Finns det klimatfördelar med att bygga i trä?



Relevanta dokument
Mer klimatvennlig bygging

Bygganden som system om energihushållning i ett helhetsperspektiv. Leif Gustavsson Växjö 6 april 2009

Är passivhus lämpliga i fjärrvärmeområden?

Klimatsmarta byggnader i ett livscykelperspektiv

Anna Joelsson Samlad kunskap inom teknik, miljö och arkitektur

Klimatfrågan som drivkraft för kommunala träbyggnadsstrategier. Per-Erik Eriksson SP Träbyggnadsakademin Trästad 2012

Klimatsmarta hus i en hållbart byggd miljö

Enerwoods. Världens primärenergianvändning 2007 ( 500 Exajoul)

RÄCKER SKOGEN TILL FÖRGASNING? 20 oktober 2010 Jan Wintzell Pöyry Management Consulting AB

Forskargruppen: Hållbar byggd miljö Pågående och planerade aktiviteter

processindustrin Thore Berntsson

En hållbar byggd miljö - Pågående och planerad forskning

Energirenovering av flerbostadshus Lönsamma renoveringspaket. Linnéseminarie 11 december 2014 Linnéuniversitetet, Växjö

Moderna trähus det nya sättet att bygga

Nytt Byggande för en Ny Tid. Trämarknaden 2011 Karlstad /Niclas Svensson Sveriges Träbyggnadskansli

Vilken klimatnytta gör svensk skog och hur man hävda att den inte gör det?

Lågtemperaturfjärrvärme i nya bostadsområden P i samverkan med Växjö kommun, Växjö Energi AB och Växjö-bostäder AB

Biobränsle i Energisystemet Dagens kunskapsläge och framtidens utmaningar 6:e maj 2015 Stockholm City Conference Centre

Strategier för minskade koldioxidutsläpp inom energisystemet exempel på framtidens drivmedel

Hållbara biodrivmedel

Tommy Lennartsson. Biobränsle och klimat

Bioenergi för energisektorn - Sverige, Norden och EU. Resultat från forskningsprojekt Bo Rydén, Profu

Bioenergi Sveriges största energislag!

Rapport 2019:1. Strategies for energy and resource efficient building systems

Träets betydelse för ett bättre klimat EN SAMMANFATTNING AV ARGUMENTEN

Finns det hållbara drivmedel?

Växjö

Klimatutmaningen eller marknadsmässighet - vad ska egentligen styra energisektorns investeringar?

Nya värdekedjor i skogen

Olika uppfattningar om torv och

Energimyndighetens syn på framtidens skogsbränslekedja

Hållbart byggande och energisystemanalys, 7,5 hp

Scenarier för Pathways

BIOENERGIGRUPPEN I VÄXJÖ AB

Lönsamhetsberäkningar energihushållningsåtgärder Leif Gustavsson

Klimatnyttor från skog och landskap Peter Holmgren Director General Center for International Forestry Research, CIFOR 13 November 2014

Begränsa den globala temperaturökningen < 2ºC: Minskad energianvändning

Koldioxidavskiljning ur rökgaser Filip Johnsson Department of Space, Earth and Environment, Division of Energy Technology Sweden

Fossilförbannelse? Filip Johnsson Institutionen för Energi och Miljö Pathways to Sustainable European Energy Systems

Nytt byggande för en Ny tid

Utvecklingsvägar för Europas energisystem

SHIPPING AND MARINE TECHNOLOGY MARITIME ENVIRONMENT. Hur miljövänligt är LNG?

Klimat och miljö vad är aktuellt inom forskningen. Greppa Näringen 5 okt 2011 Christel Cederberg SIK och Chalmers

Nordic Energy Perspectives

Kungliga Skogs- och Lantbruksakademien Effektiv energianvändning g Gustav Melin, VD.

6 Högeffektiv kraftvärmeproduktion med naturgas

Nenet Norrbottens energikontor. Kjell Skogsberg

Minskade CO 2 -utsläpp från tropisk avskogning vilka är utmaningarna?

