk aan de zuidgevel van een flatgebouw, hebben en totaal vermogen van 13 kWp. Dit resulteert in een jaarlijkse elektriciteitsproductie van 11.000 kWh. 17.3.6 Resultaat, financieel De rentabiliteit van de business case is bepaald door voor een exploitatieperiode van 29 jaar per gebouw de NCW (netto contante waarde) te berekenen8. De volgende uitgangspunten zijn gehanteerd: • De energieprijsstijging van 6%, op basis van historische gegevens van de afgelopen tien jaar volgens CBS; • Het inflatiecijfer is 3%, de onderhoudskosten stijgen met de inflatie; • Een rentevoet van 6%; • Voor de PV panelen is een degratiefactor van 0,07% meegenomen; • Er is rekening gehouden met de subsidie in de vorm van de EIA (Energie Investering Aftrek). Op basis van deze regeling kan 41,5% van de investeringen worden afgetrokken van de fiscale winst. Bij een VpB (Vennootschapsbelasting) tarief van 25% (2011) betekent dit een netto subsidie van 10%; • Er is rekening gehouden met fiscale optimalisatie door gebruik te maken van TWA (Tijdelijk Willekeurige Afschrijving) waarmee investeringen versneld afgeschreven kunnen worden en minder belasting betaald wordt. Onder bovenstaande condities is de NCW -€ 27.000 (IRR_29 jaar = -2%). Er is een zodoende een onrendabele top van € 56.000,-. Dit is 56% van de aanvangsinvestering. 17.3.7 Organisatie Als eigenaar van de PV installatie zal ComWonen de verantwoordelijkheid hebben voor service en onderhoud, en afhandelen van garanties. Hier valt onder klein- en grootonderhoud, oplossen en afhandelen van eventuele storingen c.q. klachten, levering van klachten. Correcte, transparante afname van de duurzaam opgewekte warmte hoort hier ook bij. Veel van deze activiteiten kunnen uitbesteed worden aan derden. In dat geval treedt de woningbouwcorporatie als op contractmanager. 17.3.8 Vergunningen en wet & regelgeving Dit concept past prima binnen de operationele kaders van de elektriciteitswet van 1998. Voor realisatie moet een gevelstudie uitgevoerd worden en waarschijn dient ook een geluidsstudie, omdat de windsnelheden op deze hoogte kunnen resulteren in een fluitend geluid, wanneer onderbroken door uitstekende gevel-delen. Daarnaast dient gedacht te worden aan richtlijnen voor lichtval aangezien de luifel lichttoetreding kan belemmeren en de mogelijk gepercipieerde effecten op de stedelijke beeldvorming (de Welstandscommissie).
8
29 jaar wordt aangehouden, conform de wensen van de opdrachtgever
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
51
Resultaat investeringen/besparingen zonne-energie
Overzicht investeringen/besparing Zonne energie PV Zonnepanelen klassiek Kwh PV Zonnepanelen lessenaardak Kwh PV Zonnepanelen gevel horizontaal Kwh PV zonnepanelen gevel verticaal balkonbreed Kwh PV zonnepanelen gevel verticaal tpv. glasafscheiding Kwh ZT thermisch-energiedak 4000m2-aftrek hulpenergie GJ ZT thermisch-zonneboilers 800m2-aftrek hulpenergie GJ
Energie investering per eenh. Euro Euro/Kwh 260000 730.000 2,81 410000 2.430.000 5,93 84000 420.000 5,00 43065 700.000 16,25 13600 246.000 18,09 Euro/GJ 3600 480.000 133,33 1200 568.000 473,33
factor C02 uitstoot kosten per kg C02 kg Euro € 4,62 0,608 -158080 € 9,75 0,608 -249280 € 8,22 0,608 -51072 € 26,73 0,608 -26184 € 29,75 0,608 -8269 50,6 50,6
-165160 -59260
€ 2,91 € 9,58
* hulpenergie ZT 4000m2thermisch energiedak 17.000 KgCo2 *hulpenergie ZT 800m2zonneboilers 1460 Kg C02
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
52
18. Gebruikersgebonden energie maatregelen Gebruiksgebonden energie Na het gebouw is het gebruiksgebonden energiegebruik het hoogst. In de huidige situatie is de CO2 uitstoot verbonden aan het gebruikersdeel ongeveer gelijk aan de gebouwgebonden CO2 uitstoot. Dit hoge aandeel is afwijkend van vele andere situaties en wordt veroorzaakt door de lage CO2 bijdrage van de ruimteverwarming van de gebouwen door de energetisch gunstige aansluiting op stadverwarming . Wanneer daarnaast nog vergaande maatregelen worden doorgevoerd aan het gebouw, zal de impact van de gebruiker dus verhoudingsgewijs steeds belangrijker worden voor het bereiken van de doelstelling Het is echter moeilijk om het gedrag van de gebruiker te beïnvloeden. In het Rigoureus onderzoek van DHV worden een aantal maatregelen omschreven die het energie gebruik van bewoners in drastisch