Beschreibung
Die Verbesserung der Energieeffizienz des Gebäudebestands in einer Stadt erfordert strategisches und langfristiges Denken. Komplexe Eigentumsstrukturen, Marktbarrieren, die Vielfalt der Gebäudetypen, Verbraucherpräferenzen und die Vielzahl der am Bau und an der Nachrüstung eines Gebäudes beteiligten Akteure machen energieeffiziente Gebäude trotz fortschrittlicher technischer Entwicklungen zu einer Herausforderung. Um jedoch positive Energiebezirke zu realisieren und die ehrgeizigen Klimaziele der Städte zu erreichen, spielen Null- und Positiv-Energie-Gebäude eine entscheidende Rolle.
Eine Vielzahl von Initiativen auf der ganzen Welt hat bewiesen, dass die energieeffiziente Nachrüstung von Gebäuden zwar eine komplexe Herausforderung darstellt, aber dennoch möglich ist und einen großen Einfluss auf grünere und widerstandsfähigere Städte hat.
Zu lösende Probleme
Energieverluste in Gebäuden | Verwendung von ungeeigneten Materialien | Energiearmut | Abkehr von fossilen Brennstoffen | Technologienverfügbarmachen | Energie Nachfrage in Gebäuden |
Vorteile
Die energieeffiziente Nachrüstung von Gebäuden hat viele Vorteile für die Umwelt. Sie dekarbonisiert den bestehenden Gebäudebestand, was wiederum zur Erreichung der globalen Treibhausgasemissionsziele für den Klimaschutz beiträgt.
Wichtigste Vorteile
-
Reduzierung der Treibhausgasemissionen
-
Sinkender Energieverbrauch in Gebäuden
-
Verbesserung der Effizienz der Energienutzung
-
Reduzierung der Energiekosten
Potenzielle Vorteile
Reduzierung des Verbrauchs von Fossilien
Reduzierung der Betriebskosten
Schaffung neuer Arbeitsplätze
Erschließung neuer Geschäftsmöglichkeiten
Steigender Anteil erneuerbarer Energien
Reduzierung des Spitzenenergiebedarfs
Verbessert die Netzstabilität
Funktionen
Funktionen helfen Ihnen zu verstehen, was die Produkte für Sie tun können und welche Ihnen helfen werden, Ihre Ziele zu erreichen.
Jede Lösung hat mindestens eine Hauptfunktion, die zum Erreichen des grundlegenden Zwecks der Lösung erforderlich ist, und mehrere Zusatzfunktionen, die hinzugefügt werden können, um zusätzliche Vorteile zu bieten.
Zusatzfunktionen
Maximieren Sie use of local renewable energy generated
Maximierung der Nutzung durch lokale Nachfrageprognosen
Erhöhung local renewable energy generation
Einbeziehung der lokalen Erzeugung erneuerbarer Energien
beibehalten. good Indoor Air Quality
Aufrechterhaltung einer optimalen Lufterneuerungsrate
Ermutigt energy efficient user behaviour
Einsatz aktiver und passiver Technologien zur Förderung energieeffizienter Verhaltensweisen
Varianten
Aus technischer Sicht sind die möglichen Nachrüstungsmaßnahmen vielfältig und können je nach Budget und Zielsetzung variieren. Sie umfassen unter anderem die Dämmung der thermischen Hülle, den Austausch von Fenstern, die teilweise oder vollständige Erneuerung der Heizungs- und Warmwassersysteme und die Installation von Photovoltaikanlagen.
Aus der Gebäudeperspektive ergeben sich die Unterschiede im Entscheidungsfindungsprozess und bei den Engagementinitiativen jedoch aus den unterschiedlichen Gebäudetypen. Je nach Gebäudetyp variiert der Sanierungsansatz, wenn man ein Sanierungsprogramm auf Stadtebene in Betracht zieht.
Die verschiedenen Kategorien von Gebäudetypen sind unten aufgeführt.
Sobald der Gebäudetyp definiert ist, können die folgenden technischen Strukturen in Betracht gezogen werden, um die Energieeffizienz der Gebäude zu verbessern.
1) Gebäudehüllen: Die Gebäudehülle und die eingesetzte Dämmung sind Schlüsselfaktoren für das energetische Verhalten eines Gebäudes. Höhere Dämmwerte führen in der Regel zu einer höheren Energieeffizienz von Gebäuden, d.h. zu einem geringeren Wärmebedarf.
2) Lüftungsanlagen: Die Lüftung in einem Gebäude spielt eine wichtige Rolle für das Wohlbefinden der Bewohner. Lüftungssysteme können in aktive Systeme (z. B. mechanische Lüftung wie Ventilatoren) und passive Systeme (z. B. Nutzung des Kamineffekts) unterteilt werden. Während aktive Systeme zusätzliche Energie verbrauchen, um die Luft zu bewegen, kann bei einigen passiven Systemen die Zufuhr von minimaler Energie erforderlich sein (z. B. zum Öffnen/Schließen der Fenster). Höher isolierte Gebäude können sich nicht nur auf die natürliche Belüftung verlassen, sondern erfordern in der Regel zusätzliche Belüftungssysteme.
3) Heizungs- und Kühlungstechnologien: Die von der EU verabschiedeten neuen Bauvorschriften fördern die Konstruktion von Gebäuden, die wenig Energie für die Raumheizung und -kühlung benötigen. Auch wenn mehrere neue technologische Entwicklungen den Bedarf an Raumheizung und -kühlung minimieren, benötigen die meisten Gebäude immer noch aktive Systeme wie Wärmepumpen, Fernheizung/-kühlung, solarthermische Systeme, KWK-Anlagen, Absorptionskälteanlagen und Dampfkompressionskälteanlagen, um den Komfort und die Gesundheit der Bewohner zu gewährleisten.
