Energianvändning och energifeedback-utvärdering av

ISRN LUTMDN/TMHP--12/5255--SE ISSN 0282-1990 Energianvändning och energifeedback-utvärdering av Sveriges största energisparexperiment på E.ON etapp 1 Johan Andersson Peter Larsson Examensarbete Energihushållning Institutionen för Energivetenskaper Lunds Universitet - LTH Box 118, 221 00 Lund, Sverige

Energianvändning och energifeedback-utvärdering av Sveriges största energisparexperiment på E.ON etapp 1 Johan Andersson Peter Larsson

Juni 2012

Föreliggande examensarbete har genomförts vid Avd för Energihushållning, Inst för Energivetenskaper, Lunds Universitet - LTH samt vid E.ON Sverige AB. Handledare på E.ON Sverige AB: Maria Rode; handledare på LU-LTH: prof. Jurek Pyrko; examinator på LU-LTH: dr Patrick Lauenburg. Projektet har genomförts i samarbete med E.ON Sverige AB i syfte att utvärdera Sveriges största energisparexperiment. Examensarbete ISRN LUTMDN/TMHP--12/5255--SE ISSN 0282-1990 2012 Johan Andersson och Peter Larsson samt Energivetenskaper Energihushållning Institutionen för Energivetenskaper Lunds Universitet - Lunds Tekniska Högskola Box 118, 221 00 Lund www.ees.energy.lth.se

Sammanfattning E.ON Sverige AB genomför just nu Sveriges största energisparexperiment 100koll för att undersöka om deras kunder kan sänka sin elförbrukning bara genom att den synliggörs. Experimentet vänder sig till 10 000 av E.ON:s kunder med en årsförbrukning som överstiger 10 000 kwh. Kunderna utrustas med en display, kopplad till den smarta mätaren, som visar användningen i realtid. Kunder med smartphones kan även följa användningen direkt i mobilen via en applikation. Under experimentets gång kommer deltagarna att engageras i 5 faser som på olika sätt ska försöka motivera till besparingar. Parallellt med experimentet görs en vetenskaplig studie, på Institutionen för Energivetenskaper på Lunds tekniska högskola, i form av två examensarbeten. Syftet med studien är att undersöka om en visualisering av elförbrukningen kan påverka de svenska hushållens energirelaterade beteenden och i så fall hur. Kan till exempel en målsättning, om en viss besparing, som görs i början av experimentet leda till besparing? Detta är den första delrapporten av två med syfte att ge en teoretisk grund för utvärderingen samt att undersöka experimentdeltagarnas förutsättningar och synpunkter på utrustningen. Rapporten är indelad i två delar. Den första delen är en litteraturstudie som inleds med kapitlet om Energianvändning i småhus. Här belyses den direkta och indirekta energianvändningen i fyra olika funktionsområden. I kapitlet Energifeedback beskrivs hur man på olika sätt kan ge feedback kopplad till energianvändning och vad som är viktigt att tänka på vid utformningen av den. Här presenteras även en del resultat från tidigare studier som genomförts inom området. Studierna visar att det finns god potential att med feedback sänka elförbrukningen. Det vanligaste är att besparingarna ligger mellan 5 och 12 % men det finns exempel på besparingar upp till 20 %. Vilka faktorer som påverkar vårt beteende beskrivs i kapitlet om Beteendeförändring. Här beskrivs också ett antal vanligt förekommande modeller som används för att förklara beteenden och förändring av dessa. Sist i litteraturstudien kommer kapitlet Energispartips som innehåller tips om hur energianvändningen kan minskas. Den andra delen av rapporten innehåller resultat från två enkätundersökningar. Den första skickades till de 7 457 deltagare som vid tidpunkten hade installerat 100koll-utrustningen och svarsfrekvensen uppgick till 65,6 %. Huvuddelen av de svarande var teknikintresserade män som tyckte att ekonomiska besparingar var viktigare än miljön. De få kvinnor som svarat tyckte att miljön var viktigare än iii

iv teknikintresset men ekonomiska besparingar var den viktigaste orsaken till att delta i experimentet. De flesta ansåg sig ha goda kunskaper om sin förbrukning. Trots detta svarade 21 % att deras förbrukning understeg 10 000 kwh per år vilket var kravgränsen för att få delta i experimentet. Slutsatsen drogs att de överskattar sina egna kunskaper samtidigt som de underskattar sin förbrukning. De flesta uppgav att de la stor vikt vid att sätta upp ett rimligt elbesparingsmål. Medelvärdet av deltagarnas målsättningar var 8 % vilket de flesta uppfattade som medelsvårt att uppnå. Den andra enkätundersökningen hade syftet att kartlägga experimentdeltagarnas syn på displayen. Enkäten skickades ut till 9 859 och svarsfrekvensen uppgick till 30 %. En viktig slutsats är att displayen uppfattas som ett viktigt hjälpmedel. De som använder den mer än en gång per dag hade en större tendens till att kunna se att deras hushåll börjat spara el. De hade också en mer positiv syn på att kunna uppnå sitt mål. Det undersöktes även hur stort intresset var för ytterligare funktioner i displayen. Deltagarna ansåg att displayen skulle visa skillnaden mellan dagens och gårdagens förbrukning samt förbrukningen, dag för dag, den senaste veckan. I nuläget har deltagarna ett relativt svagt intresse till att betala för tjänsten. Detta intresse skulle öka om tjänsten fungerat bättre.

Abstract Energy use and energy feedback - An evaluation of Sweden s largest energy saving experiment at E.ON E.ON Sverige AB is now performing Sweden s largest energy saving experiment to see if its customers can reduce their electricity consumption just by visualizing it. The experiment turns to 10 000 of E.ON s customers, having an annual consumption exceeding 10 000 kwh. Customers are equipped with a display, connected to the smart meter, which shows the consumption in real time. Customers with smartphones can also follow their consumption in their phones by using an application. During the experiment the participants will be facing 5 different phases, with a purpose to motivate savings in different ways. Parallel with the experiment a scientific study is taking place at the Department of Energy Sciences, Faculty of Engineering, Lund University. The study is divided into two Master s thesis. The purpose of the study is to investigate if the energy consumption in Swedish households can be affected by making it visual to its users. For example, is it possible to make savings by setting up a target for the reduction? This is the first of two reports with the purpose to give a theoretical platform for the evaluation and also examine the preconditions and the participant s comments on the equipment. This report is divided in two parts. The first part is a literature study that starts with the chapter about the use of energy in small houses. Here is the direct and indirect energy use described in four different function areas. The following chapter describes feedback related to energy use and in which ways this can be given. Results from previous studies are also presented showing that energy savings between 5 to 12 % is the most common. There are also examples showing that savings up to 20 % are possible. Factors affecting our behavior are described in the chapter about behavior change. A couple of models used to explain behaviors are also presented in the same chapter. The last chapter in the first part is about energy saving advices. The second part of the report contains results from the two surveys that have been made. The first one was distributed to the 7 457 participants that, by the time of the survey, had installed the equipment. The rate of response was 65.6 %. The main part of the respondents was male with a high interest for technology. They v

