Hållbar implementering av innovationer i samband med energiomställningen

Aktörer som påverkas av direktiv och mål inom energieffektivisering och ökad utbyggnad av lokalt producerad solel är många. Ökad elektrifiering och beställares eller hyresgästers ökade önskan att producera egen solel på tak och klimatskal leder till att nya arbetssätt och samarbeten liksom aktörsled behöver skapas [1]. Detta kräver i sin tur hållbar planering men även brett utvecklingsarbete och forskning. En solcellsanläggning påverkar inte bara ekonomernas kalkyler, utan även konstruktörernas, elektrikernas, takläggarnas, brandingenjörernas, arkitekternas med fleras arbete. Införande av en solcellsanläggning i ett projekt kräver dessutom samverkan med elnätbolag på ett nytt sätt för byggprojekt. Utvecklingen inom den elektrifierade fordonsflottan medför ökat behov av laddstolpar, vilket i sin tur ger öppningar för att optimera just solcellsanläggningarna efter nya lastprofiler. Här tangeras även optimeringen av en solcellsanläggnings lönsamhet genom installation av batterier. Batterisystem i sin tur väcker många frågor.
 

Omställning som ställer krav

Nya mål, direktiv, trender och drivkrafter till omställning inom energisektorn ger många ringar på vattnet. Det är viktigt att driva utvecklingen av den enskilda tekniken, som ska medföra ökad andel förnybar el. Minst lika viktigt är att införa den nya tekniken på ett hållbart sätt genom ett helhetsperspektiv i ett rådande system. 

Utbyggnationen av solcellsanläggningar i Sverige är etablerat brett politiskt. Energiöverenskommelsen från 2016 tar höjd för att Sveriges elmix ska vara 100 procent förnybart år 2040. Solkraft har en given plats som del i att nå detta mål. Som följd av överenskommelsen har förenklingar gjorts kring regelverk och administration för att underlätta för investerare. Förenklingar kring utbyte av elmätare liksom borttagande av rapporteringskrav av producerad solel kopplat till investeringsstödet liksom kravet på momsregistrering är resultat härifrån. Även bygglovsplikten avskaffades i somras för  solfångare och solcellsmoduler inom ett detaljplanerat område om dessa följer byggnadens form.

Dessa förändringar är viktiga nödvändiga åtgärder i en mycket starkt växande bransch, där en hållbar tillväxt är viktig. Branschen behöver ges verktyg för smidiga processer men även kvalitetssäkring från ax till limpa i projekten. Förändringarna i sig medför nya krav och behov av utveckling. Borttagandet av bygglovsplikten har röjt hinder för projektutvecklare, fastighetsägare och inte minst solcellsentreprenörer som tidigare varit tvungna att hantera variationer i kommuners krav. Solcellprojekts genomförande har förenklats. Borttagandet av bygglov medför ökad vikt av Boverkets byggregler kring installation av  moduler för solel- eller solvärmeproduktion. I BBR finns det inte explicita regler eller specifik vägledning kring hur moduler ska monteras säkert eller om de till och med ska anses vara taktäckning.

En ny situation har uppkommit. Borttagandet av kravet på bygglov medför att byggherren, som har det yttersta ansvaret för byggnaden och för att utformingen och montaget av solfångare eller solcellsmoduler uppfyller relevanta lagar och regler, ges inte stöd genom byggnadsnämndens kotrollfunktion, vilket kan upplevas som något dolt.

Aktörer och discipliner såsom elkonsulter och brandkonsulter i projektet tilldelas nya frågor och gränsdragning för ansvarstagande behöver definieras. Vid implementeringen av ny teknik och system som påverkar i flera led är det viktig att bedriva pilotprojekt, forska och möjliggöra erfarenhetsåterföring till  branschen. Även för solcellsanläggningar är detta vägen till en hållbar ökad utbyggnad. 
 