4) Energiemanagementsysteme/Smart-Home-Systeme: Intelligente Häuser und Energiemanagementsysteme sind Schlüsseltechnologien für den Übergang von Gebäuden zu einem umweltfreundlichen Zustand. Der Begriff "Smart Homes" beschreibt Gebäude (meist für Wohnzwecke), die digitale Technologien/Internet der Dinge nutzen, um zusätzliche Dienste wie die Überwachung von Systemen, die Steuerung von Geräten und die Optimierung des Betriebs von Geräten (z. B. die Maximierung der Nutzung von PV-Anlagen vor Ort) anzubieten. Während Smart Homes die Funktionalitäten auf der Ebene eines einzelnen Wohngebäudes beschreiben, übernehmen Energiemanagementsysteme (EMS) das Betriebsmanagement größerer Energiesysteme einschließlich Mehrzweckgebäuden oder einer Vielzahl von Gebäuden und Geräten.
5) Erzeugung erneuerbarer Energie: Die Verringerung des Energieverbrauchs bestehender Gebäude besteht aus zwei synergetischen Ansätzen: (i) Verringerung des Energiebedarfs durch die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen und (ii) Ausgleich des verbleibenden Gebäudeenergiebedarfs durch den Einsatz erneuerbarer Energiesysteme, wie in der folgenden Abbildung dargestellt(Sheila J. Hayter, 2011).
Demonstration, wie die Kombination von Energieeffizienz und Strategien für erneuerbare Energien den gesamten konventionellen Energieverbrauch von Gebäuden erheblich reduziert (National Renewable Energy Laboratory)
Wie Sheila J. Hayter (2011) erklärt: "Zu den erneuerbaren Energieressourcen, die üblicherweise für Gebäudeanwendungen genutzt werden, gehören Sonne, Wind, Geothermie und Biomasse. Vor der Auswahl einer geeigneten Technologie für erneuerbare Energien, die bei einem Nachrüstungsprojekt für ein bestehendes Gebäude eingesetzt werden soll, ist es wichtig, zunächst eine Reihe von Faktoren zu berücksichtigen. Beispiele für diese Faktoren sind:
- Verfügbare erneuerbare Energieressourcen am oder in der Nähe des Standorts des Gebäudes,
- Verfügbare Fläche für den Standort der Technologie für erneuerbare Energien,
- Kosten der gekauften Energie im Vergleich zu den Investitionen für die Erzeugung vor Ort,
- Lokale Vorschriften, die erneuerbare Energiesysteme betreffen,
- Wunsch, vorhandene architektonische Merkmale zu erhalten oder nicht zu verändern,
- Merkmale der Energieprofile, die durch die Anlage für erneuerbare Energien ausgeglichen werden sollen, usw..."
Beschreibung
Die Städte sind Eigentümer, Verwalter oder Mieter verschiedener Gebäude wie Rathäuser, Regierungsgebäude, Krankenhäuser, Schulen, Bibliotheken, Museen, Sozialwohnungen usw. Die Stadtverwaltung hat ein hohes Maß an Kontrolle über solche Gebäude. Ehrgeizige Energieeffizienzprogramme für diese Gebäude können als Vorbild für private Gebäude dienen und die Bürger zum Handeln anregen.
Unterstützende lokale Faktore
Das verwendete Geschäftsmodell ist ein ESCO-Modell, bei dem ein lokaler Erdgasversorger als Energiedienstleistungsunternehmen fungiert. Bei diesem Modell hat der Endkunde einen einzigen Ansprechpartner, der alle für die Durchführung der energetischen Sanierung erforderlichen Akteure verwaltet und koordiniert. Dieses Unternehmen bietet bereits seit mehreren Jahren Energiedienstleistungsverträge für gewerbliche und industrielle Kunden an, darunter mehrere Sportzentren in Barcelona, so dass dieses Projekt für künftige Kunden in hohem Maße replizierbar ist.
Beschreibung
Sozialwohnungen sind im Besitz von Behörden oder gemeinnützigen Organisationen oder einer Kombination aus beidem und werden von diesen verwaltet, mit dem Ziel, den Bürgern erschwinglichen Wohnraum zur Verfügung zu stellen. Die Nachrüstung von Sozialwohnungen kann nicht nur die Energiearmut lindern, sondern auch die öffentliche Gesundheit verbessern. Das Hauptziel sollte in diesem Fall die Verbesserung des Komforts bei gleichzeitiger Beibehaltung oder Reduzierung der Kosten sein.
Unterstützende lokale Faktore
Bei dem Projekt Lorystraße 54-60 handelt es sich um einen mittelgroßen Wohnblock mit 95 Wohnungen, der 1966 fertiggestellt wurde und sich im Besitz von "Wiener Wohnen", dem städtischen Betreiber von Sozialwohnungen, befindet. Durch die thermische Sanierung konnte der Heizenergiebedarf um mehr als 80 Prozent gesenkt werden. Zusätzlich wurde eine 9 kWp PV-Anlage installiert.