vi were also more interested in saving money instead of the environment. The few females that participated thought that the environment was more important than their interest for technology but saving money was the most important reason. Most of the respondents thought that they had good knowledge of their consumption. Despite that, 21 % answered that their consumption was lower than the limit of minimum 10 000 kwh per year for participation in the experiment. The conclusion that was made from this was that the participants overrated their own knowledge and underrated the consumption. Most of the respondents put a lot of effort in putting up their target for reducing energy. The mean value of the target for energy reduction was 8 %, which they thought was something between easy and difficult. The purpose of the second survey was to analyze the respondent s thoughts about the display. The survey was sent out to 9 859 and the rate of response was 30 %. One important conclusion was that the display was seen as a valuable tool for energy savings. Respondent s that use the display more than once per day was more able to see that they could save electricity. They were also more convinced that they would achieve their targets. The interest for further functions in the display was also analyzed. The respondent s thought that they should be able to see the difference in consumption between today and yesterday. They also thought that the display should show the consumption, day by day, during the last week. At the moment, there is a relatively week interest in paying for the service but it will increase if the service was working properly.

Förord Denna studie är ett examensarbete omfattande 30 högskolepoäng vardera utfört vid Lunds Tekniska Högskola, LTH, och är genomfört på institutionen för Energivetenskaper. Vi vill ge ett stort tack till vår handledare professor Jurek Pyrko, LTH, för handledning och stöd. Vi vill även tacka Petra Janfelt på E.ON Sverige AB, för hjälp med enkätundersökningarna. Lund, 2012-05-21 Johan Andersson Peter Larsson vii

Innehåll Innehåll viii 1 Inledning 1 1.1 Bakgrund................................. 1 1.2 Syfte.................................... 3 1.3 Metod................................... 3 1.4 Avgränsningar............................... 4 I Litteraturstudie 5 2 Energianvändningen i småhus 7 2.1 Indirekt och direkt energianvändning.................. 8 2.1.1 Direkt energi........................... 9 2.1.2 Indirekt energi.......................... 11 2.2 Varmt och ljust.............................. 12 2.2.1 Värmesystem........................... 12 2.2.2 Belysning............................. 16 2.2.3 Klimatskal............................ 16 2.2.4 Indirekt energianvändning.................... 20 2.3 Hel och ren................................ 21 2.3.1 Varmvatten............................ 21 2.3.2 Tvätt och disk.......................... 22 2.3.3 Dusch............................... 23 2.3.4 Indirekt energianvändning.................... 23 2.4 Mätt och belåten............................. 23 2.4.1 Vitvaror.............................. 24 2.4.2 Matlagning............................ 24 2.4.3 Indirekt energianvändning.................... 24 2.5 Underhållning och information..................... 25 2.5.1 Tv................................. 27 2.5.2 Dator............................... 27 2.5.3 Indirekt energianvändning.................... 27 viii

ix 3 Energifeedback 29 3.1 Allmänt.................................. 29 3.1.1 Olika typer av feedback..................... 33 3.2 Informativa elräkningar......................... 35 3.2.1 Historisk feedback........................ 36 3.2.2 Jämförande feedback....................... 40 3.2.3 Uppdelningsfeedback....................... 43 3.2.4 Råd om energi och energisparande på räkningen....... 44 3.3 Energistatistik på nätet......................... 44 3.4 Visualisering med hjälp av ny teknik.................. 45 3.4.1 Displayer............................. 45 3.4.2 Mobiltelefoner.......................... 47 3.4.3 Sociala medier.......................... 49 4 Beteendeförändring 51 4.1 Faktorer som påverkar beteendet.................... 51 4.2 Beteendebeskrivande modeller...................... 52 4.2.1 Teorin om rationella val..................... 53 4.2.2 Förväntat värdemodeller - Teori om motiverad handling och teori om planerat beteende................... 53 4.2.3 Attityd - Beteende - Sammanhangsmodellen.......... 54 4.2.4 Triandis teori........................... 55 4.2.5 Teorin om värderingar, föreställningar och normer...... 57 4.2.6 Attitydrelaterade modeller.................... 58 4.3 Förändring av beteendet......................... 59 4.3.1 Att tänka på vid förändring av beteende............ 61 5 Energispartips 65 5.1 Varmt och ljust.............................. 65 5.2 Hel och ren................................ 66 5.3 Mätt och belåten............................. 67 5.4 Underhållning och information..................... 68 5.5 Mindre bra och skämtsamma tips från hemsidan avseende energianvändning.................................. 68 II Tester 69 6 Test 1 71 6.1 Metodik.................................. 71 6.1.1 Urval............................... 71 6.1.2 Utskick.............................. 72 6.1.3 Svarsfrekvens........................... 72 6.1.4 Metod för analys......................... 72