Utmaningar att lösa brett

På uppdrag av Castellum Öresund AB arbetar WSP just nu i ett multidisciplinärt projekt för en stor kontorsbyggnad i Malmö där det finns stora ambitioner och mål att uppnå höga höjder inom hållbarhet. Det handlar om att skapa en hållbar arbetsplats kopplat till inomhusmiljön och välmående där liksom även att minimera byggnadens klimatpåverkan. Detta är ett projekt som ställer krav inom både grönytefaktor och mängd egenproducerad solel. I projektet togs tidigt kontakt med den lokala räddningstjänsten, som hade egna krav och önskemål kring planering av sedumtak, solcellers placering, inkoppling och möjlighet för brytning. Vi har haft bra diskussioner, där önskemålen från räddningstjänsten följt lokala utredningar och erfarenheter från tidigare projekt.
 

Konkreta lösningar för gröna tak och brytare av solcellsanläggning

Kombinationen av stor solcellsanläggning på platt tak och grönytefaktor i detta projekt har resulterat i att det är brandprovat och godkänt sedum som ska planteras. Detta kommer av att montering bör i möjligaste mån göras på obrännbart underlag för att minska risken för brandspridning från solcellsmodulerna. På den svenska marknaden finns ett fåtal testade och godkända sedumtak som uppfyller den angivna brandklassen. 

Vidare vill räddningstjänsten för detta projekt att solcellsanläggningen ska vara försedda med reläer som stänger av likströmsdelen av anläggningen vid solcellsmodulerna vid  växelströmbortfall och att anläggningen och dess brytare kopplas till ett helautomatiskt brandlarm. För bästa säkerhetsnivå ska hela solcellsanläggningen kunna göras strömlös, där en nödavstängningsknapp ska placeras lätt åtkomlig, nära entré, och med indikeringar och märkningar.

Lösningar i dessa relativt nya utmaningar har vuxit fram genom att branschens aktörer delvis på sina kammare utrett frågeställningarna enskilt, men även genom samverkan och diskussioner. Erfarenhetsåterföring och informationsspridning är viktiga delar som driver frågan framåt innan branschstandard tas fram.
 

Batterier

En annan produkt som blir aktuell inom utvecklingen inom energiomställningen är batterier. Installationer av dessa medför även utmaningar kopplat till brandsäkerhet. Vid brand i litiumjonbatterier utvecklas hälsofarliga gaser, brandförloppet är snabbt och släckningsarbetet är mycket utmanande för räddningstjänsten [2]. Detta är en ny risk som införs i byggnader där energilagring är en del av en byggnads energisystem. Branschen har ännu ingen lagstiftning eller branschpraxis där lösningar eller standarder kan åberopas. I diskussioner och remissvar kan följas att installationer av batterier kan likställas krav som ställs vid pannrum, där alltså batterier tilldelas egen brandcell.

I ett pilotprojekt, som WSP arbetar i på uppdrag av Eksta Bostads AB, har optimering av nyttan av solcellsinstallationer undersökts med hjälp av att ett mikronät installerats mellan fyra flerbostadshus i stadsdelen Fjärås i Kungsbacka. På grund av rådande regelverk i Sverige består i dagsläget den ekonomiska nyttan av att till högsta möjliga mån använda den  egenproducerade solelen själv. Att undvika att mata in solel till elnätet kan ske på olika sätt:

1. Solcellsanläggningen dimensioneras efter rådande elbehov i byggnaden.
2. Överskott av solel lagras i energilager.
3. Överskotten skickas till intilliggande byggnader.

Alternativ 1 begränsar projektutvecklare som vid varje enskild investering i solcellsanläggning vill maximera anläggningen efter takytan. I dessa fall suboptimeras alltså utbyggnaden av solcellsanläggningar i Sverige.

Alternativ 2 är applicering av teknik och system som är på stark tillväxt. Det märks inte minst vid den största solcellsmässan i Europa, Intersolar, som årligen hålls i München. Området på mässan som visar för lagring av energi växer allt mer för varje år. Fortfarande är dock prisbilden för energilagring genom batterier beroende av bidrag för att vara lönsamma. Flera länder inklusive Sverige har lyft in investeringsstöd till batterier för att gynna en framväxt [3]. Pilotprojekt som WSP bedrivit, några på uppdrag av Energimyndigheten, visar att det idag ännu inte är ekonomiskt lönsamt att använda batterier för just lagring av solel över dygnet. Däremot kan batterier bistå med intressanta lösningar för lastförskjutning och effektreduktion [4].