Beschreibung
Die öffentliche Hand ist Eigentümerin und Betreiberin eines kleinen Teils des Gebäudebestands in der Stadt. Um ehrgeizige Energie- und Klimaziele zu erreichen, ist es daher unerlässlich, Bewohner und kommerzielle Organisationen zu ermutigen, energetische Sanierungsprojekte durchzuführen. Es ist notwendig, das Bewusstsein für die geeigneten politischen Maßnahmen und finanziellen Anreize bei den endgültigen Entscheidungsträgern - den Bewohnern und kommerziellen Organisationen - zu schaffen. Für die meisten Einzelpersonen und Unternehmen ist die energetische Sanierung eine große und wichtige Entscheidung angesichts der hohen und langfristigen Investitionen.
Unterstützende lokale Faktore
In der italienischen Region Piemont, in der sich Turin befindet, sind die Höchsttemperaturen in den letzten 60 Jahren um 2 °C gestiegen, und es wird prognostiziert, dass extreme Hitzewellen im kommenden Jahrhundert aufgrund des globalen Klimawandels weiter zunehmen werden. Die Gebäude müssen daher hitzebeständiger sein und gleichzeitig ihren Beitrag zu den Emissionen fossiler Brennstoffe und zum städtischen Wärmeinseleffekt verringern. Das Projekt wurde aufgrund seiner Umweltvorteile mit einem Nachlass von 20 % auf die Baugebühren belohnt.
Rechtliche Anforderungen
Die Dringlichkeit, sich mit der Energieeffizienz von Gebäuden zu befassen, ist enorm. Auch die EU hat dies erkannt, und es gibt mehrere Normen zur Energieeffizienz von Gebäuden auf EU-Ebene. Es wurden mehrere Gesetzesinitiativen für die Gebäudesanierung eingeführt, von denen die wichtigsten im Folgenden aufgeführt sind:
- Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (EPBD, Richtlinie 2010/31/EU, geändert durch Richtlinie 2018/844/EU)
- Energieeffizienzrichtlinie (EED, Richtlinie 2012/27/EU, geändert durch Richtlinie 2018/2002/EU)
- Richtlinie vom 16. Dezember 2002 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden
- Richtlinie vom 6. Juli 2005 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Ökodesign-Anforderungen für energiebetriebene Produkte
- Richtlinie vom 5. April 2006 über Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen
- Richtlinie vom 23. April 2009 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen, die die Förderung der Energieeffizienz vorsieht
- Richtlinie vom 21. Oktober 2009 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Ökodesign-Anforderungen für energieverbrauchsrelevante Produkte
- Richtlinie vom 19. Mai 2010 über die Angabe des Verbrauchs an Energie und anderen Ressourcen durch energieverbrauchsrelevante Produkte in Form von Energieeffizienzkennzeichnungen und Standardproduktinformationen
- Richtlinie vom 19. Mai 2010 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden
Da die Mitgliedsstaaten diese Richtlinien in nationales Recht umsetzen mussten, gibt es in der EU auf nationaler Ebene viele Normen zur Energieeffizienz, die sich von Land zu Land unterscheiden. Im Folgenden sind einige Beispiele für Vorschriften und Normen zur Energieeffizienz aufgeführt (United Nations Economic Comission for Europe, Mapping of Existing Energy Efficiency Standards and Technologies in Buildings in the UNECE Region, 2018):
- Frankreich: Legt Mindeststandards für bestehende Gebäude fest und definiert die notwendigen Renovierungen für diese.
- Schweiz: Renovierte Gebäude dürfen 125 % des Energiegrenzwerts für Neubauten nicht überschreiten.
- Dänemark: Solaranlagen müssen vorhanden sein, wenn der erwartete Warmwasserverbrauch 2.000 l pro Tag übersteigt und 95 Prozent des Bedarfs decken können
- Griechenland: 60 % des Warmwassers im Haushalt aus Solarenergie
Weitere Standards verschiedener Länder finden sich in den Länderinformationen des UNECE-Berichts. Einige bereits erwähnte Vorschriften aus Nordamerika sind:
- Energiepolitikgesetz von 2005
- ASHRAE9 90.1.2007
- ICC Energieeinsparung 2000-201510
- Schritt-für-Schritt-Plan von Vancouver
Betriebsmodelle
Die energetische Sanierung erfordert hohe Anfangsinvestitionen mit langen Amortisationszeiten. Um die Nachrüstung zu beschleunigen, sind günstige Finanzierungs- und Marktmechanismen sowie innovative Geschäftsmodelle von entscheidender Bedeutung. Die im vorangegangenen Abschnitt genannten politischen Maßnahmen haben das Potenzial, den Zugang zu Finanzmitteln zu verbessern, das Investitionsrisiko zu verringern, Hindernisse abzubauen und gleichzeitig die Attraktivität von Investitionen im Gebäudesektor zu erhöhen.
Lokale und nationale Regierungen können zwar spezifische unterstützende Maßnahmen fördern, doch können öffentliche Mittel nur einen begrenzten Teil der Gesamtinvestitionen abdecken. Um substanzielle Ergebnisse zu erzielen, muss der Privatsektor in die Finanzierung energieeffizienter Sanierungsmaßnahmen einbezogen werden. Die Finanzinstitute stehen jedoch vor mehreren Herausforderungen, wenn sie sich dem Energieeffizienzmarkt nähern. Dazu gehören die geringe Größe, die Zersplitterung der Investitionen und die fehlende Standardisierung der Projekte, die zusammengenommen zu höheren Risiken führen.
