The purpose of this examination is to see how energy efficiency measures affect peak loads in multifamily buildings. In addition, how much of an energy share warm water has in peak loads. The Swedish building sector represents 40 % of all energy used. The thesis was restricted to multifamily buildings, which is dominated by district heating. The most common energy measures to save peak cost and reduce peak loads that are focus in this thesis work, e.g. changing windows, isolate walls and attics but also lowering indoor temperature. It was assumed in the thesis that the cost of peak loads will increase in the future and therefore the choice of energy efficiency measures is important. The calculations to determine the effectiveness of the energy measures where done by using hourly temperature data from the year 2014 in combination with, known investment costs for each energy measure. The only measures that went with profit over a 40-year period was the attics isolation and lower indoor temperature. The highest peak load savings in heating was the change of windows and wall isolation, but the investment cost was too high to gain a profit. The conclusion is that the best energy efficiency measures are attic isolation and lower indoor temperature because of its low investment cost and quick payback time, but also effective at lowering peak load by reducing the temperature difference between outdoor and indoor temperature in multifamily buildings. The analysis of warm water energy's share of the peak loads varied much between the 15 given multifamily buildings, where a base load and a peak load where compared. The result was between 10-50 % were the difference between the buildings warm water energy share off the peak loads. It where concluded that a standard value of 20 % would give much inaccuracy in determining the warm water share. It is therefore, suggested to use this method to determine the warm water share of the hourly peak load. / I detta arbete har syftet varit att hitta de vanligaste energieffektiviseringsåtgärderna som görs idag i det svenska bostadsbeståndet. Energieffektiviseringsåtgärderna påverkar effekttoppar i flerbostadshus och har undersökts. Om det antas att energiprisstrukturen går mot en mer effektbaserad taxa kan åtgärderna få större påverkan på energipriset i framtiden. I arbetet har varmvattnets andel av timeffekttoppar undersökts, med stöd av energianvändningsdata från 15 anonymiserade flerbostadshus med fjärrvärme. Energianvändningen i bostadsbeståndet står för ca 40 % av Sveriges energianvändning. Det ställs då krav på de lågenergihus som byggs idag och vid renovering av hus att möta Sveriges som såväl EU 2020 målet att minska energianvändningen i bostäder genom att implementera energieffektiviseringsåtgärder. De vanligaste energieffektiviseringsåtgärderna i flerbostadshus har varit isolering av väggar och vind, installation av energiglas och frånluftssystem med värmeåtervinning. En sänkt inomhus temperatur har även medtagits. För fastighetsägare av flerbostadshus, där energianvändning för uppvärmning och varmvatten domineras av fjärrvärme är prisutvecklingen viktig. Om i framtiden ett antagande görs att el och fjärrvärmepriset övergår från en energibaserad taxa kr/kWh till en mer effektbaserad taxa kr/kW där kunden betalar för de högsta effekttopparna under ett år. I denna studie redovisas det när effekttoppar uppstår och vilka energieffektiviseringsåtgärder som påverkar effekttopparna i flerbostadshus. De högsta effekttopparna uppstår oftast under vinterårstiden då uppvärmningsbehovet är störst. I ett framtaget typbostadshus där de valda energiåtgärderna beräknades, det visade sig att energiglas minskar effektbehovet och effektpriset mest, därefter väggisolering med mineralull. Emellertid ger energiglas och väggisolerings åtgärderna ger förluster i lönsamhetsberäkningen. Det skiljer sig från tilläggsisolering med mineralull av vinden och sänkt inomhus temperatur som har en investerings vinst över en 40 års period. I beräkningarna användes temperaturdata från år 2012 både på typhuset innan och efter implementerad åtgärd.En viktig parameter vid minskning av uppvärmningsbehovet är U-värdet. Tilläggsisolering av vind samt sänkt temperatur är de åtgärder som rekommenderas då båda påverkar effektbehovet och ger en lönsam investering. Åtgärd vid fönster och väggar minskar dock uppvärmningsbehovet mest men ger en olönsam ekonomisk investering. Varmvattenandelen av den högsta timeffekttoppen över året togs fram genom att jämföra baslasten och effekttoppen under dagen då effektbehovet är som högst. Resultatet visade att varmvattenandelen av effekttoppen tycks variera mellan ca 10- 50 %. Varmvattenandelen av effekttoppen varierar stort och därför föreslås användningen av metoden i detta examensarbete istället för ett schablonvärde på 20 % vid undersökning av varmvattenandelen av timeffekttoppen.

