Bærekraftig lokal energiforsyning til et nytt hyttekonsept
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2624658Utgivelsesdato
2019Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Norske hytter øker stadig i størrelse og standard, og dette gjør at de forbruker stigende mengderstrøm. Som en motvekt til denne utviklingen, har Nasjonalparken Næringshage gjennom Grønnfjellhageby-prosjektet som mål å bygge hytter med et gjennomgående fokus på bærekraft. Dennemasteroppgaven har til hensikt å finne ut hvilke systemer basert på bioenergi som kan benyttes forå levere bærekraftig lokal energi til hyttekonseptet Seterhytta i Grønn fjellhageby-prosjektet. Oppgaven gjør en helhetlig studie av bærekraften til fem sentraliserte energiforsyningsløsninger, medvekt på om de er økonomisk levedyktige, sosialt akseptable og om de har lave miljøpåvirkninger.Både kvalitative og kvantitative metoder blir benyttet, deriblant nåverdiberegninger og livsløpsvurderinger.
Analysene viser at flere lokale bioenergibaserte løsninger kan være aktuelle for å forsyne Seterhyttene med bærekraftig energi. I alle løsningene leverer bioenergianlegget varme til et nærvarmenett,og hyttene utveksler strøm med strømnettet. En løsning med flisfyrt mikro-kraftvarmeverk (mikroCHP), en løsning med mikro-CHP og solceller og en løsning med fliskjel i kombinasjon medsolceller kan alle bli bærekraftige. Hvis det er mulig å få tak i en mikro-CHP som er tilpasset Seterhyttenes forbruk, og det ikke er nødvendig med et flistørkesystem, får disse løsningene omtrentlike totalkostnader. Det er også sannsynlig at totalkostnadene deres kan tilsvare kostnaden til enfullstendig nettstrømsbasert løsning.
Løsningen med kun CHP ser ut til å ha de laveste miljøpåvirkningene, men alle de bioenergibaserteløsningene medfører betydelig lavere klimapåvirkninger enn å forsyne hyttene kun med nettstrøm.Det er hovedsakelig solcellesystemene som gjør at CHP-løsningen får lavere miljøpåvirkninger ennde andre løsningene. Alle de bioenergibaserte løsningene vil gi lavere belastning på strømnettet ennen løsning som kun bruker nettstrøm, i tillegg til at de kan øke sysselsetningen og omsetningen idet lokale skogbruket. Løsningene med solfangere fikk både økte kostnader og miljøpåvirkninger,og de ble derfor vurdert som mindre bærekraftige.
Resultatene forbundet med CHPen er usikre fordi de kun baserer seg på data fra én mikro-CHP ogfordi de forutsetter at en CHP i riktig størrelse er tilgjengelig, noe som ikke er sikkert. Dessutener løsningene med CHP risikable fordi de trolig er avhengige av at det bygges et mikronett, somforeløpig er lite utbredte. Vedlikehold av CHPer er også mer komplisert. Dette betyr at løsningenmed fliskjel og solceller trolig er best egnet til å levere bærekraftig energi til Seterhyttene underdagens forhold, men dersom endringer i markedet og lovverket reduserer risikoen forbundet medmikro-CHPer, vil løsningene med CHP fremstå som bærekraftige og svært innovative.
I det videre arbeidet er det nødvendig å opprette dialog med potensielle leverandører av energiforsyningsteknologiene for å gjøre sikrere kostnadsanslag og sammenlikne data fra utslippsmålingermed dataene benyttet i LCAen. Det er dessuten viktig å avgjøre om det er økonomisk og praktiskmulig med mikronett. LCAen kan med fordel forbedres ved å inkludere flere komponenter og gjøre prosessene enda mer stedspesifikke. På tross av usikkerhetene kan masteroppgavens resultatervære verdifulle i det videre arbeidet med Seterhyttenes energiforsyning. Det er da viktig å vurdere resultatenes gyldighet, for eksempel hvis Seterhyttenes faktiske energiforbruk avviker mye fraberegningene i oppgaven. Norwegian cabins are steadily increasing in size and standard, and this causes them to consumegrowing amounts of electricity. As a response to this development, through its Grønn fjellhageby project («Green Mountain Garden City» project) Nasjonalparken Næringshage has a goal ofbuilding cabins with an overall focus on sustainability. This Master’s thesis aims at identifyingbioenergy based systems that can supply sustainable and local energy to the cabin concept Seterhytta in the Grønn fjellhageby project. The thesis performs an integrated study of the sustainabilityof five sentralised energy supply solutions, emphasising their economical viabilty, social acceptability and environmental impacts. Both qualitative and quantitative methods are used, includingpresent value calculations and life cycle assessment (LCA).
The analyses show that there are several local, bioenergy based solutions that could supply theSeterhytta cabins with sustainable energy. In all cases the bioenergy plant delivers heat to a smallscale district heating grid, and the cabins are exchanging power with the electricity grid. A solutionwith a wood chip fired micro combined heat and power plant (micro CHP), a solution with both amicro CHP and solar cells and a solution with a wood chip boiler in combination with solar cellscould all be sustainable. If it is possible to obtain a micro CHP which is adapted to the consumptionof the Seterhytta cabins, and a wood chip drying system proves unnecessary, these solutions willhave approximately the same total costs. Furthermore, it is likely that their total costs can be similarto the costs of a solution based entirely on grid electricity.
The solution with only a CHP seems to have the lowest environmental impacts, but all the bioenergy based solutions entail considerably lower climate impacts than supplying the cabins withelectricity only. The solar cell systems are the main reason the CHP solution has lower environmental impacts than the other solutions. All the bioenergy based solutions will lead to lower stresson the electricity grid than a solution with only grid electricity, and they can increase deploymentand sales in the local forestry. The solutions with solar thermal collectors had both greater costsand environmental impacts, and they were therefore considered less sustainable.
The results related to the CHP are uncertain as they are based on data from one micro CHP andbecause they assume that a CHP of the correct size is available, which might not be the case.Furthermore, the CHP solutions are risky because they are likely to depend on a micro grid, whichare currently uncommon. Maintenance of CHPs is also more complicated. This means that undertoday’s circumstances, the wood chip boiler and solar cell solution is probably best suited to supplysustainable energy to the Seterhytta cabins. However, if changes in the market and legislationreduce the risk of micro CHPs, the CHP solutions will be sustainable and very innovative.
In the further work, it will be necessary to establish a dialogue with potential suppliers of theenergy supply technologies to perform more certain cost estimates and compare data from emission measurements with the data used in the LCA. It is also crucial to determine whether a microgrid is economically and practically feasible. The LCA can be improved by including more components and making the processes more location specific. Despite the uncertainties, the results ofthe Master’s thesis may be valuable in the further work with the energy supply system of the Seterhytta cabins. In case it is used in the further work, it is important to evaluate the validity of theresults, for example if the energy use of the cabins deviate from the calculations in the thesis.