Life cycle emissions- and cost analysis of residential building scenarios in a zero emission neighborhood, Ydalir

Abstract

Dagens samfunn står ovenfor store utfordringer knyttet til klima, energi, samt store kostnader knyttet til en grønn omstilling. Bygninger er en av driverne til store andeler av klimagassutslipp og energiforbruk i dagens samfunn, og til tross for stadig befolkningsvekst og behov for nye boliger, er luksuriøse vaner med på å intensivere påvirkningen av bygninger. Med bakgrunn i dette er det iverksatt flere tiltak for å redusere miljøpåvirkningen knyttet fra sektorer, et eksempel er FME ZEN, forskningssenter for nullutslipps nabolag, som jobber mot å redusere utslipp ved hjelp av levende laboratorier, hvor løsninger utvikles og testes i praksis.

Dette studiet tar utgangspunkt i FME ZEN sin bolig utbygging i Ydalir, som forplikter seg til en utslippsreduksjon 50% av bransjestandard, for å analysere ytelsen av tre bygningsscenario fra et miljø og økonomisk perspektiv per netto gulvareal (BRA). De respektive scenarioene er en utbygging i henhold til dagens byggetekniske standard (TEK17), et energieffektivt bygg i henhold til passiv hus standard (PH), og et scenario som representerer effekten av mindre endringer (IM). Resultatene som fremkommer, gitt ZEB-COM omfang (produksjon, konstruksjon, utskiftning, og energibruk i drift), viser minst utslipp fra PH scenario med 207 kgCO2eq/m2 BRA, mens IM og TEK17 har utslipp på 229 og 245 kgCO2eq/m2 BRA. Rekkefølgen endrer seg når man ser på livsløps kostnadene, hvor nå passivhus er den dyreste løsningen på 34,545 NOK/m2 BRA, mens IM og TEK17 ligger på 34,233 og 33,883 NOK/m2 BRA.

Resultatene er vanskelig å verifisere gjennom eksisterende studier ettersom individuelle parameter gjør det vanskelig å generaliser bygg. På tross av dette kan man se sammenfallende effekt ved valg av klimavennlige materialer som tre, effekt av lokal kraft produksjon og økte tidligfase utslipp og kostnader knyttet til valg av energi effektive bygg som i stor grad blir innhentet i driftsfasen.

Oppsummert, viser resultatene at bygningsscenarioene alle er et sterkt utgangspunkt fra både et økonomisk og miljømessig perspektiv, hvor alle faller innenfor de lokale kravene til utslippskutt. Vider ser man at passivhus er scenarioet med best miljømessig ytelse med bare et lite tillegg i prisen (+2% sammenlignet med TEK17), en differanse som kan utlignes av fremtidig økning i energipriser, økt interesse i kjøpegruppen, eller potensiell utslippsbeskatting. Dette presenter fremtidige utbyggere og beslutningstakere med tre scenario som vil kunne fremme den grønne utviklingen og kutte utslipp fra sektoren på en økonomisk bærekraftig måte. Det viser også effekten av lokal energiproduksjon, og mulighet for ytterligere energi- og utslippskutt gitt en liten prosentmessig tilleggsinvestering.

Today's society is facing significant challenges related to climate and energy, with substantial costs associated with the green transition. The building sector contributes significantly to greenhouse gas emissions and energy consumption. Despite the increasing population and the need for new housing, luxurious habits continue to intensify the impact of buildings on the environment. In response, various measures have been implemented to reduce the sector's environmental impact, such as the FME ZEN (Zero Emission Neighborhoods) research center, which aims to reduce emissions through real-life testing in living laboratories.

This study focuses on the residential development of FME ZEN in Ydalir, which commits to a 50% reduction in emissions compared to industry standards. The objective is to analyze three building scenarios' performance from environmental and economic perspectives per net floor area. The scenarios include a development according to current building regulations (TEK17), an energy-efficient building according to passive house standards (PH), and an intermediate scenario representing the effects of minor changes (IM). The results, based on the ZEB-COM ambition level (production, construction, replacement, and energy in operations), show that the PH scenario has the lowest emissions at 207 kgCO2eq/m2 BRA, while the IM and TEK17 scenarios have emissions of 229 and 245 kgCO2eq/m2 BRA, respectively. The order changes when considering life cycle costs, with passive houses being the most expensive solution with a net present value of 34,545 NOK/m2 BRA, while the IM and TEK17 scenarios cost 34,233 and 33,883 NOK/m2 BRA, respectively.

These results are challenging to verify through existing studies due to individual parameters that make it difficult to generalize buildings. However, the study shows the coinciding effects of choosing climate-friendly materials such as wood, the impact of local power production, and the increased upfront emissions and costs associated with selecting energy-efficient buildings, largely offset during the operational phase.

In summary, the results demonstrate that all the building scenarios provide a strong starting point from both an economic and environmental perspective, meeting local emission reduction requirements. Passive houses stand out as the scenario with the best environmental performance with only a slight price difference (+2% more than TEK17) that could be mitigated by future increases in energy prices, growing interest from potential buyers, or potential emission taxation. This provides future developers and decision-makers with three scenarios that can promote green development and reduce emissions from the sector in an economically sustainable manner. It also highlights the potential for additional energy and emission reductions through a slight percentage increase in investment and the effect of local energy production.