Es gibt eine Vielzahl von Finanzierungsmechanismen, die den lokalen und staatlichen Behörden zur Verfügung stehen und von ihnen erforscht werden, darunter Energiedienstleistungsverträge, revolvierende Darlehensfonds, Leasing, Finanzierung auf Rechnung und mehr. Einige davon werden im Folgenden erläutert:
1) Revolving Loan Funds: RLFs sind von der lokalen oder nationalen Regierung eingerichtete Kapitalpools, aus denen Darlehen für Energiesanierungsprojekte vergeben werden können. Wenn die Darlehen zurückgezahlt werden, wird das Kapital für ein anderes Projekt erneut zur Verfügung gestellt. Unter der Voraussetzung, dass die Zahlungsausfälle gering bleiben, können RLF "immergrüne" Kapitalquellen sein, die immer wieder zur Finanzierung von Projekten bis weit in die Zukunft genutzt werden.
2) Finanzierung auf Rechnung: OBF ist eine Darlehensform, die zuerst in den USA eingeführt wurde und bei der die Stromrechnung als Tilgungsinstrument verwendet wird. Es trägt dazu bei, Hindernisse wie die hohen Vorlaufkosten für die Nachrüstung zu verringern und ist eine mögliche Lösung für das Eigentümer-Mieter-Dilemma. Das Darlehen wird im Laufe der Zeit durch die Einsparungen bei der Nebenkostenabrechnung zurückgezahlt. Der Immobilieneigentümer zahlt die gleiche Rechnung vor und nach der Renovierung, und die Differenz aufgrund der Einsparungen geht an den Investor.
3) Energieleistungsvertrag: Der Energieleistungsvertrag ist eine Form der Finanzierung von Kapitalverbesserungen, die die Finanzierung von Energieverbesserungen durch Kosteneinsparungen ermöglicht. Im Rahmen einer EPC-Vereinbarung führt eine externe Organisation (ESCO) ein Projekt zur Steigerung der Energieeffizienz oder ein Projekt zur Nutzung erneuerbarer Energien durch und verwendet den Einkommensstrom aus den Kosteneinsparungen oder der erzeugten erneuerbaren Energie, um die Kosten des Projekts, einschließlich der Investitionskosten, zurückzuzahlen (Europäische Kommission, 2020).
Ein Schlüsselelement erfolgreicher Finanzierungsprogramme für umweltfreundliche Sanierungsmaßnahmen ist das Konzept des "Cash-Positive"-Finanzierungsmodells, d. h. Finanzierungsmechanismen, die das Risiko und die Belastung der Immobilieneigentümer verringern, indem sie vom ersten Monat an Einsparungen gewährleisten. Die Finanzierungsvereinbarungen sollten Zinssätze haben, die sicherstellen, dass die monatliche Stromrechnung um einen Betrag reduziert wird, der größer oder gleich den monatlichen Rückzahlungsraten ist, was eine sofortige und stetige Rendite ermöglicht. Es ist zu beachten, dass die rechtlichen Aspekte und Grundlagen der verschiedenen Finanzierungsmodelle in den einzelnen Staaten und Kommunen sehr unterschiedlich sind. Es ist wichtig, eine gründliche Due-Diligence-Prüfung durchzuführen, um genau zu verstehen, welche Arten von Finanzierungsmodellen in Ihrer Gemeinde eingesetzt werden können.
Kostenstruktur
Fixe Kosten | Variable Kosten |
Arbeitskräfte | Material |
Verwaltungskosten | Transport |
Aktivitäten zur Einbeziehung von Mietern | Ausrüstung |
Kommunikation | Versorgungsleistungen (Energie und Wasser) |
| Gebühren und Steuern |
Kostenstruktur für die energieeffiziente Sanierung von Gebäuden (BABLE, 2021)
Eine gute Referenz für die Kosten ist der Anwendungsfall aus Wien. Die anfänglichen Investitionen für Maßnahmen in 95 über 50 Jahre alten Wohnungen beliefen sich auf etwa 4,3 Mio. €, was 680 € pro m² Nutzfläche entspricht und die Kosten für thermische Sanierungsarbeiten, Instandhaltungsarbeiten und Arbeiten zur Erhöhung des Wohnkomforts beinhaltet.
Die thermische Sanierung der Fassade reduzierte den Heizenergiebedarf um mehr als 80 Prozent, von 130 kWh/m²a auf etwa 23 kWh/m²a. Zusätzlich wurde eine 50 m² große PV-Anlage mit 9 kWp auf dem Dach installiert.
Die Gesamtkosten von 4,3 Mio. € wurden durch direkte Zuschüsse und Annuitätenzuschüsse reduziert und die jährlichen Mieteinnahmen von 2,55 Mio. € (für 6.330 m² Nutzfläche = 3,35 € pro m² pro Monat) werden für die Amortisation der Investition verwendet(BABLE, 2019).
Marktpotenzial
Der Markt für die energieeffiziente Nachrüstung von Gebäuden hat ein enormes Potenzial, da 75 % des Gebäudebestands in Europa als energieineffizient gelten. Auf globaler Ebene könnte diese Zahl sogar noch höher sein, was eine interessante Lücke schafft, die mit Sanierungsinitiativen geschlossen werden kann.
Stakeholder Mapping
Stakeholder Map für die energieeffiziente Nachrüstung von Gebäuden (BABLE, 2021)
Regierungsinitiativen
Lokale und nationale Regierungen müssen klare Verpflichtungen eingehen, um langfristige Marktsignale für energieeffiziente Technologien zu gewährleisten. Die beschleunigte Einführung energieeffizienter Technologien erfordert einen Push- und Pull-Ansatz. Einerseits müssen verbindliche Leistungsziele festgelegt werden, die Gebäudeeigentümer zur Einführung energieeffizienter Technologien veranlassen. Andererseits müssen Vorabanreize wie Verbraucherrabatte geschaffen werden, um Hindernisse wie hohe Vorlaufkosten und höhere Kosten für energieeffiziente Produkte abzubauen.