Energibok kraftvärmeverk. Gjord av Elias Andersson

Transforming the energy system in Västra Götaland and Halland linking short term actions to long term visions

Varför ett nytt energisystem?

Ökad fjärrvärmeleverans till industrin

Skogen Nyckeln till ett framgångsrikt klimat- och energiarbete Nils-Olov Lindfors

Klimatmål, fossila bränslen och CCS

Indikatorer för utvecklingen av de Europeiska energisystemen

Klimatdeklarationer & Miljövarudeklarationer

Biogas - en av framtidens energikällor

Bioekonomi från ord till handling

Visst finns det mark och vatten för biobränslen!

Ingen minskning av fossil energi trots storsatsning på förnybart Filip Johnsson November 26, 2018 Department of Space, Earth and Environment,

Klarar sig ett framtida energisystem utan återvinning? Sven Werner Högskolan i Halmstad. Dagens ämnen

Skogens roll för klimatet - Att bidra med material och energi i ett hållbart samhälle. Hillevi Eriksson, klimat- och bioenergispecialist

Rethinking basic materials the GIST research programme and more. LCS-Rnet 8th Meeting, Wuppertal 6-7 September LARS J. NILSSON

Skogsbruket som praktisk klimatförvaltare

Kostnadseffektiva val av bränslen i transportsektorn koldioxidmål Finansierat av Vinnova

Förnybar värme/el mängder idag och framöver

Trygg Energi. Pathways to Sustainable European Energy Systems. Filip Johnsson

Environmental Impact of Electrical Energy. En sammanställning av Anders Allander.

Grass to biogas turns arable land to carbon sink LOVISA BJÖRNSSON

Mejeriproduktionens miljöpåverkan. Johanna Berlin

KOLDIOXIDUTSLÄPP FRÅN BYGGNADSMATERIAL

Resilienta mikroregioner

Bioenergi och bilar: Primärenergianvändning, koldioxid och integrering av förnybar energi

Vad driver klimatomställning i svensk energisektor? 1. Hur signifikant är omställningen?

Åkerenergi & affärsmöjligheter för de gröna näringarna

vilken roll kommer vindenergi att spela i det svenska energisystemet? hur många TWh kommer att produceras 2050? och var kommer det att byggas?

hur kan energiresursbehov och klimatpåverkan i befintlig bebyggelse minskas? en studie av bygg- och energibranschen i samverkan

Småskalig kraftvärme från biomassa - Sveriges första micro-förgasare på Emåmejeriet

Facilita'ng biomass conversion by thermal pretreatment

Klimat och konkurrenskraft - stora utmaningar och smarta lösningar. INDUSTRIDAGEN 24/11 Fredrik Winberg, VD

Hållbar energiproduktion kräver helhetssyn Helle Herk-Hansen, miljöchef Vattenfall. Askdagen 2015

Torv en viktig naturresurs. En presentation om torv och torvproduktion

Framtida energisystem i Jönköpings län

Smart och effektiv energianvändning nyckeln till hållbar utveckling. Per Lundqvist, prof Energiteknik, KTH. Påstående:

Bioenergi mer än bara biogas

Klimatnyttan av att använda bioenergi - hur ska vi se på källor och sänkor?

Miljöaspekter på val av stommaterial i byggnader

Celsius - konkurrenskraftig och hållbar fjärrvärme och fjärrkyla till Europas städer.

Konkurrenskraft och Klimatmål

Kärnkraftens betydelse för utsläppen av koldioxid

Globala energitrender, klimat - och lite vatten

Ledord för Sveriges energipolitik Styrmedel. Energiförsörjning för ett hållbart samhälle. Förnybartdirektivet. Hållbarhetskriterium

Skog Klimat Miljö. Tillväxt eller förråd Skogsskötsel Kretslopp skog-samhälle

Stadsbyggnadskontoret Tekniska kontoret Miljökontoret

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

Att påverka eller påverkas om vikten av att verka inom EU

Vad kan industrin göra? Industrin som energislukare eller föregångare i omställningen mot en hållbar region?


