Nyheter

Världsunika självförsörjande bostäder i Jönköping

Det kommunala bostadsbolaget Vätterhem planerar att uppföra flerbostadshus som inte är anslutna till några kommunala nät. Off grid brukar man säga om hus som är självförsörjande på energi. De här husen blir självförsörjande på energi och vatten samt tar hand om sitt eget avlopp – det blir 100% Off grid.

Idén kommer från Yellon.

– Vi har arbetat med YEAH-konceptet (Yellon Environmental Aesthetic Housing) i drygt fyra år tillsammans med en rad expertföretag inom olika områden. Ganska tidigt insåg vi att den som ska genomföra ett sådant här projekt måste vara ett fastighetsbolag som bygger för att förvalta på lång sikt, eftersom den initiala investeringen är ganska rejäl. Vi hoppas kunna visa att investeringen betalar sig över tid, ett hus står ju i alla fall i 80 år eller längre. Tanken föll direkt på Allmännyttan och det kommunala fastighetsbolaget Vätterhem. Vätterhems ledning gillade tanken, och det senaste ett och ett halvt året är vi gemensamma konceptägare och driver projektet tillsammans, säger Pär Löfstedt, projektledare på Yellon.

Yellon är ett framtidsorienterat arkitekt-, design- och kommunikationsföretag med fokus på att göra världen lite bättre.

Vätterhem ser det som forskning och utveckling för framtiden

– Att utveckla bra bostäder med lägre klimatavtryck och bättre ekonomi måste börja någonstans. YEAH-konceptet kan kanske utvecklas till att bli vårt nya sätt att bygga för framtiden. Delar av tekniken hoppas vi även kunna överföra på våra övriga ca 9 000 bostäder i Jönköping. Det handlar om att sänka vårt klimatavtryck samtidigt som våra förvaltningskostnader hålls nere. Vårt uppdrag är att utveckla och förvalta bra bostäder till rimlig kostnad för de boende. Det här projektet är ett led i det arbetet, säger Thorbjörn Hammerth, vd Vätterhem.

Varför bli självförsörjande för både energi och vatten/avlopp?

Vårt samhälle är sårbart på många olika sätt och vi slösar på våra resurser helt i onödan.

Infrastrukturen för el är känslig för överbelastningar, stormar och sabotage. Högaktuellt just nu är att de många laddstolparna för snabbladdning av elbilar börjar på olika håll ställa till det för stabiliteten i elnäten. Dessutom har vi inget bra sätt att lagra energi – vi producerar när vi behöver den. Våra traditionella sätt att producera el tär på jordens resurser på olika sätt. Samtidigt ökar vårt beroende av elektricitet konstant.

Våra avloppssystem är underdimensionerade och föråldrade. Det är inte så sällan vi hör om kolibakterier i dricksvattnet. Det beror ofta på att avlopp läcker eller breddar över i dagvattensystemen och sedan rinner ut i dricksvattentäkter. Ibland beror det på att reningsverken är överbelastade, och ibland på att det rinner in i läckande vattenrör. Dessutom går det åt energi för att pumpa avlopp till reningsverken. Rent energimässigt är vårt avloppsvatten riktigt slöseri. Det avloppsvatten som lämnar våra hushåll håller ca 27°C. Det har vi värmt upp från ca 7 – 10°C bara för att spola ut det.

Dricksvattennäten är även de underdimensionerade och föråldrade. Genomsnittet för svinn i form av läckage i Sveriges kommuner är 35%. Alltså försvinner mer än en tredjedel av det vatten vi belastat våra vattenverk med.

Till det måste vi klorera vattnet för att det dels kan bli påväxt i långa ledningar, och dels kan läcka in smuts där det läcker ut vatten. På Öland, där vi har vattenbrist, är läckaget i vattenledningsnätet över 40%! Vattenbristen på Öland, Gotland och några kommuner på småländska höglandet med flera platser kan härledas till låga grundvattennivåer.

Det låga grundvattnet ger även andra symptom. I Eksjö var det nyligen nära att man blev helt utan vattenförsörjning. Inte p g a att man inte fick vatten, utan beroende på att grundvattentrycket höll uppe det gamla vattenledningsnätet. Rören riskerade att brista när det stödjande trycket sjönk. De här läckagen beror på att vi historiskt inte haft problem med vattentillgången.

– i Sverige har vi tagit tillgången till dricksvatten för given. Som jämförelse kan nämnas att läckagen i Hollands dricksvattennät mäts i promille, säger Pär Löfstedt.

