Økonomisk analyse av solfangere for tappevann i kontorbygg

Abstract

Norge er et land i økonomisk vekst, der det planlegges og utvikles store byggeprosjekter hver dag. En vesentlig del av investeringskostnadene for disse prosjektene går til å dekke tekniske anlegg. Ettersom moderne bygninger har blitt tettere, bedre isolert og har tekniske anlegg som varmer opp bygget mer energieffektivt enn før, blir de årlige kostnadene for å varme opp tappevann mer fremtredende enn det har vært tidligere.

Solfangere er en fornybar energikilde som absorberer strålingsenergi fra solen og omdanner den til vannbåren varme, som kan brukes til rom- og tappevannsoppvarming. Teknologien tas stadig mer i bruk for å dekke oppvarmingsbehovet i nye bygninger med høyt tappevannsforbruk, som for eksempel skoler, hoteller og bygg som inkluderer store bassenganlegg. Kontorbygg er ofte store i areal, men har derimot et lavt forbruk av varmtvann. GK har derfor stilt spørsmålet om det vil være økonomisk lønnsomt å investere i solfangere for oppvarming av tappevann i denne typen bygg.

I samarbeid med GK Rør i Trondheim og Norges Teknisk-naturvitenskapelige Universitet (NTNU) er det derfor gjort en økonomisk analyse av solfangere for tappevann i kontorbygg, sammenlignet med tradisjonelle løsninger.

Kostnadene for solfangere i kombinasjon med varmepumpe, el-kolbe og fjernvarme for oppvarming av tappevann er sammenlignet med de tradisjonelle løsningene, fjernvarme og varmepumpe kombinert med el-kolbe. Basert på kvalitative datainnsamlinger, er kostnad for solfangere på 3000 kr per kvm benyttet og et energibehov for oppvarming av tappevann for kontorbygg på 10 kWh per kvm. Det er antatt at investeringskostnaden for solfangere vil stige lineært med størrelsen på bygget og en dekningsgrad på 50% for solfangere. Bygg fra 400 til 10000 m2 er undersøkt og nåverdiberegningene er basert på kalkulasjonsrente på 6% over en 30 års periode. Resultatet viser at årskostnader alltid er lavere med solfangere, dermed vil det uansett lønne seg å investere i solfangere hvis investeringskostnaden også er lavere enn for tradisjonelle løsninger. Solfangere lønner seg derfor på små kontorbygg. Hvis investeringskostnadene for solfangerløsningene er høyere enn for tradisjonelle løsninger, som er tilfellet på kontorbygg større enn 4800m2, må det utføres en nåverdiberegning for å se hva som vil lønne seg. Det ble utført nåverdiberegning på et bygg på 5388 m2. Det viste at en investering i solfangere kombinert med varmepumpe og el-kolbe vil lønne seg for et kontorbygg av denne størrelsen, dersom det er et nybygg.

Det er også utført nåverdiberegninger på GK’s allerede eksisterende kontorbygg i Trondheim, for å se om det kunne vært lønnsomt å investere i solfangere for tappevann. Dette viser seg å ikke være lønnsomt, da det er behov for separering av dagens kombinerte rom- og tappevannsoppvarming. En investering i solfangere for tappevann i prosjekteringsfasen ville derimot vært lønnsomt.

Norway is a country of economic growth and new large buildings are being planned and developed every day. A major part of the investment costs for these projects is related to the technical facilities. Modern buildings have become better insulated and have technical facilities that are more energy efficient. Therefore, the annual cost of heating water becomes more prominent than before.

Solar collectors are a renewable energy source that is increasingly being used to cover the waterborne heating needs of new buildings with high hot water demand, examples being schools, hotels and buildings that with large pool facilities. Office buildings are often large in area but have a low consumption of hot water. GK has therefore asked the question whether it will be economically profitable to invest in solar collectors for heating hot water in this type of buildings.

In collaboration with GK Rør in Trondheim and the Norwegian University of Science and Technology (NTNU), an economic analysis of investment in solar collectors for hot water heating in office buildings has been performed.

The costs for solar collectors in combination with heating pump, electricity and district heating for heating tap water are compared with the traditional solutions, district heating and heat pump combined with electric heating element. Based on qualitative data collections, cost of solar collectors of 3000 NOK per square meter and energy requirement for heating water for office buildings of 10 kWh per sqm are used. It is assumed that the investment cost for solar collectors will increase linearly with the size of the building with a 50% coverage for solar collectors. Buildings from 400 to 10000 m2 have been evaluated and present value calculations are based on a 6% discount rate over a 30 year period. For small office buildings, the investment cost for solar collectors will normally be lower than for traditional solutions. And since the annual costs for solar collector systems are very low, this will be the most profitable solutions for such smaller buildings. For larger buildings (>4800 m2) the investment costs for all solar collector solutions are higher than for traditional solutions, and a present value calculation must be performed. A net present calculation has been performed of a new built GK size building (5388 m2) It shows that solar collectors combined with heating pump and electric element is more profitable than traditional solutions.

Present value calculations were also carried out on GK’s already existing office building in Trondheim, to see if it could be profitable to invest in solar collectors for tap water. This does not turn out to be profitable. However, an investment in solar collector for tap water in the design phase, is profitable.