Quartierskonzepte - dezentrale oder zentrale Lösungen Technische und infrastrukturelle Fragen

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1 1 Quartierskonzepte - dezentrale oder zentrale Lösungen Technische und infrastrukturelle Fragen 2. Workshop Energetischer Umbau im Quartier, MIL, Potsdam, 20. März 2013 Prof. Dr.-Ing. Matthias Koziol, BTU Cottbus, Lehrstuhl Stadttechnik

2 Ziel der CO 2 - und Energieeffizienz (Deutschland) Ziele Quelle: Schnittstelle Stadtentwicklung und Infrastrukturplanung, AGFW 2012 / BMU Energiekonzept

3 Anforderungen an die energetische Sanierung Strategiediskussion: Thesen Effiziente Einsparungen durch Maßnahmen. am Gebäude oder am Versorgungssystem? zum Ausbau zentraler oder dezentraler Versorgungssysteme? zum Einsatz effizienter konventioneller oder regenerativer Energieträger? mit investivem Charakter oder durch Beeinflussung des Verbraucherverhalten bzw. Nutzungsbedingungen? 5

4 Wechselwirkungen Stadtumbau Wärmeversorgung Stadtumbaustrategien: Grundkonstellationen (Rückbau): Thesen Die Stadtumbaustrategie beeinflusst wesentlich die langfristige Funktionsfähigkeit sowie die Folgekosten! 1. Kompletter Rückbau ganzer Siedlungseinheiten oder von Teilbereichen 2. Partieller oder vollständiger Rückbau von den Siedlungsrändern her, Erhalt von Infrastruktur entlang der Haupterschließungen 3. Disperser Rückbau in der Fläche, bei ggf. sogar Erweiterung von Bebauungen an den bisherigen Rändern der Großsiedlungen 6

5 Entwicklung Wärmenachfrage, Netzverluste,? Thesen Problem: Maßnahmen an Gebäuden und der Stadtumbau führen zu Rückgang der FW-Nachfrage Folge: sinkende energetische von bestehenden Versorgungssystemen, steigende spezifische Netzverluste und Kosten Netzverluste 10% Ziel: Verbesserung der der Wärmeversorgung, Kostenreduzierung Quelle: Guben - Integrierte Energiestrategie 2020, Schlussbericht, Basler&Partner, Dezember

6 Entwicklung Wärmenachfrage, Netzverluste,? Thesen Problem: Maßnahmen an Gebäuden und der Stadtumbau führen zu Rückgang der FW-Nachfrage Folge: sinkende energetische von bestehenden Versorgungssystemen, steigende spezifische Netzverluste und Kosten Netzverluste 10% Ziel: Verbesserung der der Wärmeversorgung, Kostenreduzierung Quelle: Guben - Integrierte Energiestrategie 2020, Schlussbericht, Basler&Partner, Dezember

7 Stadtumbau - Bevölkerungsentwicklung (Cottbus) Schrumpfungserscheinungen differenzieren sich räumlich sehr stark! Thesen -25% Einwohnerverteilung 1996 und Leerständen in % zu Beginn des Stadtumbaus 2002 (mittlere Grafik), Bevölkerungsentwicklung in den Stadtteilen (Plattenbaugebiete rechte Grafik und Innenstadt/Spremberger Vorstadt linke Grafik) +17% 9

8 Wechselwirkungen Einnahmen/Ausgaben beim Versorgungsunternehmen Entwicklung der Erlöse im Verhältnis zu Kapitalkosten(erstattung) Ziele Verhältnis 35% zu 65% Verhältnis 50% zu 50% Erlöse Kapitalkosten- (erstattung) Die Wirtschaftlichkeit vorhandener Fernwärmesysteme sinkt bei reduzierter Wärmeabnahme 10

9 Folgen für die bestehender Systeme Fernwärme Ziele - + disperser Rückbau flächiger Rückbau Effiizienz Verminderung der eines vorhandenen Nah- oder Fernwärmesystem durch Energiesparmaßnahmen und Rückbau von Gebäuden im Rahmen des Stadtumbaus 11

10 Anforderungen an die energetische Sanierung Strategiediskussion: Thesen Effiziente Einsparungen durch Maßnahmen. am Gebäude oder am Versorgungssystem? zum Ausbau zentraler oder dezentraler Versorgungssysteme? zum Einsatz effizienter konventioneller oder regenerativer Energieträger? mit investivem Charakter oder durch Beeinflussung des Verbraucherverhalten? 12