kunnen beperken. Evenwel dient in ogenschouw te worden genomen dat de hedendaagse gebruiker niet bereid zal zijn om in te boeten op comfort. Daarom moet gezocht worden naar maatregelen die het wooncomfort niet aantasten en zelfs verhogen en tegelijk het energiegebruik reduceren. Hieronder wordt een aantal maatregelen besproken die kunnen bijdragen aan deze opgave. Hiervoor is zoveel mogelijk gebruik gemaakt van het EOS-LT project Rigoureus dat onderzoek heeft gedaan naar mogelijkheden om het gebruiksgebonden energiegebruik terug te dringen. Toepassen standby-killers Veel apparaten zijn uitgevoerd met een zogenaamde standby-modus. In deze modus is het apparaat eenvoudig opnieuw in te schakelen. Nadeel van deze instelling is, dat het apparaat in deze modus energie verbruikt. Omdat het een soort wachtstand betreft, is het energieverbruik dat met deze functie gemoeid is, overbodig. Met vrijwel hetzelfde gemak worden TV en stereo-installatie na gebruik helemaal uitgeschakeld waardoor dit standby-verbruik wordt voorkomen. Een standby-killer is een apparaat dat tussen de stekker en het stopcontact wordt geplaatst, die dit standby-verbruik tegengaat. Voor audio- video en communicatiemiddelen leidt het toepassen van een standbykiller een besparing van circa 30% op het elektriciteitsgebruik. De kosten van een standby-killer bedragen € 20 tot € 40 (incl. BTW). Toepassing van slimme meters . Met de toepassing van slimme meters is inmiddels door de diverse energiebedrijven ervaring opgebouwd met het effect. Slimme meters bieden op zichzelf nog geen direct sturende werking aan apparatuur maar maken de bewoner bewuster van zijn energiegebruik en verleiden tot actief handelen om het energiegebruik te reduceren. Ervaringen leren dat de besparingen inmiddels voor een groot deel van de gebruikers ligt in de ordegrootte van 15- 10 % besparing op het bewonersgebruik. Een kleiner deel van de gebruikers behaalt een besparingsresultaat tot 18% . De hardware voor de slimme meter ligt op enkel tientallen Euro’s. In een aantal gevallen leveren de energiemaatschappijen de hardware gratis of wordt deze verhuurd .Het aansluiten van de slimme meter komt er in de meeste gevallen nog bij . Toepassen hotfill aansluitingen / apparatuur In woningen zijn meerdere apparaten aanwezig die met een elektrisch element water verwarmen, zoals een wasmachine en een vaatwasser. Door het apparaat direct te vullen met warm water, afkomstig uit een centrale warmtapwatervoorziening of vanuit een hoogrendementsketel HR107 of de zonneboilers zoals voorzien op het dak , wordt een grote besparing in energie behaald (circa 40-50%). Dit betekent wel dat er extra warm water tappunten in de woning moeten worden aangebracht. De meeste vaatwassers zijn direct op deze wijze aan te sluiten, voor wasmachines is een voorschakelkastje of specifiek hotfill toestel nodig. Het aandeel in het totale gebruiksgebonden elektragebruik varieert op basis van verschillende gegevens bronnen tussen 19-33% .Bij genoemde besparing van 40-50% varieert de uiteindelijke besparing op het totale gebruikersgebonden elektraverbruik van 7,6- 16,5 % . De uiteindelijke CO2 besparing wordt , door de toepassing van stadsverwarming bij de onderhavige complexen met een uitzonderlijk hoog opwekrendement , nog gunstiger dan in een situatie met een individuele HR 107 ketel. De verwachting is dat dit bijna 2 x zo hoog kan liggen ten opzicht van een conventionele situatie.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
53
Aanbrengen van thermostaatkranen in de woning Het aanbrengen van thermostatische radiatorkranen biedt de bewoner de mogelijkheid tot het beter en individueel regelen van de temperatuur in de verschillende vertrekken van de woning. Een overmatige opwarming door het uitsluitend open of dicht zetten van de radiatorkranen heeft een positieve invloed op het energiegebruik en werkt in het bijzonder comfortverhogend. De energiebesparing bedraagt ca. 39m3 gas bij een gemiddelde woning hetgeen leidt tot een CO2 reductie van ca. 69 kg CO2 /1,79(opwekkingsrendement stadsverwarming )= 38,5 x 352=13.552Kg CO2 reductie. Educatie en voorlichting Door faciliteren van de bovengenoemde aanpassingen en grootschalige inkoop en aanleg kan Comwonen hiermee aan en belangrijke CO2 reductie mee werken van het