Dagvattennäten klarar inte av att hantera kraftigare regn – detta gäller generellt i alla tätorter i landet. Och, ju mer vi bygger, desto högre blir belastningen. De befintliga näten är inte anpassade till dagens förtätning av våra städer. Till det kommer att vi anlägger allt mer hårdgjorda ytor i form av parkeringar, vägar, trottoarer och stenläggningar, vilket ökar trycket på dagvattennäten ännu mer. Jönköping kommun har under en längre tid jobbat med frågan.

– YEAH-konceptet kan bli ett sätt att kunna fortsätta utveckla våra städer utan att behöva belasta de befintliga näten, menar Pär.

44 självförsörjande bostäder planeras på Öxnehaga i Jönköping

Vätterhem planerar att bygga 44 lägenheter i två hus utan kopplingar till kommunala nät. Platsen är kvarteret Slåttertiden 1 på övre Öxnehaga i Jönköping. Projektet kallas Vätterhem YEAH. – För att kunna göra relevanta jämförelser av både drift, boendekvalitet och byggnation planerar vi ytterligare två likadana hus i samma kvarter men i Vätterhem standardutförande, säger Thorbjörn Hammerth.

Att slippa anslutningar till kommunala nät är inte helt självklart. Att använda gemensamma nät för el, vatten och avlopp är ju vårt traditionella sätt att bygga infrastruktur i vårt samhälle. Därför är diskussioner med både politiker och kommunala tjänstemän i olika instanser en viktig del i arbetet med att förverkliga Vätterhem YEAH-projektet. Det slutgiltiga beslutet att faktiskt bygga är ännu inte fattat. Det kommer an dels på ekonomi och dels på en rad ansökningar och beslut som ska fattas i kommunala nämnder.

Hur fungerar det?

Solenergi är basen i energiförsörjningen

Både fasader, tak och inglasningar förses med solceller av olika typer. Den beräknade årsförbrukningen av el är ca 120 000 kWh. Elen mellanlagras i batterier innan nyttjande. Förbrukningen kommer att ske dels genom 230V växelström (vanliga vägguttag), och dels genom 24V likström (t ex all allmänbelysning och vissa hushållsapparater, pumpar mm). För att klara vinterhalvåret tänker man lagra energi i vätgas som konverteras till el och värme via bränslecell. Fordon kan komma att laddas med el om vi får stort överskott av energi.

För att hålla nere storleken på batteri- och vätgaslager optimeras energiförbrukningen på olika sätt:

Klimatskal som möjliggör mindre än 20 kWh/m2 och år i energiförbrukning till uppvärmning och varmvatten.

Vätskekylda solceller på tak ökar verkningsgraden och ger både el och värme.

Rening och recirkulation av varmvatten och gråvatten krymper energibehovet för varmvatten med upp till 80%.

Återvinning av värme vid elektrolysprocessen som gör vätgas (55°C värmer varmvatten sommartid).

Återvinning av värmen i kylvattnet från bränslecellen (65°C värmer varmvatten vintertid).

En högeffektiv värmepump blir hjärtat i värme- och varmvattenhanteringen.

Säsongslagring av värmeöverskott i ett markvärmelager som kallas ASES.

En hybrid av Termitventilation där marken förvärmer luften på vintern och förkyler på sommaren, och kräver minimalt med fläktdrift.

Toalettspolning med vatten som värmts i en naturlig mikrobiologisk reningsprocess, och därför inte är kallt och i onödan värms upp i spolbehållaren.

Behovs- och årstidsstyrning av uppvärmning.

Möjlighet för de boende att själva kunna mäta och, i viss mån, styra sin förbrukning kommer att trigga sparreflexer (lägre boendekostnad).

För driftsäkerhet sektioneras solceller, laddning och matning så att man inte blir utan el om någon del fallerar eller genomgår service.

 Vattenförbrukningen väntas minska med upp till 75%

Genom att samla regn- och smältvatten från tak och hårdgjord mark tror YEAH-teamet att man kan klara vattenförsörjningen. Enligt preliminära beräkningar ska det gå, även ett torrt och varmt år som 2018, förutsatt att vattenreservoarerna är 390 – 410 m3 stora. Då klarar man ca 120 – 150 personers förbrukning utan nederbörd under tre månader. Förutsättningen är att vattnet renas och använd igen. P g a lagkrav på hushållsvatten med livsmedelskvalitet separeras dricksvatten (kök/tvättställ, ca 5% av förbrukningen i normalfallet) och hygien-vatten (badrum, tvätt och disk). Dricksvatten kommer från egen brunn, och köksavloppet (mycket fetter och annat skräp) avleds till toalettavloppet. Den egna brunnen fungerar dessutom som backup om regnvattnet inte skulle räcka till, och regnvattenreservoaren kan minskas i omfång. Rening och recirkulation av vattnet förväntas minska vattenförbrukningen med upp till 75%.