x INNEHÅLL 6.1.5 Hawthorne-effekt......................... 73 6.2 Resultat.................................. 73 6.2.1 Respondenternas förutsättningar................ 73 6.2.2 Anledning till medverkan i experimentet............ 73 6.2.3 Kunskap och förståelse...................... 75 6.2.4 Synpunkter på experimentet.................. 78 6.2.5 Smartphones........................... 81 6.2.6 Sociala medier.......................... 82 6.2.7 Målsättning för besparing.................... 84 6.2.8 Kommentarer från enkäten................... 86 6.3 Diskussion................................. 89 6.4 Slutsatser................................. 89 7 Test 2 91 7.1 Metodik.................................. 91 7.1.1 Urval............................... 91 7.1.2 Utskick.............................. 91 7.1.3 Svarsfrekvens........................... 91 7.2 Resultat.................................. 92 7.2.1 Respondenternas förutsättningar................ 92 7.2.2 Displayen............................. 92 7.2.3 Målsättning och kommentarer till displayen.......... 97 7.2.4 Kostnad.............................. 100 7.2.5 Korstabulering.......................... 102 7.3 Diskussion................................. 105 7.4 Slutsatser................................. 105 Litteraturförteckning 107 Bilagor 114 A Enkät från test 1 115 B Slutsatser och resultat från test 1 123 B.1 Antal personer i hushållet........................ 123 B.2 Vart huset är beläget........................... 124 B.3 Utbildningsnivån på deltagarna..................... 124 B.4 Elförbrukning för hushållen....................... 125 B.5 Orsak till deltagande är pengar..................... 125 B.6 Orsak till deltagande är miljön..................... 126 B.7 Orsak till deltagande är teknikintresset................. 127 B.8 Om elkostnaden utgör en stor del av hushållsbudgeten........ 127 B.9 Viktigare att värna om miljön än att spara pengar.......... 128 B.10 Att deltaga i experimentet var mitt eget beslut............ 129

xi B.11 Jag har bra koll på mina utgifter för elektricitet............ 129 B.12 Jag vet hur stor min elförbrukning är i kwh per år.......... 130 B.13 Jag vet hur stora mina elkostnader var under föregående år..... 131 B.14 Jag vet skillnaden mellan W och kwh................. 131 B.15 Min förståelse för tekniska termer är god................ 132 B.16 Det är endast jag som har koll på hushållets förbrukning av el.... 133 B.17 Jag vet på ett ungefär hur stor min elförbrukning är jämfört med liknande hushåll............................. 134 B.18 Alla i hushållet är engagerade och vet vad experimentet går ut på.. 134 B.19 Det var enkelt att installera 100koll-mätaren.............. 135 B.20 Instruktionerna för att komma igång har varit klara och tydliga... 136 B.21 Installation och att lära sig använda 100koll-mätaren tog lite väl lång tid..................................... 136 B.22 Om något problem uppstod var det lätt att få hjälp......... 137 B.23 Jag vet hur jag ska använda 100koll-mätaren som ett hjälpmedel för att minska min elförbrukning...................... 138 B.24 Jag är nöjd med och förstår den information som visas i displayen. 138 B.25 Jag är nöjd med utseendet och designen på 100koll-mätaren..... 139 B.26 Jag bryr mig inte om utseendet, det viktiga är att få överskådlig information................................ 140 B.27 Hur viktiga tjänsterna är som kan tänkas ingå i 100koll-utrustningen 141 B.28 Antal personer i hushållet som använder en smartphone....... 142 B.29 Antal som har installerat 100koll-appen................ 143 B.30 Hur ofta 100koll-appen används..................... 143 B.31 Jag är nöjd med utseendet och designen på 100koll-appen...... 144 B.32 Användandet av sociala medier..................... 145 B.33 Jag är med i facebookgruppen E.ON 100koll.............. 145 B.34 Jag läser i facebookgruppen E.ON 100koll............... 146 B.35 Jag skriver i facebookgruppen E.ON 100koll.............. 147 B.36 Facebooksidan är ett bra ställe för att utbyta idéer och erfarenheter med varandra............................... 147 B.37 Jag har satt upp mitt elbesparingsmål................. 148 B.38 Jag lade stor vikt vid att sätta upp ett rimligt elbesparingsmål... 149 B.39 Jag använde mig mycket av elspartipsen på skalan när jag satte mitt elbesparingsmål.............................. 149 B.40 Jag kan tänka mig att minska komforten i vissa avseenden för att sänka min elförbrukning......................... 150 B.41 Uppfattning om svårighetsgrad att uppnå besparingsmålet...... 151 C Enkät från test 2 153 D Slutsatser och resultat från test 2 157 D.1 Jag som svarar på enkäten är:...................... 157 D.2 Jag som svarar på enkäten är:...................... 157

xii INNEHÅLL D.3 Hur ofta använder du 100koll-displayen?................ 158 D.4 Displayen är placeras på ett ställe där jag lätt kan se den....... 159 D.5 Jag tycker det är viktigt att ofta titta på displayen, för att bli påmind om hushållets elförbrukning........................ 159 D.6 Displayen är överflödig, jag titta mest på appen och/eller hemsidan. 160 D.7 Jag har med displayens hjälp lärt mig på ett ungefär hur stor hushållets förbrukning är under en normal dag............... 161 D.8 Jag hade använt displayen oftare om det hade funnits belysning i den. 162 D.9 Jag hade använt displayen oftare om den varit mobil.......... 163 D.10 100koll-experimentet innehåller ett satt elbesparingsmål. Jag tror att det hade underlättat att klara målet om jag hela tiden kunde se hur jag låg till i displayen........................... 163 D.11 Jag tycker att det hade varit bra om det i displayen visades hur mycket mer eller mindre jag har förbrukat jämfört med tidigare dagar (se Figur D.1)............................... 164 D.12 Jag tycker att det hade varit bra om de senaste 7 dagarnas förbrukning visades dag för dag i displayen (se Figur D.2)........... 165 D.13 Jag kan redan nu se att mitt hushåll har börjat att spara el...... 166 D.14 Jag tror att mitt hushåll har uppfyllt elbesparingsmålet när experimentet avslutas.............................. 167 D.15 Jag skulle kunna tänka mig att betala följande belopp för en tjänst som 100koll i framtiden.......................... 168

Kapitel 1 Inledning 1.1 Bakgrund Energianvändningen i världen har ständigt ökat de senaste åren och när fler regioner går mot en ökad levnadsstandard kommer energiuttaget att öka ytterligare. All användning av energi medför miljöpåverkan av något slag. Värst blir påverkan om fossila bränslen har använts vid energiomvandlingen då detta leder till utsläpp av växthusgaser i atmosfären, nedfall av försurande ämnen och utsläpp av hälsoskadliga eller miljöstörande föreningar. I Sverige var energianvändningen i sektorn bostäder och service 166 TWh under 2010. Detta motsvarar 40 % av Sveriges totala energianvändning. Inom sektorn stod bostäder, fritidshus och lokaler exklusive industrilokaler för närmare 90 % av användningen [27]. En väldigt stor del av energianvändningen sker alltså i hushållen. Om det går att hitta smarta sätt att minska energianvändningen i sektorn skulle det kunna leda till stora minskningar av den totala energianvändningen och på så sätt minska miljöpåverkan. Hur mycket energi och på vilket sätt den används är individuellt och kan variera stort från hushåll till hushåll. Faktorer som spelar in är till exempel hur många elektriska apparater som finns i hushållet, deras prestanda och hur dessa används. Flera studier har gjorts inom området för förbättrad energifeedback runt om i världen med varierande resultat. De mest lovande visar på reduceringar på upp till 20 % [1]. Experimentet som denna studie syftar till att utvärdera, genomförs just nu av E.ON Sverige AB och benämns 100koll eller Sveriges största energisparexperiment, se Figur 1.1. Figur 1.1. E.ON:s symbol för Sveriges största energisparexperiment 100koll [79]. 1