The EU energy efficiency directive is driving the EU member states to set ambitious goals to increase energy efficiency. Mälarenergi AB is one of the Swedish energy companies, affected by the directive, that have taken an active role in order to increase efficiency within their energy production. This study was initiated to perform energy analysis and find energy optimization measures in the systems attached to one of Mälarenergi’s CHP-units, called P5.The operating conditions of the bio fueled combined heat and power plant, P5, recently changed when the connected boiler, P4, was decided to be shut down. The two boilers shared turbine, steam, feed water, condensate and oil systems, and the operating conditions of these systems changed radically when the mass flow decreased as P4 was shut down. The changed operating conditions affects the efficiency and the performance of the plant. The changed mass flow affects the capacity demands, efficiency in components and the technical conditions of the plant.The general approach through this thesis and the used methodology is based on initial analysis of the system changes, review of the necessary functions in the system and identification of the differences between the needed functions and the existing system. Optimization potential were identified where there were large differences and as a final step, technical and economic feasibility of implementing identified optimization measures was analyzed. The results shows that feasible optimization potential is identified in removing pumps without adjustable speed drives from the system, installing adjustable speed drives to the warm condensate pumps, replacing the dilution water pumps and detaching the atomization steam tank for P4. The economic feasibility to invest in a new direct heater, better adjusted to the operating conditions of P5, is small but could be an option to Mälarenergi if the alternative production cost remains high. Without the already installed adjustable speed drives in Mälarenergi’s plant the efficiency of the operations would be much lower than what it is today and the optimization potential essentially larger. The efficiency potential in the plant increases further when the attached turbine, G4, is to be dismantled and the operating conditions changes again. More extensive simplifications and rearrangements of the system can be made to decrease the energy demand for operations with 745 MWh/year. / EU:s energieffektiviserings direktiv ställer hårda krav på företag i medlemsländerna att kartlägga och analysera energiförbrukning för att identifiera åtgärder för att öka effektivitet. Utöver detta så har Sverige ambitiösa mål om ökad energieffektivitet i samtliga sektorer. Att effektivisera energiproduktionsanläggningar för att hitta effektiviseringspotential är därför aktuellt för svenska energiproducenter. Mälarenergi är ett av de energiföretag som arbetar aktivt med att kartlägga och minska sin energiförbrukning. Studien har därför genomförts för att granska panna 5 i Västerås kraftvärmeverk, för att undersöka hur energieffektiviseringsåtgärder kan identifieras i kraftvärmeprocesser där driftförutsättningar och processer har förändrats. Panna 5 har flertalet gemensamma processer med en äldre panna i anläggningen, panna 4, vars drift har upphört och pannan ska läggas ner. Driftförhållandena i de tidigare gemensamma systemen för kondensat, matarvatten, kylning och olja har därför förändrats och massflöden i systemen minskat kraftigt. De förändrade förhållandena och massflödena påverkar kapacitetsbehovet i systemen, effektiviteten i flertalet komponenter samt de tekniska kraven som ställs på panna 5. Den största förändringen i systemet är de minskade massflödena. Flödet i kondensatsystemet har minskat från ca 100 kg/s till 45 kg/s. Samma förändring i matarvattensystemet då panna 4 kopplas bort, är från 160 kg/s till 50 kg/s. Studien visar att det finns energieffektiviseringspotential i att byta ut pumpar vars pumpdrift har påverkats kraftigt, upphöra med drift av pumpar utan frekvensstyrning, installera frekvensstyrning på pumpar där flöden varierar samt förenkla och ta bort överflödiga processer som inte nyttjas vid de nya förhållandena. Processerna kan också optimeras genom att investera i en ny direktvärmare bättre lämpad för panna 5, dock är lönsamhetskalkylen för denna svag och ytterligare bedömning krävs. Resultatet visar även att då turbinen till panna 5 är uttjänt