Energy efficiency with a focus on heating systems : Installation of geothermal heating and its profitability

På grund av höga uppvärmningskostnader vill Lycksele kommun utreda de ekonomiska aspekterna av att investera i bergvärme till en fastighet som huserar vård- och omsorgsverksamhet. Fastigheten är belägen utanför Lycksele tätort vilket utesluter fjärrvärme som ett alternativ till uppvärmning. I nuläget sker uppvärmningen av fastigheten med hjälp av ett luftburet golvvärmesystem av typ Legalett som värms med elaggregat. Det huvudsakliga syftet med projektet är att avgöra om ett byte av värmesystem från direktverkande el till bergvärme är ett bra alternativ för kommunen att investera i. Genom att utföra en lönsamhetsanalys kommer lönsamheten av denna energieffektiviserande åtgärd utredas, med en förhoppning om att rapporten ska kunna hjälpa kommunen att fatta beslut angående denna typ av åtgärder även i framtiden. Genom att sammanställa fastighetsdata som samlats in med hjälp av fastighetsavdelningen på Lycksele kommun kunde fastighetens värmebehov fastställas och bergvärmesystemet dimensioneras. En varvtalsstyrd värmepump valdes för att täcka 100% av energibehovet vilket innebär ett i stort sett obefintligt behov av spetsvärme. Kostnader för bland annat borrning av bergvärme, anskaffning av värmepump samt nya vattenburna värmeaggregat beräknades och låg till grund för den lönsamhetsanalys som genomfördes. Två alternativa investeringar togs fram där skillnaden låg i värmeavgivarna. Alternativ 1 innefattar bergvärme samt anpassning av befintligt golvvärmesystem medan alternativ 2 innefattar bergvärme samt kostnader för ett nytt radiatorsystem. Uppskattningen av kostnaderna av att investera i ett nytt radiatorsystem gjordes för att ge ett alternativ som kan motverka viss problematik som upplevts med det befintliga golvvärmesystemet. Lönsamheten av de två alternativen uppskattades med hjälp av nuvärdesmetoden samt payback-metoden. Resultatet av beräkningarna innebar att kostnaden för borrning av bergvärme uppgick till ca 785 tkr, till detta tillkommer kostnaden av en värmepump, referenspumpens anskaffningsvärde var 166 tkr. Priset på nya aggregat till Legalettsystemet var 14 200 kr per aggregat. Uppskattningen av radiatorsystemets kostnad uppgick till 1,05 Mkr. Detta innebär totala investeringskostnader på just under 1,4 Mkr för alternativ 1 och på ca 2 Mkr för alternativ 2. Den lägre energianvändningen som bergvärmen möjliggör beräknades innebära ekonomiska besparingar på ca 227 tkr per år vilket innebär att payback-tiden för de två alternativens grundinvesteringar uppgår till 6,02 år för alternativ 1 och 8,8 år för alternativ 2. Då borrhålen har en längre livslängd än värmepumpen så uppskattades att värmepumpen kommer att behöva bytas två gånger under investeringens livslängd. De två alternativens nettonuvärden uppgick till ca 3,4 Mkr för alternativ 1 medan det för alternativ 2 uppgick till ca 2,7 Mkr över hela investeringens livslängd. Både nuvärdesmetoden och payback-metoden tyder på att investeringen bör vara lönsam då nettonuvärdena för de båda alternativen är positiva och payback-tiden är lägre än 20% av investeringens uppskattade livslängd. Det alternativ som ger bäst lönsamhet är alternativ 1 vilket beror på den lägre investeringskostnaden då det befintliga systemet anpassas.Due to high heating costs, the municipality of Lycksele wants to investigate the economic aspects of investing in geothermal heating for a property that houses healthcare and care operations. The property is located outside urban area Lycksele, which excludes district heating as an alternative. At present, the property is heated by means of an air-based floor heating system of the type Legalett, which is heated by electric heaters. The main purpose of the project is to determine if a change of heating system from electrical heating to geothermal heating is a good alternative for the municipality to invest in. By conducting a profitability analysis, the profitability of the action of investing in geothermal heating will be investigated with the hope that the report will be able to help the municipality make decisions regarding these types of actions in the future. By compiling property data collected with the help of the property department of Lycksele municipality, the property's heating needs could be determined and the geothermal heating system dimensioned. An inverter-controlled ground heat pump was chosen to cover 100% of the energy demand, which means a virtually non-existent need for peak heat. Costs for, among other things, drilling of geothermal heat, the procurement of heat pumps and new water-borne heaters were calculated and formed the basis for the profitability analysis carried out. Two alternative investment options were made where the difference were the heat emitters. Option 1 includes geothermal heating and adaptation of existing underfloor heating system, while option 2 includes geothermal heating and costs for a new radiator system. The estimate of the cost of investing in a new radiator system was made to provide an alternative that could counteract some of the problems experienced with the existing underfloor heating system. The profitability of the two alternatives was estimated using the net present value method and the payback method. The result of the calculations meant that the cost of drilling for the geothermal heat amounted to about SEK 785,000, to which the cost of a heat pump is added, the reference pump's value was SEK 166,000. The price of new units for the Legalett system was SEK 14200 per unit. The estimate of the cost of the conversion to a radiator system amounted to SEK 1.05 million. This means total investment costs of just under SEK 1.4 million for option 1 and about SEK 2 million for option 2. The lower energy consumption made possible by the geothermal heating was estimated to amount to approximately SEK 227,000 per year in economic savings, which means that the payback time for the two alternatives' basic investments is 6.02 years for options 1 and 8.8 years for option 2. Since the boreholes have a longer lifespan than the heat pump it was estimated that the heat pump will need to be replaced twice during the entire lifespan of the investment. The net present value of the two alternatives amounted to approximately SEK 3.4 million for alternative 1, while for alternative 2 it amounted to approximately SEK 2.7 million over the entire lifespan of the investment. Both the present value method and the payback method indicate that the investment should be profitable as the net present values ​​for both alternatives are positive and the payback time is less than 20% of the estimated lifespan of the investment. The alternative that provides the best profitability is option 1, which is due to the lower investment cost when adapting the existing system