Mätningar av hushållsel ännu mer slutspurt Peter Bennich Enertech 1800,0 Household 105003 Structure of the average hourly load curve, from the grid point of view STEM Wh 1600,0 1400,0 1200,0 1000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 Rest Computer sites Audiovisual sites Ventilation Light consumption Microwave Oven consumption Dish washer Washing machine Vertical freezer Fridge 3 Fridge 2 Fridge 1 0,0 [00;01[ [01;02[ [02;03[ [03;04[ [04;05[ [05;06[ [06;07[ [07;08[ [08;09[ [09;10[ [10;11[ [11;12[ [12;13[ Hour [13;14[ [14;15[ [15;16[ [16;17[ [17;18[ [18;19[ [19;20[ [20;21[ [21;22[ [22;23[ [23;24[ Hearing 080527
Innehåll Bakgrund 1. Energianvändningen i bostäder och lokaler 2. Pågående studier Mätningar av hushållselen 1. Kort om mätningarna Preliminära resultat 1. Generella resultat 2. Apparat- resp hushållsperspektivet 3. Belysning, inkl beteendestudie nr 1 4. Standby 5. Hemelektronik, inkl beteendestudie nr 2 6. Matlagning Vad återstår att göra?
Bakgrund Bostäder och lokaler står för drygt 31 % av den slutliga energianvändningen i Sverige (2006: 126 TWh av 403 TWh) Det finns en stor potential att minska energianvändningen i denna sektor Nationellt mål att minska energianvändningen i bostäder och lokaler med 20 % till 2020 Detaljerad information om hur energin används i bostäder och lokaler är dock gammal eller saknas helt
Mätningar av hushållsel Privata bostäder använder ca 80 TWh, varav hushållselen utgör ca 19 TWh Projektet Mätning av hushållselen i 400 hushåll ska kartlägga och förklara denna siffra Tre grundläggande frågor att besvara: Hur ser apparatbeståndet egentligen ut hos olika slags hushåll idag? Hur energieffektiva är de olika apparaterna? Vilka användarmönster har olika slags hushåll?
Hur går mätningarna till? Många apparater, särskilt lampor! Ofta mer än 60 stycken apparater i ett hus, varav 35-45 ljuskällor.
Mätningar Mäter även ventilation, varmvatten, cirkulationspumpar och elvärme (direkt, vattenburen, värmepumpar) när det går Dessutom mäts temperaturen inne och ute. Tidsupplösta data med 10 min medelvärden på apparatnivå. Mätningar ger således lastkurvor på apparatnivå för olika hushåll Svårt att mäta allt! Gömda laster, intermediära laster (dammsugare, t ex) Mål: försök att minimera den icke spårbara delen (Not followed) till att vara mindre än 15 %. Lätt för lgh, svårt för hus
Socio-ekonomiska och övriga data från enkäter och besiktning Storstad, liten stad, landsbygd Hus eller lägenhet Area, antal rum, apparatinnehav Modellbeteckning och (därmed indirekt) energiklass på energimärkta apparater Modellbeteckning även på TV-apparater För hus: byggår, ombyggnadsår, uppvärmningssystem För lägenhet: Användning av tvättstuga eller inte Hushållets sammansättning ålder, kön Hushållets inkomst Besiktning av installatören: Fördelning av alla apparater, rumsvis Fördelning av lampor (typ och placering), också rumsvis
Preliminära (okorrigerade) resultat Kyl och frys Belysning Matlagning Diskmaskin Tvätt och tork Stereo TV DVD, VCR mm Dator med tillbehör Övrigt Ej uppmätt Summa hushållsel Hus, samtliga hushåll [kwh/år] 1020 1275 510 305 305 100 255 150 460 360 360 5100 Lägenhet, samtliga hushåll [kwh/år] 720 630 390 120 210 60 150 60 270 60 330 3000
9% Relativ fördelning av hushållselen 7% 7% 20% Kyl och frys Belysning Matlagning 3% Lägenheter Diskmaskin 5% 2% 6% 6% Hus 10% 11% 25% 2% 9% 2% 5% 2% 7% 4% 13% 24% 21% Tvätt, tork Stereo, radio TV DVD + VCR o dyl Dator + tillbehör Övrigt Ej uppmätt
Mätning i 66 småhus 1994: Trender: Kyl och frys klart störst, drygt 30 % Belysningen ungefär som idag, ca 20 % Underhållningselektronik långt under 20 % Jämför med 2007: Elanvändningen ökat något, men framförallt har en omfördelning av elanvändningen skett: Belysningen den enskilt största posten oförändrat hög eller högre Totalt sett ca 3.5 4.0 TWh per år. Kyl och frys andra största posten har minskat Underhållningselektronik (TV, PC o dyl) tredje största posten, samt ökar!