Alternativ 3 är särskilt intressant om ägaren av solcellsanläggningen även äger omkringliggande byggnader. Avsaknad av inmatningstariffer, som er intäkt för den solel som matas in till elnätet eller möjligheten att ”kvitta” inmatad med köpt el till och från elnätet är ur ett lönsamhetsperspektiv den begränsande faktorn vid utbyggnad av solcellsanläggningar. Appliceringen av alternativ 3 medför att elen skickas in på det koncessionspliktiga elnätet, vilket i sin tur medför att elen blir föremål för energiskatt. Ska solelen alltså skickas till en annan byggnad i ett bostadsområde och inte beläggas med energiskatt, måste ett undantag i ellagen åberopas [5]. Detta har gjorts i Fjäråsprojektet, varpå ett mikronät upprättats för delning av solel i ett område.

I projektet har även batterilager installeras. Tidigare resultat i pilotprojekt kring avsaknad av lönsamhet från batterisystem har kunnat konstaterats även i detta projekt. Istället visar projektets resultat att ökad nytta från solcellsanläggningarna att nås genom mikronätet. Producerad solel delas mellan byggnaderna och graden av den så kallade egenanvändning ökas. Denna är direkt kopplad till lönsamhet. För Ekstas del betyder detta att vidare utbyggnad av solcellsanläggningar innebär att deras anläggningar kan byggas större än för att tillgodose den enskilda byggnadernas behov och att anläggningarna och byggnaderna kopplas ett mikronät liksom till smart styrning istället för att installera enskilda system med batterier.
 

Insatser vid tidig implementeringsfas 

Det blir många insatser och tilltag av försiktighetsåtgärder, då enskilda discipliner konfronteras med nya system och teknik. Branschen bör både ta fram och enas om lösningar så att utvecklingen blir hållbar. Samhällsekonomiskt vore det mest lönsamt att lösningar för de frågor som uppstår drivs tillsammans, där lösningar för de aspekter som påverkas kopplas till ett myndighetsansvar. Dock saknas just nu lagstiftning och allmänna råd för projektering av solcellsanläggningar utöver gällande lagstiftning och projekteringsanvisningar inom elsäkerhet. Detta är endast ett exempel. För att lyckas med implementering behövs utöver tekniska innovationer även samverkan mellan samtliga beträffade aktörer liksom incitament för implementeringen. Detta kan vara fungerande och uppdaterade regelverk, erfarenhetsåterföring, kunskapshöjande insatser eller myndighet som tar över ansvar för utveckling av standarder.
 

Referenser

[1]Per Hedberg, Sören Holmberg Svenskafolkets åsikter om olika energikällor 1999 –2017, 2018.
[2]Lina Thors, Håkan Wingfors, AndreasFredman, Lars Hägglund, Tobias Tengel, Marianne Tunell. Nya risker för räddnings-personal vid bränder/gasning av batteripack hos e-fordon. MSB, 2016.
[3] Report IEA PVPS T1-34:2018 Trends 2018 in photovoltaic applications. Survey of Selected IEA Countries between 1992 and 2017.
[4]Gustaf Svantesson, Jens Penttilä Metoderoch lösningar för att matcha solelproduktionoch elanvändning - Förstudie www.bebostad.se/projekt/teknikutvecklingsprojekt/metoder-och-loesningar-foer-att-matcha-solelproduktion-och-elanvaendning-foerstudie/ 2017.
[5]Förordning (2007:215) om undantag frånkravet på nätkoncession enligt ellagen (1997:857)www.riksdagen.se/sv/dokument-lagar/dokument/svensk-forfattningssamling/forordning-2007215-om-undantag-fran-kravet-pa_sfs-2007-215 2018.
 

Läs mer:

Fjäråsprojektet med solcellsanläggningar och mikronät: www.bebostad.se/om-bebo/foerdjupningsomraaden/solenergi

Detta är en artikel som ursprungligen publicerats av Bygg & Teknik.