Slimmer bouwen, Slimmer wonen: Energiebesparing in gebouwde omgeving, Japan

Origineel gepubliceerd op de site van Agentschap NL.

Het energieverbruik in de Japanse gebouwde omgeving is de afgelopen jaren toegenomen. De verklaringen daarvoor zijn de toenemende welvaart en de veranderende levensstijl. Beleidsmaatregelen zoals het top runner (*1) programma hebben ertoe bijgedragen dat het leeuwendeel van de huidige elektrische apparaten zeer energiezuinig is. Toch blijft het energieverbruik in gebouwen hoog. In de grote verstedelijkte gebieden, zoals Greater Tokyo met dertig miljoen inwoners, betekent ook de kleinste besparing een substantiële bijdrage. Japan heeft veel geïnvesteerd in de ontwikkeling van energiezuinige huizen en gebouwen. Concepten zoals net-Zero-Energy Buildings (ZEB) en net-Zero-Energy Houses (ZEH) zijn in gang gezet. In 2030 moet dit de standaard in de nieuwbouw zijn. Naast de ontwikkelingen in bouwmaterialen, airconditioningtechniek zoals de warmtepomp en verlichting zoals LED of OLED, zullen de energiemanagementsystemen Building and Energy Management System (BEMS) en Home Energy Management system (HEMS) een grote rol spelen. Slimme meters en stationaire brandstofcellen nemen hierbij een belangrijke plek in.

Details

Dertig procent van het Japanse energiegebruik is toe te schrijven aan de gebouwde omgeving. In vergelijking met de industrie en de transportsector is het verbruik sinds 1990 met veertig procent gestegen. In commerciële gebouwen is het niveau zelfs ongeveer vijftig procent hoger. Japan ziet daarom een grote potentie voor energiebesparing in deze sector. Ondersteund door het Japanse ministerie van economische zaken (METI) zijn grote aannemers hard bezig om nieuwe technologieën te ontwikkelen voor duurzame huizen en gebouwen.

Energiebesparing in gebouwen

Op 20 februari werd bekend dat de grote aannemer Shimizu het eerste ZEB-gebouw in Japan gaat bouwen. In maart 2013 moet het klaar zijn. De toepassing van onder andere natuurlijke ventilatie, extra isolerend vensterglas en LED-verlichting bespaart vijfenveertig procent energie. De opwekking van eigen energie uit PV en biomassa brengt dit gebouw tot een jaarlijks netto-energiegebruik van nul. Hierbij speelt de BEMS een belangrijke rol.

Ook andere aannemers zijn volop bezig met het ontwikkelen van ZEB bouwtechnieken. Obayashi zal aardwarmte-technologieën inzetten voor energiebesparing. Takenaka heeft afgelopen week de nieuwe Environmental Engineering Unit aangekondigd, die vanaf april ZEB-gerelateerde technologieën gaat ontwikkelen. Ook Toda hoopt in 2020 te kunnen beginnen met haar nieuwe ZEB-bouwtechniek. Zo streeft Japan naar een energieneutrale nieuwbouw voor publiek gebruik in 2020 en voor alle nieuwbouw in 2030.

Energiebesparing in huizen

Energiebesparende technologieën in de residentiële sector lopen iets voor. Het begon met de energieneutrale woning SMART STYLE ZERO van Misawa Homes in april 2009 en de xevo YU van Daiwa House in juli 2010. 2011 was voor Japan het startjaar voor de HEMS en de slimme woningsector. Een HEMS dat het energieverbruik in huis efficiënt bestuurt, kan het energieverbruik monitoren en gebruikt worden om bijvoorbeeld ‘s nachts automatisch batterijen op te laden of tijdens stroomuitval elektriciteit te leveren aan huizen. In de toekomst is het de bedoeling dat alle elektrische apparaten aan HEMS worden gekoppeld. Zelfs de elektrische auto maakt hier onderdeel van uit. In augustus kwam Sekisui House met een nieuw concept: Green First Hybrid smart home. Dit huis heeft een PV-module, brandstofcel en accumulator aan boord. Het intelligente, zelf ontworpen HEMS schakelt automatisch tussen deze drie elektriciteitsopwekkings- en opslagmogelijkheden. Op het bijbehorende scherm kunnen bewoners zien hoeveel elektriciteit gegenereerd en gebruikt is, wat hen stimuleert om energiezuinig te leven. Ook hebben Daiwa House, Sekisui Heim smart homes met een eigen HEMS op de markt. Toyota Home en Misawa Homes volgen snel.

