Energieeffiziente Nachrüstung von Gebäuden

Beschreibung

Die Verbesserung der Energieeffizienz des Gebäudebestands in einer Stadt erfordert strategisches und langfristiges Denken. Komplexe Eigentumsverhältnisse, Marktbarrieren, unterschiedliche Gebäudetypologien, Verbraucherpräferenzen und eine Vielzahl von Akteuren, die am Bau und an der Nachrüstung eines Gebäudes beteiligt sind, machen energieeffiziente Gebäude selbst mit den fortschrittlichsten technologischen Entwicklungen zu einer Herausforderung. Um jedoch positive Energiebezirke zu realisieren und die ehrgeizigen Klimaziele der Städte zu erreichen, spielen Null- und Plusenergiegebäude 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 möglich ist und einen großen Einfluss auf grünere und widerstandsfähigere Städte hat.

Zu lösende Probleme

Rechtliche Anforderungen

Die Dringlichkeit, sich mit der Energieeffizienz von Gebäuden zu befassen, ist enorm. Auch die EU hat dies erkannt und es gibt mehrere Standards für die Energieeffizienz von Gebäuden auf EU-Ebene. Für die Gebäudesanierung wurden mehrere Gesetzesinitiativen eingeführt, von denen die wichtigsten im Folgenden aufgeführt werden:

• Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (EPBD, Richtlinie 2010/31/EU, geändert durch Richtlinie 2018/844/EU)
• Energieeffizienz-Richtlinie (EED, Richtlinie 2012/27/EU, geändert durch die 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 Standardinformationen über das Produkt
• 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: Das renovierte Gebäude darf 125% des Energiegrenzwertes des neuen Gebäudes nicht überschreiten.
• Dänemark: Solaranlagen müssen vorgesehen werden, wenn der erwartete Warmwasserverbrauch 2.000 l pro Tag übersteigt und 95 Prozent des Bedarfs decken kann.
• Griechenland: 60 % der Warmwasserbereitung erfolgt durch Solarenergie.

Weitere Standards verschiedener Länder finden Sie in den Länderinformationsblättern des Berichts der UNECE. Einige bereits erwähnte Vorschriften in 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 entscheidend. Die im vorangegangenen Abschnitt genannten politischen Maßnahmen haben das Potenzial, den Zugang zu Finanzmitteln zu verbessern, das Risiko von Investitionen zu verringern, Hindernisse abzubauen und gleichzeitig die Attraktivität von Investitionen im Gebäudesektor zu erhöhen.

Lokale und nationale Regierungen können zwar spezifische unterstützende Maßnahmen fördern, aber die öffentlichen Mittel können nur einen begrenzten Teil der Gesamtinvestitionen abdecken. Um substanzielle Ergebnisse zu erzielen, ist es notwendig, den privaten Sektor in die Finanzierung energieeffizienter Sanierungen einzubeziehen. Finanzinstitute stehen jedoch vor mehreren Herausforderungen, wenn sie sich dem Markt für Energieeffizienz 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 (ESPCs), revolvierende Kreditfonds, 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 energetische Sanierungsprojekte vergeben werden können. Wenn die Darlehen zurückgezahlt werden, wird das Kapital für ein anderes Projekt weiterverliehen. Unter der Voraussetzung, dass die Ausfälle gering bleiben, können RLFs "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 hohe Vorlaufkosten bei der 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: EPC ist eine Form der Finanzierung von Kapitalverbesserungen, die die Finanzierung von energetischen Modernisierungen aus 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 nutzt 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 Programme zur Finanzierung grüner Nachrüstungen ist das Konzept des "cash-positiven" Finanzierungsmodells. Dies bedeutet, dass die Finanzierungsmechanismen das Risiko und die Belastung der Immobilieneigentümer verringern, indem sie vom ersten Monat an Einsparungen garantieren. 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

Kostenstruktur für die energieeffiziente Nachrüstung von Gebäuden (BABLE, 2021)

Eine gute Referenz für die Kosten finden Sie im 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 Amortisierung 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 der Politik. Einerseits verbindliche Leistungsziele, die Gebäudeeigentümer zur Einführung energieeffizienter Technologien veranlassen. Andererseits müssen Anreize wie Verbraucherrabatte geschaffen werden, die Hindernisse wie hohe Anschaffungskosten und höhere Kosten für energieeffiziente Produkte abbauen.

Die folgende Liste enthält Beispiele für einige politische Maßnahmen, die ergriffen werden können:

Gesetzgebung

• Entwerfen Sie Bauvorschriften und Standards, die eine tiefgreifende Renovierung fördern, und verbessern Sie diese regelmäßig als Reaktion auf neue technologische Entwicklungen. Streben Sie bei Neubauten eine nahezu emissionsfreie Bauweise an.
• Legen Sie Mindeststandards für die Energieeffizienz von Geräten fest.
• Führen Sie Qualitätsstandards/Zertifizierungssysteme für Installateure und Produkte ein.
• Identifizieren Sie restriktive Mietgesetze, die von einer Verbesserung der Energieeffizienz abhalten oder diese verhindern, und aktualisieren Sie diese Gesetze, um einen nachhaltigen Übergang zu unterstützen.
• Legen Sie Mindestgrenzen für die Erzeugung erneuerbarer Energien vor Ort fest, um die lokale Einführung erneuerbarer Energiequellen zu fördern und das vorhandene lokale Potenzial für nachhaltige Energie zu nutzen (ein Beispiel für eine gesetzliche Maßnahme, die vorsieht, dass mindestens ein bestimmter Anteil der Dachfläche für Photovoltaik genutzt werden muss, finden Sie hier).
• Rationalisieren Sie die Entwicklung nachhaltiger Energiekonzepte, indem Sie den Prozess bereits zu Beginn der Planungsphase des Übergangsprozesses beginnen. 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

