Definitioner och förklaringar

Energislag
Ett energislag används av uppvärmningssystemet för att tillgodose ett energibehov. Exempel på energislag är el, fjärrvärme eller olika bränslen som olja, naturgas, ved eller pellets. Vilket energislag som uppvärmningssystemet använder sig av bestämmer vilka miljöeffekterna blir.

Verkningsgrad

Miljöeffekter

Beräkningarna görs enligt följande:

Växthuseffekten redovisas som summa Global Warming Potential (GWP), det vill säga som gram CO₂-ekvivalenter ur ett 100-årsperspektiv. Beräkningsformeln med respektive ämnes karaktäriseringsfaktor för påverkan från växthusgaser ser ut enligt nedan

          CO₂ · 1 + N₂O · 310 + CH₄ · 21          (gram CO₂-ekvivalenter)

Försurning redovisas som summa försurningspotential uttryckt i mol H⁺. Beräkningsformeln är

          NO_x · 0,0217 + SO₂ · 0,0312 + NH₃ · 0,0587          (mol H⁺)

Bildning av marknära ozon redovisas dels som summering av antalet utsläppta gram NO_x och dels som summa utsläpp av flyktiga kolväten, Photochemical Ozone Creation Potentials (POCP). De senare anges som g C₂H₂-ekvivalenter (etenekvivalenter) och beräknas enligt

          NMVOC · 0,416 + CO · 0,04           (gram C₂H₂-ekvivalenter)

Övergödning redovisas som summa syretäringspotential uttryckt i gram O₂ -ekvivalenter.De beräknas enligt nedan

          NO_x · 6 + NH₃ · 16           (gram O₂-ekvivalenter)

Partiklar redovisas som summering av antalet utsläppta gram av partiklar där ingen fördelning sker beroende av partiklarnas storlek. 

Ämnena i beräkningsformlerna anges i gram.

Uppvärmningssystem

Mängden emissioner som släpps ut då byggnadens värmebehov tillgodoses beror av uppvärmningssystemets förluster, energislag (bränsle) och förbränningsteknik. Vid beräkningar av emissioner används data som beskriver genomsnittet av den typen av system som finns i Sverige. Representativa verkningsgrader och livscykelinventeringar, vad beträffar bränsle och förbränningsteknik, används där skillnader har gjorts för små och stora anläggningar.

För oljepanna, naturgaspanna, vedpanna och pelletspanna används representativa data för små villaanläggningar. Verkningsgraden beror dels av oljepannans fabrikat men också av oljepannans ålder. Till exempel kan oljepannor byggda 1980-1985 ha en verkningsgrad runt 75 % medan de byggda 1999 kan ha en verkningsgrad på upp till 91 % (Johansson, 2000). Vid beräkningarna används en årsmedelverkningsgrad för pannor som gäller då pannan också används för tappvattenproduktion under sommarsäsongen. (Det värmebehov som används i beräkningarna inkluderar däremot inte behovet för tappvattenuppvärmning.) Värdena gäller för vanligt förekommande fabrikat och ålder i svenska villor och är från provningar som utförts på SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. För vedpannan används en årsmedelverkningsgrad med tillhörande ackumulatortank. I EFFem visas emissionerna från bränslets livscykelanalys per kWh bränsle och årsmedelverkningsgraden. Du kan ändra dessa data för att beskriva just det system som du vill räkna på.

För värmepump används representativa data för en bergvärmepump till en villa. Genom att tillföra el till värmepumpen kan värme som finns i berggrunden användas till att värma upp en byggnad. En SPF_va-faktor beskriver värmepumpens effektivitet under uppvärmningssäsongen. EFFem beräknar från den elproduktion som du anger emissionerna från energislagens sammanlagda livscykler angivna i emissioner per kWh el levererad till byggnaden. Du kan ändra data för SPF_va-faktorn och emissionerna från energislagets livscykel och distribution, dvs. elen.

