Carbon footprint reduction potential in Finnish residential buildings by energy efficiency measures

Thumbnail Image

Files

master_Häggqvist_Antti_2021.pdf (2.28 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2021-08-23

Department

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Energy Technology (EEN)

Language

en

Pages

56

Series

Abstract

Emissions from energy use in buildings have grown steadily, accounting for approximately 36 % of total emissions in the European Union. In line with EU’s commitment to the Paris Agreement, it aims to be carbon neutral by 2050. Finland as part of the EU has set the objective to become carbon neutral by 2035, and residential building sector plays an important role in achieving the goal. This thesis examines the impacts of various energy efficiency measures on the carbon footprint of Finnish residential buildings. The energy consumption of residential buildings and the impacts of various energy efficiency measures were assessed using a building energy simulation tool IDA ICE. In the life cycle assessment, the emissions caused during the manufacture stage of the equipment related to energy efficiency measures, and the operational emission reductions achieved by utilizing them were considered. Manufacture stage emissions were obtained from the emissions database for construction recently published by the Finnish Environment Institute. The carbon footprint analyses carried out in this thesis show that the carbon footprint of Finnish residential buildings can be reduced by various energy efficiency measures. The greatest benefits were achieved by replacing the existing heating system with a ground source heat pump or an air to water heat pump. Other energy efficiency measures can also be beneficial in reducing the carbon footprint of a building. In general, the older the building, the greater the carbon footprint reduction potential. The carbon footprint analysis method created in this study was applied to randomly selected residential buildings utilizing geographic information system (GIS). For the selected example buildings, the impacts of different efficiency measures on the carbon footprint of the buildings were determined. GIS-data could also be utilized on a larger scale. The carbon footprint analysis method and GIS-data could be used to develop a web-based service to encourage building owners to implement energy efficiency measures, accelerating emission reductions in the residential sector on the path to carbon neutral Finland.

Rakennusten energiankulutuksesta aiheutuvat päästöt ovat kasvaneet jatkuvasti ja niiden osuus kaikista päästöistä Euroopan Unionin alueella on noin 36 %. Pariisin ilmastosopimuksen mukaisesti Euroopan Unionin tavoitteena on olla hiilineutraali vuoteen 2050 mennessä. Suomen tavoitteena on saavuttaa hiilineutraalius vuoteen 2035 mennessä, ja asuinrakennussektorilla on merkittävä rooli tavoitteiden saavuttamisessa. Tässä työssä tarkastellaan energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutuksia suomalaisten asuinrakennusten hiilijalanjälkeen. Asuinrakennusten energiankulutusta ja energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutuksia siihen arvioitiin IDA ICE simulointiohjelmalla. Elinkaaritarkastelussa huomioitiin energiatehokkuustoimenpiteisiin liittyviin materiaaleihin sitoutuneet päästöt, ja niiden avulla saavutettavat käytön aikaiset päästövähennykset. Materiaaleihin sitoutuneet päästöt perustuvat Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) äskettäin julkaisemaan rakentamisen päästötietokantaan. Työssä tehtyjen hiilijalanjälkianalyysien perusteella suomalaisten asuinrakennusten hiilijalanjälkeä voidaan pienentää energiatehokkuustoimenpiteiden avulla. Suurimmat hyödyt saavutetaan, kun nykyinen lämmitysjärjestelmä korvataan maalämpöpumpulla tai ilma-vesilämpöpumpulla. Myös muilla pienemmillä toimenpiteillä voidaan saavuttaa merkittäviä hyötyjä. Yleisesti ottaen mitä vanhempi rakennus on kyseessä, sitä suurempi sen hiilijalanjäljen pienentämispotentiaali. Työssä kehitettyä hiilijalanjäljen arviointimenetelmää sovellettiin satunnaisesti valittuihin asuinrakennuksiin paikkatietojärjestelmää (GIS) hyödyntäen. Valittujen esimerkkirakennusten kohdalla määriteltiin erilaisten energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutukset rakennusten hiilijalanjälkeen. GIS-dataa voitaisiin hyödyntää myös laajemmin. Hiilijalanjäljen arviointimenetelmän ja GIS-datan avulla voitaisiin kehittää verkkopohjainen palvelu, jonka avulla rakennusten omistajia voitaisiin kannustaa energiatehokkuustoimenpiteisiin ja sitä myöten vauhdittaa asuinrakennussektorin päästövähennyksiä matkalla kohti hiilineutraalia Suomea.

Description

Supervisor

Virtanen, Markku

Thesis advisor

Jasim, Lara

Keywords

HVAC technology, energy efficiency, carbon footprint, residential building, GIS

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202109058970

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG