Köpt eller använd energi – vad är skillnaden

Det har länge varit en debatt om vilka begrepp som ska användas för en byggnads energibalans, köpt energi eller nettoenergi. Boverkets byggregler – BBR har alltid använt begreppet köpt energi. Ett stort antal energiforskare och energispecialister hävdar att använd energi – nettoenergi speglar kraven som ställs på en byggnads verkliga fysikaliska energibalans. Boverket håller dock fortfarande fast vid att Sverige, som ett av få EU-länder, ska använda begreppet köpt energi – ett begrepp som inte säger något om hur mycket energi som behövs för att värma ett hus. En byggnads verkliga energibehov styrs av naturlagarna som vi inte kan runda även om några tycker det vore ”önskvärt”. Köpt energi tar inte hänsyn till ”energikvaliteten” det vill säga exergin på den energi vi använder till exempel skillnaden mellan el eller fjärrvärme. Primärenergifaktorer i kommande BBR 2021 är ett försök att närma sig ett slags exergibegrepp där el får en högre primärenergifaktor än fjärrvärme.

Energi kan aldrig förbrukas

Energi kan inte förbrukas, energi kan endast omvandlas från en energiform till en annan energiform. Exergi är ett kvalitetsmått på energi som kan förbrukas. Begreppet exergi myntades 1953, men det har sina vetenskapliga rötter i arbeten redan på 1800 talet. Uttrycket exergi började på allvar användas i samband med 1970-talets energidebatt. Det är också en fundamental naturlag att exergin – totalt sett – ständigt försämras och att all exergi förr eller senare går förlorad. Den svenske nobelpristagaren professor Hannes Alfvén påtalade detta för mer än 50 år sedan. Energi ändras alltid från en form till en annan i enlighet med termodynamikens första huvudsats. Exergi förbrukas alltid när processen är irreversibel, till exempel genom förlust av värme till omgivningen.

Termodynamikens första huvudsats (energiprincipen) vilken säger att energi varken kan skapas eller förstöras och att värme är en form av energitransport.

 Vad är då skillnaden mellan energi och exergi?

Energilagen: Energi kan varken produceras eller förbrukas.

Exergilagen: Exergi är förgänglig drivkraft – någonting vi måste hushålla med

och framförallt utnyttja kvaliteten på mest effektiva sätt.

När vi använder elvärme för att värma hus under uppvärmningssäsongen förlorar vi teoretiskt mer än 95 procent av exergin trots att energin finns kvar. I teorin räcker det med en tjugondel av den elektriska energin som används i en elradiator för att lyfta upp samma värmemängd till behaglig rumstemperatur. En värmepump som har en värmefaktor på 1:4 ger en del el på fyra delar värme. Värmepumpen är i detta fall en energiomvandlare som dock endast utnyttjar en femtedel av exergin.

Exergibegreppet behövs för att förklara att det inte är energi vi förbrukar – vi förbrukar energins kvalitet, det vill säga exergin. Det är en fundamental naturlag att energi liksom materia, inte kan skapas eller förbrukas. Energin kan endast omvandlas mellan olika former. Detta sker genom att dess kvalitet förbrukas. Denna kvalitet – exergi – kan vi hushålla eller slösa med. Exergi går att jämföra med kassabehållningen i antal mynt utan att ange valören. I dagens energisystem växlar vi lite förenklat tiokronor (elektricitet) mot enkronor (inomhusvärme), en tiokrona för varje enkrona, då vi använder elvärme, båda är mynt men har olika värde. Värmer vi ett småhus till 21 grader med 10.000 kWh anger det enbart kvantiteten. Omvandlingen 10.000 kWh energi till ljummen luft innebär ur exergiförlust cirka:

9800 kWh exergi om vi gör det med el

8500 kWh exergi om vi gör det med olja

1700 kWh exergi vid en genomsnittlig fjärrvärme.

El med sin höga exergi skall användas till det el är bra på till exempel för belysning, driva elmotorer, datorer med mera. El en begränsad resurs som vi ska hushålla med. El bör inte användas för att nå 21 gradig värme i en byggnad. El omvandlad i ett kolkondens- eller kärnkraftverk har endast en verkningsgrad på 40 procent från det ursprungliga energiinnehållet något som man måste beakta om när man talar om varifrån elen kommer och används. Det är således exergi vi förbrukar. Energiförbrukning som ofta används som vardagsuttryck är således helt fel eftersom energi inte kan förbrukas.

Artikeln är tidigare publicerad i Byggindustrin

Johnny Kellner, Energi- och klimatstrateg