gebruikersgedeelte. Door voorlichting te geven over energiebesparing kunnen bewoners voorts vertrouwd gemaakt worden met de werking van nieuwe installatie en de mogelijkheden op het vlak van energiebesparing. Op gemerkt zij dat ook bewonersorganisaties bij ComWonen als ook bij Woonstad, die soortgelijke flats in bezit heeft, zelf te kennen te geven energiebesparende maatregelen wenselijk te vinden. Te verwachten valt dan ook een positief draagvlak. De totale te verwachten besparing op het gebruikersgebonden gebruik wordt door een combinatie van bovengenoemde maatregelen ingeschat op 15 % van het elektrisch verbruik. Energie m3 primair Factor C02 uitstoot per woning per m2 Gebruikersapparatuur 2600 Kwh /huishouden Kwh Gebruikersmaatregelen (-15%) Kwh
915200 137280
0,608
556442 -83466
1581 -237
18,2 -2,7
Resultaat CO2 reductie gebruikersapparartuur.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
54
19. Conclusies en keuzes 19.1 Overzichtstabel Op basis van onderstaande overzichtstabel kan eenvoudig worden geconcludeerd of met de genoemde maatregelen aan de gestelde doelen zoals geformuleerd in hoofdstuk 7 Randvoorwaarden Experimentopzet kan worden voldaan. Verzameltabel gebouw en gebiedmaatregelen Energie m3 primair
Factor C02 uitstoot per woning
per m2 Besparing Forfait/m2:
Gebouwgebonden gebruik warmte Isolatie woningen maatregel 1 (-55,6 %) Douche WTW ( warmteterugwinning) Regeling en WTW ventilatielucht Gebouwgebonden gebruiksenergie GAGE Liften vernieuwen Verlichting aanpassen LED armaturen Gebruikersapparatuur 2600 Kwh /huishouden Gebruikersmaatregelen (-15%) Gebiedsgebonden gebruik forfaitaire waarden Kwh Aanpassen verlichting TOTAAL
GJ GJ GJ GJ Kwh Kwh Kwh Kwh Kwh
282666 40080 46000 915200 137280
Kwh
46000
17127 9522
304848 169491
1,78
0,608
0,608
541411 -301025 -41000 -70400 171861 -24370 -28000 556442 -83466 22500 -2723 741230,2
1538 -855 -116 -200 488 -69 -80 1581 -237 -8 2041,7
51,0 17,7 Berekend/m2: 41,5 -9,9 -1,3 -2,3 5,6 -0,8 -0,9 18,2 -2,7 -0,1 tov forfait -54,03% 23,4 -43,50% t.o.v.berekend
Overzicht duurzame opwekking PV Zonnepanelen klassiek Kwh PV Zonnepanelen lessenaardak Kwh PV Zonnepanelen gevel horizontaal Kwh PV zonnepanelen gevel verticaal balkonbreed Kwh PV zonnepanelen gevel verticaal tpv. glasafscheiding Kwh
Energie m3 primair
Factor C02 uitstoot per woning
per m2
260000 410000 84000 43065 13600
0,608 0,608 0,608 0,608 0,608
-158080 -249280 -51072 -26184 -8269
-449 -708 -145 -74 -23
-5,2 -8,2 -1,7 -0,9 -0,3
ZT thermisch-energiedak GJ 3600 ZT thermisch-zonneboilers klassiek GJ 1200 Resultaat Co2 uitstoot overzichtstabel alle maatregelen
50,6 50,6
-165160 -59260
-469 -168
-5,4 -1,9
In bovenstaande tabel is te zien dat het mogelijk is met alle binnen gebouwen en gebied getroffen verbeteringsmaatregelen aan gebouw en installaties een reductie van 45% ten opzichte van de referentiewaarde te behalen is en dat derhalve kan worden voldaan aan de doelstelling. 19.2 Gebouw- en gebiedsmaatregelen Daartoe zijn in eerste instantie de maatregelen beschreven voor de gebouwen , de gebruikers en het gebied gericht op reductie van de energiebehoefte en efficiënt omgaan met installaties en daarmee samenhangende CO2 uitstoot. Met een combinatie van de genoemde maatregelen wordt de doelstelling om 45 % onder de forfaitwaarde te realiseren bereikt. Desalniettemin zijn er een aantal maatregelen genoemd waarvan bijvoorbeeld de absolute investering niet in verhouding staat tot de verwachte CO2 uitstoot omdat deze maatregelen niet alleen hun oorzaak vinden in de wens tot energiebesparing. Dat is het geval bij de vervanging van de liften. In deze situatie bestaan er evenwel ook mogelijkheden door een minder ingrijpende maatregelen een zekere hoeveelheid CO2 uitstoot te reduceren. In het achterwege laten van een aantal op de gebouwen gerichte maatregelen kan in bovenstaande tabel eenvoudig worden berekend in hoeverre bij het niet uitvoeren van maatregelen de doelstelling wordt behaald. Een maatregel als het aanbrengen van douche WTW is een ingrijpende en kostbare investering, mede omdat de badkamer van een aantal appartementen nog niet zo lang geleden is vernieuwd. Voor de liften kan bijvoorbeeld gekozen worden voor modernisering van aandrijving en besturing alleen, hetgeen nog wel positieve invloed heeft op het energiegebruik .
