Economic performance of heating systems for energy renovation of wooden dwellings in Norway

Etter at Norge sluttet seg til i Parisavtalen i 2015, ble det satt som mål å redusere landets klimagassutslipp med 50 til 55 %, sammenlignet med 1990-nivået, innen 2030 [1]. Det ble derfor i 2016 vedtatt at energibruken knyttet til den eksisterende bygningsmassen skal reduseres med 10 TWh innen 2030 [2]. Energioppgradering av eksisterende boliger kan dermed være et viktig bidrag for å nå målene i Parisavtalen. Denne masteroppgaven er en del av OPPTRE, som er et forskningsprosjekt finansiert av Forskningsrådet [3]. Målet er å foreslå kostnadseffektive energirenoveringer for boliger som tilsvarer nesten nullenergibygg. Forslagene skal ha høy arkitektonisk kvalitet og lavt klimafotavtrykk. Seks eksisterende boliger bygd i perioden 1950 til 1990 utgjør grunnlaget til forskningsprosjektet. Det har blitt foreslått energioppgraderinger til disse gjennom en arktitektkonkurranse, hvor vinnerforslagene har formet grunnlaget for det videre arbeidet i OPPTRE-prosjektet. Arbeidet utført i denne masteroppgaven er en fortsettelse på arbeidet utført i Johansen og Kjellberg sin masteroppgave [4]. Johansen og Kjellberg har undersøkt kostnads- og energieffektiviteten, og miljøpåvirkningen til to av husene fra arkitektkonkurransen med ulike varme- og ventilasjonsløsninger, samt tre ulike oppgraderingsnivå av bygningskroppen. For å undersøke energieffektiviteten ble simuleringsprogrammet IDA ICE benyttet, mens kostnadseffektiviteten ble evaluert metodene beskrevet i NS-EN 15459-1. I arbeidet med masteroppgaven, har simuleringsmodellene fra det tidligere arbeidet blitt revidert og validert. For å validere simuleringsmodellene, har årsvarmefaktoren til de simulerte varmepumpesystemene blitt sammenlignet opp mot årsvarmefaktoren til lignende systemer i faglitteratur. Videre har evalueringen av energi- og kostnadseffektiviteten til de ulike kombinasjonene med energiforsyning sammen med de tre renoveringsnivåene blitt raffinert. I tillegg har to nye oppvarmingsløsninger blitt tatt med i vurderingen. De økonomiske virkningene av nye effektbaserte tariffer for nettleie, som er planlagt å innføres iløpet av 2022, blitt undersøkt. Til slutt har optimale oppvarmingsløsninger blitt foreslått for de tre renoveringsnivåene for de to boligene. Disse forslagene tar utarbeidet etter nøkkeltallsindikatorer innen energi og kostnadseffektivitet, samt termisk komfort. Resultatene viser at oppgradering av oppvarmingsløsningen er mer gunstig ved lavere renovasjonsnivå. Investeringskostnaden spiller en stor rolle for kostnadseffektiviteten, og de billigere kombinasjonene fører i de fleste tilfellene til lavere livsløpskostnader. Ved høyere renoveringsnivå, er oppgraderinger knyttet til ventilasjon og varmtvannsoppvarming mest kostnadseffektivt på grunn av lavere romoppvarmingsbehov. Tariffer for nettleie med effektbasert fastledd påvirker kostnadseffektiviteten til de ulike kombinasjonene i liten grad. Likevel viser en følsomhetsanalyse utført i oppgaven at de dyrere og mer effektive kombinasjonene oppnår høyere kostnadseffektivitet dersom satsene på det effektbaserte fastleddet økes. Basert på nøkkeltallsindikatorene relatert til energi- og kostnadseffektivitet, samt termisk komfort, gjør rimeligere kombinasjoner det bedre enn dyrere og mer effektive kombinasjoner. Dette blir tydeligere ved høyere renoveringsnivå, hvor energisparepotensialet til de mest effektive kombinasjonene reduseres