Voor de ontwikkeling van de technologieën rond HEMS en smart homes trekken de belangrijkste Japanse spelers gezamenlijk op. Vorig jaar juli startte de HEMS Alliance. Daarin ontwikkelen tien grote bedrijven, Toshiba, NEC, Panasonic, Hitachi, Mitsubishi Electric, Sharp, Daikin, KDDI, Mitsubishi Motors en Tepco, samen richtlijnen voor HEMS-gerelateerde apparaten. METI heeft in november 2011 een Smart House werkgroep gestart binnen de activiteiten van Japan Smart Community Alliance (JSCA). Smart House werkgroep bestaat uit twee groepen; de HEMS Task Force en de Smart Meter Task Force, waarin bedrijven samenwerken om standaardisatie te bespreken. De HEMS Task Force bestaat uit elf grote bedrijven in de bouw- en automobielsector, waaronder Sekisui House, Daiwa House, Toyota en Nissan. De Smart Meter Task Force bestaat uit veertien grote elektriciteits-, gas- en elektronicabedrijven, waaronder Tepco en Tokyo Gas. Er is inmiddels een eerste stap gezet; METI gaat de door het ECHONET-Consortium ontworpen ECHONET Lite als standaard interface voor HEMS gebruiken. Sinds december 2011 kan iedereen deelnemen aan HEMS business.

Slimme meters

Ook slimme meters zullen een grote rol spelen samen met de BEMS/HEMS. Begin 2010 is Tepco gestart met het installeren van slimme meters in huishoudens. Tot 2020 zullen alle conventionele meters in twintig miljoen huishoudens die Tepco bedient, vervangen zijn. De slimme meters maken één-voor-één controle overbodig. Dat levert een kostenbesparing op. Ook bevatten ze mogelijkheden om huishoudens beter te informeren over efficiënt elektriciteitsverbruik. Dit levert energiebesparing op.

ENE-FARM

Naast deze slimme apparaten heeft ook ENE-FARM een grote energiebesparende potentie. ENE-FARM is een warmtekrachtkoppelingssysteem aan huis dat elektriciteit en warmte genereert uit gas. Het systeem bestaat uit twee units. In één unit wekt een brandstofcel elektriciteit op vanuit gemeentegas of LPG en wordt de restwarmte gebruikt om water te verwarmen. Dit water van zestig graden wordt opgeslagen in de andere unit, voor later gebruik in bad, keuken of vloerverwarming. Elektriciteit vanuit grote energiecentrales verliest ongeveer 60% van de energie voordat het een huis bereikt. De ENE-FARM van Tokyo Gas heeft een energie-efficiëntie van 81%, dus twee keer zo veel als die normale stroomvoorziening. Ook bespaart de installatie van ENE-FARM 1500kg CO2-uitstoot per jaar. Grote spelers zijn Tokyo Gas, Osaka Gas, JX Nippon Oil & Energy, Panasonic en Toshiba Fuel Cell Power Systems.

In 2009 introduceerden zes bedrijven gezamenlijk de eerste Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC) type ENE-FARM, de ENE-FARM met brandstofcel. Dit was het resultaat van een nationaal project door METI’s onderzoeksinstituut, New Energy and Industrial Development Organisation (NEDO). Tot juli 2011 werden er 13.000 geïnstalleerd in huizen. Vorig jaar oktober heeft JX Nippon Oil & Energy samen met Dainichi, Kyocera en Chofu Seisakusho ’s werelds eerste Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) type ENE-FARM geïntroduceerd. Deze nieuwe SOFC ENE-FARM heeft een efficiëntie van 45 procent, ruim tien procent hoger dan PEFC. Hij kan 70% van de nodige energie in huis opwekken. Ook is deze variant 40% compacter en heeft deze geen dure metalen zoals platina nodig. Osaka Gas samen met Kyocera, Toyota en Aishin Seiki en Tokyo Gas samen met Kyocera, Rinnai en Gaster volgen JX Nippon Oil & Energy op de voet.

*1) METI Top Runner Program

Bronnen

METI (Ministry of Economy, Trade and Industry)

Artikel Nikkei 20 februari 2012 (Japans)

Artikel Nikkei BP 22 februari 2012 (Japans)

Artikel EconomicNews 6 februari 2012 (Japans)

Artikel Nikkei 26 oktober 2011 (Japans)

Presentatie JX Nippon Oil & Energy 15 september 2011 (Japans)

Artikel Nikkei BP 8 september 2011 (Japans)

* Relevante organisaties

METI (Ministry of Economy, Trade and Industry)

ANRE (Agency for Natural Resources and Energy)