För el och fjärrvärme används representativa verkningsgrader och livscykelanalyser för stora centrala anläggningar som är vanliga i Sverige. Emissionsutsläppen beräknas från den procentuella sammansättningen av olika anläggningar i ett distributionsnät. Förutom förlusterna i de stora anläggningarna tillkommer förluster vid distribution av energin från anläggningen till villan. De data som visas i EFFem och som du kan ändra på för ditt specifika fall är distributionsverkningsgraden och energislagens sammanlagda livscykler angivna i emissioner per kWh energi levererad till distributionsnätet, dvs. med hänsyn tagen till anläggningarnas verkningsgrader. Då energislaget för en fjärrvärmeanläggning huvudsakligen består av el, t.ex. elpannor och stora värmepumpar, så beräknar EFFem först emissionerna för elproduktionen.

Produceras centralt i olika produktionsanläggningar och sammanbinds sedan med ett distributionsnät. Exempel på produktionsanläggningar kan vara kärnkraftverk, kolkondensverk, vattenkraftverk, hetvattenpanna o.s.v. Användningen av olika produktionskällor varierar dessutom hela tiden till följd av bland annat väderlek, tillgång på vatten i vattenmagasin, bränslepriser och en lång rad andra faktorer.

Miljövärdering från ett uppvärmningssystem som använder sig av el eller fjärrvärme beror på vilket betraktelsesätt som används för el- eller fjärrvärmeproduktionen. Det finns en rad olika betraktelsesätt som används beroende av vilken miljöeffekt som skall studeras och i vilket tidsperspektiv analysen görs. Vilket betraktelsesätt som används är helt avgörande för resultatet.

Det finns ett antal vanliga betraktelsesätt som är lämpliga att använda i olika situationer.

Tillbakablickande perspektiv
Ett sätt är att betrakta genomsnittsvärden baserad på historisk statistik. Emissionsutsläppen beräknas från den procentuella sammansättningen av de olika ingående produktionsenheterna. Man får en så kallad el-mix eller fjärrvärme-mix. Vilka produktionsenheter som ingår i mixen beror på hur man definierar miljövärderingens systemgräns. Det kan vara sammansättningen av produktionen; från ett enskilt företag, i den lokala regionen, i Sverige, i norden eller i Europa. Exempel på sådana mixar är t.ex. Sverigemix eller Borås Energi. Metoden är enkel och vanligt förekommande men säger inte så mycket om hur en förändrad elanvändning påverkar framtida utsläpp. Betraktelsesättet används t.ex. vid miljöredovisningar eller miljödeklarationer.

Marginalperspektiv
Ett annat sätt är att uppvärmningssystemet anses belasta miljön med de produktionsenheter som används i sista hand eller de produktionsenheter som måste byggas ut för att möta det ökade energibehovet. Dvs de produktionsenheter som ofta har de högsta rörliga produktionskostnaderna och det är därför den produktionen som producenterna vill reducera om elanvändningen minskar. El- och fjärrvärme-användning varierar kraftigt under olika årstider och år liksom tillgång på olika energikällor vilket hela tiden påverkar vilka produktionsenheter som används. De produktionsenheter som används i sista hand eller byggs ut varierar därmed med tiden och kan vara svår att uppskatta för en framtida användning. Marginalproduktion kan bestå av en produktionsenhet eller en kombination av olika produktionsenheter

En minskning av energianvändning anses leda till att marginalproduktionen kan minskas. Betraktelsesättet kan till exempel också användas för att värdera hur ett byte av uppvärmningssystem långsiktigt kan påverka investeringar i energiproduktionen.

(Elforsk rapport 08:30 visar vilka CO₂ utsläpp en framtida elproduktion kan komma att ha beroende av ett antal olika händelser som kan tänkas ske i framtiden. CO₂ utsläppen varierar mellan 0 och 1000 gram per kWh.)

Konsumentstyrt perspektiv
Här anger en energileverantör hur den energi som säljs är producerad.

Så kallad miljömärkt el (Bra miljöval, Öronmärkt el eller Grön el) erbjuds nu ifrån många energibolag. För dessa mixar finns en specifikation av vilka produktionsenheter som ingår och därmed är det möjligt att bedöma miljöbelastningen ifrån just den elen. Specifikationen finns ofta väl definierad på respektive hemsida. Bra miljöval är el från vindkraftverk, solceller, biobränsle där askan återförs till marken och vattenkraftverk byggda före 1996.

EFFem har ett antal färdiga mixar att välja på men också ett alternativ eget val där du själv kan välja hur din el produceras. Fundera på ditt utgångsläge och vad du skall använda miljöbedömningen till innan du väljer el-perspektiv. Vilket betraktelsesätt som används är helt avgörande för resultatet.

