Van energiezuinig bouwen naar een energieneutralegebouwde omgeving

Dr. Ivo J. Opstelten

Mijn betrokkenheidProgrammacoördinator “Energie in de Gebouwde Omgeving” bij ECN

Coördinator Building Future (ECN-TNO samenwerkingsverband)

Lid Platform energietransitie

2 25-6-2009

Lid Platform energietransitie Gebouwde Omgeving (PeGO) en coördinator denken van de PeGO-Innovatiegroep

Midden in transitie van verbruiker van energie naar producent

PIAF®

NL-ambitie “Schoon en Zuinig”

Broeikasgas

- 30% in 2020 t.o.v 1990

Energie-efficiency

3 25-6-2009

- 2% per jaar (huidig tempo – 1%)

Hernieuwbare energie

20% hernieuwbare energie in 2020

Klimaatakkoord Gemeenten en Rijk 2007 - 2011

Gebouwde omgeving

EPC voor nieuwe gebouwen 25% lager in 2011

50% lager in 2015

4 25-6-2009

Streven naar nieuwbouw energieneutraal in 2020

bestaande bouwhalvering energiegebruik in 2020

Lente-akkoord Energiebesparing in de nieuwbouw Rijk – NEPROM / NVB / Bouwend Nederland

EPC voor nieuwe woongebouwen

basis - 10 experimenteergebieden

• EPC in 2011 0,6 - 0,40

5 25-6-2009

• EPC in 2011 0,6 - 0,40• EPC in 2015 0,4 - 0,20• In 2020 energieneutraal

10 experimenteergebieden, 5 à 10 % van de totale nieuwbouwproductie

Convenant Energiebesparing Corporatiesector

Doelstellingen bestaande bouw

In de komende 10 jaar ten minste 20 procent besparen op het gasverbruik

6 25-6-2009

Aedes en Woonbond willen:

Woningen bij ingrijpende verbetering op het niveau van Energielabel B brengen

Door inzet van innovaties de Energie-neutrale Gebouwde Omgeving anno 2050 mogelijk maken

• Totaal Energiegebruik

• Gebouw-gerelateerd + Gebruiker-gerelateerd + G.O.-gerelateerd

Eindbeeld voor de Gebouwde Omgeving

7 25-6-2009

Netto energie neutraal

Hele G.O.

• Woningen

• Utiliteit

Waarom energieneutraal/energieleverend?

8 25-6-2009

Omdat het alternatief onbetaalbaar is

9 25-6-2009

Niet alleen in simulaties…

10 25-6-2009

Hoge (realiseerbare) ambities noodzakelijk

�Seizoensopslag bij

installatievervanging

�E+nieuwbouw, 500

750

1000

1250

To

taa

l n

ett

o p

rim

air

en

erg

ieg

eb

ruik

[P

J p

]

11 25-6-2009

�E+nieuwbouw,

�factor 4 Renovatie,

�2% reductie HHA

�Netto wijkopwekking

�Economische analyse (2006) energielasten:

2000-2050: met bovenstaande circa €2006 30.000 – 110.000 bespaard per gebouw

-250

0

250

2000 2010 2020 2030 2040 2050

Jaar

To

taa

l n

ett

o p

rim

air

en

erg

ieg

eb

ruik

[P

J

Woningen Transitiescenario Totaal Ongewijzigd beleidUtiliteitsgebouwen Transitiescenario Totaal TransitiescenarioWijksystemen Transitiescenario

Seizoensopslag van warmte bij installatievervanging

Toekomstperspectief: Compacte seizoensopslag van warmte geïntegreerd in de façade?

120

12 25-6-2009

60

12

E+ woning (voorbeeld zonnewoning)

•Passieve Zonne-energie;

•PV, Zonnecollectoren of PVT;

•Energieopslag (batterijen?

13 25-6-2009

13 25-6-2009

•Energieopslag (batterijen? en seizoensopslag warmte)

•Vraag/Aanbod afstemming

Maar bij wie ligt de bal voor de E+ woning?