och nedmonteras så kan processerna kring panna 5 förenklas ytterligare och optimeras så pass att 745 MWh el för drift av pannan kan sparas varje år. Generellt kan det konstaterats att även förvärmare, matarvattentank och värmeväxlare är överdimensionerade när flödet i systemet minskar, kostnads-och energibesparingen för att byta ut dessa komponenter är dock negativa, eftersom komponenterna själva inte förbrukar någon energi. Att ha för stora kapaciteter i värmeväxlare bör snarare ses som en möjlighet, att kartlägga kapacitetsbehovet underlättar dock underhållsplanering i systemet. Den generella metoden som användes i studien bygger på modellen att först kartlägga de genomförda förändringarna i systemen, fastställa funktionskraven i det nya systemet och därefter analyserna skillnaderna mellan de fastställda funktionskraven och den befintliga tekniken. Optimeringspotential kan därefter identifieras där dessa två skiljer sig till stor del. Därefter utvärderas optimeringsåtgärden genom kvantitativ analys och investeringskalkylering.

Inledningsvis i uppsatsens bakgrund redogörs för Sveriges fastighetsbestånd. En majoritet av fastigheterna är äldre och förbrukar en större mängd energi än nybyggda fastigheter vars konstruktion och tekniska installationer motsvarar energikrav på marknaden. Äldre byggnader har på grund av materialval, konstruktion och underhållsbehov en mer betydande energiförbrukning. En flerbostadsfastighet uppförd under Miljonprogrammet, 1965-1975, har en genomsnittlig energiförbrukning på 170 till 200 kWh/m²/år jämfört med en nybyggd flerbostadsfastighet där kravet är en energiförbrukning motsvarande 75 kWh/m²/år. Fastigheter med en hög energiförbrukning utgör kostsamma objekt för fastighetsbolagen, än mer till följd av historiskt höga elpriser. Fastighetsbolag kan effektivt reducera de äldre fastigheternas totala energianvändning och bidra positivt till att minska sektorns miljöpåverkan och företagens egna driftkostnader genom att investera i energieffektiva åtgärder. Syftet med studien är att beskriva hur fastighetsbolag arbetar med dessa åtgärder, vad som driver dem i arbetet samt vilken effekt de energieffektiva åtgärderna har ur ett lönsamhetsperspektiv. För att besvara syftet tillämpas en kvalitativ forskningsmetod där semistrukturerade intervjuer genomfördes med sju fastighetsbolag som även kompletterades med en dataanalys av bolagens årsredovisningar. I empirin har det framkommit att samtliga fastighetsbolag arbetar effektivt med hållbarhet och energieffektiviseringar. Resultatet anger även att dessa investeringar har en positiv effekt på marknadsvärdet. De slutsatser som genererats från studien är att fastighetsbolagen har olika drivkrafter till att investera i energieffektiviserande åtgärder. Det varierar även mellan bolagen vilka investeringar de genomför, hur de prioriterar och hur de förhåller sig till osäkra parametrar. En gemensam slutsats är att energieffektiva åtgärder är lönsamma. Marknadsvärdet och energieffektiviserande åtgärder har en positiv korrelation. Installation av energieffektiviserande åtgärder sänker driftkostnaderna, ökar driftnettot och bidrar därmed till ett högre marknadsvärde. / Initially, the background to the thesis describes Sweden's property stock. A majority of the properties are older and consume a larger amount of energy than newly built properties whose construction and technical installations correspond to energy requirements on the market. Older buildings have a more significant energy consumption due to the choice of materials, construction and maintenance needs. An apartment building constructed during the Swedish Million Homes Program, 1965-1975, has an average energy consumption of 170 to 200 kWh/m²/year compared to a newly built apartment building where the requirement is an energy consumption corresponding to 75 kWh/m²/year. Properties with a high energy consumption constitutes a higher cost for real estate companies, especially as a result of historically high electricity prices. Real estate companies can effectively reduce the total energy consumption of older buildings and contribute positively to reducing the environmental impact of the sector by investing in energy efficient measures. The purpose of the study is to describe how real estate companies work with these measures, what motivates them and what effect the measures have from a profitability perspective. To answer the purpose, a qualitative research