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
55
19.3 Duurzame opwekking Daarnaast is een overweging dat het Experiment de energiesprong juist ook ruimte biedt om grensverleggende oplossingen voor CO2 reductie te stimuleren. In dat kader is naar een aantal uitdagende oplossingen gezocht om duurzame opwekking in het gebied te stimuleren. Om een aantal redenen is er voor gekozen een aantal opties van zonneenergie op en aan de gebouwen nader uit te werken en hun bijdrage te bezien voor het behalen van de doelstelling. Een andere overweging is dat de toepassing en toevoeging van dergelijke duurzame en mogelijk ook zichtbare initiatieven en de daarmee optredende innovatieve uitstraling een grote stimulans vormen voor andere soortgelijke flats en op de bewustwording van de bewoners in de complexen en de omringende bebouwing. In dat opzicht zijn het lessenaarsdak en de stroken PV aan de gevel beeldbepalende elementen. Afhankelijk van de gekozen uitwerking en architectuur kan sprake zijn van en verrijking en een landmark voor duurzaamheid. Conclusie is dat zonne-energie zou kunnen bijdagen aan het behalen van een extra CO2 reductie doelstelling en mogelijk gedeeltelijk noodzakelijk is indien een aantal gebouw en gebiedsopties geen doorgang kunnen vinden. Gegeven de mogelijkheden van levering en teruglevering en de daarbij behorende business case is als scenario gekozen voor een combinatie van gedeeltelijk PV panelen op het dak en aan de gevel en voor ZT zon thermisch voor een gedeelte van het dak om optimaal in te spelen op de warmtapwaterbehoefte van het gebouw. Wel zijn er op gebied van zonne-energie een aantal bepalingen in de regelgeving die beperkingen opleggen aan de mogelijkheden die woning corporaties hebben om tegen gunstige condities hun bewoners te faciliteren. Dit zou aanleiding kunnen zijn om in het onderhavige geval als pilot een dergelijke case verder uit te werken voor de organisatorische varianten in deze veel voorkomende situatie en wanneer er misschien sprake is van gedeeltelijk particulier eigendom in dit soort grote complexen. 19.4 De specifieke situatie van stadsverwarming De gebouwen zijn aangesloten op het primaire net van de stadsverwarming. De stadsverwarming wekt warmte op met een zeer hoog rendement waardoor de CO2 uitstoot van de ruimteverwarming en tapwater verhoudingsgewijs laag zijn ten opzichte van andere projecten. Het aan deel van de gebouwgebonden gebruikers energie en de gebruikersgebonden energie is daarom in deze situatie ten opzichte van verwarming door eigen opwekking, al dan niet met hoog rendementsketels opgewekte energie relatief hoog. Dat betekent dat de verhoudingsgewijs geringe CO2 uitstoot weliswaar sterk kan worden teruggedrongen, door vooral bouwkundige maatregelen, maar een meer beperkte reductie oplevert ten opzicht van individueel gestookte appartementgebouwen, zoals ook in het gebied voorkomen. Daarnaast leidt een hoog rendement er toe dat een aantal andere opties niet in beschouwing worden genomen omdat het resultaat hiervan zal concurreren met de gunstige CO2 uitstoot van de stadsverwarming. Een conclusie zou kunnen zijn dat CO2 ‘arme’ opwekking de interesse om het CO2 niveau verder terug te dringen door het aanpakken van de gebouwen zou kunnen doen afnemen. Desalniettemin is gebleken dat het nog zeker interessant is een aantal opties uit te werken om de CO2 productie terug te dringen. 19.5 Gebied Het aandeel van het energiegebruik en de daarmee verband houdende CO2 uitstoot van het gebied is verwaarloosbaar klein te noemen ten opzichte van de CO2 uitstoot die veroorzaakt wordt door de gebouwen. Door de specifieke situatie en omvang van het gebied vallen ook een aantal duurzame opwekkingsscenario’s in het gebied af. 19.6 Doorberekening investeringen Voor de maatregelen is uitgegaan van een complexgewijze aanpak en zo mogelijk samenvallend met groot onderhoud. De kosten van de maatregelen zijn berekend op een grootschalige uitvoering. Voor de overwegingen van ComWonen zijn ook de mogelijkheden om van kosten van de getroffen maatregelen een en ander geheel of gedeeltelijk door te berekenen van belang, de mogelijkheden om