I EFFem kan du antingen välja en Sverigemix av fjärrvärme eller ett eget val där du själv kan beskriva hur din fjärrvärme produceras. Eftersom fjärrvärmenät är helt separata lokala distributionssystem så är oftast alternativet Sverigemix olämpligt att använda. Det är alltid bättre att använda den lokala fjärrvärmeproduktionen. Du kan själv uppskatta miljödata för ditt lokala fjärrvärmenät genom att ange andelen använda bränslen vid produktion under eget val. Uppgifter om andelen använda bränslen kan du få från din fjärrvärmeleverantör och de finns ofta angivna på fjärrvärmeleverantörens hemsida. För att förenkla beräkningarna erbjuds fjärrvärmeleverantörer att lägga in miljödata för deras lokala nät.

Förutsättningar för beräkningarna

Vid produktion av el och värme i ett kraftvärmeverk produceras två produkter, el och värme. Den miljöbelastning, emissioner och resursförbrukning, som produktionen orsakar och inte direkt kan härledas till den ena eller andra produkten fördelas då mellan de två produkterna. En sådan fördelning av miljöbelastning kallas för allokering av in och utflöden.

Att använda bränsle till produktion av el eller värme i ett kraftvärmeverk istället för att producera värme i ett värmeverk och el i ett kraftverk ger totalt sett ett bättre sätt att utnyttja bränslet. Under förutsättning att både el och värme är önskade produkter. Med allokering enligt energimetoden belastas varje kWh lika mycket oavsett om det är el eller värme som produceras och den huvudsakliga vinsten med att använda bränslet i ett kraftvärmeverk hamnar på produkten el. För att också produkten värme ska få del av vinsten kan allokering göras enligt alternativproduktionsmetoden. Metoden fördelar miljöbelastningen mellan de två produkterna el och värme i proportion till bränslebehoven för separat el- respektive värmeproduktion. I EFFem används alternativproduktionsmetoden vid kraftvärmeproduktion. För de alternativa anläggningarna, separat el- respektive värmeproduktion, används de verkningsgrader som anges i PSR 1998:1.

Biobränsle är bränsle som består av biomassa, det vill säga material med biologiskt ursprung utom sådant som omvandlats till fossilt. De vanligaste biobränslena i Sverige är trädbränslen i form av skogsbränsle, energiskog och återvunnet trädbränsle. Skogsbränsle består av avverkningsrester som grenar, stubbar, toppar och småträd som inte kan tas till vara som industriellt virke eller massa. Energiskog består av snabbväxande trädarter som odlas för energiändamål, som till exempel Salix (pil). Återvunnet trädbränsle utgörs bland annat av restprodukter från skogs- och sågverksindustrin, såsom sågspån och kutterspån, och som ofta används som råvara för förädling till briketter, pelletts eller pulver. Pellets kan vara pressade cylindriska stavar av komprimerat spån med en diameter på 6-12 mm och längd på 10-20 mm (Ljungblom 1996).

I EFFem anses att utsläpp av koldioxid vid förbränning av biobränslen inte långsiktigt bidrar till växthuseffekten. Koldioxid från biobränsle ingår nämligen i ett kretslopp. Träd växer då koldioxid tas upp från luften och omvandlas till kolföreningar i den s.k fotosyntesen. När trädet eldas upp, eller då ett träd blir kvar på marken och förmultnar, så frigörs återigen den bundna koldioxiden. Det vill säga lika stor mängd som biobränslet tagit upp under sin livsperiod frigörs vid förbränningen. Därmed så betraktas koldioxidemissionerna från biobränsleförbränning som noll i EFFem. Däremot bidrar produktion och distribution av biobränslet till växthuseffekten liksom utsläpp av metan vid förbränning av biobränslet i ett kortsiktigt perspektiv.

Kommentar:
Den mark som används vid odling av biobränsle kan ibland användas till alternativ odling av grödor för livsmedelsproduktion, vilket kan ge både en nettoökning eller nettominskning av koldioxidemissioner i ett kretsloppsperspektiv (se t.ex. Gustavsson och Karlsson 2001). Om detta beaktas vid miljövärderingen bör siffran noll på koldioxidemissioner vid förbränning korrigeras till nettoökningen eller nettominskningen för aktuell alternativ odling. (I programmet tas ingen hänsyn till alternativ användning av mark.)