Detta klarar man med:

Naturlig rening av nederbörd genom öppen dagvattenhantering och sandfilter i damm.

Rening och recirkulering av allt hushållsvatten.

Rening och recirkulering av allt toalettvatten (i egen sluten krets).

Konstant digital övervakning av vattenkvalitet.

Regelbunden provtagning av dricksvatten och hygienvatten.

Avloppsrening toalettvatten

Först avskiljs oönskat avfall i systemet; tops och dambindor m m, som ofta hamnar i toaletten. Därefter renas allt toalettvatten genom en naturlig men forcerad process (från toalettvatten till drickbart på mindre än ett dygn). Man tänker dock inte använda detta till hushållsvatten. Det recirkulerade toalettvattnet används till att spola igen, och till bevattning. Den forcerade naturliga processen lämnar inga rester och tar bort ca 90% av de medicinrester som kommit ut i avloppet.

Ingen slamtömning kommer att behövas.

Lågt klimatavtryck

Allt ovan minskar klimatavtrycket. Till det tänker vi använda klimatsmarta byggmaterial så långt möjligt. Dessutom vill vi forma arkitekturen för att på bästa sätt kunna ta tillvara resurserna på platsen. I stället för att bygga in teknik i redan tänkta hus, så anpassas husen till tekniken och platsen.

– Då blir det rätt från början, säger Patrik Svensson, Arkitekt på Yellon.

Sophantering

– Vi vill hitta de bästa tänkbara lösningar som går att genomföra med de förutsättningar som finns i Jönköpings kommun. Det vill vi göra tillsammans med June Avfall & Miljö. Vi har inte kommit igång med det arbetet ännu, säger Thorbjörn Hammerth, och fortsätter – På sikt vill vi minska avfallen och uppnå en renlighet i matavfallen runt 97 procent och för de andra fraktionerna minst 95 procent. Ett rent matavfall ger förutsättningar för biogas och minskade utsläpp.

Social hållbarhet

– Vi vill skapa ett varierat boende som underlättar för människor att träffas, gärna över generationsgränser. Här ska man kunna göra sin bostadskarriär genom livets olika skeden. Hitta sin första lägenhet, bilda familj och flytta till större, avveckla familj och bo enklare igen, och på ålderns höst, bo bekvämt och trivsamt. För den sociala hållbarheten är det viktigt att skapa platser för naturliga möten. Exempel på det kan vara gemensamhetslokaler, växthus, cykelverkstad och trevlig tvättstudio byggs i mitten av en trevlig gård skapad för umgänge. Olika typer av delningsekonomiska projekt som t ex bilpool, gemensamma odlingsprojekt m m kommer att utvecklas och testas över tid, fortsätter Thorbjörn.

– Det har visat sig att det blir betydligt lägre slitage i bostäder och områden där människor trivs – så detta blir även en långsiktigt ekonomisk fördel, menar Patrik.

Helt unikt i världen säger RISE

RISE Research Institutes of Sweden, är ett forskningsinstitut med en stor bredd av forskningsområden. RISE uppdrag är att verka för hållbar tillväxt i Sverige genom att stärka näringslivets konkurrenskraft och förnyelse samt bidra till en innovativ utveckling av samhället.

I samverkan med RISE har YEAH-konceptet utvecklats och ett starkt konsortium har kunnat knytas till projektet. RISE har lett arbetet i en förstudie och digital simulering av konceptet inom Energimyndighetens E2B2-projekt.

Detta forskningsprojekt har pågått sedan november 2019 och genomförs av RISE, Mälardalens Högskola, Vätterhem och Yellon, med stöd och input från ett flertal expertföretag på olika områden.

Nilsson Energy står för vätgas, batterier och bränslecell. ByDemand räknar på klimatskalet och är experter på Termitventilation. Free Energy Innovation bidrar med värmepumpslösningen och kalkylerar värmeåtervinning och energibalans. Green LED Service ska utveckla belysningsarmaturer för lågvolt likström. Tyréns har räknat på att samla regnvatten. Graytec tillsammans med Chalmers utvecklar vattenrening och recirkulation. Carex of Sweden står för reningen av toalettavloppet. Norconsult bidrar med ASES säsongslagring av värme i marklager. Jörgen Wallin, tekn. Dr. på KTH och konsult på Energum har gjort en samlad bedömning att allt sammantaget rent tekniskt borde fungera.

