Energetische und wirtschaftliche Betrachtungen zur Optimierung von Bestandsanlagen

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1 21. Mitteldeutsche Immobilientage Fachforum 3: Energieeffizienz Energetische und wirtschaftliche Betrachtungen zur Optimierung von Bestandsanlagen Leipzig, Prof. Dr.-Ing. Bert Oschatz Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH

2 Anzahl der Gebäude in Mio. Gebäudebestand in Deutschland Wohnfläche der Wohngebäude ca. 3,6 Mrd. m² Nutzfläche der Nicht-Wohngebäude ca. 1,1 Mrd. m² ca. 18,5 Millionen Wohngebäude mehr als 14 Mio. EFH/ZFH 1,5 Millionen Nichtwohngebäude (NWG) 2 0 Wohnungsbestand zum Baufertigstellung Wohnungen Quelle Zahlenwerte: destatis.de 2

3 Anteile der genutzten Energieträger und Wärmeerzeuger im Bestand Derzeit 41,4 Mio. Wohnungen in Ein- und Mehrfamilienhäusern mit 20,5 Mio. Wärmeerzeugern im Bestand (2012) dazu: Fernwärmeanschlüsse für 4,9 Mio. WE 1,5 Mio. Nachtspeicherheizungsanlagen und 1,8 Mio. thermische Solaranlagen mit 16,5 Mio. m² Fläche Energieträger im Wohnungsbestand Wärmeerzeuger im Bestand Quellen: BDH, BDEW, BSW, AGFW 3

4 Entwicklung der Beheizungsstruktur des Wohnungsbestandes nach BDEW 4

5 Entwicklung der Energieträger im Neubau nach BDEW 5

6 Wärmeversorgungsstruktur verschiedener Modernisierungsstandards 2012 Quelle: IWU Darmstadt/Fraunhofer IFAM: Monitoring der KfW-Programme "Energieeffizient Sanieren" und "Energieeffizient Bauen" 2012 (Auswertung von Stichproben) 6

7 Verfügbarkeit von Wärmeerzeugern und Warmwasserbereitungsanlagen im Zeitverlauf 7

8 Änderungen in der EnEV 2014 gegenüber 2009 Anforderungen im Bestand Praktisch keine Änderungen! Einzige Änderung: Austausch von Kesseln älter 30a 8

9 Passen die EnEV Bestands-Anforderungen zu den langfristigen energiepolitischen Zielen? Quelle: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Bestandsaufnahme zur Energie- und Klimaschutzentwicklung Monitor 2012 / Gebäude und Verkehr 9

10 Primärenergiebedarf Q P Möglichkeiten zur Erfüllung von EnEV und KfW-Effizienzhaus-Standards Gas/Öl-Brennwertkessel (BW) EnEV 2014 EnEV 2016 KfW-70 KfW-55 EnEV 2014 BW + sol. TWE/HeizU Gas-WP + Zu-/Abluftanlage mit WRG Gas-WP + sol. TWE Luft/Wasser-Wärmepumpe Sole/Wasser-Wärmepumpe KfW-40 KfW-70 EnEV 2016 KfW-55 KfW-40 40% 55% 70% 85% Übliche Bausausführung von Neubauten Transmissionswärmeverlust 100% bezogen auf den Wert des Referenzgebäudes H`T Ref Annahmen: EFH Neubau mit A N =255 m², Zu-/Abluftanlage mit 90% Wärmebereitstellungsgrad Übliche Bausausführung von Bestandsgebäuden 10

11 Erfüllung der Anforderungen im Wohngebäude durch Pelletkessel Erfüllung von EnEV und KfW-Standards mit Biomasse-Festbrennstoffkesseln Freie Heizflächen, Systemtemperaturen 55/45 C, mit Zirkulation Primärenergiebedarf Q P EnEV 2009/2014 EnEV 2016 KfW-70 KfW-55 KfW-40 KfW-40 KfW-55 KfW-70 EnEV 2009/2014 Biomasse- Festbrennstoffkessel (z.b. Pelletkessel) Biomasse- Festbrennstoffkessel + sol. TWE 40% Annahmen: EFH Neubau mit A N =255 m², Berechnung mit Standardwerten nach DIN V % 70% 85% 100% Transmissionswärmeverlust bezogen auf den Wert des Referenzgebäudes H`T Ref 11