Hur klimateffektiv är etanol?

Igår, idag och imorgon för Europas energisystem

Transkript:

Finns det klimatfördelar med att bygga i trä? Leif Gustavsson (leif.gustavsson@miun.se) Institutionen för teknik och hållbar utveckling, Mittuniversitetet Industriellt träbyggande och trämanufaktur en väg ur lågkonjunkturen VINNOVA och Lean Wood Engineering 22-23 september 29, Clarion Hotell, Ringvägen 98, Stockholm Världens primärenergianvändning 26 ( 49 Exajoul) Olja 34% Kol 26% Gas 21% Totalt fossilt 81% Bioenergi 1% Kärnkraft 6% Övrigt 3% Exa = 1 18 Källa: International Energy Agency. Key World Energy Statistics 28.

Hur kan vi kraftigt minska utsläppen av koldioxid? Energi- och materialeffektiva system från naturresurs till levererad samhällsservice Ökad användning av förnybara resurser Skog viktig men begränsad resurs Hur bygger vi klimateffektiva byggnader i ett livscykelperspektiv? Produktion (finns det klimatfördelar med att bygga i trä?) Brukarfas (vilken roll spelar produktionsfas jämfört med brukarfas?) Energitillförsel (vilken betydelse har val av uppvärmningssystem?)

Vi har beaktat följande i analyserna Primärenergianvändning vid produktion av byggnader Primärenergianvändning för byggnadsuppvärmning Elproduktion i kondensanläggningar med fossila bränslen Fossila koldioxidutsläpp över bränslecykel Substitution av fossila bränslen med restprodukter i trä CO 2 balansen för cementreaktioner Kolcykeln för träprodukter inklusive skogsbruk Elsystemet Elproduktion i ett Europaperspektiv har ofta kolkondens som marginalel (fossil kondensproduktion 45%; kärnkraft 3%) Förändrad elanvändning leder då till kraftigt förändrade koldioxidutsläpp Omfattande planerad utbyggnad av fossil kondenskraft i EU

Koldioxidbalanser vid produktion av byggnader 1. Fossila koldioxidutsläpp från primärenergianvändning vid produktion och distribution av byggmaterial samt för uppförande och rivandet av byggnader 2. Substitution av fossilt bränsle med restprodukter från skogsavverkning, träbearbetning och rivning 3. Koldioxidbalanser för cementreaktioner (kalcinering och karbonatisering) 4. Kollagring i träprodukter och förändrade kollager i skog Materialflöden: från naturresurs till byggnad Malm Skog Utvinning Bearbetning Byggande Energitillförsel Restprodukter Byggnad Material flöden Bränsle-/energiflöden

Koldioxidbalanser vid produktion av ett fyravåningshus med 16 lägenheter och 119 m 2 boyta Uppförd byggnad med trästomme Referensbyggnad med betongstomme Hypotetisk byggnad med identisk storlek och funktion Många olika byggnadsmaterial att beakta 1,, Material mass (kg). 1,, 1, 1, 1, 1 1 1 Wood frame Concrete frame Macadam Concrete Mortar Blocks Iron/steel Copper Zinc Lumber Particleboard Plywood Insulation Glass Plasterboard Paper Plastic Paint Putty (fillers) Appliances Porcelain Ceramic tiles

Primärenergianvändning vid produktion av byggnader med trä- och betongbyggnaden Energy use (GJ). 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Fuel cycle Conversion Distribution Final use Wood Concrete Wood Concrete Wood Concrete Electricity Fossil Biomass Källa: Gustavsson et al. 26 Källor för biomassa - restprodukter Slutavverkning Träbearbetarbetning Byggande Rivning