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
56
via het woningwaarderingsstelsel (WWS) bepaalde verbeteringen door te kunnen berekenen en de elasticiteit van de huurprijs, c.q. de verhuurbaarheid van de woningen op korte en op langer termijn. Sommige zaken vallen buiten het woningwaarderingsstelsel en kunnen dus op deze wijze niet aan de bewoners worden doorbelast. Tevens dient men zich te bezinnen op de rol als verhuurder om, naast energiezuinige woningen, ook leverancier te worden van duurzaam opgewekte energie, dan wel in een andere vorm duurzaam opgewekte energie in te zetten voor de aansturing van algemene voorzieningen die doorbelast worden aan bewoners door de woningeigenaar. 19.7 Kostenindicatie Op basis van de kosten kengetallen zoals gebruikt door DHV voor de bouwkundige situatie en enkele veel voorkomende installatie ingrepen, de globale kosten kengetallen zoals gehanteerd door Deerns voor de installaties, door DEC voor de zonne-energie oplossingen en op basis van gegevens van ComWonen is onderstaande tabel samengesteld van de investeringen,de eenvoudige terugverdientijd op basis van deze kengetallen en een kosten indicatie van de investeringskosten voor het terugdringen van een kg CO2. Logischerwijze ligt dit bijvoorbeeld voor liften erg hoog omdat de vervanging met hoge kosten gepaard gaat en slechts een verhoudingsgewijs beperkte energiereductie biedt tot het investeringsbedrag Deze getallen vormen slechts een grove indicatie van de vergelijking tussen de verschillende maatregelen. Voor nadere uitwerking moet ook worden nagegaan welke maatregelen met elkaar verband houden die niet alleen gerelateerd zijn aan energiebesparing en welk aandeel van de maatregel toe te rekenen is aan de CO2 reductie. In het kader van een technische onderbouwing zijn geen uitvoerige berekeningen gemaakt voor alle maatregelen op basis van investeringskosten en rentelasten en energieprijsstijgingen. ComWonen hanteert hiervoor een eigen interne rekenmethodiek Verzameltabel gebouw en gebiedmaatregelen Energie investering
Gebouwgebonden gebruik warmte Isolatie woningen maatregel 1 (-55,6 %) Douche WTW ( warmteterugwinning) Regeling en WTW ventilatielucht Gebouwgebonden gebruiksenergie GAGE Liften vernieuwen Verlichting aanpassen LED armaturen Gebruikersapparatuur 2600 Kwh /huishouden Gebruikersmaatregelen (-15%) * 500eur/woning Gebiedsgebonden gebruik forfaitaire waarden Kwh Aanpassen verlichting TOTAAL
GJ GJ GJ GJ Kwh Kwh Kwh Kwh Kwh
17127 9522 1295 2230 282666 40080 46000 915200 137280
Kwh
46000
Overzicht investeringen/besparing Zonne energie PV PV PV PV PV
Zonnepanelen Zonnepanelen Zonnepanelen zonnepanelen zonnepanelen
klassiek Kwh lessenaardak Kwh gevel horizontaal Kwh gevel verticaal balkonbreed Kwh gevel verticaal tpv. glasafscheiding Kwh
ZT thermisch-energiedak 4000m2-aftrek hulpenergie GJ ZT thermisch-zonneboilers 800m2-aftrek hulpenergie GJ
per eenh.
Euro Euro/GJ/Kwh Euro /GJ 5.100.000 535,60 520.000 401,54 1240000 556,05 Euro/Kwh 600000 14,97 55000 1,20 Euro/Kwh 176000 1,28 5000
Factor
1,78
0,608
0,608
0,11
Energie investering per eenh. Euro Euro/Kwh 260000 730.000 2,81 410000 2.430.000 5,93 84000 420.000 5,00 43065 700.000 16,25 13600 246.000 18,09 Euro/GJ 3600 480.000 133,33 1200 568.000 473,33
factor 0,608 0,608 0,608 0,608 0,608 50,6 50,6
C02 uitstoot kosten per kg C02 kg 541411 -301025 -41000 -70400 171861 -24370 -28000 556442 -83466 22500 -2723 741230,2
Euro € 16,94 € 12,68 € 17,61 € 24,62 € 1,96 € 2,11 € 1,84 € 0,00
C02 uitstoot kosten per kg C02 kg Euro -158080 € 4,62 -249280 € 9,75 -51072 € 8,22 -26184 € 26,73 -8269 € 29,75 -165160 -59260
€ 2,91 € 9,58
