Kan byene bli solkraftverk?

Byer kan gå fra å være energi­sluk til å bli «kraft­verk» som produ­serer sin egen energi, skriver Harald N. Røstvik.

Bygninger Cyprus International University
Flere universitet profilerer seg nå for det grønne skiftet. Cyprus International University har utviklet campus til å bli et fornybar energi-laboratorium, og studenttallet øker. Engineering-fakultetets nybygg (2019) er energiselvforsynt med solfasader og naturlig ventilasjon (sorte «solar chimneys» på taket). Arkitekt: Saffet Kaya design Ltd, London. Energisystem design: Harald N. Røstvik. (Foto: Privat/HNR.)

Det grønne skiftet preget Universitetet i Stavanger (UiS) i november. Vi fikk den første doktorgraden (PhD) i solenergi ved UiS noensinne. Vi arrangerte et internasjonalt strømmet solenergiseminar, «The Sunshine Revolution», en filmvisning og samtale mellom Morten Harket og undertegnede. Og Statsbygg, som eier bygningene ved UiS, startet montering av store solenergianlegg.

Doktorgraden om bygningsintegrert solenergi (BIPV, «building-integrated photovoltaics»), som jeg var hovedveileder for, bestod av åtte artikler i internasjonale vitenskapelige fagfellevurderte tidsskrift, hvorav tre på nivå to. Doktoranden, Hassan Gholami, hadde også et tre måneders opphold ved University of Cambridge. Han fikk jobb i Oslo umiddelbart.

Ifølge Cristin er dette bare den andre BIPV-doktorgraden i Norge. PhD-ens funn var at byene våre, fra å være energisluk, kan bli til kraftverk som produserer egen energi.

Kunnskapsmangel

Halvparten av verdens befolkning bor nå i byer. Ifølge FN vil 70 prosent bo i byer i 2050 og forårsake 70 prosent av globale klimagassutslipp. Ved å ta i bruk BIPV adresseres både energi og klima.

Norske bygg bruker 40 prosent av landets energi. EUs bygningsenergidirektiv fra 2010 krever at alle nybygg fra desember 2020 skal være nær nullenergi; de skal være energiøkonomiske og bruke ny, fornybar energi, som BIPV. Norge fomler med implementeringen.

Solenergiklyngen har identifisert kunnskapsmangel som den største barrieren for bruk av solenergi i Norge – hos forvaltningen, i mediene, hos planleggere, konsulenter og arkitekter. IEA, verdens mest siterte energianalysebyrå, har villedet og konsekvent undervurdert solenergipotensialet. Mediene har ikke stilt IEA kontrollspørsmål, men vært ekkokammer for cancel culture-lignende informasjonsunderslag.

Solenergipotensialet

PhD-ens fullskala forsøk ved UiS testet BIPV i alle himmelretninger – også nord, hvor refleksjon fra motstående bygg gir stråling. Studien omfattet EU-land, Norge og Sveits. Den viste at selv et BIPV-system på en nordvendt vegg leverer nok strøm til å refundere alle systemmerkostnader i anleggets livsløp!

BIPV-systemer er ofte rimeligere enn tradisjonelle fasader. Vegger mot syd, øst og vest gir bra inntekt (avkastning ved sparte utgifter til energikjøp). I EU og Norge er BIPV som ytterhud økonomisk (5 prosent avkastning) hvis man regner med miljø- og samfunnskostnadene.

PhD-en etterlyser helhetstenkning: En tradisjonell fasade gir null økonomiske fordeler, så hvorfor forlanges rentabilitet fra BIPV, og hvor rentabelt er et dyrt kjøkken eller bad? Rentabilitet avhenger av pris på annen strøm. Den har ligget på 50–100 øre per kWh. Men i dag (mandag) er strømprisen i Sør-Norge 5 kroner – ti-gangen! Det er vindstille og strålende solskinn, som det alltid er når det er kaldt i Norge.

Sluttbrukerpris for BIPV-systemer i Europa varierer fra 100–150 euro/m² (tynnfilm) til 500–700 (snitt 450). Men da BIPV erstatter tradisjonelle fasadematerialer, kan disses kostnad fratrekkes slik; steinfasader koster 170–900 euro/m² (snitt 535), murstein 100–380 (snitt 240), metall 120–580 (snitt 350), tre 80–380 (snitt 230). Kostbare glassfasader, metaller og marmor er dyrere enn BIPV. Merkostnaden er da null, samtidig som linjetap og luftforurensingen reduseres.

Et BIPV-systems levetid regnes til 30 år, fordi energiproduksjonen etter 30 år er minst 80 prosent av opprinnelige ytelse. Men nye studier viser faktisk levetid på 50 år. Og 80 prosent av en solcellemodul består av resirkulerbart glass og aluminium. 80 prosent av alle BIPV-systemer er takmonterte, resten er fasader – hvor potensialet er enormt.

The Sunshine Revolution

Da vi for tretti år siden, i 1991, lagde filmen «The Sunshine Revolution» sammen med Morten Harket i a-ha, medvirket ti solenergibygg jeg hadde tegnet de foregående femten årene. I de tretti årene siden da har prisene på solceller falt til en hundredel, og fallet fortsetter.

Seminaret ved UiS ble strømmet på YouTube og sett av 13.000 den første uken. Våre spådommer fra filmen i 1991 har stemt. Den fremstår som oppdatert, men teknologisk er det gjort store fremskritt.

Samspillet mellom bygg- og transportsektoren vil bidra til løsning på elektrifiseringen av transporten. Dette viste også videoen for tretti år siden; el-kjøretøy ble ladet med strøm fra husets BIPV, og bilbatteriet kan låne strøm til den energieffektive boligens batteri. Bygget og bilen samspilte.

Statkraft mener at solkraft blir verdens største kraftkilde allerede i 2035.

COP 26 i Glasgow

Klimatoppmøtet COP 26 gjentok intensjonene fra Rio i 1992, men fremdeles nesten uten bindende forpliktelser. Å begrense global temperaturøkning (1860–2100) til 1,5 grader, er neppe mulig. Vi har allerede nådd 1,2 grader, og vi vil, ifølge Cicero, nå 1,5 grader i 2032. Vi må forberede oss på over 2 grader.

Europa har tre klimasoner (årlig snitttemperatur) – Stockholm, Zürich og Milano. Forskjellen mellom hver sone er 2,4 grader. Bygg i Sør-Norge (Stockholm-klimasonen), bør nå planlegges for Midt-Europas klima (Zürich-sonen).

Et «worst case scenario» med temperaturøkning på 4 eller 5 grader vil gi Sør-Norge et klima som Milano og økt kjølebehov sommer, vår og høst. Da skinner solen mest, altså virker BIPV. Romoppvarming- og isolasjonsbehovet vil falle. Disse forhold påpekte jeg allerede fra 2012 i en rekke foredrag og vitenskapelige artikler (Taylor & Francis Online).

Det som nå bygges i Norge, tar ennå ikke hensyn til dette.

(NB: Cuprus International University som har utviklet campus til å bli et fornybar energi-laboratorium og som du ser i illustrasjonen i denne artikkelen, er omtalt av tu.no i 2020. Du kan laste ned artikkelen her.)

Artikkelen ble først publisert i Stavanger Aftenblad 30. november.