Uppdelning av hushållen i flera kategorier: Hushållsperspektivet Typ av hushåll/ålder -25 26-64 65- Ensamstående Par utan barn (ålder så nära intervallen som möjligt) Familjer med barn = Ensamstående eller par med barn (oavsett ålder) Ett exempel på indelning
Uppdelning av hushållen i flera kategorier ger ytterligare information! Lägenhet [kwh/yr] Alla hushåll Singel, > 64 Familj barn Kyl och frys 720 530 830 Belysning 630 525 805 Matlagning och disk 510 305 630 Tvätt och tork 210 50 230 Stereo 60-85 TV 150 190 105 DVD, VCR etc 60 105 275 PC o dyl. 270 50 430 Övrigt 60 30 80 Not followed 330 250 430 Totalsumma: 3000 2035 3900
Hushåll historiskt 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 1 2 3 4 +5 400 200 0 1945 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 2000
Lastkurvor: ger mer detaljerad information om användarmönster. Lägenheter, alla hushåll, hela året STEM Monthly consumption per type of appliance Apartment ENERTECH 300 250 Not followed Washing/Drying Visual site excl. TV Consumption (kwh) 200 150 100 50 TV Audio site Others Dishwasher Cooking Computer site Lightning 0 January February March April May June July August September October November December Cold appliances Month
Säsongsvariationer: Belysning STEM 2,0 Lighting Seasonality effect during the year ENERTECH 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 Malmö Stockholm Kiruna 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 January February March April May June July August September October November December Month
Säsongsvariationer: Vitvaror STEM 1,2 Cold appliances Seasonality effect during the year ENERTECH 1,0 0,8 0,6 Malmö Stockholm Kiruna 0,4 0,2 0,0 January February March April May June July August September October November December Month
Säsongsvariationer: TV STEM 1,6 TV Seasonality effect during the year All houses and appartments ENERTECH 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 January February March April May June July August September October November December Month
Säsongsvariationer: Matlagning STEM 1,6 Cooking Seasonality effect during the year All houses and apartments ENERTECH 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 January February March April May June July August September October November December Month
800 700 600 500 400 300 200 100 0 Lastkurvor (2) Hus, alla hushåll, vardag Sammanlagringseffekterna uppenbara: Structure of the average hourly load curve All Houses Weekdays [04,05[ [05,06[ [06,07[ [07,08[ [08,09[ [09,10[ [10,11[ [11,12[ [12,13[ [13,14[ [14,15[ [15,16[ [16,17[ [17,18[ [18,19[ [19,20[ [20,21[ [21,22[ [22,23[ [23,24[ Hours Others Computer site Visual site excl. TV TV Audio site Washing/drying Dishwasher Cooking Lighting ENERTECH Cold appliances [03,04[ [02,03[ [01,02[ [00,01[ STEM Consumption (Wh)
Exempel: Belysning i hus Vardag Helgdag Light Average hourly load curve Weekdays 0 50 100 150 200 250 300 350 400 [00,01[ [01,02[ [02,03[ [03,04[ [04,05[ [05,06[ [06,07[ [07,08[ [08,09[ [09,10[ [10,11[ [11,12[ [12,13[ [13,14[ [14,15[ [15,16[ [16,17[ [17,18[ [18,19[ [19,20[ [20,21[ [21,22[ [22,23[ [23,24[ Hour ENERTECH STEM All houses Light Average hourly load curve Holidays 0 50 100 150 200 250 300 350 400 [00,01[ [01,02[ [02,03[ [03,04[ [04,05[ [05,06[ [06,07[ [07,08[ [08,09[ [09,10[ [10,11[ [11,12[ [12,13[ [13,14[ [14,15[ [15,16[ [16,17[ [17,18[ [18,19[ [19,20[ [20,21[ [21,22[ [22,23[ [23,24[ Hour ENERTECH STEM
Belysning (2): antal lampor är väldigt stort Number of lamps in houses 60 50 40 30 20 10 0 1-20 21-40 41-60 61-80 81-100 Number of lamps in apartments Number of lamps in all households 60 50 40 30 20 10 0 60 50 40 30 20 10 0 1-20 21-40 41-60 61-80 1-20 21-40 41-60 61-80 81-100 Installerad effekt: i snitt 1 2 kw
Belysning (3): fördelning av ljuskällor STEM 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Light Distribution of the light sources per type of bulbs for the houses Alla hus Hus, familj m barn Hus, par utan barn ENERTECH Halogen (trafo) Halogen (230 V) Lysrör Glödlampor Lågenergilampor