method was applied, and semistructured interviews were conducted with seven real estate companies. The semistructured interviews were also supplemented with a data analysis of the companies' annual reports. The empirical data revealed that all real estate companies work effectively with sustainability and energy efficiency improvements. The results also indicate that these investments have a positive effect on the market value. The conclusions generated from the study are that real estate companies have different incentives to invest in energy efficiency measures. It also varies between the companies which investments they make, how they prioritize and how they relate to uncertain parameters. A common conclusion is that investments in energy efficiency measures are profitable. Market value and energy efficiency measures have a positive correlation. The installation of energy efficiency measures reduces operating costs, increases net operating income and thus contributes to a higher market value.

[pt] A eficiência energética (EE) pode ser vista como uma das melhores políticas a serem adotadas pelos países para a redução da emissão de gases de efeito estufa e para a contribuição da economia. O Brasil, apesar de fazer alguns esforços visando o uso racional de energia, ainda está longe de ser um protagonista nessa área. Por outro lado, países como Alemanha, Japão e Estados Unidos vêm adotando políticas que visam melhorar o uso da energia e, assim, mitigar suas emissões de gases de efeito estufa, além de ampliar o escopo dos negócios nessa área. A fim de alcançar um maior destaque no campo da eficiência energética, o objetivo desta dissertação é definir para o Brasil políticas de eficiência energética baseadas em experiências internacionais e medir seus impactos no consumo de energia. Para se chegar o objetivo proposto, são estudadas as principais políticas adotadas pelos países mais eficientes energeticamente. Essas políticas são representadas por curvas de difusão tecnológicas e são avaliados seus impactos na redução do consumo de eletricidade na indústria de alimentos e bebidas. Percebe-se uma redução considerável do consumo de energia e das emissões de gases de efeito estufa quando da adoção de políticas de eficiência energética nesse ramo da indústria, uma vez que políticas de eficiência energética propõem alternativas para o desenvolvimento sustentável. / [en] It is usually sought a way to understand or prove a theory, in the scientific environment. The best way to promote and develop a study, is through mathematical proof, which may be through formulas, often already known, promoting modeling in different scenarios. There are a few different ways to achieve environmental improvements aiming the reduction of greenhouse gas emissions (GHG) in the countries. But is it enough to aim the achievement of a country s targets in a country for the Government to move toward improvements? It is through energy policies that one can achieve the biggest economic gains. The activity of energy efficiency is developed by an ESCO (Energy Saving Companies). These have in their scope to promote technical audits, in order to promote the implementation of energy efficiency measures responsible for the achievement of economic goals in energy consumption. The best way to understand the logic of the development of actions in a country is through its policies and, in this case, the focus is on industrial energy policies. In a global analysis, seeking the understanding of how countries have positioned themselves in the face of these challenges, and comparing with what has developed in Brazil s case, one can come to some conclusions as to what are the best ways, and what are the barriers. In the study developed in this dissertation, while seeking for a better understanding, it was found enough information on energy efficiency policies, understanding that it is an important vector in meeting future energy demand and energy security, reinforcing the comprehension that energy efficiency requires an integrated vision regarding the stakeholders, like the government, the private sector and society in general. Since 1984, Brazil has already been deploying mechanisms and public policies related to promotion of energy efficiency, as the PBE, Procel, Conpet, energy efficiency Law, electric motors regulations, vehicle and construction establishing labeling thresholds for incandescent bulbs and your banishment.