12 Erfüllung der Anforderungen im Wohngebäude durch BHKW Erfüllung von EnEV und KfW-Standards mit KWK-Anlagen Freie Heizflächen, Systemtemperaturen 55/45 C, mit Zirkulation Primärenergiebedarf Q P KWK mit Stirling-Motor η th =80%, η el =12%, EnEV 2009/2014 KWK mit Brennstoffzelle η th =56%, η el =34% EnEV 2016 KfW-70 KfW-55 EnEV 2009/2014 KWK mit Otto-Motor η th =60%, η el = 23% KWK mit Brennstoffzelle η th =56%, η el =32% KfW-40 KfW-70 KfW-40 KfW-55 Mikro-KWK mit Brennstoffzelle η th =25%, η el =56% 40% Annahmen: Berechnung überwiegend mit Standardwerten nach DIN V % 70% 85% 100% Transmissionswärmeverlust bezogen auf den Wert des Referenzgebäudes H`T Ref 12

13 Ökologischer und wirtschaftlicher Technologievergleich Betrachtete Technologien: Standardtechnologien Brennwerttechnik Brennwerttechnik mit Solarthermie Effizienztechnologien Gaswärmepumpen Elektro-Wärmepumpen KWK-Systeme 13

14 Investitionskosten in % Investitionskosten einer Anlagensanierung Bestand 600% Zahlenangaben in %: Kostenindizes bezogen auf Investitionskosten vom Gas-BW 500% Sanierungsvarianten 526% 400% 378% 300% 331% 305% 228% 200% 180% 100% 100% 0% 0% Gas-NT-Altkessel Gas-BW Gas-BW+solare TWE Gas-BW+sol. TWE/HeizU Gas-WP, Wärmequelle Solar Luft/Wasser- Elektro-WP Sole/Wasser- Elektro-WP KWK mit Otto- Motor *) Berechnung für Gaswärmepumpe mit Gesamt-Jahresnutzungsgrad für Raumheizung und Warmwasserbereitung nach VDI 4650 Blatt 2 14

15 Jährliche Heizkosten in % Jährliche Heizkosten als Summe der verbrauchsund betriebsgebundenen Kosten Betriebsgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten 120% 100% 100% 2% Sanierungsvarianten Zahlenangaben in %: Kostenindizes bezogen auf Heizkosten beim Ausgangszustand (Gas-NT) 80% 60% 79% 2% 74% 3% 70% 4% 68% 8% 80% 5% 67% 9% 80% 14% 98% 40% 77% 71% 66% 60% 75% 57% 66% 20% 0% Gas-NT-Altkessel Gas-BW Gas-BW+solare TWE Gas-BW+sol. TWE/HeizU Gas-WP, Wärmequelle Solar Luft/Wasser- Elektro-WP Sole/Wasser- Elektro-WP KWK mit Otto- Motor *) Berechnung für Gaswärmepumpe mit Gesamt-Jahresnutzungsgrad für Raumheizung und Warmwasserbereitung nach VDI 4650 Blatt 2 15

16 Jahresgesamtkosten nach VDI 2067 Verbrauchsgebundene Kosten in /a Kapitalgebundene Kosten in /a Betriebsgebundene und sonstige Kosten in /a Jahresgesamtkosten in /a 16

