Impulsreferat zu Podium II Gebäude der Zukunft klimaeffizient und innovativ

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Sebastian Schwarz
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1 Impulsreferat zu Podium II Gebäude der Zukunft klimaeffizient und innovativ Dr. Siegfried Dais, Robert Bosch GmbH 1

2 Primärenergieverbrauch Potenziale im Vergleich Raumwärme und Warmwasserbereitung 85% Gebäudebereich 40,4% Verkehr 31,3% Raumwärme Strom 15% TWW Strom Industrie 28,3% Quelle: BDH, Primärenergie, Zahlen für Deutschland Gebäudebereich bietet höchstes Potential zur Emissionsreduzierung 2

3 Maßnahmen im Gebäudebereich wirken langfristig! Gebäudenutzungsdauer 25 bis 100 Jahre Effizienzstruktur Heizungsanlagenbestand 2008 Effizient Unzureichend effizient 10% 13% Effizient und erneuerbare Energie Passivhaus 77% 3-Liter-Haus Nur 13 % der 17,8 Mio. Wärmeerzeuger mit Effizient und erneuerbarer Energie Austausch der ineffizienten Heizgeräte im Bestand würde Einsparungen von t CO2 Emissionen bedeuten 3

4 Verbrauch Minimieren und(!) Ausgleichen Energie-Gutschrift für Netzeinspeisung Energie-Plus-Haus Netto Nullenergiehaus Dämmung Stromsparen Brennwerttechnik Biomasse; Ökostrom Effizienz, Bezug Erneuerbare Nicht erneuerbare Primärenergie-Bezug: Haushaltsstrom + Warmwasser (WW) + Heizung Nettoverbraucher Stromeinspeisung Photovoltaik KWK Bestandsgebäude 4

Ganzheitlicher Ansatz Energie-Plus-Haus kwh/(m²*a) 300 Lüftung mit Wärmerückgewinnung Primary Primärenergiegutschrift energy Bonus 200 100 0-100 -200-300 ~300 ~150 ~190 z.b.

5 Ganzheitlicher Ansatz Energie-Plus-Haus kwh/(m²*a) 300 Lüftung mit Wärmerückgewinnung Primary Primärenergiegutschrift energy Bonus ~300 ~150 ~190 z.b. Dämmung, Pelletkessel, Wärmepumpe Neubau 1980s 1990s 2010 Heizen TWW Strom Energie Gutschrift PV, μkwk ~110 Passiv Haus + Primärenergiebedarf Grauwasser Nutzung Nutzung von Abwärme Heizgerät Solarthermie Panel PV- Panel Thermischer Speicher Energiebedarf soweit wie möglich senken Restbedarf so effizient wie möglich decken Soviel Strom erzeugen wie sinnvoll und nötig Das Energie-Plus-Haus ist ein Energielieferant: Die Energiegutschrift übersteigt den Bedarf 5

Solar Decathlon Das Haus der Zukunft Solarthermisches System Passive Kühlung Latentwärmespeicher Fussbodenheizung Wärmepumpenmodule Aktive Systeme Photovoltaik-Module Solarthermisches System

6 Solar Decathlon Das Haus der Zukunft Solarthermisches System Passive Kühlung Latentwärmespeicher Fussbodenheizung Wärmepumpenmodule Aktive Systeme Photovoltaik-Module Solarthermisches System Wärmepumpenmodul für Heizung Kühlung, Lüftung und warmes Wasser inkl. Solar Integration Passive Systeme Kompaktes Gebäude mit effizienter Isolierung und Verschattung Passive solare Gewinne auf der Südseite Latentwärme-Speicher Natürliche Belüftung, passive Kühlung 6

7 Effizienzsteigerung Haushaltsgeräte (B/S/H) Politische Rahmenbedingungen unterstützen die Transformation im Markt und fördern die Entwicklung von energieeffizienten Lösungen! Quelle: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH 7

Solaranteil ~20 25 % Kombination Brennwertgerät und elektrische

8 Energieeffizientes Heizen Beispiele Solarthermie Hybridsysteme CH DHW Reduzierte Systemkosten und Installationskosten Kompakte Bauform Solaranteil ~20 25 % Kombination Brennwertgerät und elektrische Wärmepumpe auf Basis Split-AC Komponenten (4 10 kw) Reduktion CO 2 Emission ~10 25 % 8