Residential and public buildings account for about 40% of the annual energy use in Europe. Many buildings are in urgent need of renovation, and reductions in energy demand in the built environment are of high importance in both Europe and Sweden. Building energy simulation (BES) tools are often used to predict building performance. However, it can be a challenge to create a reliable BES model that predicts the real building performance accurately. BES modelling is always associated with uncertainties, and modelling occupancy behaviour is a challenging task. This research presents a case study of a BES model of a school building from the 1960s in Gävle, Sweden, comprising an example of a validation strategy and a study of energy use and potential energy-efficiency measures (EEMs). The results show that collection of input data based on evidence, stepwise validation (for unoccupied and occupied cases), and the use of a backcasting method (which predicts varying occupancy behaviour and airing) is an appropriate strategy to create a reliable BES model of the studied school building. Several field measurements and data logging in the building management system were executed, in order to collect input data and for validation of the predicted results. Through the stepwise validation, the building’s technical and thermal performance was validated during an unoccupied period. The backcasting method demonstrates a strategy on how to predict the effect of the varying occupancy behaviour and airing activities in the school building, based on comparisons of BES model predictions and field measurement data. After applying the backcasting method to the model, it was validated during an occupied period. The annual predicted specific energy use was 73 kWh/m2 for heating of the studied building. The distribution of heat losses indicates that the best potential EEMs are changing to efficient windows, additional insulation of the external walls, improved envelope airtightness and new controls of the mechanical ventilation system. / Byggnadssektorn står för ungefär 40 % av den årliga energianvändningen i Europa. Många byggnader är i stort behov av renovering och en minskning av energibehovet inom den byggda miljön är av stor vikt i både Europa och Sverige. För att undersöka byggnaders energianvändning används ofta simuleringsverktyg, men det kan vara utmanande att skapa pålitliga simuleringsmodeller som tillräckligt noggrant predikterar den verkliga byggnadens energianvändning. Simulering av byggnaders energianvändning är alltid förknippat med osäkerheter och att simulera människors beteendemönster är en stor utmaning. Den här forskningen innefattar en fallstudie med en simuleringsmodell av en skolbyggnad, byggd under 1960 talet och belägen i Gävle, inkluderat ett exempel på en valideringsstrategi och en studie av energianvändning och potentiella energieffektiviseringsåtgärder i byggnaden. Resultaten visar att insamling av indata baserade på evidens, stegvis validering (obemannad och bemannad) och användande av en backcasting-metod (vilket predikterar varierande brukarbeteende och vädring) är en lämplig strategi för att skapa en pålitlig energisimuleringsmodell för den studerade skolbyggnaden. Flertalet fältmätningar genomfördes och data loggades i systemet för fastighetsautomation, för att samla indata och för validering av de predikterade resultaten. Genom den stegvisa valideringen kunde byggnadens tekniska och termiska prestanda valideras för en obemannad period. Backcasting-metoden visar en strategi för hur man kan prediktera varierande brukarbeteende och vädringsaktiviteter i skolbyggnaden, baserat på jämförelser av modellens prediktioner och data från fältmätningar. När backcasting-metoden tillämpats i energisimuleringsmodellen, kunde modellen valideras för en bemannad period. Den årliga predikterade specifika energianvändningen för uppvärmningen är 73 kWh/m2. Fördelningen av värmeförluster i byggnaden indikerar att de bästa potentiella energieffektiviseringsåtgärderna är byte till fönster med bättre U-värde, tilläggsisolering av ytterväggarna, bättre lufttäthet i byggnadsskalet och ny styrning av det mekaniska ventilationssystemet.