Die folgende Liste enthält Beispiele für politische Maßnahmen, die ergriffen werden können:
Gesetzgebung
- Ausarbeitung von Bauvorschriften und Normen, die eine tiefgreifende Renovierung fördern und regelmäßig als Reaktion auf neue technologische Entwicklungen verschärft werden. Anstreben von nahezu Null-Emissionen bei Neubauten.
- Festlegung von Mindestnormen für die Gesamtenergieeffizienz von energiebetriebenen Geräten.
- Einführung von Qualitätsstandards/Zertifizierungssystemen für Installateure und Produkte.
- Ermittlung restriktiver Mietgesetze, die eine Verbesserung der Energieeffizienz behindern oder verhindern, und Aktualisierung dieser Gesetze zur Unterstützung eines nachhaltigen Wandels.
- Legen Sie Mindestgrenzen für die Erzeugung erneuerbarer Energien vor Ort fest, um den Einsatz erneuerbarer Energiequellen vor Ort zu fördern und das vorhandene lokale Potenzial für nachhaltige Energie zu nutzen (ein Beispiel für eine gesetzgeberische Maßnahme, wonach mindestens ein bestimmter Anteil der Dachfläche für Photovoltaik genutzt werden muss, finden Sie hier).
- Rationalisierung des Entwurfs nachhaltiger Energiekonzepte, indem der Prozess bereits zu Beginn der Planungsphase des Übergangsprozesses beginnt. Dadurch kann der Quartiersentwicklungsprozess durch die Energiekonzepte in Richtung positiver Energiequartiere beeinflusst werden und Energieeinspar- und Autarkiepotenziale können leichter genutzt werden (Vermeidung von nachteiligen Pfadabhängigkeiten im Planungsprozess).
Technisch
- Sicherstellen, dass ineffiziente und kohlenstoffintensive Technologien bei allen Neubauten während der Planfeststellungsphase nur minimal oder gar nicht eingesetzt werden (z. B. vorrangiger Anschluss an das Fernwärme-/Fernkältenetz).
- Vereinfachung und Ermöglichung des Einsatzes hocheffizienter, kohlenstoffarmer Technologien wie elektrische Wärmepumpen und solarthermische Anlagen.
- Förderung des Einsatzes fortschrittlicher Steuerungen wie Energiemanagementsysteme und Smart-Home-Technologien für energieeffizientes Verhalten.
- Bewältigung der Herausforderungen bei der lokalen Einführung von kohlenstoffarmen/kohlenstofffreien Technologien.
- Verbot energieintensiver und umweltschädlicher Technologien, die auf fossile Brennstoffe angewiesen sind (z. B. Glühbirnen und Halogenlampen, elektrische Widerstandsheizungen, Ölkessel usw.).
- Verpflichtung zur Nutzung der Abwärme von Großanlagen für Standort- oder Fernwärmesysteme.
- Förderung der Entwicklung integrierter Energiekonzepte, die verschiedene Gebäudetypen, Sektoren und den Energiebedarf einbeziehen, um die Nutzung von (energetischen) Synergien zu maximieren
Finanzierung
- Entwicklung von Finanzierungsinstrumenten, die auf bestimmte Marktsegmente zugeschnitten sind und eine einfache und kommerziell attraktive Finanzierungsquelle für tiefgreifende Renovierungen bieten.
- Entwicklung von Mechanismen zur Förderung tiefgreifender Renovierungen durch die Finanzierung durch Dritte, z. B. ESCOs und EPCs
- Stärkung der Mechanismen zur Bepreisung von Kohlenstoff, um die richtigen wirtschaftlichen Signale zu geben.
- Anreize für die umfassende energetische Sanierung bestehender Gebäudehüllen (z. B. Senkung der Grundsteuer für Gebäude mit hoher Energieeffizienz).
- Anreize für den Einsatz von erneuerbaren Energien und energieeffizienten Technologien.
Weltweit gibt es interessante Bewegungen zur Steigerung der Effizienz von Gebäuden. Die Europäische Union scheint mit mehreren Richtlinien, die auf Klimaneutralität abzielen, an der Spitze dieser Bewegung zu stehen. Dazu gehören spezifische Richtlinien für die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, Rahmenwerke für die Festlegung von Anforderungen an Materialien und Design sowie für die Förderung erneuerbarer Energien.
In den Vereinigten Staaten deckt der Energy Policy Act von 2005 fast alle Aspekte der Energieerzeugung, -verteilung und des -verbrauchs ab und enthält zudem Richtlinien zur Energieeffizienz. Im Jahr 2012 haben 31 US-Bundesstaaten entweder die ASHRAE9 90.1.2007 oder die ICC Energy Conservation 2000-2015 übernommen und damit Modellvorschriften für Wohn- und Gewerbegebäude eingeführt. In Kanada ist der Stufenplan von Vancouver zur Förderung hoch energieeffizienter Gebäude durch die Beseitigung von Hindernissen für das Passivhaus mit dem Greenest City Action Plan von Vancouver verbunden (UNECE, 2019).