14 25-6-2009

primair energiegebruik per m2 vloeroppervlak

200

250

300

per

jaar

koken

tapwater

ruimteverw

elektriciteit

RIGOUREUS: Renovatie-Innovatie voor realisatie factor 4 pakketten

15 25-6-2009

0

50

100

150

200

voor renov na renovatie

zonder

elektr

na renovatie

met elektr

kW

hp/m

2 p

er

jaar

elektriciteit

ambitie

ambitie

Uitgangssituatie

Totaal gebruik:

3670 kWhe/a

16 25-6-2009

[bron: BEK 2000]

Stap 1: standby verbruik

17 25-6-2009

-11%

Stap 2: e-zuinige apparaten

18 25-6-2009

-28%

Stap 3: bewustwording bewoners

19 25-6-2009

http://www.diykyoto.com

30

40

pri

ma

ire

en

erg

ie b

es

pa

rin

g

2a

)

V= 10 m3

V= 3 m3

V= 0.6 m3

Systeemcombinaties zonnecollector

20 25-6-2009

0

10

20

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

vacuum collector oppervlak (m2)

pri

ma

ire

en

erg

ie b

es

pa

rin

g

(kW

hp/m

2 V= 0.6 m3

V= 0.3 m3

V= 0.15 m3

Effect maatregelen

Scenario1

Maatregelen Primaire energievraag [kWhp/m2a]

PV om doel te halen

[m2]

1 Passief Huis +3 m2 zonnecollector+150 l vat

118 36

Factor 4 Renovatie pakketten

21 25-6-2009

3 m zonnecollector+150 l vat voor warm tapwater

2 Als scenario 1 plus stap1+2 in besparing elektriciteit (-39%)

91 18

3 Als scenario 2 plus 8 m2 zonne-collector+600 l vat voor warm tapwater, ruimteverw en hot fill

74 6

4 Als scenario 3,warmtepomp i.p.v. ketel

55 -

Innovatieve Bouwmethodiek: PIAF®

Prepared In all Aspects for Future developments

Geen-spijt van:

• Energieprijs ontwikkeling

• Leveringszekerheid

• Technologische

22 25-6-2009

• Technologische ontwikkelingen

• Waardegedreven in plaats van kostengedreven

Integrale woonlasten ontwikkeling

€ 100

€ 200

€ 300

€ 16.500

€ 17.000

Inte

gra

le w

oo

nla

ste

n/j

aar

[€/j

aar]

Integrale woonlasten PassiefHuis versus Standaard Nieuwbouw

Effect energieprijsontwikkeling i.r.t. nieuwbouw

23 25-6-2009

€ 700-

€ 600-

€ 500-

€ 400-

€ 300-

€ 200-

€ 100-

€ 0

€ 100

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

2036

2037

Jaar

Wo

on

laste

n

(Passie

fHu

is -

EP

C=

0,8

) [€

]

€ 14.000

€ 14.500

€ 15.000

€ 15.500

€ 16.000

Inte

gra

le w

oo

nla

ste

n/j

aar

[€/j

aar]

PassiefHuis - EPC=0,8

PassiefHuis

EPC=0,8

Effect van energieprijsontwikkelingen bij renovatie

Development of yearly energy costs

€ 50.000,00

€ 60.000,00

En

erg

y c

os

ts [

€]

SE old

GEHP old

Cumulatief effectSE: 140 k€

GE: 150 k€

3%: 230 k€

2002-2006 trend: 720 k€

24 25-6-2009

€ -

€ 10.000,00

€ 20.000,00

€ 30.000,00

€ 40.000,00

€ 50.000,00

2000 2010 2020 2030 2040 2050

Year

En

erg

y c

os

ts [

€]

GEHP old

3% old

2002-2006 trend old

After PIAF renovation

2002-2006 trend: 720 k€

Na PIAF renovatie: 4-5 k€

Leveringszekerheid

2040: Individuele CO2-emissie rechten?

2015: Verplicht ander gedrag t.a.v. electricteitsgebruik in zomer i.v.m. afvoerwarmtebeperking centrales

25 25-6-2009

Nu: Stop & Go gastoevoer vanuit Rusland?