11 Problemlagen Thesen Herausforderungen bei der energetischen Sanierung von Gebäuden Fassade, Fensteranschlüsse Nutzungskonzept Stuck in Innenräumen Wertvolle Fußböden.. Erneuerungszyklen von Heizanlagen 13

12 Bandbreiten erzielbarer Wärmeverbräuche nach Gebäudeklassen Thesen vermutlich durchschnittlich erreichbares Niveau Quelle: Schnittstelle Stadtentwicklung und Infrastrukturplanung, AGFW 2012 / Daten IWU

13 bewertung in Bezug auf die CO 2 -Einsparung Thesen Quelle: CO 2 -Vermeidungskosten im Kraftwerksbereich, bei den erneuerbaren Energien sowie bei nachfrageseitigen Energieeffizienzmaßnahmen, Prof. Dr.-Ing. U. Wagner 20

14 Einsparpotential und Denkmalverträglichkeit (Sanierung typische Gründerzeitgebäude, Baujahr 1900, m 2 3-4geschossig, geschlossene Bauweise, Heizung: Kohle, Gasetagenheizung) Zielstellung Thesen Konzept, Grundsätze Ablauf Beispiel Ergebnisse Berlin Quelle: Schnittstelle Stadtentwicklung und Infrastrukturplanung, AGFW 2012 / Daten IWU

15 Beispiele: Stadt Vetschau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Vetschau Bürgerhaus im ehem. Gymnasium der Stadt Vetschau/Spreewald Ziel: Energetische und denkmalgerechte Sanierung des Gebäudes mit einer hohen Funktionalität Maßnahmen: Wettbewerbsverfahren Umsetzung: Wettbewerb abgeschlossen, Umsetzung erfolgt derzeit 23

16 Beispiele: Stadt Vetschau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Vetschau Bürgerhaus im ehem. Gymnasium der Stadt Vetschau/Spreewald Umsetzung Maßnahmen: Wettbewerbsverfahren Umsetzung: Wettbewerb abgeschlossen, Umsetzung erfolgt derzeit Wärmebedarf: 25

17 Beispiele: Stadt Vetschau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Vetschau Bürgerhaus im ehem. Gymnasium der Stadt Vetschau/Spreewald Finanzierung/Förderung Baukosten: Gesamtkosten : ca T davon: Gestaltung der Außenanlagen ca. 300 T Nebenkosten (Planungen, Grunderwerb, Gutachten, Gebühren) ca. 450 T benötigt. Zuwendungen/ Fördermittel: Rückführung der städtischen Infrastruktur RSI T Stadtumbau - Teilprogramm Aufwertung 310 T Erneuerung der sozialen Infrastruktur (ESI) 259 T Projektförderung Kinderbetreuungsfinanzierung (ILB) 74 T EnviaM (Energieeffizienz Kommune) 3 T 26

18 Beispiele: Stadt Prenzlau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Prenzlau Sanierung Wohnhäuser Schwedter Straße Ziel: Energetische und denkmalgerechte Sanierung des Gebäudes, Anpassung Wohnungsgrundrisse Maßnahmen: Wärmeschutz, Heizungssanierung, Grundrissveränderung Umsetzung: Gutachterverfahren, Umsetzung in Vorbereitung 27

19 Beispiele: Stadt Prenzlau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Prenzlau Sanierung Wohnhäuser Schwedter Straße Ziel: Energetische und denkmalgerechte Sanierung des Gebäudes, Anpassung Wohnungsgrundrisse Problem: Kompaktheit contra Denkmalschutz, Warmmietneutralität ohne Förderung nicht zu erreichen! Quelle: B.B.S.M. mbh 28

20 Beispiele: Stadt Prenzlau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Prenzlau Sanierung Wohnhäuser Schwedter Straße Ziel: Energetische und denkmalgerechte Sanierung des Gebäudes, Anpassung Wohnungsgrundrisse Problem: Kompaktheit contra Denkmalschutz, Warmmietneutralität ohne Förderung nicht zu erreichen! Quelle: B.B.S.M. 29

21 Beispiele: Stadt Prenzlau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Prenzlau Sanierung Wohnhäuser Schwedter Straße Ziel: Energetische und denkmalgerechte Sanierung des Gebäudes, Anpassung Wohnungsgrundrisse Problem: Kompaktheit contra Denkmalschutz, Warmmietneutralität ohne Förderung nicht zu erreichen! Quelle: B.B.S.M. 30