Växthuseffekten vid avfallsförbränning

Hushållsavfall består till stor del av material med biologiskt ursprung. Liksom för biobränsle kan det anses att utsläpp av koldioxid vid förbränning av denna del av avfallet inte långsiktigt bidrar till växthuseffekten. Detta stämmer väl överrens med en statlig utredning om beskattning av avfall (SOU 2005:64) som anger att den förnybara andelen av hushållsavfallet betecknas som förnybar energi.

Baserat på en rapport från Avfall Sverige (RVF 2003:12) anser RVF att avfall ska betraktas som biobränsle till 85 procent och som fossilt brännbart material till 15 procent. RVF anser vidare att koldioxidfaktorn för förbränning av avfall bör vara 25 g/MJ bränsle.

Den statliga utredningen om ett energieffektivare Sverige (SOU 2008:25) har vid fastställande av primärenergifaktorer gjort bedömningen att hälften av avfallet inte har något kvarvarande alternativt värde medan hälften kan räknas som bioenergi i enlighet med direktivet om förnybar energi. I EFFem har ansatts att hälften av avfallet inte långsiktigt bidrar till växthuseffekten och koldioxidemissionerna vid förbränning är därmed 12 g/MJ bränsle.

Spillvärme

De värmepumpar som används för fjärrvärmeproduktion anses använda spillvärme som värmekälla och miljöpåverkan från dem kommer därmed från den el som tillsätts och läckage från köldmedium. Hur effektiv fjärrvärmepumpen är beskrivs med en värmefaktor som talar om hur många gånger mer energi som avges till fjärrvärmenätet jämfört med hur mycket elenergi som har tillsatts. Värmefaktorn för fjärrvärmepumpar har hämtats från Göteborg Energi, 2000. I värdet för växthuseffekt ingår miljöpåverkan från läckage av köldmedia i värmepumpar enligt uppgift från Göteborg Energi, 2000. Köldmediet är R134a som bidrar till växthuseffekten men inte till nedbrytningen av ozonskiktet.

Fjärrvärmeleverantörer kan om så önskas lämna miljöuppgifter till EFFem så att beräkning av miljöbelastning från varje fjärrvärmeleverantör kan beräknas och direkt anges som val i EFFem. Inlämnade uppgifter består av levererad energi och bränsleförbrukning för produktion av fjärrvärme och el. Utifrån dessa data beräknas miljöbelastning från 1 kWh levererad energi med hjälp av schablonvärden för emissioner som är representativa för varje bränsleslag. Schablonvärde är baserade på emissioner som är uppdelade i förbränning och produktion och transport av bränsle. Fjärrleverantören har möjlighet att ändra schablonvärden till verkliga värden:

Vid beräkning av miljöbelastning från kraftvärmeproduktion har data allokerats enligt alternativproduktionsmetoden (PSR 1998:1). Statistikinsamlingen har uppgifter om fyllnadsmängd av köldmedium i fjärrvärmevärmepumpar och med ett schablonvärde med avseende på läckage har påverkan på växthuseffekten adderats. Leverantörerna har haft möjlighet att ändra schablonvärdet om de haft bra kännedom om läckaget. Miljöbelastning från solvärme och spillvärme betraktas som "gratis" och antagits vara noll med undantag av miljöbelastning från el till distributionspumpar. Miljöbelastning från inköpt hetvatten har beräknats genom att leverantören fått ange de energislag som använts vid produktion av hetvattnet. Schablonvärden finns för stenkol, eldningsolja (EO1och 2, EO3-5), gasol, naturgas, deponigas, trädbränsle, pellets, tallbeckolja, RT-flis, torv och avfall. Miljöbelastning från annat bränsle har betraktats som "övrigt biobränsle", "övrigt fossilt bränsle" eller med egna angivna värden av fjärrvärmeleverantören.

För beräkning av miljöbelastning från elanvändning har i första hand uträknade data för den egna produktionen av el använts. I andra hand har data använts enligt den el-perspektiv som EFFem-användaren angett (Sverigemix, marginalproduktion, miljöklassad el, EU-mix etc.).