KAPITEL 1. INLEDNING Experimentet går ut på att synliggöra elanvändningen för 10 000 av E.ON:s nätkunder med en årlig elförbrukning på minst 10 000 kwh. Den 1:a februari 2012 började insamlingen av förbrukningsdata och det var också då experimentet satte igång. Figur 1.2 visar en graf som presenteras på experimenthemsidan där deltagarna kan följa utvecklingen av experimentet. Figur 1.2. Grafen där bollarna symboliserar de enskilda experimentdeltagarna och visar på förändringen av elförbrukningen [79]. Experimentet har 5 faser som alla syftar till att deltagarna på olika sätt ska uppmuntras till att sänka sin energianvändning. Saldot är den första delen och handlar om att deltagarna ser, på hemsidan eller i telefonen, hur många kronor de har spenderat på elektricitet sedan den sista inloggningen. Nästa fas är Grannfejden vilken syftar till att deltagarna tävlar mot 5 andra deltagare och den som sparar mest vinner. Detta illustreras i telefonen med att den granne som sparar mest också har den största tomten i spelet. Den tredje fasen är Moroten, där deltagarna blir varse om vad deras insparade pengar kan användas till istället. Det hushåll som dessutom sparar mest får även en ytterligare belöning. Under hösten drar Generalen igång. Denna fas handlar om att en känd person kommer, på något sätt, dagligen att påminna deltagarna om att tänka på sin elförbrukning. Den sista fasen, innan experimentet avslutas, heter Bongo. Bongo är en liten nallebjörn som kommer att skifta humör under fasens gång. Sparar deltagarna mycket är Bongo glad men om förbrukningen ökar blir han ledsen [79]. För att dessa faser ska vara möjliga och för att elanvändningen ska synliggöras, utrustas kunderna med displayer som kopplas till de smarta elmätarna och visar förbrukningen i realtid. Förbrukningen och de olika faserna kan även följas via applikationer till Iphone och Android. Applikationen samt displayen visas i Figur 1.3. 2

1.2. SYFTE Figur 1.3. Figuren föreställer den utrustning som ingår i experimentet [79] En ny dimension är att deltagarna sätter upp ett tydligt besparingsmål som de kan sträva efter. LTH och institutionen för energivetenskaper har fått i uppdrag att utvärdera detta experiment. Denna rapport är den första delen av två i detta projekt. 1.2 Syfte Syftet med detta examensarbete är att skapa en teoretisk grund för utvärderingen av experimentet. Rapporten innefattar även två tester, där det första undersöker experimentdeltagarnas förutsättningar samt hur de ser på utmaningen. Det andra testet syftar till att undersöka deltagarnas syn på användningen och utseendet av displayen. 1.3 Metod Litteraturstudier har genomförts inom områden som är intressanta för experimentet. Dessa områden är energianvändning, energifeedback samt beteendevetenskap relaterat till energianvändning. Till de båda testerna genomfördes enkätundersökningar, som innan utskick granskades av en testgrupp innehållande representanter från E.ON Sverige samt institutionen för energivetenskaper vid LTH. Enkäterna skickades ut via e-post till samtliga som kopplat upp sig mot experimentet. Svarsfrekvensen för de bägge enkäterna har varit god och en påminnelse skickades ut för att höja den ytterligare. Enkätundersökningarna har färdigställts, distribuerats och även resultatet har bearbetats med hjälp av undersökningsverktyget Netigate. 3

KAPITEL 1. INLEDNING 1.4 Avgränsningar Arbetet omfattar teoretiska studier inom områden för experimentet. Energianvändningen omfattar endast småhus, då det är den boendeformen som experimentdeltagarna har. Fokus har varit på direkt energianvändning men även indirekt energianvändning berörs. Strävan har varit att använda den senaste forskningen men resultat från äldre forskning har använts då dessa fortfarande är relevanta inom framförallt beteendeforskning. Avgränsningar inom den forskningen har varit beteendemodeller som kan relateras till energianvändningen. Gruppen för den första undersökningen är de som kopplat upp sig mot experimentet genom att fysiskt installera 100kollutrustningen. Testgruppen till den andra undersökningen är de som på något sätt visat intresse och anmält sig till experimentet. 4

Del I Litteraturstudie 5

Kapitel 2 Energianvändningen i småhus Det var först under mitten av 1970-talet som allmänheten började intressera sig för energihushållning. Detta var ett resultat av den stundande oljekrisen med ökade driftskostnader för uppvärmning av bland annat bostadsytan. Det krävdes att både beteendet och den tekniska utrustningen förändrades. Tyvärr följdes utvecklingen upp dåligt i projekten och inom forskningen [24]. Den senaste statistiken som behandlar energin som används i småhus är sammanställd för år 2010 och publicerad i november 2011 av Energimyndigheten. Från den rapporten kan det utläsas att den totala energianvändningen för uppvärmning och varmvatten uppgick till 35,3 TWh, ej medräknat är alltså hushållsel samt även energi tagen från omgivningen till värmepumpar. Det vanligaste energislaget är el. Det förbrukas 15,9 TWh el till uppvärmning och varmvatten, dvs 45 % av den totala. Räknas dessa siffror om används det i genomsnitt 126,5 kwh per kvadratmeter för uppvärmning och varmvatten. Den totala siffran har ökat de senaste åren efter nergången under finanskrisen. Figur 2.1 visar en sammanfattning över energianvändningen för uppvärmning och varmvatten [27]. Figur 2.1. Sammanställning av energi som används till uppvärmning De småhus som värms upp av el förbrukar i genomsnitt 140 kwh per kvadratmeter men då inkluderas även hushållselen i den siffran. Det är generellt svårt att särskilja på hur mycket el som går till uppvärmning och hur mycket som går till hushållsel. I Energimyndighetens projekt som inkluderar 400 hushåll beräknas att 7