In Ländern wie Serbien, Kasachstan, Weißrussland, Russland und einigen anderen ist die Regierungsstruktur so, dass die Bauvorschriften auf föderaler Ebene festgelegt werden, ohne dass die regionalen Regierungen die Möglichkeit haben, die Vorschriften zu übernehmen oder nicht. In solchen Fällen können die Regionen zusätzliche Planungs- und Baunormen oder Anforderungen an die Vergabeverfahren ausarbeiten und vorlegen, die die regionalen Besonderheiten widerspiegeln, aber nicht im Widerspruch zu den Gesetzen auf Bundesebene stehen. Diese Situation erlaubt es nicht, die Vorschriften häufiger zu aktualisieren, um die technologischen Entwicklungen im Bausektor zu berücksichtigen. Die Regulierungsbehörden dieser Länder, die auf Bundesebene tätig sind, konzentrieren sich derzeit auf die Umsetzung leistungsbezogener Bauvorschriften mit energetischen Mindeststandards anstelle von präskriptiven Bauvorschriften. Dies wird Bauunternehmern und Eigentümern die Flexibilität geben, die beste technische Option zur Senkung des Energieverbrauchs zu wählen (UNECE, 2019).
Unterstützende Faktoren
Prozentualer Anteil der Gebäude in der EU in verschiedenen EPC-Klassen (Buildings Performance Institute Europe, 2017)
Um Kohlenstoffneutralität zu erreichen, ist es wichtig, sowohl die zukünftigen Gebäude, die gebaut werden, als auch den bestehenden Gebäudebestand zu berücksichtigen, der einen Großteil der Gebäude ausmacht, in denen wir heute und in Zukunft leben. Wie bereits erwähnt, gelten etwa 75 % des europäischen Gebäudebestands als nicht energieeffizient, d. h. sie erreichen nicht mindestens die EPC-Klasse C, wie die obige Abbildung zeigt, während die nachstehende Abbildung diese Verteilung auf Länderbasis zeigt.
Verteilung des Gebäudebestands in derEU nach EPC-Klassen (Buildings Performance Institute Europe, 2017)
Die Lebensdauer von europäischen Gebäuden liegt zwischen 40 und 120 Jahren. Um die ehrgeizigen Klima- und Energieziele der Europäischen Union zu erreichen, die zur Eindämmung des Klimawandels erforderlich sind, muss der Großteil des Gebäudebestands in der EU zumindest nahezu energiefrei sein (Dorizas, Groote, & Fabbr, 2019). Folglich ist die Renovierung von Gebäuden ein entscheidender Aspekt bei der Erreichung der europäischen Energieeffizienz- undCO2-Emissionsreduktionsziele. Für die Dekarbonisierung des Gebäudesektors werden von der Internationalen Energieagentur (IEA, 2020) drei zentrale Säulen empfohlen:
1) Suffizienz: Hier geht es um Eingriffe in der Planungsphase. Der Energiebedarf in Gebäuden sollte bei gleichem oder besserem Komfort minimiert werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Verringerung des Energiebedarfs durch innovatives Design, Materialien und andere ähnliche Maßnahmen, die zu Passivhäusern führen.
2) Effizienz: Verbesserung der Leistung von Gebäudetechnologien durch Erleichterung der Einführung energieeffizienter Lösungen durch politische und marktwirtschaftliche Rahmenbedingungen. Dies würde auch Investitionen und die Förderung von Forschung und Innovation in hoch energieeffiziente Technologien umfassen.
3) Dekarbonisierung: Sobald der Energiebedarf für Gebäude durch Suffizienz- und Effizienzmaßnahmen minimiert ist, sollte der verbleibende geringe Energiebedarf durch hochleistungsfähige, kohlenstoffarme Lösungen gedeckt werden.
Stadtkontext
Schätzungen zufolge verbringen die Menschen durchschnittlich 85-90 % ihrer Zeit in Innenräumen, entweder zu Hause, in der Schule, bei der Arbeit oder in der Freizeit. Um ein hohes Maß an Komfort zu gewährleisten, sind Gebäude auf der ganzen Welt mit verschiedenen Technologien ausgestattet, um den Raum zu heizen oder zu kühlen, sauberes und warmes Wasser, frische Luft und Strom für Geräte bereitzustellen, die das menschliche Leben erleichtern.
Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) sind Gebäude und der Hochbausektor zusammen für ein Drittel des weltweiten Endenergieverbrauchs und fast 40 % der gesamten direkten und indirektenCO2-Emissionen verantwortlich und stellen somit eine Quelle enormer ungenutzter Effizienzpotenziale dar (IEA, 2020).
Globaler städtischer Primärenergieverbrauch undCO2-Emissionen
Nach Schätzungen der Europäischen Kommission sind derzeit fast 75 % des europäischen Gebäudebestands energetisch ineffizient, und die jährliche Renovierungsrate liegt je nach Land bei nur 0,4 bis 1,2 %. Die Ineffizienz von Gebäuden in Bezug auf Energie- und Ressourcennutzung stellt eine große gesellschaftliche Herausforderung in Bezug auf unseren Gesamtverbrauch und CO₂-Fußabdruck dar. Dies erhöht den Druck auf das gesamte integrierte Energie- und Stadtsystem (State of Green, 2020). Daher spielt die Gebäudeeffizienz eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, Städte bei der Erreichung ihrer Kohlenstoffneutralitätsziele zu unterstützen. Gebäude verursachen direkteCO2-Emissionen durch die Verbrennung von Brennstoffen (z. B. Öl, Erdgas) und indirekte Emissionen durch die Nutzung von mit fossilen Brennstoffen betriebenem Strom, der in den Gebäuden verwendet wird (IEA, 2019). Die obige Abbildung zeigt den Anteil von Gebäuden am städtischen Primärenergieverbrauch und an denCO2-Emissionen im Vergleich zum globalen Niveau.