22 Beispiele: Stadt Prenzlau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Prenzlau Sanierung Wohnhäuser Schwedter Straße Schema Innenraumzonierung und Lüftungskonzept Quelle: Keller Mayer Wittig Problem: Kompaktheit contra Denkmalschutz, Warmmietneutralität ohne Förderung nicht zu erreichen! Quelle: B.B.S.M. 31

23 Beispiele: Stadt Prenzlau Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop ExWoSt-Projekt: Prenzlau Sanierung Wohnhäuser Schwedter Straße Finanzierung/Förderung Gesamtkosten ca. 4,5 Mio. davon entfallen: 1,9 Millionen Euro auf Darlehen und Zuschüsse der Wohnraumförderung (33%) 1,4 Millionen Euro auf Zuschüsse aus dem SSE-Programm des STUB II (32%) Euro aus dem KfW-Programm altersgerecht Umbauen (5%) rund 1 Millionen Euro Eigenkapital des Bauherren Kosten pro Wohneinheit: rund Euro (=2.481 /m²wfl.). Eine freifinanzierte Realisierung des Projekts wäre aufgrund der hohen Baukosten bzw. den eingeschränkten Möglichkeiten zur Refinanzierung durch Mieteinnahmen nicht möglich. 32

24 Beispiele: Groß Kölzig Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig Wohn- und Geschäftshaus in dörflicher Lage, zentrales, ortsbildprägendes Gebäude am Dorfplatz 455 kwh/m² => 92 kwh/m²*a 33

25 Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig Ansicht Dorfplatz 455 kwh/m² => 92 kwh/m²*a Quelle: Walther 36

26 Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig Ansicht Hof, dreiseitige Holzverkleidung Oben: Solaranlage zur Warmwasserbereitung: 8 m² 400l Speicher. Quelle: Walther 37

27 Beispiele: Groß Kölzig Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig 455 kwh/m² => 92 kwh/m²*a Quelle: Walther 38

28 Beispiele: Groß Kölzig Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig Finanzierung/Förderung Gesamtkosten Euro, rund 350 Euro/m² Bruttogrundfläche Finanzierung KfW-Programm Energieeffizient sanieren Einzelmaßnahmen KfW-Programm Wohnraum sanieren Eigenmittel Eigenleistung Die Aufnahme in die Förderkulisse KfW- haus schied aufgrund der zusätzlichen Baukosten (höhere Anforderungen) aus. Quelle: Walther 39

29 Problemlagen Thesen Herausforderungen bei der energetischen Sanierung von Gebäuden Fassade, Fensteranschlüsse Nutzungskonzept Stuck in Innenräumen Wertvolle Fußböden.. Erneuerungszyklen von Heizanlagen 40

30 Wahrscheinlichkeit für Austausch des Heizkessels Thesen 41

31 Zeitliche Umsetzungswahrscheinlichkeit für Austausch des Heizkessels Thesen 42

32 Anforderungen an die energetische Sanierung Strategiediskussion: Ziele Effiziente Einsparungen durch Maßnahmen. am Gebäude oder am Versorgungssystem? zum Ausbau zentraler oder dezentraler Versorgungssysteme? zum Einsatz effizienter konventioneller oder regenerativer Energieträger? mit investivem Charakter oder durch Beeinflussung des Verbraucherverhalten bzw. Nutzungsbedingungen? 44

33 Wahl eines geeigneten Versorgungssystems (Wärmeversorgung) Ziele Zusammenhang zwischen Siedlungsstruktur und Einsatzmöglichkeiten der Fern-/Nahwärme 45

34 Versorgungssystem und spezifische Emissionen Ist Zustand: spezifische Emissionswerte konventionelle Erzeugung Ziele Erdgas : 201,6 g/kwh Strom : 600 g/kwh Potentiale: spezifische Emissionswerte bei Kraft-Wärme-Kopplung 88,8 g/kwh bzw. kg/mwh (CO2-Äquivalent), ohne Anteile Biogas 47,2 g/kwh bzw. kg/mwh (CO2-Äquivalent) bei 5% Biogas-Anteil am Gesamtwärmebedarf 5,6 g/kwh bzw. kg/mwh (CO2-Äquivalent) bei 10% Biogas-Anteil am Gesamtwärmebedarf Diese Stromgutschrift ist jedoch Schwankungen unterlegen und abhängig vom Anteil des regenerativ erzeugten Stromes des gesamten Strommarktes in Deutschland. Mit zunehmendem Anteil sinkt diese Stromgutschrift und kann somit wiederum zu einer Erhöhung des spezifischen CO2-Wertes führen. Dies kann lokal jedoch durch den Anstieg des Anteils regenerativer Energieträger bei der Wärmeerzeugung kompensiert werden. 46