17 Jahresgesamtkosten in % Jahresgesamtkosten im Bestand 180% Betriebsgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Kapitalgebundene Kosten Zahlenangaben in %: Kostenindizes bezogen auf Jahresgesamtkosten Gas-NT 160% 140% 120% 100% 100% 2,1% Sanierungsvarianten 104% 95% 2,7% 2,1% 108% 3,6% 139% 132% 5,1% 7,5% 60,4% 75,2% 152% 9,3% 57,2% 157% 13,7% 66,0% 80% 60% 40% 97,9% 76,7% 71,3% 65,9% 64,1% 58,8% 85,0% 76,7% 20% 0% 16,6% 29,6% Gas-NT-Altkessel Gas-BW Gas-BW+solare TWE 38,6% Gas-BW+sol. TWE/HeizU Gas-WP, Wärmequelle Solar Luft/Wasser- Elektro-WP Sole/Wasser- Elektro-WP KWK mit Otto- Motor *) Berechnung für Gaswärmepumpe mit Gesamt-Jahresnutzungsgrad für Raumheizung und Warmwasserbereitung nach VDI 4650 Blatt 2 17

18 Endenergiebedarf in kwh/a spezifischer Endenergiebedarf in kwh/m²a Endenergiebedarf / Brennstoffbedarf im EFH Bestand Sanierungsvarianten Gas-NT-Altkessel Gas-BW Gas-BW+solare TWE Gas-BW+sol. TWE/HeizU Gas-WP, Wärmequelle Solar Luft/Wasser- Elektro-WP Sole/Wasser- Elektro-WP KWK mit Otto- Motor 0 *) Berechnung für Gaswärmepumpe mit Gesamt-Jahresnutzungsgrad für Raumheizung und Warmwasserbereitung nach VDI 4650 Blatt 2 18

19 Primärenergiebedarf in kwh/m²a Anteil erneuerbarer Energien 280 Nicht erneuerbarer Primärenergiebedarf und Anteil erneuerbarer Primärenergie 100% Sanierungsvarianten Primärenergiebedarf Anteil erneuerbarer Energien ,0 80% , ,8 149,5 148,5 54,3% 151,2 60% 135, ,5% 111,8 40% 80 22,6% 40 8,1% 14,0% 20% 0 0,6% 0,8% Gas-NT-Altkessel Gas-BW Gas-BW+solare TWE Gas-BW+sol. TWE/HeizU Gas-WP, Wärmequelle Solar Luft/Wasser- Elektro-WP Sole/Wasser- Elektro-WP 0,6% KWK mit Otto- Motor 0% *) Berechnung für Gaswärmepumpe mit Gesamt-Jahresnutzungsgrad für Raumheizung und Warmwasserbereitung nach VDI 4650 Blatt 2 19

20 CO 2 -Emissionen in kg CO 2 /a CO 2 -Emissionen % Sanierungsvarianten % % % % % 0 Gas-NT-Altkessel Gas-BW Gas-BW+solare TWE Gas-BW+sol. TWE/HeizU Gas-WP, Wärmequelle Solar Luft/Wasser- Elektro-WP *) Berechnung für Gaswärmepumpe mit Gesamt-Jahresnutzungsgrad für Raumheizung und Warmwasserbereitung nach VDI 4650 Blatt 2 Sole/Wasser- Elektro-WP KWK mit Otto- Motor 0% 20

21 Technologievergleich - Energielabel Erdgas Strom A+++ Sole/Wasser-WP Wasser/Wasser-WP KWK GWP A++ A+ Luft/Wasser-WP BW-Kessel A NT-Kessel B C D Nur Elektro-Wärmepumpen können die höchsten Effizienzklassen erreichen 21

22 Vollkostenvergleich für ein 6-FH im Bestand nach BDEW-HKV Altbau

23 Verbrauchs- und betriebsgebundene Kosten 6-FH nach BDEW-HKV Altbau

24 Investitionskosten 6-FH im Bestand nach BDEW-HKV Altbau

25 CO2-Emissionen im Bestand nach BDEW-HKV Altbau

26 FAZIT Gebäudebestand und insbesondere Anlagentechnik bieten vielfältige Möglichkeiten zur Energieeinsparung Wirtschaftlichkeit oft nur bei einfachen Maßnahmen gegeben (Brennwerttechnik, Regelung/hydraulische Optimierung) Einflussnahme EnEV/EEWärmeG im Bestand bisher gering Relevante Förderprogramme aktuell in Überarbeitung KfW/BAFA Politik muss besser informiert werden 26

27 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! 27