Die Entwicklung dieser Lösung wurde mit EU-Mitteln unterstützt.
Anwendungsfälle
Demand Side Response (DSR) Steuerung für Studentenwohnheime
Der Anwendungsfall zielt darauf ab, eine strategische Lastreduzierung in Studentenwohnheimen über bestehende BEMS zu ermöglichen.
Demand Side Response Steuerung für öffentliche Gebäude
Der Anwendungsfall zielt darauf ab, eine strategische Lastreduzierung in öffentlichen Gebäuden über bestehende BEMS zu ermöglichen.
Demand Side Response Steuerung für Bürogebäude (Akademisches Gebäude)
Der Anwendungsfall zielt darauf ab, eine strategische Lastreduzierung in akademischen Gebäuden über vorhandene BEMS zu ermöglichen.
Intelligente Steuerung von einzelnen Räumen in bestehenden Gebäuden
Mit dem Ziel, den Energieverbrauch in den bestehenden Bürogebäuden in Strijp-S um 20% zu senken, wurde ein innovatives Konzept entwickelt, um den Energieverbrauch zu optimieren und gleichzeitig den Nutzerkomfort zu erhalten. Das System ermöglicht die interaktive Überwachung und Steuerung des HLK-Systems über eine mobile Anwendung.
Nachrüstung alter sowjetischer Wohnhäuser in Tartu
Als Teil des SmartEnCity-Projekts besteht das Ziel der Nachrüstung darin, den Energieverbrauch der alten Gebäude aus der Sowjetära, der Chruschtschyowkas, um etwa 70% zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden verschiedene Energiesparmaßnahmen ergriffen.
Intelligente Sanierung der Gebäudehülle in Köln
Um die Energieeffizienz bestehender Wohngebäude im Rahmen des EU Horizon 2020 GrowSmarter-Projekts um 70% zu verbessern, wurden Renovierungsmaßnahmen durchgeführt. Dazu gehören die Isolierung der Gebäudehülle, hocheffiziente Fenster, Treppenhausbeleuchtung, Aufzug und Heizungsanlage.
Energieeffiziente Sanierung von tertiären Wohngebäuden in Valla Torg, Stockholm
Im Rahmen des GrowSmarter-Projekts hat die Stadt Stockholm verschiedene Maßnahmen zur energetischen Sanierung von 6 Dienstleistungsgebäuden aus dem Jahr 1961 in Valla Torg durchgeführt, um den Energieverbrauch um 60% zu senken, den Innenraumkomfort zu verbessern und die Lebensdauer der Gebäude zu verlängern.
Energieeffiziente Sanierung von Gebäuden des Dienstleistungssektors durch die Stadt Stockholm
Die Stadt Stockholm hat in 2 tertiären Gebäuden energetische Sanierungsmaßnahmen durchgeführt: in einem Kulturzentrum und in einem Behördenkomplex. Beide Gebäude sind als kulturhistorische
Energieeffiziente Sanierung eines Wohngebäudes - Brf Årstakrönet
Im Rahmen des GrowSmarter-Projekts konzentriert sich diese Maßnahme auf die energieeffiziente Sanierung eines Wohngebäudes aus dem Jahr 2007: Brf Årstakrönet, mit 56 privaten Eigentumswohnungen.
Gebäude-Retrofit in Mailand
Mailand zielt auf eine tiefgreifende energetische Sanierung des öffentlichen und privaten Wohngebäudebestands ab, um bis zu 60-70% des derzeitigen Energieverbrauchs einzusparen und den Komfort in den Wohnungen zu verbessern.
Energieeffiziente Sanierung von Gebäuden des Dienstleistungssektors durch die Stadtverwaltung von Barcelona
Die Stadtverwaltung von Barcelona hat zwei alte Textilfabriken, die in letzter Zeit aufgegeben oder als Lager genutzt wurden, umgebaut. Die Gebäude wurden in eine neue öffentliche Bibliothek (Library Les Corts) und ein Forschungs- und Entwicklungszentrum für intelligente Städte (Ca l'Alier) umgewandelt, das sowohl öffentliche als auch private Einrichtungen beherbergt.
Energieeffiziente Renovierung des Gebäudes - Bildungszentrum Escola Sert
Gas Natural Fenosa hat die energetische Sanierung eines Bildungszentrums Escola Sert durchgeführt. Ziel ist es, die technische und wirtschaftliche Durchführbarkeit des Ausbaus der erneuerbaren Energieerzeugung in Form von gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV) für den Eigenverbrauch in einem tertiären Gebäude zu prüfen.
Energieeffiziente Renovierung des Gebäudes - Hotel H10 Catedral
Im Rahmen des GrowSmarter-Projekts hat Gas Natural Fenosa die energetische Sanierung von drei Gebäuden mit sehr unterschiedlicher Nutzung durchgeführt. Eines davon ist das Hotel H10 Catedral. Ziel ist es, die technische und wirtschaftliche Durchführbarkeit einer energetischen Sanierung eines Dienstleistungsgebäudes zu prüfen.