Energieerzeugung der Zukunft zunehmend dezentral Beispiel:

Energieerzeugung: Erzeugung von Wärme und Strom mit hohem

Reduktion durch Einsatz μ-kwk (Stirling Technologie) 0,5 1

pro Haus und Jahr 82% Wärme 38% Elektrizität 13%

9 Energieerzeugung der Zukunft zunehmend dezentral Beispiel: Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (μ-kwk) Dezentrale Energieerzeugung: Erzeugung von Wärme und Strom mit hohem Systemwirkungsgrad direkt am Ort des Verbrauchs CO 2 Reduktion durch Einsatz μ-kwk (Stirling Technologie) 0,5 1 t CO 2 pro Wohneinheit und Jahr bis zu 15 % CO 2 Reduktion pro Haus und Jahr 82% Wärme 38% Elektrizität 13% Elektrizität 62% Verluste mit Bezug Gebäude 5% Verluste μ-kwk: Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung 9

Beispiele für Klein- / Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung μ-kwk Klein-KWK - ICE Integrierte Lösung zur

2 Klein-KWK - ICE EN20 EN240 Elektrische Leistung 1 kw el Elektrische Leistung 19 kw el 240 kw el

Wirkungsgrad eta el = 33,9 % (EN20) 3-28 kw th (inkl.

10 Beispiele für Klein- / Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung μ-kwk Klein-KWK - ICE Integrierte Lösung zur Wandmontage Hoher Komfort und Wirkungsgrad Bis 2000 kw el Erdgas Biogas μ-kwk Gen. 2 Klein-KWK - ICE EN20 EN240 Elektrische Leistung 1 kw el Elektrische Leistung 19 kw el 240 kw el Thermische Leistung 3-7 kw th (nur Stirling) Elektr. Wirkungsgrad eta el = 33,9 % (EN20) 3-28 kw th (inkl. Booster) Thermische Leistung 34 kw th 374 kw th Wirkungsgrad Hu,el > 15 %, Hu,ges > 100 % Therm. Wirkungsgrad eta th = 60,7 % (EN20) μ-kwk: Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung ICE: Internal combustion engine 10

11 Energie-Plus-Haus & Internet der Energie Lüftung mit Wärmetauscher Heizgerät Solarthemie PV-Modul DW WM freezer Elektrofahrzeug (EV) Grauwassernutzung Wechselrichter Pufferbatterie für EV Grauwasser Wärmenutzung thermischer Speicher Li-Ionen Batterie 11

12 Auswirkungen (Netz-)Infrastruktur heute: wenige Großerzeuger bedienen viele Verbraucher beginnend: Verbraucher werden Produzenten (1) Großkraftwerke (2) Erneuerbare Energie (fluktuierend) (6) Übertragungsnetz (7) Verteilnetz (3) Verbraucher (klassisch) (4) Verbraucher (intelligent) (5) Leittechnische Anbindung (8) Lastflüsse (9) Internet der Energie (10) Integrationstechnologie Quelle: BDI initiativ IKT für Energiemärkte der Zukunft, zukünftig: Internet der Energie vernetzt alle Akteure

Es gilt, die Umsetzungsgeschwindigkeit deutlich zu erhöhen und dabei den Fokus auf Förderung kurzfristig wirksamer Maßnahmen zu legen.

13 Zusammenfassung / Fazit Im Gebäudebereich stehen innovative technische Lösungen für Wärme und Strom bereit. Aber: die bisherige geringe Umsetzungsgeschwindigkeit lässt nicht erwarten, dass die gesetzten anspruchsvollen Klimaziele erreicht werden können. Es gilt, die Umsetzungsgeschwindigkeit deutlich zu erhöhen und dabei den Fokus auf Förderung kurzfristig wirksamer Maßnahmen zu legen. Rücknahme bereits beschlossener und wirksamer Maßnahmen kontraproduktiv. Ein ganzheitlicher energetischer Gebäudesanierungsansatz ist essenziell, unter Berücksichtigung interdisziplinärer Maßnahmen zur Energieeffizienz & Energieerzeugung, Technologieoffenheit, unterschiedlicher Gebäudetypologien (differenzierte Betrachtung). 13

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 14

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