MOTIVA RAPORTTI EKOSUUNNITTELUDIREKTIIVIN VAIKUTUSTEN ARVIOINTI. Käyttöveden lämmittimet ja varaajat 16X Q

Transkriptio

1 0 RAPORTTI 16X Q MOTIVA EKOSUUNNITTELUDIREKTIIVIN VAIKUTUSTEN ARVIOINTI Käyttöveden lämmittimet ja varaajat

2 1 Esipuhe Työn tavoitteena on päivittää arvio EU:n ns. Ecodesign-direktiivin (Direktiivi energiaa käyttävien tuotteiden ekologiselle suunnittelulle asetettavista vaatimuksista) energiavaikutuksista käyttöveden lämmittimille ja varaajille, eli arvioida muutoksia laitekannan ja energiankäytön ns. normikehitystä verrattuna EU:n Ecodesign-direktiivin asettamien vaatimusten mukaiseen kehitykseen. Työn tilaajana on Motiva Oy, jossa työtä koordinoi Ilkka Hippinen. Pöyry Finland Oy:ssä hankkeesta ovat vastanneet Mikko Kuusisto ja Ilkka Heikkilä. Pöyry Finland Oy, Energia Ilkka Heikkilä Johtaja, Tehokkuus- ja mittauspalvelut Mikko Kuusisto Päällikkö, Teollisuuden tehokkuuspalvelut Yhteystiedot PL 4 (Jaakonkatu 3) Vantaa Kotipaikka Vantaa Y-tunnus Puh Faksi Pöyry Finland Oy

3 2 Sisältö 1 JOHDANTO Tehtävä Ecodesign vaatimukset käyttöveden lämmittimille ja varaajille Tietolähteet 5 2 DIREKTIIVIN TARKOITTAMAT KÄYTTÖVEDEN LÄMMITTIMET JA VARAAJAT 5 3 LAITTEIDEN ENERGIANKULUTUS TARKASTELUJAKSON ALUSSA Käyttöveden lämmittimet ja varaajat, ympäristövaikutukset vuonna NORMAALIKEHITYS VUOTEEN 2020 MENNESSÄ 6 5 KEHITYS DIREKTIIVIN OHJAAMANA VUOTEEN Vaikutusten arvio 7 6 MUUTOKSET TEKNIIKASSA EU:N OHJEISTUKSEN MUKAAN 8 7 YHTEENVETO 8 8 LÄHTEET 8

4 3 1 JOHDANTO Työn tavoitteena on päivittää arvio energiaa käyttävien tuotteiden ekologiselle suunnittelulle asetettavista vaatimuksista annetun direktiivin energiavaikutuksia Suomessa käyttöveden lämmittimien ja varaajien (Water heaters and hot water storage tanks) osalta. Direktiivin 2009/125/EY nojalla komissio asettaa ekologista suunnittelua koskevia vaatimuksia eli ekosuunnitteluvaatimuksia energiaan liittyville tuotteille, jotka edustavat merkittävää myyntivolyymiä ja kauppaa ja aiheuttavat merkittävän ympäristövaikutuksen ja joihin liittyy merkittäviä mahdollisuuksia ympäristövaikutusten parantamiseen ilman, että siitä aiheutuu kohtuuttomia kustannuksia Asetuksen (EU) N:o 814/2013 arvioidaan vuoteen 2020 mennessä johtavan yhdessä noin 450 petajoulen (11 Mtoe) vuotuisiin säästöihin energiankulutuksessa, mikä vastaa noin 26 megatonnin hiilidioksidipäästöjä, ja noin 130 kilotonnin SOx-ekvivalentin vähennykseen vuotuisissa typin oksidien päästöissä verrattuna tilanteeseen, jossa mitään toimenpiteitä ei toteutettaisi. 1.1 Tehtävä Tarkastelut suoritetaan seuraavalla tavalla: Kerätään tiedot tai tietojen puuttuessa arvioidaan laitteiden yleisyys tarkastelujakson alussa. Kerätään tiedot tai tietojen puuttuessa arvioidaan laitteiden energiankulutus tarkastelujakson alussa. Arvioidaan ns. normaalikehitys eli miten laitekanta ja sen energiankulutus kehittyisi vuoteen 2020 mennessä ilman direktiivin asettamia määräyksiä Arvioidaan direktiivin myötä tapahtuva energiatehokkuuden paraneminen normaalikehitykseen verrattuna. Tarkastelu esitetään aikasarjana Mikäli luotettavia laitekantaa tai sen energiankulutusta koskevia tietoja on saatavilla muulta lähivuodelta, tarkastelun aikajänne voidaan aloittaa ko. vuodesta. Tässä raportissa esitetään laskennan lähtötiedot ja työn tulokset.

