Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch
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1 Institut für Gebäude und Solartechnik Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Mühlenpfordtstraße 23 D Braunschweig bs.de Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme in Wohngebäuden Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch
2 Agenda Gesetzliche Rahmenbedingungen und Erfolgsbewertung des Erneuerbare Energien Gesetz Energien (EEWärmeG) Erfolgsstory Photovoltaik Heizen mit Solarstrom Systemvergleich von fossilen und regenerativen Versorgungssystemen Quo Vadis? Der Weg zum EnergiePLUS Gebäude 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 2 bs.de
3 Gesetze und Verordnungen Förderung Information Demonstration ti Energiepreise 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 3 bs.de
4 Entwicklung Ölpreis und solare Gebäude arrel] is [US-$/Ba Ölprei Phillips Sonnenhaus Aachen, 1975 Sonnenhaus Jenni Oberburg, CH 1989 Heliotrop Freiburg 1994 Passivhaus Ulm-Eselsberg 2000 EnergiePLUS-Haus Leonberg Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 4 bs.de
5 Gesetzliche Rahmenbedingungen Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme EnEG Energie- Einsparungsgesetz EEG Erneuerbare Energien- Gesetz EEWärmeG Erneuerbare-Energien- Wärme-Gesetz 2009 EnEV 2009 Energie- Einsparverordnung 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 5 bs.de
6 Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme EU-Energieeffizienz-Richtlinie (10/2012) Anpassungen EEG EnEV 2013? Novelle N ll EEWärmeG 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 6 bs.de
7 . und Wärme aus EE? 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 7 bs.de
8 EEWärmeG: Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz s a n t e i l e Solarwärme Biomasse gasförmig 15% 30 % k u n g D e c Alternative 1: EnEV 2009 minus 15 % Ersatzmaßnahmen Biomasse fest Wirkungsgrad >86% Umweltwärme WP Arbeitszahl > 3,5 bzw. 4 % 50 Alternative 2: Nutzung Nah und Fernwärme (KWK, Abwärme, Erneuerb. Energie) 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 8 bs.de
9 EEWärmeG: Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz EEWärmeG Biomasse 3 % Erfüllung im Neubau Nah- und Fernwärme Solarthermie Wärmepumpe 47 % Ersatzmaßnahmen (z.b. Übererfüllung des Dämmstandards) 50 % Quelle: BMELV 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 9 bs.de
10 Solarthermie und solares Heizen 16 EEWärmeG , m²] ktorfläche [Mio Neuinstallationen rückläufig 2,5 2 lationen [Mio. m²/a] Solarkolle 6 1,5 Neuinstal , Neuinstallation pro Jahr [Mio. m²] Kummulierte Solarthermiekollektorfläche [Mio. m²] 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 10 bs.de
11 EEWärmeG: Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz Erfolgsbewertung: Anreiz für verbesserte Wärmedämmung und Übererfüllung der EnEV- Vorgaben Bauherrenentscheidungen für Anlagen auf fossiler Basis aufgrund niedriger Investitionskosten Biomassenutzung bei bestehenden Heizanlagen, Fern- und Nahwärmenutzung Verunsicherungen durch Haushaltssperren und Einschränkungen der Förderungen (MAP) Quelle: BMELV 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 11 bs.de
12 Verbindung Novelle EEWärmeG ~ EnEV Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 12 bs.de
13 Erfolgsstory Photovoltaik Solarthermie Photovoltaik Meilensteine 1991: Stromeinspeise-Gesetz i t : Dächer Programm : Dächer Programm 2000: EEG 2004,2009,2010: Novellierung EEG EEWärmeG istung [MWp] Installierte Lei Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 13 bs.de
14 Erfolgsstory Photovoltaik 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 14 bs.de
15 Beheizungsarten Deutschland - Bestand/Neubau Bestand Neubau ab Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 15 bs.de
16 Forschungsvorhaben future:solar Systemanalyse zur 50 % / 100 % regenerativen Energieversorgung g g ( ) Wirtschaftlichkeitsanalyse Kostenprognosen / Zielpreiskorridore Neubau- und Bestandsgebäude Berücksichtigung des Nutzerstrombedarfs Ein- und Mehrfamilienhäuser / Stadtquartiere Fördergeber: 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 16 bs.de
17 Ökologischer / Ökonomischer Systemvergleich Gebäudetyp Wohnfläche Wohneinheiten (WE) Mehrfamilienhaus 580 m² (beheizt) 8 (2,7 Personen je WE) Heizwärmebedarf kwh/a ca. 45 kwh/(m²a) Wärmebedarf TWWB kwh/a ca. 20 kwh/(m²a) Strombedarf Haushalt kwh/a ca kwh/(we*a) Referenzvarianten: e e a 100 % fossile Energieträger et und Netzstrom Erneuerbare Energiesysteme: mindestens 50 % Deckung des Wärme- und 50% Deckung des Strombedarfs 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 17 bs.de
18 Fossile Systemvarianten Variante 1 (V1) -Referenzvariante 1- Gasbrennwertkessel Netzstrom t Variante 2 (V2) -Referenzvariante 2- BHKW Gasbrennwertkessel Netzstrom 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 18 bs.de