KAPITEL 2. ENERGIANVÄNDNINGEN I SMÅHUS den genomsnittliga förbrukningen av hushållsel är 4 000 kwh per småhus och år. 2.1 Indirekt och direkt energianvändning Det är oftast den direkta energianvändningen som kommer på tal när hushållens energianvändning diskuteras. Det är den energi som används direkt i hushållen till uppvärmning, varmvatten, hushållsel och som motorbränsle. Den indirekta energin glöms oftast bort, dvs den energi som används för att tillverka och transportera de varor och tjänster som konsumeras av hushållen. Exempel på varor och tjänster är livsmedel, kläder och inredning med mera. Varje inköp leder till någon form av indirekt energianvändning. Den direkta energianvändningen kan relativt enkelt kontrolleras och överblickas då till exempel elräkningarna visar hur mycket energi som använts. Den indirekta energin är däremot svårare att få kontroll över och det krävs ofta stora ansträngningar för att kartlägga hur mycket energi som gått åt för en viss produkt att nå slutanvändaren. Produkten måste betraktas ur ett helhetsperspektiv och en livscykelanalys måste genomföras för att kunna se den mängd energi som gått åt vid råvaruframtagning, förädling och transport. Figur 2.2 är från en undersökning gjord av bland annat Carlsson-Kanyama [35] och visar hur sex olika typer av hushåll använder sin energi. Kategorin Rika stadsbor består av ett par i övre medelåldern, Ung och fattig är ett ensamhushåll med en ung person, Singel med bil är också ett ensamhushåll men med bilägare. Till sist är Trångbodda med barn en familj med två vuxna och två barn som delar en liten lägenhet. De tre understa delarna av staplarna visar den direkta energianvändningen och de övriga den indirekta. I samtliga hushåll står den indirekta energin för mer än hälften av den totala energianvändningen. Det går också att se stora skillnader mellan hushållen vilket kan kopplas till de olika livsstilar och ekonomiska förutsättningar som hushållen har. En människas behov kan delas in i olika kategorier [29]. Varje person har ett basbehov som består av mat, någonstans att bo och kläder. Sedan kommer det som är ganska viktigt, sådant som är lite lyxigt och det som är rent slöseri. Var gränserna mellan kategorierna går är svårt att säga. Det är en individuell uppfattning som varierar från person till person. Hushåll med gott om pengar kan i större utsträckning unna sig sådant som är lite lyxigt och det som kan betraktas som slöseri. Oftast har de därför en större konsumtion vilket innebär en högre energianvändning. 8

2.1. INDIREKT OCH DIREKT ENERGIANVÄNDNING Figur 2.2. Direkt och indirekt energianvändning i olika svenska hushåll [35]. 2.1.1 Direkt energi Direkt energi är som nämnts den energi som används direkt i hushållen till uppvärmning, varmvatten, hushållsel och till transporter. Det finns ganska bra statistik på den övergripande bilden av energianvändningen i Sverige. Det är dock svårare att få en mer detaljerad statistik där användningen kan följas på apparatnivå. Bostadsoch servicesektorn använde 166 TWh under 2010 vilket motsvarar 40 % av Sveriges totala energianvändning. Bostäder, fritidshus och lokaler stod för närmre 90 % av sektorns användning, areella näringar stod för 6 % och övrig service för den resterande delen. Den största andelen, nästan 60 % av energin går till uppvärmning och varmvatten. Det kan finnas stora variationer från år till år då mängden energi som går åt till uppvärmning och varmvatten beror på utomhustemperaturen [27]. Användningen av hushållsel har ökat från 9 till 19 TWh mellan 1970 och 2009. Den största ökningen skedde mellan 1970- och 1980-talet på grund av ökat antal hushåll och ett ökat innehav av elektriska apparater. Sedan 2001 har användningen legat ganska stabilt kring 19 TWh. Samtidigt som apparater blir mer energieffektiva ökar antalet apparater i hushållen vilket gör att den positiva effekten av effektiviseringen slås ut [27]. Energimyndigheten genomförde ett projekt mellan augusti 2005 och december 2008 med målet att förbättra statistiken över energianvändningen i den svenska bostadssektorn. I projektet studerades 400 hushåll främst belägna i Mälardalen. Resultatet från studien visade att familjer och par utan barn i åldern 26-64 år som bor i hus med elektrisk uppvärmning använder mest elenergi, i snitt 18 558 kw h/år respektive 17 173 kw h/år. Om detta slås ut på kvadratmeter bostadsyta blir siffrorna 139 och 136 kw h/m 2 och år. För hus utan elektrisk uppvärmning var förbrukningen 76 kw h/m 2 och år för båda grupperna samt i lägenheter var den 9

KAPITEL 2. ENERGIANVÄNDNINGEN I SMÅHUS 44 respektive 36 kw h/m 2 och år [36]. Figur 2.3 och 2.4 visar den relativa elförbrukningen från respektive användningsområde i hus med och utan direktverkande el. Figur 2.3. Relativ elförbrukning för hus med direktverkande eluppvärmning exkl uppvärmning plus varmvatten.[36]. Figur 2.4. Relativ elförbrukning för hus utan direktverkande eluppvärmning [36]. Det finns inga större variationer i förbrukningen mellan hushåll med och utan direktverkande eluppvärmning. I båda fallen står belysning samt kyl och frys för de största andelarna. 10

2.1. INDIREKT OCH DIREKT ENERGIANVÄNDNING 2.1.2 Indirekt energi Som tidigare nämnt är det betydligt mer komplext att kartlägga den indirekta energin. Det finns ingen statistik som motsvarar den för direkt energi. Det finns dock olika beräkningsprogram för att göra enklare livscykelanalyser och på så sätt få fram ungefärliga värden på den indirekta energianvändningen. EAP (Energy Analysis Programme) som är utvecklat av en holländsk forskargrupp är ett exempel på ett sådant program. Carlsson-Kanyama med flera har i en studie över svenska hushåll använt EAP i sina beräkningar [35]. Den indirekta energimängden kan fås fram genom att först kartlägga hushållens konsumtionsmönster. Figur 2.5 visar resultatet från studien i absoluta värden och Figur 2.6 visar hur stor andel respektive kategori utgör av det totala. Figur 2.5. Den indirekta energianvändningen per år för 6 olika hushåll. Y-axeln beskriver energimängden i GJ. [35]. Figur 2.6. Andelar av kostnaden för indirekt energianvändning [35]. 11