* hulpenergie ZT 4000m2thermisch energiedak 17.000 KgCo2 *hulpenergie ZT 800m2zonneboilers 1460 Kg C02
De overzichtstabel bevat een eerste indicatie van de ranking tussen de verschillende oplossingen wat betreft de kosten en de besparing en ondersteunt het proces voor het maken van keuzes ten behoeve van de experimentaanvraag.Voor de zonne-energie zijn een tweetal geselecteerde oplossingen verder financieel voorzien van kentallen. Voor de kosten van de isolatie van de schil is vooral gebruik gemaakt van de eigen gegevens van medio 2009 die beschikbaar zijn gesteld door ComWonen. De totale kosten voor het uitvoeren van alle maatregelen aan gebouwen en gebied bedragen ca. 7,7 Mio Euro inclusief het vervangen van de liften.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
57
20. Communicatie 20.1 Eindgebruikers Meer en meer is het draagvlak om investeringen in energiebesparende maatregelen ook te laten resulteren in een woonlasten verhoging. Vanuit de politiek is hiervoor steeds meer draagvlak. Binnenkort resulteert dit in regelgeving op dit gebied. Het uitgangspunt is steeds de totale woonlasten in plaats van alleen de woonlasten. Een benodigde investering kan ook voor woningcorporaties problematisch zijn, temeer daar zij momenteel de investeringen slechts in beperkte mate kunnen doorrekenen in de woonlasten van huurders, vaak toch al een groep met de laagste inkomens. Goede communicatie met de huurders ruim vóór, tijdens en na het renovatieproces lijkt een open deur, maar vindt in de praktijk nog steeds veel te weinig plaats en kan dat ertoe leiden dat een voorstel tot huurverhoging door de bewoners als acceptabel wordt gezien. Goede ervaringen zijn er wanneer er een ‘trekker’ opstaat om bewoners erbij te betrekken en erbij betrokken te houden. Een onafhankelijk persoon heeft daarbij de voorkeur, bijvoorbeeld iemand of meerdere personen uit een bewonersorganisatie. Ook in het stadium van het haalbaarheidsonderzoek is het nuttig voor het eventueel vervolg om dit proces alvast te “delen” met bewoners. Ook voorlichting over het gebruik van de installaties in de nieuwe situatie en hoe om te gaan met de bouwkundige aanpassingen en de gebruiksgebonden maatregelen levert een belangrijke “ voorsprong” in het succes van de implementatie van energie besparende maatregelen. De woningcorporatie kan belangrijk bijdragen om deze voorlichting te organiseren en te faciliteren.
20.2 Andere woningcorporaties Voor het onderhavige project kunnen ervaringen worden gedeeld met andere corporaties binnen Rotterdam in het platform van Rotterdam Climate initiative, waar binnen regelmatig overleg plaats vindt onder andere met de woningcorporaties. Daar buiten kan het gewenst zijn met andere Era flat eigenaren contact te zoeken om te bezien welke maatregelen reeds in andere complexen met succes worden toegepast en mogelijk schaalgrootte te bewerkstelligen en uit te voeren oplossingen ook met anderen te delen en zo te optimaliseren op een grotere schaal.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
58
21. Opschalingspotentieel Een groot deel van de Nederlandse woningvoorraad is gebouwd in de 60 en 70 er jaren in de vorm van hoogbouwflats. Dit zijn ook de jaren met historisch gezien de grootste woningproductie. De totale woningproductie bedroeg in die periode 100-150.000 woningen per jaar. In totaal zijn in de periode 1960-1969 meer dan 1 miljoen nieuwe woningen aan het woningbestand toegevoegd en in de 10 jaar erna zelfs 1,2 miljoen nieuwe woningen. De totale woningvoorraad bedraagt op dit moment ca. 7 Miljoen woningen. In 2000 waren daarvan ca. 6.5 % van het type galerijflat en een voorzichtige schatting afgeleid van dit gegeven, er van uitgaande dat van dit type galerijflat in de afgelopen jaren niet veel meer is bijgebouwd ,leert dat van de Nederlandse woningvoorraad er ca. 430.000 woningen bestaat uit het type ERA of daarop lijkend.