19 Erneuerbare Systemvarianten Variante 2 (V2) -ST und PV- Solarthermie (ST) 120 m² Langzeit-Wärmespeicher Gasbrennwerttherme Photovoltaik (PV) 12 kwp Netzstrom Variante 3 (V3) -PV + Umweltwärme - Wärmepumpe Erdsonden Photovoltaik 18 kwp Netzstrom Variante 4 (V4) -Biomasse und PV- Holzpelletkessel Photovoltaik 12 kwp Netzstrom 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 19 bs.de
20 Photovoltaik zum Heizen Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme PV-Anlage Wärmepumpe Stromnetz 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 20 bs.de
21 Primäre energiebedarf [kwh h/m²a]; Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Primärenergiebedarf und CO 2 -Emissionen ca. 40 % 103 Primärenergiebedarf [kwh/m²a] CO2-Emissionen [kg/m²a] ca. 60 % V1 Referenz 1 V2 Referenz 2 V3 V4 V5 Gas + Netzstrom BHKW + Netzstrom Gas + ST 120 m² WP-Sonden Holz + PV 12 kwp + PV 18 kwp + PV 12 kwp 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 21 bs.de
22 Investitionskosten Stromerzeugung [ /m²] Investitionskosten Wärmeerzeugung [ /m²] Gesamt Investitionskosten Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Brutto Investitionskosten (pro m² Wohnfläche) Brutto In nvestitions skosten [ / /m²] V1 Referenz 1 V2 Referenz 2 V3 Gas + Netzstrom t BHKW + Netzstrom t Gas + ST120 m² + PV 12 kwp V4 WP-Sonden + PV 18 kwp V5 Holz + PV 12 kwp 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 22 bs.de
23 50 Kosten Wartung, Instandsetzung [ /m²a] Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Energiekosten [ /m²a] 45 Kapitalkosten [ /m²a] Jahresgesamtkosten [ /m²a] [ /m²a] Brutto o Jahresgesa amtkosten ca. 0,65 ct/m 2 /mon ,3 10 1,0 13,6 2,7 Brutto-Jahresgesamtkosten pro m² 19,5 1,9 9,6 8,0 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 23 bs.de 32,4 2,1 7,3 23,0 25,3 2,1 6,5 16,7 23,8 V1 Referenz1 V2 Referenz2 V3 V4 V5 Gas + Netzstrom BHKW + Netzstrom Gas + ST 120 m² WP-Sonden Holz + PV 12 kwp + PV 18 kwp + PV 12 kwp 2,3 9,4 12,2
24 kum. Jahresgesamtkosten t 20a [ /m²] Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Kumulierte Brutto-Gesamtkosten pro m² (20 Jahre / 4 %/a Energiepreissteigerung) V1 Referenz 1 Gas + Netzstrom 519 V2 Referenz 2 BHKW + Netzstrom 538 V3 Gas + ST 120 m² + PV 12 kwp V4 WP-Sonden + PV 18 kwp ca. 18% V5 Holz + PV 12 kwp kum. Jahresgesamtkosten 20a [ /m²] 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 24 bs.de
25 Fazit (Bezug zu Gaskessel und Netzstrom) - Gas-BHKW rd. 40 % und PV + Wärmepumpe rd. 60% Primärenergie-Reduzierung i i - Investitions-Mehrkosten t ca. 45 /m2 (BHKW) bzw. 185 /m2 (PV+WP) - Lebenszykluskosten 4% (BHKW) bzw. 18% (PV+WP) höher 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 25 bs.de
26 Auf dem Weg zum EnergiePLUS Haus Das Gebäude als Kraftwerk 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 26 bs.de
27 Jahresbilanz:. Netto- Plusenergie? Vom Energie verbrauchenden zum erzeugenden Gebäude Eigenstromanteil > 25 % Lebenszyklus: Energierückflusszeit it kleiner Nutzungsdauer Gebäude 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 27 bs.de
28 . über dem Lebenszyklus EnergiePLUS? Plus- Energie Haus 40 Primärenergie Bau Graue Energie Passiv- Haus EnEV - Standard 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 28 bs.de
29 EnergiePLUS bei Nacht! 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 29 bs.de
30 Eigenstrom und Deckungsanteile (Januar September, 2011 zu 2012) 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 30 bs.de
31 Mehrfamilienhäuser hä EnergiePLUS 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 31 bs.de
32 PlusEnergie- Wohnhaus Riedberg Nassauische Heimstätte, Frankfurt MFH mit 20 WE ca m 2 Wfl 82 kw p 15 kw p PV- gesamt: ca. 97 kwp ca kwh/a rd. 52 kwh/(m 2 Wfl a) rd kwh/we/a HHS Planer + Architekten, Kassel 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 32 bs.de
33 MFH 74 WE, ca m 2 Aktiv-Stadthaus, Frankfurt ABG, Frankfurt 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 33 bs.de
34 Energiekonzept PV- gesamt : ca. 300 kwp ca kwh/a rd. 41 kwh/(m 2 Wfl a) rd kwh/we/a Photovoltaik ca. 300 kwp Abwasser Wärmepumpe Stromnetz 3. Juli 2014 Univ. STZ Prof.. Dr. Ing. M. Norbert Fisch. Aktiv-Stadthaus Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 34 bs.de 34
35 Den jetzt installierten Gas- und Ölkesseln geht im Alter der Brennstoff aus! Wir gehen einer E- Gesellschaft entgegen! 3. Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 35 bs.de
36 EnergiePLUS Gebäude und Quartiere als erneuerbare Energiequellen Herzlichen Dank! Buch Neuerscheinung Mitte September Juli 2014 Univ. Prof. Dr. Ing. M. Norbert Fisch Fossile vs. Erneuerbare Energiesysteme Seite 36 bs.de
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