KAPITEL 2. ENERGIANVÄNDNINGEN I SMÅHUS 2.2 Varmt och ljust Denna del handlar om att ha ett bra inomhusklimat. Det som ingår i begreppet varmt och ljust är alla energisystem kopplade till uppvärmning, ventilation och belysning. Dessa är beskrivna senare i kapitlet. Det ingår även begrepp som luftkvalitet, radon och fukt. Dessa faktorer kan påverkas av energisystemen men även av hur huset är byggt. Vad som går att utläsa ur studier, kopplat till beteendet, är hur folk resonerar kring inomhusklimatet. Dessa studier är oftast fokuserade på villaägare. Anledningen till detta är just att villaägare har kontroll över inomhusklimatet och vilken typ av uppvärmning som finns installerat i huset. Boende i lägenhet har inte samma valmöjligheter till att förändra sitt beteende och framförallt ger ett förändrat beteende en mindre påverkan i ett flerbostadshus. Situationen är lite annorlunda för personer boende i en bostadsrättsförening då dessa har fler valmöjligheter [29]. I Lund har boende i fastigheter ägda och förvaltade av Lunds Kommuns Fastighets AB (LKF) möjligheten att välja individuell inomhustemperatur. Valet påverkar boendekostnaden. Väljer de boende ett varmt inomhusklimat debiteras de ytterligare men om de istället väljer att ha det lite svalare betalas en premie ut vid slutet av året. Den inomhustemperatur som LKF har valt som nollvärde är 21 grader, vilket är ganska normalt. Det gjordes en enkätstudie i Sverige 2004 som visade att mer än hälften av de deltagande hushållen hade mellan 18 till 20 grader och tyckte den temperaturen var lagom, medan det var mindre än 40 % som tyckte att det skulle vara mellan 21 till 23 grader. Det framgick däremot att det inte är många som sänker temperaturen nattetid detta trots att en sådan handling resulterar i att sömnen blir bättre och att pengar sparas [28]. 2.2.1 Värmesystem I Sverige användes under 2009 totalt 79 TWh för uppvärmning och varmvatten i bostäder och lokaler. Småhus stod för 44 % av detta. Det vanligaste energislaget var el tätt följt av biobränslen (ved, flis, spån, pellets). Den totala användningen var 14 respektive 13 TWh för dessa energislag. Biobränslen står för den största ökningen under de senaste åren. Fjärrvärmeanvändningen var 5 TWh och uppvärmning med olja har fortsatt att minska och uppgick till 1,5 TWh. Antalet småhus som installerat värmepumpar har ökat stadigt från 1990-talet. Under 2009 hade 40 % av småhusen någon form av värmepump installerad [27]. Det finns en hel del olika system och kombinationer av olika system för uppvärmning. Alla har sina för- och nackdelar. Vilket system som passar till ett visst specifikt hus beror på flera faktorer. Hur och när är huset byggt? Vilket skick har det? Hur stort är värmebehovet? Nedan följer en beskrivning av de värmesystem som kan användas. Direktverkande el En stor del av småhusen i Sverige använder fortfarande direktverkande el som uppvärmning. Detta påverkar hushållens ekonomi negativt och produceras elen dess- 12

2.2. VARMT OCH LJUST utom av fossila bränslen påverkas även miljön negativt, jämfört med andra system. Elvärmen kan vara direktverkande eller vattenburen. Vid vattenburen elvärme värmer en elpanna eller elpatron upp vatten i en behållare. Därifrån pumpas sedan vattnet vidare i ett rörsystem ut till radiatorerna, se Figur 2.7. Figur 2.7. Vattenburen elvärme [37]. Vid direktverkande eluppvärmning omvandlas elen till värme i radiatorerna, se Figur 2.8. Vissa radiatorer kan vara oljefyllda. Oljan fungerar då som ett litet värmelager för att undvika de kraftiga temperatursvängningarna som kan uppstå i icke oljefyllda radiatorer. Figur 2.8. Direktverkande elvärme [37]. I nybyggda hus är det vanligt med direktverkande el som golvvärme. Detta leder ofta till en större energianvändning än med vanliga radiatorer. Om huset skulle ha direktverkande el kan det vara en god ide att se över radiatorernas termostater. De flesta av husen äldre än 25 år har dåliga styrsystem och ett byte kan leda till besparingar upp mot 5 %. Termostaterna har den viktiga egenskapen att de snabbt anpassar sig till omgivningen och sänker effekten vid till exempel solinstrålning eller om det eldas i kaminen. Elektriska termostater är att föredra jämfört med bimetalltermostater som försämras med tiden [32]. Fjärrvärme Fjärrvärme är ett bekvämt uppvärmningssätt för villaägaren. Efter installationen krävs ingen arbetsinsats. Värmen produceras centralt i ett värmeverk, en kraftvärmeanläggning eller används spillvärme från någon industriprocess. Värmen skickas sedan via ett kulvertnät med nedgrävda ledningar ut till hushållen. För att kunna 13