5 1.1.1 Ecodesign vaatimukset käyttöveden lämmittimille ja varaajille 4 Hyötysuhdevaatimukset Hyötysuhdevaatimukset on jaettu luokkiin varaajien koon mukaan. Vaatimukset tulemat voimaan vaiheittain 2, 4 ja 5 vuotta asetuksen voimaantulosta. Vaatimukset on esitetty taulukoissa 1-3. Ilmoitettu kuormitusprofiili Vedenlämmityksen energiatehokkuus Lisäksi vedenlämmittimillä, joiden smart-arvoksi ilmoitetaan 1 vedenlämmityksen energiatehokkuus laskettuna arvolla smart = 0, testattuna ilmoitetulla kuormitusprofiililla Taulukko 1. Hyötysuhdevaatimukset 2 vuotta asetuksen voimaantulosta alkaen. [1] 3XS XXS XS S M L XL XXL 3XL 4XL 22 % 23 % 26 % 26 % 30 % 30 % 30 % 32 % 32 % 32 % 19 % 20 % 23 % 23 % 27 % 27 % 27 % 28 % 28 % 28 % Ilmoitettu kuormitusprofiili Vedenlämmityksen energiatehokkuus Lisäksi vedenlämmittimillä, joiden smart-arvoksi ilmoitetaan 1 vedenlämmityksen energiatehokkuus laskettuna arvolla smart = 0, testattuna ilmoitetulla kuormitusprofiililla Taulukko 2. Hyötysuhdevaatimukset 4 vuotta asetuksen voimaantulosta alkaen. [1] 3XS XXS XS S M L XL XXL 3XL 4XL 32 % 32 % 32 % 32 % 36 % 37 % 37 % 37 % 37 % 38 % 29 % 29 % 29 % 29 % 33 % 34 % 35 % 36 % 36 % 36 % Taulukko 3. Hyötysuhdevaatimukset 5 vuotta asetuksen voimaantulosta alkaen. [1] Ilmoitettu kuormitusprofiili XXL 3XL 4XL Vedenlämmityksen energiatehokkuus 60 % 64 % 64 %

6 5 1.2 Tietolähteet Vaikutusten arvioinnin tietolähteinä käytettiin seuraavia laitteiden energiatehokkuuksia seuraavia ja raportoivia tahoja: - Ener LOT 1 taustaraportti - Laitevalmistajien tekniset esitteet - Rakentamismääräyskokoelma - Tilastokeskus 2 DIREKTIIVIN TARKOITTAMAT KÄYTTÖVEDEN LÄMMITTIMET JA VARAAJAT Asetuksen piiriin kuuluvat nimellislämpöteholtaan enintään 400 kilowatin vedenlämmittimet ja tilavuudeltaan enintään litran kuumavesisäiliöt. 3 LAITTEIDEN ENERGIANKULUTUS TARKASTELUJAKSON ALUSSA Taustaryhmän raportissa (ENER Lot 2 Water heaters and hot water storage tanks ) vedenlämmittimiin ja kuumavesisäiliöiden liittyvän vuotuisen energiankulutuksen on arvioitu olleen unionissa petajoulea (51 Mtoe) vuonna 2005, mikä vastaa 124 miljoonan tonnin hiilidioksidipäästöjä. [1] 3.1 Käyttöveden lämmittimet ja varaajat, ympäristövaikutukset vuonna 2005 Vedenlämmittimiin ja kuumavesisäiliöihin liittyvien vuotuisten typen oksidien päästöjen on arvioitu olleen unionissa 559 kilotonnia SOx-ekvivalenttia vuonna Jos erityistoimenpiteitä ei toteuteta, vuotuisten päästöjen odotetaan olevan 603 kilotonnia SOx-ekvivalenttia vuonna Taustaselvitys osoittaa, että vedenlämmittimien käytönaikaista energiankulutusta ja typen oksidien päästöjä voidaan merkittävästi alentaa. [1]