35 Plausibilitätscheck: Gebäudetypologie - Endenergiebedarf - Versorgungssystem Thesen 47

36 Plausibilitätscheck: Gebäudetypologie - Endenergiebedarf - Versorgungssystem Thesen 48

37 Plausibilitätscheck: Gebäudetyp - Endenergiebedarf - Versorgungssystem Thesen 49

38 Stadtstrukturtypen Beispiel Thesen 50

39 Eignung Versorgungssystem Beispiel 100% unmodernisiert Thesen 51

40 Eignung Versorgungssystem Beispiel 100% modernisiert Thesen 52

41 Eignung Versorgungssystem Beispiel Handlungsräume Energetische Stadtsanierung (Gebäudebestand unmodernisiert) Thesen 53

42 Eignung Versorgungssystem Beispiel Handlungsräume Energetische Stadtsanierung (Gebäudebestand modernisiert) Thesen 54

43 Beispiele: Stadt Forst Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Handlungsfelder Stadt Forst Erreichbare CO 2 Einsparungen Quelle: Heike Baerwald, Stadt Forst

44 Beispiele: Stadt Forst Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Erreichbare CO 2 Einsparungen nach Sektoren Quelle: Heike Baerwald, Stadt Forst

45 Beispiele: Stadt Forst Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Handlungsfelder Stadt Forst koordinierte Umsetzung Quelle: Heike Baerwald, Stadt Forst

46 Beispiele: Görlitz Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Ausbau eines energieeffizienten Versorgungssystems Errichtung NW-Netz mit anteiliger regenerativer Wärmeerzeugung Quartier Bahnhofstraße/ Berliner Straße/ Salomonstraße in Görlitz Quelle: Google Maps 11/

47 Beispiele: Görlitz Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Ausbau eines energieeffizienten Versorgungssystems Errichtung NW-Netz mit anteiliger regenerativer Wärmeerzeugung Abbildung 1: Das Quartier Bahnhofstraße/ Berliner Straße/ Salomonstraße in Görlitz (Quelle: Google Maps 11/2011) Quelle: Amt für Hoch-und Tiefbau, Herr Dieter Peschel 65

48 Beispiele: Görlitz Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Ausbau eines energieeffizienten Versorgungssystems Errichtung NW-Netz mit anteiliger regenerativer Wärmeerzeugung Wärme-/Stromerzeugung: BHKW Holz-Pelletkessel

49 Beispiele: Kyritz Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Ausbau Fernwärmenetz Pritzwalker Straße auf der Basis von Abwärme aus Stärkefabrik

50 Beispiele Energiestrategie Wittenberge Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Anpassung der Fernwärmeversorgung in Wittenberge Prognose Rückbau von Gebäude bis 2030 Allendeviertel Langfristige Empfehlung: Dezentralisierung mit BHKW (Inselnetz) 68

51 Anforderungen an die energetische Sanierung Strategiediskussion: Ziele Effiziente Einsparungen durch Maßnahmen. am Gebäude oder am Versorgungssystem? zum Ausbau zentraler oder dezentraler Versorgungssysteme? zum Einsatz effizienter konventioneller oder regenerativer Energieträger? mit investivem Charakter oder durch Beeinflussung des Verbraucherverhalten bzw. Nutzungsbedingungen? 69

52 Einspareffekte im Gebäude nicht-investive Maßnahmen Thesen Quelle: Darstellung nach CO2-Online in. Schnittstelle Stadtentwicklung und Infrastrukturplanung, AGFW 2012 Kurzfristige Empfehlung: Erschließung nicht investiver Maßnahmen! 70

53 Worauf sollten wir achten? Thesen Ehrliche Diskussion der Randbedingungen auch bei der Diskussion der Frage zentrale oder dezentrale Versorgungslösungen und der Zusammenhänge zum Stadtumbau! Substanzverträgliche, behutsame energetische Sanierung des Altbestandes Außen-/Innendämmung Ausbau innovativer Versorgungssysteme unter Einbeziehung regenerativer Energieträger Energetisch hochwertiger Neubau in Lücken auch zur Verbesserung des Altbestandes! 71

54 Was ist noch zu bewegen fehlen Instrumente? Thesen Mobilisierung von Einzeleigentümern (in den Innenstädten)! durch Förderanreize zur Modernisierung durch Förderung von Eigentümerstandortgemeinschaften durch Aufbau effizienter dezentraler, auch zentraler Versorgungssysteme? 73

55 Erst denken, dann reden, dann abgestimmt handeln! Danke für Ihre Aufmerksamkeit 75