KAPITEL 2. ENERGIANVÄNDNINGEN I SMÅHUS ta emot värmen behöver huset utrustas med en fjärrvärmecentral som består av två värmeväxlare. En för tappvarmvatten och en för värme. Att värmen produceras centralt istället för att varje villaägare eldar i sin egna panna är både effektivare och mer miljövänligt. Dessutom eldas många pannor med biobränslen som till exempel flis eller pellets. Detta gör att koldioxidutsläppen från fjärrvärmen i genomsnitt är 10 gånger lägre än för en oljeeldad panna [32]. Fjärrvärme är vanligast i tätbebyggda områden då kostnaden är starkt beroende av kundtätheten. Det är dyrt att gräva ner ledningar och energibolagen vill kunna leverera så mycket värme som möjligt per meter ledning. Priset för att ansluta sig till fjärrvärmenätet och även priset för värmen beror på var huset är beläget. Lokala förutsättningar spelar en stor roll och prisskillnaden mellan Sveriges billigaste och dyraste fjärrvärme är stor [32][38]. Olika typer av förbränning Ved och pellets Biobränslen som ved och pellets är populära i de svenska småhusen. Cirka 41 % av husen i Sverige värms med enbart biobränslen eller med biobränslen i kombination med el [42]. Ved och pelletseldning i moderna miljögodkända pannor med ackumulatortank är bra för miljön och bidrar väldigt lite eller inte alls till växthuseffekten. Tanken fungerar som ett värmelager och oftast behövs det endast eldas en gång per dag. Koldioxiden som avges vid förbränningen tas upp av de växande träden som skapar ny biomassa i ett ständigt kretslopp. Ved kan eldas i kaminer, kakelugnar och öppna spisar, då oftast som ett komplement till ett annat uppvärmningssystem. Veden kan också eldas i pannor som är anslutna till ett vattenburet distributionssystem som även producerar tappvarmvatten. Det finns även vattenmantlade kaminer och kakelugnar som delvis fungerar som pannor. Långt ifrån alla vedpannor är effektiva och bra för miljön. Det är viktigt att förbränningen sker på rätt sätt, dvs med tillräckligt hög lufttillförsel, rätt temperatur och med god omblandning av luft och rökgaser. Pellets är ett förädlat biobränsle som tillverkas av sågspån, bark och annat spill från skogsindustrin och pressas samman till små cylindrar. Det är därför precis som ved ett förnybart bränsle. Modern pelletseldning är enkel och kräver knappt något underhåll. Det är även renare och effektivare än ved vilket gör att närmiljön mår bättre. Användningen av pellets ökar i Sverige även om takten inte är lika kraftig som i början av 2000-talet [42][32]. Olja Under 1950, -60 och -70-talen var oljan den dominerande uppvärmningskällan i de svenska småhusen. På 70-talet förändrades dock bilden på grund av oljekriserna och de flesta nybyggda husen utrustades med elvärme istället. I dag gör oljans miljöoch klimatprestanda att den inte längre är lämplig för uppvärmning av småhus. Dessutom är oljan i särklass det dyraste uppvärmningsalternativet. Från 1997 till 2006 steg priset med 121 % [43]. En modern oljepanna har en verkningsgrad på cirka 80-85 % men gamla pannor 14

2.2. VARMT OCH LJUST kan i sämsta fall ha en verkningsgrad som är lägre än 60 % [32]. Mindre än 60 % av bränslets energiinnehåll omvandlas alltså till värme i dessa fall. Resten av energin försvinner i tomma intet. Det är oftast möjligt att konvertera från olja till pellets bara genom att byta oljebrännaren mot en pelletsbrännare. Bäst verkningsgrad fås dock genom att byta hela oljepannan mot en pelletspanna. Gas Till energigas räknas naturgas, vätgas, DME, stadsgas, gasol och biogas. Naturgasen är precis som oljan ett fossilt bränsle men den ger lägre halter av miljöskadliga ämnen vid förbränningen. Utsläppen av koldioxid är 25-50 % mindre och kväveoxiden är drygt hälften jämfört med olja. Svavelutsläppen är försumbara [32]. Däremot är naturgaseldning sämre än pellets sett ur ett klimatperspektiv. Naturgasen är världens tredje största energikälla efter olja och kol och i Europa står den för en fjärdedel av den totala energiförsörjningen [46]. I Sverige är naturgasanvändningnen mer begränsad och det finns endast infrastruktur för distribution i den sydvästra delen av landet. I Stockholm, Göteborg och Malmö finns nät för stadsgas som idag distribuerar naturgas. Stockholm och Göteborg har steg för steg börjat att blanda in biogas i ökande mängder. Biogasen är ett förnybart bränsle till skillnad från naturgasen och bildas då organiskt meterial bryts ned i syrefattig miljö. Gas kan eldas i befintlig oljepanna som utrustats med en speciell gasbrännare men verkningsgraden påverkas av pannans utformning och kondition. En modern gaspanna har 90 % verkningsgrad vilket är något högre än för en oljepanna [44]. Värmepump Antalet värmepumpar har ökat stadigt från 1990-talet. Under 2009 användes någon form av värmepump i 754 000 av de svenska småhusen [27]. Det finns flera typer av värmepumpar, luft/luft, luft/vatten, vätska/vatten eller frånluft. Principen för dessa är den samma. Värme hämtas vid låg temperatur och avges vid en högre. Värmen kan hämtas från marken, berggrunden, vatten i en sjö, omgivningsluften eller från husets frånluft. Viken typ som bör användas beror helt på vilka förutsättningar, behov och i vilken omgivning byggnaden står. En värmepump fungerar på samma sätt som ett kylskåp fast med omvänd process. Värmen från omgivningen leds in i pumpen av en kollektorslinga. Inne i pumpen cirkulerar ett köldmedium som förångas när den tar upp värmen från kollektorslingan. Köldmediet komprimeras sedan vilket gör att tryck och temperatur stiger och värme vid en högre temperatur kan avges till husets värmesystem. Köldmediet kyls därmed av och passerar sedan en expansionsventil där trycket sänks och processen kan upprepas igen [32]. Vid beskrivning av en värmepumps prestanda brukar det pratas om COP (coefficient of performance) eller värmefaktor. Denna beskriver förhållandet mellan den mängd värme som erhålls och den elenergin som tillförs. Om en pump har en värmefaktor på 3, fås 3 kwh värme ut om 1 kwh el tillförs. Byts elvärme mot en värmepump kan i det här fallet två tredjedelar av förbrukningen sparas. Investe- 15