7 6 4 NORMAALIKEHITYS VUOTEEN 2020 MENNESSÄ Jos erityistoimenpiteitä ei toteuteta, vuotuisen energiankulutuksen odotetaan olevan Euroopan unionissa petajoulea vuonna Asuinrakennukset Suomen osalta käyttöveden varaajien osuudeksi käyttöveden lämmityksestä jää noin GWh, kun tilastokeskuksen luvuista otetaan pois kattiloilla lämmitetty käyttövesi. Tilastokeskuksen mukaan asuinrakennusten lämmitysenergiasta erillisten pientalojen osuus oli 56 prosenttia, rivi- ja ketjutalojen 10 prosenttia ja asuinkerrostalojen 29 prosenttia. Vapaa-ajan asuinrakennusten osuudeksi arvioidaan noin 5 prosenttia. Lämmitysenergiasta noin 18 prosenttia arvioidaan kuluneen käyttöveden lämmitykseen ja 5 prosenttia saunojen lämmitykseen. Erillisissä pientaloissa ja vapaa-ajan asuinrakennuksissa käytettiin lämmitykseen eniten puuta, kun taas rivi- ja ketjutaloissa sekä asuinkerrostaloissa suosittiin kaukolämpöä. Tarkempi jaottelu on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Asuinrakennusten energiakulutus vuonna [2] Puu Turve Hiili Raskas polttoöljy Kevyt polttoöljy Maakaasu Lämpöpumppuenergia 1) Kaukolämpö Sähkö 2) Yhteensä Asuminen yhteensä Asuinrakennusten lämmitys Varsinaiset asuinrakennukset Erilliset pientalot Rivi- ja ketjutalot Asuinkerrostalot Vapaa-ajan asuinrakennukset Kotitalouslaitteet Valaistus Ruoan valmistus Muut sähkölaitteet Asuinrakennusten lämmityksestä - Saunojen lämmitys Käyttöveden lämmitys Käytetyt symbolit: 0 = Luku pienempi kuin puolet käytetystä yksiköstä = Ei mitään ilmoitettavaa Palvelurakennukset Palvelurakennuksista noin 75 % liitetään kaukolämpöverkkoon kerrosalasta laskien. Loput jakautuvat sähkölämmityksen, maalämmön ja tilastossa tuntemattomien järjestelmien suhteen. Ekosuunnitteludirektiivin vaikutus rajoittuu kohteisiin, joissa

8 7 käytetään lämpöpumppuja. Näitä oletetaan olevan noin 15 % asuinrakennusten määrästä. 5 KEHITYS DIREKTIIVIN OHJAAMANA VUOTEEN 2020 Käyttöveden lämmittimiä ja varaajia on tyypillisesti jokaisessa erillis- sekä rivi- ja ketjutalossa vähintään yksi asuntoa kohden. Tilastokeskuksen mukaan asuintalojen lämmityksen energiankulutus jakaantuu lämmitysmuodoittain seuraavasti. Taulukko 5. Eri talotyyppien energiankäyttö lämmitykseen ja käyttöveden lämmitykseen vuonna Lämmitys (GWh) Lämpöpumput Polttoaineet, ei puu Polttoaineet, puu Sähkö Kaukolämpö Erillistalot Rivi-ja ketjutalot Kerrostalot Yht Käyttövesi (GWh) Lämpöpumput Polttoaineet, ei puu Polttoaineet, puu Sähkö Kaukolämpö Erillistalot Rivi-ja ketjutalot Kerrostalot Yht Voidaan arvioida, että sähkölämmitteisissä taloissa kaikki käyttöveden lämmitys, 1882 GWh, toteutetaan asetuksen tarkoittamilla varaajilla. Koska luotettavia tilastoja ei ole saatavilla, oletetaan varaajien osuuden olevan noin 50 % puulla, muilla kuin puulla sekä lämpöpumpuilla lämmitettävien rakennusten käyttöveden lämmitykseen kuluvasta energiasta, yhteensä 3059 GWh.. Tyypillisesti käyttöveden lämmitys on toteutettu samalla kattilalla uudemmissa vesikiertoisissa järjestelmissä ja erillisellä varaajalla vanhemmissa järjestelmissä. Yhteensä asetus vaikuttaa siis asuintalojen osalta noin 4900 GWh vuotuiseen kulutukseen. 5.1 Vaikutusten arvio Kappaleessa 1 esitetyt energiatehokkuusvaatimukset ovat hyvin erilaiset polttoaine- ja sähkökäyttöisille varaajille johtuen 2,5 kertoimesta sähkön käytön osalta. Nykyisellä tekniikalla lämpöhäviöt muodostavat valmistajien esittämien tietojen mukaan noin 2 % varaajien energiankulutuksesta normaaliolosuhteissa. Sähkökattiloiden osalta voidaan olettaa noin 1 % suuruiset muut häviöt. Kokonaishyötysuhteeksi muodostuu tällöin noin 97 %. Polttoainekäyttöisten kattiloiden minimivaatimukset hyötysuhteelle ovet rakentamismääräyskokoelman mukaan 86-99