Referenser

EFFem bygger på rapporterna

Wahlström, Å., Olsson-Jonsson, A., Ekberg L. ”Miljöpåverkan från byggnaders uppvärmningssystem”, ISBN 91-7848-902-4, ISSN 1650-1489, Effektivrapport 2000:01. Borås 2001.

Wahlström, Å., Olsson-Jonsson, A. “Miljöpåverkan från byggnaders uppvärmningssystem: Etapp 2” ISBN 91-7848-824-9, ISSN 1650-1489, Effektivrapport 2002:02. Borås 2002.

I dessa rapporter finns referenser till data som används i programmet.

Programmet har uppdaterats 2008 vilket beskrivs i:

Wahlström, Å., Hiller, C. ”Uppdatering av miljöbedömningsprogrammet EFFem”, Elforsk PM, Elforsk, Stockholm, oktober 2008.

Ytterligare referenser

Nedan följer referenser som används i förklaringarna ovan plus referenser till data som inte anges i de två rapporterna ovan.

Bergsten, B. ”Energiberäkningsprogram för byggnader –en jämförelse utifrån funktions- och användaraspekter” ISBN 91-7848-851-6, ISSN 1650-1489, Effektivrapport 2001:03, Borås 2001.

Energifakta 1998, Information från Svensk Energiförsörjning, Stockholm 1998.

Eriksson, J. Wahlström, Å. ”Reglerstrategier och beteendets inverkan på energianvändning i flerbostadshus”, ISBN 91-7848-853-3, ISSN 1650-1849, Effektivrapport 2001:04, Borås 2001.

European Electricity Supply Industry: Demand and Generation Prospects to 2020, Synopsis of the 2000 Eurprog Report 2002. Prospective Working Group. Ref: 2003-120-0007. Eurelectric, June 2003.

ET 2007:50, ”Energiläget i siffror 2007”, Energimyndigheten, 2007.

Gustavsson, L.Karlsson, Å. ”Heating detached houses in urban areas”, Energy, volume 28, page 851–875, 2003.

IEA Energy statistics 2008

Johansson, E. SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, Personlig kommunikation, Borås 2000.

Ljungblom, L. ” Ved pärmen”, Information från Novator, Stockholm 1996.

Miljöstyrningsrådets rapport MSR 1999:1, ”Bestämmelser för Certifierade miljövarudeklarationer, EPD, Svensk tillämpning av ISO TR 14025 typ III miljödeklarationer”, AB Svenska Miljöstyrningsrådet, november 1999.

Nordel 2006, ”Annual statistics 2006”, Nordel secretariat, Finland.

PSR 1998:1, ”PSR Produktspecifika regler för certifierade miljövarudeklarationer för el- och fjärrvärmeproduktion”, Svenska Miljöstyrningsrådet, revision 1, maj 2000.

RVF 2003:12 ” Utsläpp av växthusgaser jämfört med annan avfallsbehandling och annan energiproduktion”, Avfall Sverige, 2003.

Sköldeberg, H. Unger, T., ”Effekter av förändrad elanvändning/elproduktion –Modellberäkningar”, Elforsk rapport 08:30, Elforsk, Stockhol, april 2008.

SOU 2005:64, ”En BRASkatt! - beskattning av avfall som deponeras”, Statens offentliga utredningar, 8 juli 2005.

SOU 2008:25, ”Ett energieffektivare Sverige”, Statens offentliga utredningar, 11 mars 2008.

Statens energimyndighet, ”Minska Energikostnaderna … i ditt hus”, ET 19:2001, juni 2001.

Statistics and prospects for the European electricity sector (1998-1990, 2000-2020) EURPROG Network of Experts. Ref 2002-030-0354, Eurelectric, September 2002.

Statistik 2005 –Excelfil, “Fjärrvärme- och kraftvärmeverksamhet 2005”, Svensk Fjärrvärme, 2008.

Vattenfall Generation Nordic, Personlig kommunikation med Caroline Setterwall för emissionsdata för vattenkraft, vindkraft och kärnkraft, 2008.

Wahlström, Å. ”Vatten- och energibesparing vid byte av tappvattenarmatur”, Teknisk Rapport från SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, Borås augusti 2000.