• Stellen Sie sicher, dass ineffiziente und kohlenstoffintensive Technologien bei allen Neubauten während der Planungsgenehmigungsphase nur minimal oder gar nicht eingesetzt werden (z.B. durch vorrangigen Anschluss an das Fernwärme-/Kühlungsnetz).
• Vereinfachen und ermöglichen Sie den Einsatz hocheffizienter, kohlenstoffarmer Technologien wie elektrische Wärmepumpen und solarthermische Anlagen.
• Fördern Sie den Einsatz fortschrittlicher Steuerungen wie Energiemanagementsysteme und Smart-Home-Technologien für energieeffizientes Verhalten.
• Bewältigen Sie die Herausforderungen bei der lokalen Einführung von kohlenstoffarmen/kohlenstofffreien Technologien.
• Verbieten Sie energieintensive und umweltschädliche Technologien, die auf fossile Brennstoffe angewiesen sind (z.B. Glühbirnen und Halogenlampen, elektrische Widerstandsheizungen, Ölkessel usw.).
• Verpflichten Sie sich zur Nutzung der Abwärme von Großanlagen für Standort- oder Fernwärmesysteme.
• Fördern Sie die Entwicklung von integrierten Energiekonzepten, die verschiedene Gebäudetypen, Sektoren und den Energiebedarf einbeziehen, um die Nutzung von (energetischen) Synergien zu maximieren.

Finanzierung

• Entwickeln Sie auf bestimmte Marktsegmente zugeschnittene Finanzierungsinstrumente, die eine einfache und kommerziell attraktive Finanzierungsquelle für tiefgreifende Renovierungen bieten.
• Entwickeln Sie Mechanismen zur Förderung tiefgreifender Renovierungen über die Finanzierung durch Dritte, z.B. ESCOs und EPCs
• Stärken Sie die Mechanismen zur Bepreisung von Kohlenstoff, um die richtigen wirtschaftlichen Signale zu setzen.
• Setzen Sie 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 der Bewegung zu stehen. Dazu gehören spezifische Richtlinien für die Energieeffizienz 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 Geschäftsgebäude eingeführt. In Kanada ist der Stufenplan von Vancouver zur Förderung der Verbreitung hoch energieeffizienter Gebäude durch die Beseitigung von Hindernissen für Passivhäuser mit dem Aktionsplan für die grünste Stadt Vancouvers verbunden (UNECE, 2019).

In Ländern wie Serbien, Kasachstan, Weißrussland, Russland und einigen anderen ist die Regierungsstruktur so, dass die Bauvorschriften auf föderaler Ebene erlassen werden, ohne dass die regionalen Regierungen die Wahl haben, ob sie die Vorschriften übernehmen wollen 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 Codes unter Berücksichtigung der technologischen Entwicklungen im Bausektor häufiger zu aktualisieren. Die Regulierungsbehörden dieser Länder, die auf föderaler Ebene tätig sind, konzentrieren sich derzeit auf die Umsetzung leistungsbezogener Bauvorschriften mit Mindest-Energiestandards anstelle von präskriptiven Bauvorschriften. Dies wird Bauunternehmern und Eigentümern die Flexibilität geben, die beste technologische 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 folgende Abbildung diese Verteilung auf Länderbasis wiedergibt.

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 für die Eindämmung des Klimawandels gefordert werden, 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, um die europäischen Ziele für Energieeffizienz und CO2-Emissionsreduzierung zu erreichen. 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 Senkung 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. Dazu gehören auch Investitionen und die Förderung von Forschung und Innovation in hoch energieeffiziente Technologien.

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

Man schätzt, dass die Menschen durchschnittlich 85-90% ihrer Zeit in Innenräumen verbringen, 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 heißes Wasser, frische Luft und Strom für Geräte bereitzustellen, die das menschliche Leben erleichtern.

Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) sind Gebäude und der Hochbausektor zusammen für ein Drittel des weltweiten Endenergieverbrauchs und fast 40 % der gesamten direkten und indirekten CO2-Emissionen verantwortlich und stellen somit eine Quelle enormer ungenutzter Effizienzpotenziale dar (IEA, 2020).

Globaler städtischer Primärenergieverbrauch und CO2-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 erzeugen direkte CO2-Emissionen durch die Verbrennung von Brennstoffen (z.B. Öl, Erdgas) und indirekte Emissionen durch die Nutzung von Strom aus fossilen Brennstoffen, der in den Gebäuden verwendet wird (IEA, 2019). Die obige Abbildung zeigt den Anteil von Gebäuden am städtischen Primärenergieverbrauch und an den CO2-Emissionen im Vergleich zum globalen Niveau.