STEM Belysning (4): fördelning av ljuskällor per rum Number of light sources per source type and per room type Apartment, family, 26-64 years old ENERTECH 8 7 6 5 4 3 2 Incandescent Low wattage halogen Halogen Fluorescent tube Compact fluorescent 1 0 Bedroom Kitchen Living room Hall/Stairs Bathroom Office Other rooms WC Entertainment room Outside
Uppskattning av sparpotential glödlampor -> lågenergilampor Besparing för det enskilda hushållet: Antag drifttid 1000 h/år (i underkant) 60 W glödlampa: 60 kwh 11 W CFL: 11 kwh Diff: 49 kwh Byte av de 10 mest använda -> besparing på ca 500 kwh/år En CFL håller dessutom minst 10 gånger längre Besparing alla hushåll (1.8 milj hus, 2.4 milj lgh): Minst 2 TWh! Motsvarar 80 000 hushåll á 25 000 kwh/år
Generella råd dock trubbiga: Ensamstående, pensionerad kvinna ex på resultat från beteendestudie 1 Hyreslägenhet, mörk hall Tycker att lågenergilampor har låg ljusintensitet. Använder lysrör ovanför blomlådor. I praktiken väldigt hög elförbrukning. Den enskilt mest förbrukande lampan var en uppåtriktad golvlampa i vardagsrummet med halogenlampor på totalt 340 W som också brann 4.6 h per dygn. Denna golvlampa stod ensam för 50 % av belysningselen!
Annat exempel: Stand-by vs Drift (1) TV: Rel låg standby, hög driftsförbrukning STEM TV Daily average load curve All Houses 70 60 50 40 W 30 20 10 0 [23,24[ [00,01[ [01,02[ [02,03[ [03,04[ [04,05[ [05,06[ [06,07[ [07,08[ [08,09[ [09,10[ [10,11[ [11,12[ [12,13[ [13,14[ [14,15[ [15,16[ [16,17[ [17,18[ [18,19[ [19,20[ [20,21[ [21,22[ [22,23[ Hour Standby On-mode consumption ENERTECH
[22,23[ [23,24[ Stand-by vs Drift (2) VCR, DVD etc: Rel hög standby, låg drift STEM Visual site excl. TV Daily average load curve All Houses 20 15 10 W 5 0 [00,01[ [01,02[ [02,03[ [03,04[ [04,05[ [05,06[ [06,07[ [07,08[ [08,09[ [09,10[ [10,11[ [11,12[ [12,13[ [13,14[ [14,15[ [15,16[ [16,17[ [17,18[ [18,19[ [19,20[ [20,21[ [21,22[ Hour Standby On-mode consumption ENERTECH
Stand-by vs Drift (3) PC + tillbehör: Rel hög standby och hög drift STEM Computer site Daily average load curve All Houses 80 70 60 50 40 W 30 20 10 0 [00,01[ [01,02[ [02,03[ [03,04[ [04,05[ [05,06[ [06,07[ [07,08[ [08,09[ [09,10[ [10,11[ [11,12[ [12,13[ [13,14[ [14,15[ [15,16[ [16,17[ [17,18[ [18,19[ [19,20[ [20,21[ [21,22[ [22,23[ [23,24[ Hour Standby On-mode consumption ENERTECH
Stand-by (4). Alternativ framställning m a p energiåtgång STEM Energy contribution of the different consumption states per function All Houses ENERTECH 100% 80% Contribution (%) 60% 40% 20% 0% Audio site Computer site Cooking Dishwasher TV Visual site excl.tv Washing/Drying Standby consumption On-mode consumption
Stand-by (5). Uppskattad sparpotential Standby delvis en definitionsfråga - men den ligger någonstans mellan 5-10 % av hushållselförbrukningen i ett hem. Ca 1.8 miljoner hus resp 2.4 lägenheter -> Någonstans mellan 0.8 1.6 TWh per år, motsvarande driften av ca 32 64 000 villor per år. Borde vara möjligt att halvera denna bara genom att stänga av ordentligt eftersom mycket av standbyförlusterna sker på natten.
Stand-by (6). Alternativ framställning m a p användningstid STEM 100% Time contribution of the different consumption states per function All Houses ENERTECH 90% 80% 7.5 h 6.0 h 70% Contribution (%) 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Audio site Computer site Cooking Dishwasher TV Visual site excl.tv Washing/Drying Relative Off time Relative Standby time Relative On time
Kommentar ang användningstider: Enkätsvar: genomsnittlig tid för tittande på TV varje dygn: 2.5 h Men uppmätt tid för TV:n i påslaget läge: i genomsnitt 6.0 h per dygn (varierar väldigt mycket: upp mot 16 h per dygn!) Enkäter inte alltid pålitliga utformningen helt avgörande. (Beteendestudie nr 2 ger fördjupade insikter)
Dags att skaffa en ny TV? Tänk på elräkningen också Resultat försäljning platt-tv 2007: 835 000 ex!