Het opschalingspotentieel van een pilot met ERA flats in het gebied is groot omdat er meerdere flats in hetzelfde gebied staan. Bovendien zijn deze specifieke flats volgens dit bouwconcept niet alleen in de regio Rotterdam gebouwd maar op meer plaatsen in geheel Nederland. Vanwege de gelijkvormigheid van de hoogbouwflats en de veelal grote woningaantallen per complex kunnen in principe grote schaalvoordelen worden gerealiseerd en omdat veelal projectmatig kan worden gewerkt. Daarbij is het bovendien mogelijk om op grote schaal ook centrale voorzieningen aan te pakken en de investeringen in centrale voorzieningen te delen op grote woningaantallen per complex.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
59
22. Bronnenoverzicht Rigoureus Renovatieconcepten voor 75% energiebesparing openbaar eindrapport DHV, ECN, TNO & TUDelft, februari 2010 Centraal Bureau van Statistiek (CBS) -Statline Kerncijfers wijken en buurten 2004-2010 Electriciteitverbruik Huishoudens – Energiened : www. Energie.nl AgentschapNL Cijfers en tabellen ;Energiegebruik on-line Forfaitaire waardes voor de bepaling van het energiegebruik in een gebied, Stuurgroep Experimentele Volkshuisvesting (SEV), december 2010 Energie neutrale bouwconcepten | bouwsteen Building Brains Stichting Building Brains, december 2010 BIM systeem & tools (TCO, Materiaal & energie) | bouwsteen Building Brains Stichting Building Brains, december 2010
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
60
Bijlage 1 –Menu keuzelijst
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
61
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
62
Bijlage 2 –toelichting ECO2 value Toelichting ECO2 value ECO2 value is een rekenprogramma waarmee het effect van energie-ingrepen in bestaande woningen bepaald kan worden. Het programma is gebaseerd op de rekenkern van EPAwoningen, zoals omschreven in ISSO publicatie 82.3 en op de publicatie voorbeeldwoningen bestaande bouw van AgentschapNL. De tool is door DHV gevalideerd met bestaande woningen, EPC berekeningen en EPA berekeningen. Input De kenmerken van de woning worden ingevoerd, denk hierbij aan bouwjaar en woningtype, daarnaast bouwkundige kenmerken zoals bouwdeelafmetingen en isolatiegraad en tenslotte installatietechnische kenmerken, zoals CVinstallatie en wijze van ventileren. Op basis van deze gegevens bepaalt ECO2 value de huidige energetische situatie. Hierbinnen worden berekend: 1. Gasgebruik, opgesplitst naar ruimteverwarming, tapwater en huishoudelijk gebruik; 2. Elektriciteitsgebruik opgesplitst naar huishoudelijk gebruik en gebouwgebonden.; 3. CO2 uitstoot; 4. Indicatief energielabel; 5. Indicatieve score WWS punten.
Resultaat huidig Energieverbruik huidig Gasverbuik (m3 gas/jaar) Woningverwarming (m3 gas/jaar) Tapwater (m3 gas/jaar) Koken (m3 gas/jaar Hulpenergiegebruik (kWh/jaar) Bijtelling energieverbruik (kWh/jaar totaal) Vastrecht energie en gas / jaar € Energielasten (jaar) € Energielasten (maand) €
2066,75 1730,33 276,42 60,00 241,09 1800,00 417,00 2.069,16 172,43
2
m3 m3 m3
1
kW h kW h
2
4834,08 kg
CO uitstoot (kg / jaar) Energiebesparing (jaar) m3 gas kWh
nvt nvt
Maatschappeli jk rendement Besparing op energielasten Woonlasten (jaar) Woonlasten (maand) Reductie CO 2 uitstoot
nvt € € nvt
Energieprestatie Energielabel EI (0) WWS punt en Comfort punten Sterren Energiepunten Investering
3
9.869,16 822,43
E
4
2,38 6 18 1 8 Progressief
5
nvt
Op basis van de huidige status wordt bepaald welke maatregelen worden toegepast om de woning energiezuiniger te maken. Het gaat hierbij om bouwkundige maatregelen, zoals na-isolatie en vervangen van beglazing en installatietechnische maatregelen, zoals het vervangen van een ketel, toepassen van een zonneboiler of toepassen van een mechanisch ventilatiesysteem. Resultaat gewenst Gebaseerd op de voorgestelde maatregelen Energieverbruik gewenst berekent ECO2 value de resultaten voor de Gasverbuik (m3 gas/jaar) 933,24 m3 Woningverwarming (m3 gas/jaar) 596,82 m3 gewenste situatie. Tapwater (m3 gas/jaar) 276,42 m3 Koken (m3 gas/jaar Hulpenergiegebruik (kWh/jaar) Bijtelling energieverbruik (kWh/jaar totaal) Vastrecht energie en gas / jaar Energielasten €/jaar Energielasten €/maand
60,00 m3 241,09 kWh 1800,00 kWh 417,00 1.438,51 119,88
€ € €
2
CO uitstoot (kg / jaar)
2816,42 kg
Energiebesparing (jaar) m3 gas kWh
1133,51 0,00
Maatschappelijk rendement Besparing op energielasten (jaar) Woonlasten gewenst (jaar) Woonlasten gewenst (maand) Reductie CO2 uitstoot (kg / jaar) Energieprestatie Energielabel EI (0) WWS punten Comfort punten Sterren Energiepunten (label afhankelijk) Investering op vervangingsmoment
€ € €
630,65 9.238,51 769,88 2017,66
B 1,15 12 35 3 32 4010,00
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