Trärester vid produktion av byggnader med träoch betongstomme 35 Heat value (GJ). 3 25 2 15 1 Demolition Construction Processing Forest 5 Residues for external use Internal use (energy) Internal use (materials) Residues for external use Internal use (energy) Internal use (materials) Wood-frame Källa: Gustavsson et al. 26 Concrete-frame Skog är en begränsad resurs men träbyggande kväver förhållandevis lite virke 2 tusen lägenheter i trähus kräver,18 miljoner skogskubikmeter mer stamved än betonghus (,2% av svensk tillväxt*) 1 miljon lägenheter i trähus kräver 9,2 miljoner skogskubikmeter mer stamved än betonghus ( 1,3% av europeisk tillväxt*) * Net Annual Increment on forest available for wood supply UNECE/FAO Temperate and Boreal Forest Resources Assessment, 2

Kolbalans vid produktion av byggnader med trä- och betongstomme över en 1 års livscykel 8 6 Wood frame Concrete frame 4 Net CO 2 emission (t C). 2-2 -4-6 -8-1 Fossil fuel for material production Cement reactions Biomass for fossil fuel replacement Forest stock change Building stock change Total Källa: Gustavsson et al. 26 Kol är referensbränsle Ökade nettoutsläpp av CO 2 om huset byggs med betongstommar i stället för trästommar Kol eller fossil gas är referensbränsle 9 Net CO 2 emission difference (tc). 8 7 6 5 4 3 2 1 Carbon stock in building materials Cement process reaction emission Fossil fuel replaced by biofuels Fossil fuels used for material production Coal Natural gas Källa: Gustavsson et al. 26

Slutsatser Primärenergibehov och koldioxidutsläpp Lägre primärenergianvändning för att producera träbyggnaden Lägre koldioxidemissioner för att producera träbyggnaden Utnyttja trärestprodukter för att ersätta fossila bränslen Små nettoförändringar av kollager över livscykeln Koldioxidbalanser vid byggnation är ett komplext område att analysera - Hur stora är osäkerheterna? Referensbyggnad kan vara svår att välja och definiera Energitillförselsystemen kan variera Transportavstånd varierar Produktionssystemen för byggmaterial varierar i tid och rum Behovet av byggnadsmaterial varierar med byggnadsutformning och valda konstruktionslösningar Få uppskattningar baserat på få byggnader Karbonatisering Skog kan teoretiskt användas för enbart bioenergi

Ökade nettoutsläpp av CO 2 om huset byggs med betongstommar i stället för trästommar Kol eller fossil gas är referensbränsle Net CO 2 emission difference (tc). 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Coal Natural gas Carbon stock in building materials Cement process reaction emission Fossil fuel replaced by biofuels Fossil fuels used for material production Källa: Gustavsson et al. 26 Slutsats - osäkerheter Känslighetsanalyser visar att trähuset har lägre primärenergianvändning och lägre koldioxidutsläpp än betonghuset över ett brett spektrum av parametervariationer Dodoo, A., Gustavsson, L. and Sathre, R. Carbon implications of end-of-life management of building materials. Resources, Conservation and Recycling 53(5):275-286. Gustavsson, L., Pingoud, K. and Sathre, R. 26. Carbon dioxide balance of wood substitution: comparing concrete- and wood-framed buildings. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 11(3): 667-691. Gustavsson, L. and Sathre, R. 26. Variability in energy and carbon dioxide balances of wood and concrete building materials. Building and Environment, 41(7): 94-951.