Elräkningen, alltså - antag 5 timmar per dygn, 42 tum: 261 W -> 476 kwh/år
Monster-TV på 103 tum (dock främst för proffs-bruk): 261 W -> 476 kwh/år 1.55 kw -> 2838 kwh/år!
TV:n som värmekälla SP01 47,1 C 40 SP03 SP02 30 21,8 C 40 tum LCD TV i drift med varm Robertbox under samt nätadapter till vänster. Temperaturer upp mot 48 grader. (Står på ca 5-6 h per dag )
Trend: ökande inslag av underhållningselektronik 3 TV 13% 4 eller 5 TV 2% 3 eller flera PC 8% Ingen PC 9% 1 TV 47% 2 PC 22% 1 PC 61% 2 TV 38% TV-apparater i hemmen Datorer i hemmen
Matlagning 1994 resp 2007 prel resultat. Matlagning 1994 1994: stora familjen: 144 kwh/pers, år kwh/år 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1,7 2,1 3,9 3,9 4,4 Förbrukning per hushåll Per person Antal personer Matlagning 2007 kwh/år 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 Förbrukning per hushåll Per person 2007: stora familjen: 166 kwh/pers, år Varför? Ny teknik men ändrat beteende Antal personer
Slutsatser dragna av beteendestudie 2 Växelspelet mellan hushållsmedlemmarna är avgörande: Konkurrens och/eller förhandling om gemensamma resurser Tendens från gemensam användning till individuell användning: Hemelektronik: Löses alltmer genom att öka antalet resurser Matlagning: seriell tillagning för större hushåll Återigen: Elanvändningen beror på kombinationen av teknik och beteende
Vad återstår att göra? Mäta klart: Hushållen klara juni -08 Fastighetsmätningarna klara dec -08 Bearbetning av rådata: Korrigeringar, kalibreringar Lagring i databas klart hösten -08 Data-analyser: Egna analyser, inkl statistik Underlag till Energikalkylen, webb-statistik Analyser utförda av forskare och konsulter Därefter publicering av alla data tillgängliga för alla Metodutveckling: Utvärdering av nuvarande metod Förslag på förbättringar inför nästa omgång (start 2011?) Nordiskt samarbete Övriga samarbeten inom EU i första hand Rapporter under -08 och -09
Status tilläggsstudier Vattenmätningar i 10 hushåll på kran-nivå (1 10 min data, en månad), kall och varmvatten. Rapport snart klar Vattenmätningar i (max) 50 hushåll : enbart inkommande kall och varmvatten (10 min data, en månad). Mätningar pågår Förslag: utökade mätningar då det finns många hushåll kvar som anmält intresse. Synpunkter? Beteendestudie nr 1, belysning: intervjuer med 8 hushåll. Rapport snart klar Beteendestudie nr 2, övrig användning: Matlagning, Underhållning, Ren, etc. Intervjuer och/eller dagböcker; 14 hushåll Rapport snart klar Reaktiv effekt och övertonsinnehåll från glödlampor, CFL och LED s: per lampa och per hushåll (labstudie) Rapport snart klar Mätningar och intervjuer av ett hushåll före och efter utbyte av belysning och vitvaror till bästa möjliga Uppskjuten Värmebidrag från apparater och belysning (labstudie) Ej påbörjad.
Övriga förslag på studier... 1. Förbrukningen för värme, vatten och ventilation i hus med elvärme etc 2. Samkörning hushållsmätningarna och vattenmätningarna 3. Belysning allt möjligt! 4. Tvättfrekvenser och energiåtgång, för olika hushållstyper 5. Dito för diskmaskin 6. Dito för matlagning osv 7. Utvärdering av energimärkningen i praktiken 8. Standby mer i detalj 9. Kartlägga hemelektroniken mer i detalj 10. Vattenmätningarna fördjupade analyser på kran-nivå i första hand. Underlag till standarder och märkning. 11. Kompletterande beteendestudier: genus och ålder korrelerat till elanvändningen 12. Samkörning Stockholms stad och våra mätningar vissa hushåll 13. Energi-indikatorer (i samarbete med SYSA) 14. Delta i internationella projekt: som t ex IEA:s Implementing Agreement on Efficient Electrical End-use Equipment (4E): se http://www.iea-4e.org/