Progressief
63
Uitgangspunten ECO2 value De isolatiewaarden van geveldelen worden bepaald op basis van de volgende kenmerken: - Woningtype - Bouwjaar - Bekende isolatie Hieronder wordt een voorbeeld gegeven voor de isolatiewaarden voor een woning met bouwjaar 1960
Kwalificatie Vloer Dak Gevel
Geen isolatiedikte Rc 0 cm 0,15 0 cm 0,22 0 cm 0,36
Matig isolatiedikte Rc 3-5 cm 0,9 3-5 cm 0,97 3-5 cm 1,61
Goed Isolatiedikte Rc 8-10 cm 2,15 8-10 cm 2,22 8-10 cm 2,36
Voor installaties van warmteopwekking wordt gerekend met de volgende rendementen: Toestel Individueel VR Combi Individueel HR100 Combi Individueel HR104 Combi Individueel HR107 Combi Elektrische boiler Keukengeiser
Rendement ruimteverwarming 0,8 0,9 0,925 0,95
Rendement tapwater 0,8 0,9 0,9 0,9 0,5 0,77
WWS De maximale huurprijs van een woning is afhankelijk van de kwaliteit van de woonruimte. De kwaliteit wordt bepaald met het woningwaarderingsstelsel, ook wel puntensysteem genoemd. Hoe hoger de kwaliteit, des te meer punten een woning krijgt. Op basis van deze puntentelling kan de maximale huurprijs berekend worden. Door het treffen van maatregelen aan de woning neemt de kwaliteit van de woning toe. Een en ander is afhankelijk van gekozen maatregelen. In onderstaande tabel is voor de verschillende maatregelen aangegeven wat de bijbehorende punten zijn conform het woningwaarderingsstelsel (WWS). Op basis van de huidige huur, het huidige aantal WWS-punten en de stijging van de WWS-punten als gevolg van de maatregelen kan een inschatting gemaakt worden van de maximaal toegestane huurverhoging. Puntensysteem voor WWS Kenmerk Individuele ketel
Punten 3
Individuele combiketel
4
Indidviduele HR Individuele HR combi
5 6
Collectief Collectief hr
0 1
Isolatieglas
0.4
Spouwisolatie Vloer
1 2
Dak Gevel
2 6
per m2
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
64
Investeringskosten De investeringskosten zijn berekend op basis van kengetallen Agentschap.nl. Hierbij zijn de volgende uitgangspunten gehanteerd: • Toepassen van de maatregelen tijdens vervangingsmoment • Projectmatige aanpassing
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
65
Bijlage 3 – Rapportage ECO2 value
Type Knikwoning daklaag
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
66
Type Knikwoning tussenwoning
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
67
Type Knikwoning berginglaag
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
68
Type kopgevel dakwoning
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
69
Type Kopgevel tussenwoning
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
70
Type Kopgevel bergingslaag
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
71
Type Tussen woning dak
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
72
Tussenwoning midden
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
73
Tussenwoning boven bergingslaag
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
74
Bijlage 4 –Overzicht rekenwaarden Rekenwaarden omrekenfactoren energiedragers
Uitgangspunten Energiekosten Bij de berekening van de energiekosten is gebruik gemaakt van de volgende uitgangspunten: Gasprijs
€ 0.56
Gem. Prijsstijging gas
6.99%
Electriciteitsprijs
€
0.25
Gem. Prijsstijging elektriciteit
7.18%
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
75
Bijlage 5 – Forfaitaire waarden De in deze bijlage gegeven forfaitaire waardes zijn afgeleid van referentiekentallen ten aanzien van energiegebruik van en in gebouwen en voor gebiedsfuncties (verlichting en bemaling), vanuit de literatuur (met name CBS, ABF, Agentschap.nl, ECN). Gebiedsgerelateerd energiegebruik De forfaitaire waarde voor de CO2-emissie gerelateerd aan de omgeving, afkomstig van de functies straatverlichting en bemaling, is gesteld op 0,5 kg CO2/m2 gebiedsoppervlak. Gebouw- en gebruiksgerelateerd energiegebruik In tabel 1 en 2 staan de forfaitaire waardes voor de CO2-emissie van referentiegebouwen woningbouw afhankelijk van bouwvorm en bouwjaarklasse en de waardes voor de utilteitsbouw, afhankelijk van gebouwtype. Het betreft de som van CO2-emissie afkomstig van gebouw- en gebruiksgerelateerd energiegebruik.
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
76
Bijlage 6 – TNO rapport stadsverwarming
Technische Onderbouwing Energiesprong kleinschalige binnenstedelijke gebieden – Alexanderpolder Rotterdam
77
/ / /
j j
j
j
j
j
/ /
/
j
j
j
j
j
j
j
j
j
j j
j
j
j
j
j
j
j·j
jj·j·j·j j j
j
j j
j j
j
j j
j
j
j
j
j
j j
j
j
j
j
j
j j·j
j
j
/ / /
fl fl fl
j
j
·j · j
j j
j ?
j j
j
j j
-
/
j
jjiij j i i j jj·j jjj·j·
j ?
j
-
/
j
jjiij
/ / /
j j
j
j
j
j
j
j
j
j·j j j·j-
···
·
j j j fl fl fl
j
j j·j j j·j
··· ·
j j j fl fl fl j
j
j
j j j·j·j
··· · j fl fl fl
··· ·
fl fl fl
j
/ / / / /
/
j
j j·j /
j
j