KAPITEL 2. ENERGIANVÄNDNINGEN I SMÅHUS ringskostnaden kan vara relativt hög men då de rörliga kostnaderna är låga blir det oftast en lönsam investering [45]. Solvärme Med solvärme utnyttjas energin från solen. Solfångare värmer upp vatten som främst används som tappvarmvatten men också till uppvärmning. Det är ett bra alternativ ur miljösynpunkt då energin är helt förnybar och fri från utsläpp. Dessutom är energin gratis. Det är främst under sommaren som hela behovet för uppvärmning och varmvatten i ett hus kan täckas. Därför används solvärme oftast i kombination med andra uppvärmningssätt i ett så kallat kombisystem. Normalt består detta av 8-10 kvadratmeter solfångare kopplade till en ackumulatortank med en volym på 500-750 liter. På sommarhalvåret används solvärmen och på vinterhalvåret går det till exempel att elda ved eller pellets. Det är också vanligt att solvärme används till uppvärmning av en pool [32]. 2.2.2 Belysning Belysningen utgör en relativt stor del av elförbrukningen i ett hushåll. Energimyndigheten genomförde en elmätningsstudie på belysning mellan 2005 och 2007 och kom fram till att genomsnittlig installerad effekt uppgick till 1,5 kw [29]. Det fanns objekt som hade uppemot hundra installerade lampor där huvuddelen bestod av glödlampor [30]. Studien visade även att det fanns ett allmänt motstånd till lågenergilampor. Motståndarnas huvudargument var kostnad, tid för uppstart samt ljusets värme [24]. Trots att det finns motargument och att folk verkar tycka om glödlampor, kommer dessa att fasas ut helt. Utfasningen sker i flera steg samtidigt i alla EU-länder. Det började 2009 med att matta och klara 100 watts glödlampor blev förbjudna. Därefter blev 75 watts klara glödlampor förbjudna 2010. 2011 togs de klara 60 watts bort. I september 2012 kommer förbud mot klara 40, 25 samt 15 watts glödlampor. När detta skett är själva utfasningen klar men därefter införs det även skärpta krav på lågenergilampor och halogenlampor [94]. Andra problem som folk har med lampor är att de förknippar effekten, som mäts i watt, med lampans ljusstyrka. Detta kan delvis förklaras med märkningen av lamporna [30]. Boende i villor med eluppvärmning tycker också att värmen från glödlamporna medför ett mindre värmebehov från den primära värmekällan vilket förvisso är sant. Problemet är att det är effektivare att utnyttja den primära värmekällan till att värma upp huset och använda lågenergilampor till att lysa upp huset. Värmesystemet är mer anpassat för syftet att just värma upp huset vilket inte lamporna är. Glödlampor bidrar även till behov av kyla under vissa delar av året [29]. 2.2.3 Klimatskal Med klimatskal menas det omgivande höljet kring huset. Klimatskalet ska skydda mot väder och se till att husets värme behålls inomhus. Genom åren har detta skal 16

2.2. VARMT OCH LJUST byggts på olika sätt. Generellt kan det sägas att efter oljekrisen är husen byggda med bättre fönster och isolering än före oljekrisen. Figur 2.9 visar på andelen av hur mycket energi som läcker ut genom skalet för hus byggda under olika tider. Figur 2.9. Den energin som transmitteras ut genom klimatskalet för hus byggda före 1970 respektive efter 1970 [32][80]. För att beräkna hur mycket värme som transmitteras genom klimatskalet används en värmegenomgångskoefficient även kallat U-värde i dagligt tal. Detta U- värde är ett mått mätt i [W/m 2 K]. Med ett lågt U-värde menas att mindre värme transmitteras genom klimatskalet dvs att energibehovet blir lägre. Isolering Isoleringen är en del av klimatskalet och finns i väggar, golv och tak. Att tilläggsisolera är ett sätt att påverka energianvändningen i fastigheten till det positiva. Vid renovering bör tilläggsisolering betänkas då det kan leda till stora besparingar. En tilläggsisolering kan även medföra att värmesystemet kan bytas ut mot ett med lägre effekt. Viktigt att tänka på vid en större renovering är att det i vissa fall krävs att utseendet på huset skall bevaras och då kan en tilläggsisolering inskränka på det. Det går att isolera både utåt och inåt. Läggs isoleringen utåt får det som följd att huset kommer att bli större på utsidan och att fastighetens fönster kommer att sjunka in. Läggs däremot isoleringen på insidan kommer golvytorna bli mindre men utsidan kommer att vara intakt. De nya husen byggs med 300 mm isolering i väggarna med ett U-värde på 0,16. I snedtaken ligger det 400 mm och U-värdet är 0,13. Även golven och vindsbjälklagen är isolerade med 150 mm respektive 500 mm och U-värden på 0,19 samt 0,1 [31]. Det vanligaste materialet för isolering är sten- och glasull. I Tabell 2.1 sammanställs hur U-värden har förändrats över åren för ytterväggar och vindsbjälklag. 17

KAPITEL 2. ENERGIANVÄNDNINGEN I SMÅHUS Tabell 2.1. Sammanställning över hur U-värden har förändrats under 1900-talet [31]. Ytterväggar Vindsbjälklag Ursprungligt U-värde efter Ursprungligt U-värde efter Byggår U-värde tilläggsisolering U-värde tilläggsisolering -1920 0,90 0,40 0,60 0,25 1921-1940 0,85 0,40 0,50 0,25 1941-1960 0,60 0,40 0,45 0,20 1961-1975 0,40 0,30 0,30 0,18 1976-1985 0,25 ej aktuellt 0,18 ej aktuellt 1985-2004 0,20 ej aktuellt 0,15 ej aktuellt Valet av isolermaterial är också viktigt. Som nämnt innan är sten- och glasull det vanligaste materialet men det finns även andra. Gemensamt för alla är att det är uppbyggda med fibrer eller cellplast. Isolermaterial byggda av fibrer är till exempel mineralull, cullulosa, lin och fårull. Dessa har öppna luftceller och det gäller att isolerytan är tätad så att luften inte blåser rakt igenom. Används isolermaterial av cellplast till exempel frigolit behövs endast skarvarna vara vindtätade. Isoleringsförmågan, som anges i värmeledningstalet λ är ett mått på hur bra materialet är. Detta lambda är en viktigt parameter för beräkning av U-värdet där även tjockleken ingår. Det bästa isoleringsmaterialet har ett lågt lambda [31]. Fönster Fönster påverkar en byggnads energibehov genom två saker. Dels släpps värme ut genom transmissionsförluster liknande som för isoleringen. Den andra delen är att värme tillkommer in i huset genom solens värmeinstrålning. Detta tillskott minskar värmebehovet från värmekällan under kalla månader men kan öka kylbehovet under varma sommarmånader. En vanlig lösning på ett sådant problem är markiser som hindrar värmeinstrålningen på sommaren. Det finns fyra olika typer av fönster. Den enklaste typen är englasfönster och hittas vanligen i entrépartier eller i skyltfönster. Nästa steg är tvåglasfönster som är vanligt förekommande i äldre fastigheter där inget fönsterbyte har skett. Treglasfönster är nästa steg och är något nyare och bättre än tvåglasfönster. Den senaste typen är energiglasfönster där glaset är belagt med ett skikt som gör att värmetransmissionen genom glaset blir sämre. Dessa fyra typer och mängden energi som transmitteras genom dessa visas i Figur 2.10. 18