Technologische ontwikkelingen

Gebouwschil• Passiefhuisaanpak voor renovatie (nu)• VIP (2010-2015)

Warm tapwater• WTW voor WTW (nu-2012)• Compacte seizoensopslag van warmte

(2015-2020)Ruimteverwarming

26 25-6-2009

Ruimteverwarming• Warmtepompen (nu)• Micro-WKK (2009-2011)• Micro-WKKK (2012-2015)• Brandstofcel (2015-2020)• Gebruikersadaptief E&C-management

(2010-2015)• WTW for hybrideventilatie (2012-2015)• Gevelgeintegreerde HVAC (nu-2015)

Technologische ontwikkelingen vervolgHHA

• Standby killers (nu)• Power Matcher (2010)• OLED verlichting (2010-2015)• A++ apparatuur (nu)• Hot-fill (vaat)wasmachine (nu) + WTW

DE• PV,T, PVT (nu-2012)

27 25-6-2009

• PV,T, PVT (nu-2012)• Vacuum collectoren (nu)• Li+ batterijen voor PV (2012-2015)• Kleinschalig wind (nu)• Nok zonnecollector (nu)

Wijksystemen• Bi-directioneel electriciteitsnetten (nu)• Bi-directioneel warmtenetten (2015)• E-Hub/E-routers (2015-2020)• Grootschalig wind (nu)

Etc, etc.

Conceptontwikkeling: Gebruikmakend van de Trias Energetica?

Vraagreductie:

• Gebwouschil

• ventilatie met WTW

• zonwering

• warmtwapwater WTW

• electriciteit gebruik voor huishoudelijke apparatuur naar 2000 kWh/jaar

28 25-6-2009

Duurzame Energie:

• Zonthermie (ruimteverwarming en Warm water)

• Geothermie (WP)

• Electricsch: PhotoVoltaisch, kleinschalig wind

• Hybride: PVT, warmtegedreven µ-ORC

Efficient/schoon fossiel :

• stirling µ-CHP

• brandstofcel

• restwarmte

PIAF® methodiek bij gebouwconceptontwikkeling

1. Set prestatiedoel voor gebouw te behalen bij volgende natuurlijke mutatiemoment (installatievervanging)

2. Bepaal optimale (installatie)systeem daarvoor

29 25-6-2009

3. Bepaal energetisch-economisch optimale schileigenschappen die bij 2 horen

4. Bepaal optimale (installatie)systeem voor tussentijd

Duurzame EnergieTransitie kan niet plaatsvinden zonder bouwprocestransitie

bouwprocestransitie kan niet plaatsvinden zonder contracttransitie.

Sturen op doelstellingen en prestatie-indicatoren gedurende gehele proces is essentieel

Ambities vereisen ook bouwprocesinnovatie

30 25-6-2009

Programma Eisen Ontwerp Uitwerking/Bestek Realisatie Onderhoud& Beheer

gehele proces is essentieel

De uitgangspunten van ‘commissioning’ hanteren

en een transitiemanagement aanpak in de praktijk brengen.

Er kan al veel, maar nog uitdagingen genoeg

1. Onderzoek naar verleiden/beïnvloeden

2. Onderzoek hoe sturen op waardes i.p.v. kosten

3. Ontwikkeling technologische conceptlijnen

4. Ontwikkeling gebouwconcepten binnen 3

5. Bepaling technologieclusers, indicatoren en

31 25-6-2009

5. Bepaling technologieclusers, indicatoren en doelstellingniveau’s gekoppeld aan 4

6. (Uit)ontwikkeling technologieën uit 5

7. Ontwikkeling financiële instrumenten

8. Ontwikkeling methodiek gebouw commissioning

9. Ondersteuning praktijkteams (o.a. deelname COP’s)

10. Monitoring

Bijdrage aan de transitie vanuit sterke rollen

• Overheid: consistent en convergerend beleid• Lokale overheden: plek voor innovatieve ontwikkeling• Investeerders: waarde van lage energielasten zien• Projectontwikkelaars: kennis van energiezaken • Kennisinstituten: open innovatie• Adviesbureaus: Innovatieve ontwikkelingen incorporeren

32 25-6-2009

• Adviesbureaus: Innovatieve ontwikkelingen incorporeren in praktijkconcepten

• Architecten: Energetisch verantwoord ontwerpen als creatieve uitdaging omarmen

• Toeleveranciers: co-ontwikkeling• Installateurs: kennis van zaken• Woningcorporaties: renovatie-innovatie oppakken• Eindgebruikers: Feedback