9 8 % riippuen kattilatyypistä ja kattilan koosta. Tällöin veden lämmityksen kokonaishyötysuhteeksi saadaan vastaavalla 2 % lämpöhäviöllä %. Ekosuunnitteluasetus ei määrää suoraan kokonaishyötysuhdetta vedenlämmitykselle, vaan minimin vedenlämmityksen energiatehokkuudelle, joka määritellään vertaamalla varaajan koon mukaisen käyrän referenssiarvoa varaajan mitattuun sähkön ja polttoaineiden kulutukseen. Tehokkuusluvun laskennassa polttoaineiden energia otetaan sellaisenaan ja sähkönkulutukselle käytetään kerrointa 2,5 1, joka vastaa sähköntuotannon keskimääräistä hyötysuhdetta 40 %. Koska referenssiarvoista on mahdotonta varmuudella sanoa, mitä se kuvastaa, oletetaan tässä sen olevan veden lämmittämiseen vaadittu energiamäärä. Tällöin kaikki markkinoilla olevat sekä sähkö että polttoainekäyttöiset vedenlämmittimet täyttävät vaatimukset, jotka tulevat voimaan 2 ja 4 vuotta asetuksen voimaantulosta. Viiden vuoden jälkeen kokojen XXL 4XL vaatimukset nousevat yli 60 %, joka vastaa sähkökäyttöisellä lämmittimellä yli 150 % hyötysuhdetta. Käytännössä asetus kieltää silloin sähkökäyttöiset vedenlämmittimet ja varaajat näissä kokoluokissa, mutta kaikki polttoainekäyttöiset kelpaavat edelleen. Sähköä voidaan käyttää tuolloin veden lämmittämiseen vain erilaisissa lämpöpumppusovelluksissa. Käytännössä erillisiä lämpöpumppuja veden lämmittämiseen ei ole olemassa, joten todennäköisimmin asetus johtaa siirtymiseen yhdistelmälämmittimiin tai usean pienemmän varaajan hankkimiseen yhden suuremman sijasta. Energiansäästövaikutuksia asetuksella ei voi katsoa olevan. 6 MUUTOKSET TEKNIIKASSA EU:N OHJEISTUKSEN MUKAAN Asetus ei tuo säästöjä verrattuna vanhoihin määräyksiin ja tällä hetkellä markkinoilla olevaan tekniikkaan. Sähkökäyttöiset lämminvesivaraajat kokoluokissa XXL-4XL kielletään viisi vuotta asetuksen voimaatulosta. 7 YHTEENVETO 8 LÄHTEET Työn tavoitteena oli arvioida EU:n ns. ekosuunnittteludirektiivin (Direktiivi energiaa käyttävien tuotteiden ekologiselle suunnittelulle asetettavista vaatimuksista) energiavaikutuksia, eli arvioida Käyttöveden lämmittimien ja varaajien energiankäytön ns. normikehitystä verrattuna EU:n ekosuunnitteludirektiivin asettamien vaatimusten mukaiseen kehitykseen vuosina Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivin 2009/125/EY täytäntöönpanemisesta vedenlämmittimien ja kuumavesisäiliöiden ekologista suunnittelua koskevien vaatimusten osalta 2. Tilastokeskus 1 vastaa Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivissä 2012/27/EU tarkoitettua EU:n sähköntuotannon arvioitua keskimääräistä 40 prosentin hyötysuhdetta; muuntokertoimen arvo on CC = 2,5