Energi- och klimateffektiva byggnader över dess livscykel - några reflektioner Energisnåla byggnader i brukarskedet (täta och mycket välisolerade) Energieffektiva energitillförselsystem (t.ex. fjärrvärme med kraftvärmeproduktion) och minimera elanvändandet Förnybar energi och förnybara material Använd restprodukter på ett bra sätt t. ex. trärester för att ersätta fossil energi Referenser 1.Dodoo, A., Gustavsson, L. and Sathre, R. 29 Carbon implications of end-of-life management of building materials. Resources, Conservation and Recycling 53(5):275-286. 2.Eriksson, E., Gillespie, A., Gustavsson, L., Langvall, O., Olsson, M., Sathre, R. and Stendahl, J. 27. Integrated carbon analysis of forest management practices and wood substitution. Canadian Journal of Forest Research, 37(3): 671-681. 3.Gustavsson, L., Pingoud, K. and Sathre, R. 26. Carbon dioxide balance of wood substitution: comparing concrete- and wood-framed buildings. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 11(3): 667-691. 4. Gustavsson, L. and Sathre, R. 26. Variability in energy and carbon dioxide balances of wood and concrete building materials. Building and Environment, 41(7): 94-951. 5.Gustavsson, L. and Joelsson, A. 29. Life cycle primary energy analysis of residential buildings. Energy and Buildings. (in press) 6. Gustavsson, L. Joelsson, A. and Sathre, R. 29. Life cycle primary energy use and carbon emission of an eight-storey wood-framed apartment building. Energy and Buildings. (in press) 7.Sathre, R. and Gustavsson, L. 27. Effects of energy and carbon taxes on building material competitiveness. Energy and Buildings, 39(4): 488-494. 8. Sathre, R. and Gustavsson, L. 29. Process-based analysis of added value in forest product industries. Forest Policy and Economics 11(1): 65-75.

Studerade byggnader produktion och brukarfas Typ av byggnad Byggnadsår Uppvärmningsbehov (kwh/m2 år) Växjö betong 16 lägenheter 1996 54 Växjö trä 16 lägenheter 1996 54 Växjö trä, förbättrat 16 lägenheter 1996 26 Karlstad 44 lägenheter 26 35 Karlstad passiv 44 lägenheter 26 2

Studerade byggnader U-värden U-värden i konstruktionsdelarna i de studerade byggnaderna U-värde (W/m 2 K) Väggar Golv Fönster Vindsbjälklag Växjö betong,2,23 1,9,13 Växjö trä,2,23 1,9,13 Växjö trä, förbättrat,2,23 1,,13 Karlstad,11,13 1,,6 Karlstad passiv,11,13 1,,6 Primärenergianvändning för att producera olika hus och för byggnadsuppvärmning under 5 år Primary energy use (kwh/m2) 8 7 6 5 4 3 2 1 space heat RH CST HP CST DH BIG/CC Production Växjö concrete Växjö wood Växjö retrofit Karlstad Karlstad passive RH =Resistance heating HP = Heat pump DH= District heating CST = Coal-fired steam turbine BIG/CC = Biomass-fired integrated gasification combined cycle Källa: Gustavsson and Joelsson 28

CO 2 nettoutsläpp vid produktion och uppvärmning av byggnaderna under 5 år med olika uppvärmningssystem Emission (kg C/m2) 8 7 6 5 4 3 2 1 space heat RH CST HP CST DH BIG/CC Production -1 Växjö concrete Växjö wood Växjö retrofit Källa: Gustavsson and Joelsson 28 Materialproduktion Kostnad för energi och CO 2 -utsläpp Kostnaden för energin för materialproduktion är 1-2% av byggkostnaden och lägre för trähuset Utan ekonomiska styrmedel är det inte lönsamt att ta tillvara biomasserester för att ersätta fossila bränslen Konkurrenskraften för träbyggande ökar vid ökade koldioxidavgifter Sociala kostnader för koldioxidutsläpp enligt Stern-rapporten är högre än dagens (25) industriella energi- och koldioxidskatter Källa: Sathre and Gustavsson 27

Träbyggande ger högt förädlingsvärde per hektar skogsmark Value added per hectare per year (Ū/ha-yr). 12 1 Sawlogs Pulpwood 8 Forest residue 6 4 2 Scenario Low Scenario Medium Scenario High Scenario Grot Massaved Timmer Low Pellets Avsalumassa Sågat virke * Medium Etanol Tidningspapper Hyvlat sågat virke * High Metanol Journalpapper (LWC) Limträbalk och hyvlat sågat virke * Grot är grenar och toppar Källa: Sathre and Gustavsson 28 * Biprodukter värderas som biobränsle (flis)