– Det finns, sedan många år tillbaka, projekt med bränslecellsteknik för bostäder i Japan, och det har nyligen startat ett stort EU-projekt för ett skapa ett vätgassamhälle i Nederländerna, där man också arbetat fram nationella strategier och handlingsplaner för vätgas. I Sverige finns det fastigheter som är självförsörjande på fastighetsel och värme i bl a Vårgårda och Mariestad, men de hanterar endast energisidan. Vätterhem YEAH kommer att bli först i världen med flerbostadshus 100% off grid, konstaterar Anna Alexandersson, RISE. Detta projekt kommer sätta Sverige på världskartan inom vätgassystem för fastigheter och högst troligt väcka stort intresse internationellt, fortsätter hon.

Anna Alexandersson är chef för Energiomvandlingsenheten på RISE, och har i ca 10 år arbetat med frågan om vätgas som en del i energisystemet. Anna och hennes kollegor på RISE är tillsammans med Hans-Olof Nilsson, Nilsson Energy, drivande bakom de satsningar som gjorts och görs i Sverige. Hans-Olof började med att göra sitt eget hus i Göteborg energioberoende med hjälp av solceller, batterier, vätgas och bränslecell. Sedan han väl bevisat att tekniken fungerar har han fått flera förfrågningar och uppdrag i bolaget Nilsson Energy.

– Nilsson Energy är stolta att få leverera sitt förnybara energisystem till YEAH projektet. Vi levererar en robust energiförsörjning genom att lagra förnybar energi från sol och vind tills den behövs. Rätt mix av batterier och långtidslagrad energi i vätgas för att trygga energiförsörjningen, inte bara för huset utan också för de boende. Att projektet lanseras samtidigt som Sverige beslutat sig för en grön vätgasstrategi är utmärkt och förstärker medvetenheten om att decentraliserad CO2 fri energiförsörjning är ett fint komplement till befintlig infrastruktur, säger Martina Wettin, Grundare/Marknad & PR, Nilsson Energy.

– Det riktigt intressanta med YEAH-konceptet är hur alla delsystem samverkar med varandra. Till exempel drar Termitventilationen inte bara mindre energi än andra system, den ger bättre luft också. Den smarta vatten- och avloppshanteringen med värmeåtervinning gör det möjligt för solenergisystemet att räcka till. Och samtidigt belastar vi inte de befintliga vatten- och avloppsnäten, konstaterar Anna Alexandersson. Vidare menar hon att driftsautonoma byggnader enligt YEAH-konceptet skulle bidra till ett mindre sårbart samhälle ur totalförsvarssynpunkt. –  Det kunde var mycket intressant att använda off-grid konceptet för byggnader som inrymmer samhällsviktiga funktioner och på detta sätt skapa ett ännu mer robust och resilient samhälle, avslutar Anna. 

Energimyndigheten är intresserade

Som en förlängning av forskningsprojektet inom E2B2, har Vätterhem och YEAH-teamet nu sökt stöd för att bygga ett Pilot & demoprojekt. E.g. att bygga Vätterhem YEAH på Öxnehaga.

– Vi lämnade först in en skissansökan. När den föll i god jord hos Energimyndigheten bestämde vi oss för att göra en riktig och omfattande ansökan. Den lämnade vi in 15 maj, och svar väntas 15 oktober, berättar Pär Löfstedt.

– Om projektet blir genomfört eller inte är till del beroende av beskedet från Energimyndigheten, fyller Thorbjörn i. 

Jönköping Energi blir ansvariga för driften av energisystemet och att lagra energi

Energifrågan är omgärdad av mycket lagar, juridik och skattefrågor. Jönköping Energi hanterar de frågorna dagligen och är väl lämpade att göra det i Vätterhem YEAH-projektet också.

– Vätgastekniken i kombination med solceller är ett intressant sätt att lagra energi till fastigheter. Det är beprövad men relativt ny teknik, och det är värdefullt för oss att lära oss mer om detta, menar Fridolf Eskilsson, vd Jönköping Energi, och fortsätter:

– Vi kommer att investera i anläggningen och ansvara för driften.

När blir detta verklighet?

Det pågår många saker samtidigt. En detaljplan för kvarteret Slåttertiden 1 på Öxnehaga är under utarbetande i samarbete med Stadsbyggnadskontoret. Vi har gjort en geologisk undersökning, och en dagvattenutredning pågår. Arkitekterna på Yellon jobbar tillsammans med Skanska, som ska bygga, och Vätterhems byggavdelning med att få fram underlag till detaljplan och så småningom till bygglov. Arbetet fokuserar just nu på standardhus enligt Vätterhems bygghandbok, eftersom Vätterhem ska bygga bostäder oavsett om det blir YEAH-koncept eller inte. Parallellt pågår teoretiska beräkningar runt ekonomi och alla delsystem som ska samverka i YEAH-konceptet.

– Om det går som vi hoppas så har vi inflyttning någon gång under 2023, avslutar Thorbjörn.