Energieeffiziente Renovierung des Gebäudes - Sportzentrum CEM Claror Cartagena
Naturgy hat Nachrüstungsmaßnahmen zur Senkung des Energieverbrauchs in über 12.500 m2 Tertiärböden in Barcelona durchgeführt. Drei Gebäude mit sehr unterschiedlichen Nutzungen wurden nachgerüstet, eines davon ist ein Sportzentrum, das CEM Claror Cartagena.
Energieeffiziente Sanierung von Wohngebäuden durch Naturgy
Naturgy hat Nachrüstungsmaßnahmen mit dem Ziel durchgeführt, den Energieverbrauch von Gebäuden in fast 20.000 m2 Wohnflächen in Barcelona zu senken: Canyelles, Ter, Lope de Vega und Melon District.
Energieeffiziente Sanierung eines Wohngebäudes - Passeig Santa Coloma
Die Stadtverwaltung von Barcelona hat die energetische Sanierung eines Sozialwohnungsbaus in der Passeig Santa Coloma mit 207 Wohnungen und über 14.000 m2 gefördert.
Stadtteilsanierung in Eskişehir
Mit dem Ziel, nachhaltige Stadtteile in Tepebasi durch tiefgreifende Nachrüstungen zu erreichen, wurden Verbesserungen an der Gebäudehülle vorgenommen. Die Minimierung der Wärmeübertragung durch die Gebäudehülle ist entscheidend für die Reduzierung des Bedarfs an Raumheizung und -kühlung.
Stadtteilsanierung in Valladolid
Mit dem Ziel, in Valladolid einen Near Zero Energy District zu schaffen, wurde eine Reihe von Maßnahmen entwickelt, die sich auf die Verbesserung der Nachhaltigkeit der 19 Wohngebäude des FASA-Viertels, die Steigerung der Energieeffizienz und die Reduzierung der CO2-Emissionen der Gebäude konzentrieren.
Energetische Nachrüstung durch öffentliche Auftragsvergabe in Nottingham
Eine britische Sozialwohnungssiedlung mit einer hohen Dichte an Energiearmut hat von einer energetischen Sanierung profitiert, die Technologie, Ästhetik und einen neuartigen Ansatz bei der öffentlichen Auftragsvergabe miteinander verbindet.
Renovierung einer Sozialwohnung in Wien
Das Projekt 'Hauffgasse 37-47', das 1987 fertiggestellt wurde, ist ein großer Wohnblock mit 485 Wohnungen. Es wird über ein Mikro-Fernwärmenetz versorgt und derzeit mit Erdgas befeuert. Die Ziele waren hauptsächlich auf die Reduzierung des Energiebedarfs und die Integration erneuerbarer Energiequellen ausgerichtet.
Sanierung einer städtischen Wohnanlage in Wien (Sozialer Wohnungsbau Lorystraße 54-60)
Das Projekt Lorystraße 54-60 ist ein mittelgroßer Wohnblock mit 95 Wohnungen, der 1966 fertiggestellt wurde und im Besitz von 'Wiener Wohnen', dem städtischen Betreiber von Sozialwohnungen, ist. Durch die thermische Sanierung wurde der Heizenergiebedarf um mehr als 80 Prozent gesenkt. Zusätzlich wurde eine 9 kWp PV-Anlage installiert.
Sanierung einer städtischen Wohnanlage in Wien (Sozialer Wohnbau Herbortgasse 43)
Die städtische Wohnanlage in der Herbortgasse 43 wurde 1929 erbaut und steht unter Denkmalschutz. Die thermische Sanierung der Fassade reduzierte den Heizenergiebedarf um etwa 75 Prozent, von 118 kWh/m²a auf etwa 28 kWh/m²a. 8 zusätzliche Wohnungen wurden in einem Dachausbau errichtet.
Null-Energie-Sanierung von Sekundarschulen und einer öffentlichen Turnhalle
Die Renovierung einer öffentlichen Turnhalle und die Erweiterung der Schulen um 16 Klassenzimmer dient als Testfeld für den Einsatz neuer Energielösungen. Es handelt sich um ein Pilotprojekt, bei dem klimafreundliche Smart-City-Lösungen getestet werden. Die derzeitige Energiebilanz von 104 kWh/m2 wird auf 27 kWh/m2 reduziert.
Energieeffiziente Fernwärme- und Warmwassernachrüstung
Renovierung des gesamten Fernwärmesystems, um die Energieeffizienz zu erhöhen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.
Öffentliche Kunstgalerie in umgebauten Wohnungen in Tartu
Tartu hat einen internationalen Kunstwettbewerb ausgeschrieben, um sein Pilotgebiet für die Umwandlung von Gebäuden aus der Chruschtschow-Ära in moderne, energieeffiziente Häuser zu gestalten und so ein attraktives und einzigartiges städtisches Umfeld für seine Bürger zu schaffen.
Energieeinsparung, CO²-Reduzierung & Optimierung des Raumklimas eines Gerichtsgebäudes in Tallinn
Die Zufriedenheit der Mieter und Besucher des Gebäudes ist eine der obersten Prioritäten. Das Raumklima hat sich verbessert, seit R8 Autopilot im November 2019 mit der Steuerung des Gebäudes begonnen hat.
Energieeinsparung, CO²-Reduzierung und Optimierung des Raumklimas in einem Bürogebäude in Coimbra, Portugal
Die Zufriedenheit der Mieter und Besucher des Gebäudes ist eine der obersten Prioritäten. Seitdem der R8 Autopilot das Gebäude steuert, hat sich das Raumklima verbessert und die Energie- und CO²-Emissionen wurden reduziert.
