Hohe solare Deckungsgrade durch thermisch aktive Bauteile

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1 Hohe solare Deckungsgrade durch thermisch aktive Bauteile Ökonomische und ökologische Bewertung von Energieversorgungskonzepten Thomas Ramschak, Christian Fink AEE Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC) 8200 Gleisdorf, Feldgasse 19, AUSTRIA AEE INSTITUT FÜR AEE NACHHALTIGE INSTITUT FÜR TECHNOLOGIEN NACHHALTIGE TECHNOLOGIEN

2 Inhalte Einleitung Methode zur Ermittlung der ökologischen und ökonomischen Kennzahlen (Referenzsystem) Systemvergleich für EFH mit BTA (Fokus Wärmeerzeugungssystem) Systemvergleich in Abhängigkeit vom Dämmstandard Systemvergleich für MFH (Wärmepumpe+ST) Fazit

3 Einleitung Energiebedarf Gebäudesektor Europaweit entfallen ca. 40% des Gesamtenergieverbrauchs auf den Gebäudesektor Ein großer Anteil wird von Privathaushalten verursacht (Raumwärme rund 2/3) Quelle: Energie in Österreich bmwfw Senkung des Energieverbrauches und Nutzung erneuerbarer Energiequellen

4 Nationaler Plan OIB Richtlinie 6 Anforderung an erneuerbaren Anteil erfüllt wenn: a) Deckung des EEB (RH+WW) >50% mit hocheffizienten alternat. Energiesysteme (z.b. Fern-/Nahwärme) b) Selbsterwirtschaftung >10% von Erträgen aus erneuerbaren Quellen (z.b. Solarthermie, Photovoltaik, ) c) Hocheffiziente Haustechnik (Verringerung >5% fgee) Schrittweise Verschärfung der Anforderungen für den Neubau Niedrigstenergiegebäude lt. OIB Richtlinie 6 (2015) Anforderungen bis 2020 für Wohngebäude Einfamilienhaus 150m² BGF (2020) PEBmax. ~24 MWh/a CO2 ~3,6 t/a

5 Wärmemenge [kwh] Energiebedarf Referenzsystem (ohne HHS) 10,000 9,000 8,000 7,000 Elekt. Energiebedarf Luft/Wasser-WP 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 Q_Verluste Q_WW Q_HZ Qwp EEBStrom * f(pestrom) =PE EEBStrom * f(co2strom) =CO2 - Input Output Einfamilienhaus 150m² BGF (2020) PEB ~4.9 MWh/a (32,5 kwh/m²a) CO2 ~0.7 t/a (4,7 kg/m²a) ~1/5 der Anforderungen nach OIB

6 LCOH [ /kwh] Energiekosten (LCOH) Dynamische Investitionskostenrechnung Kapitalwert LCOH = Kapitalwert Tn Nutzenergie t=1 q t [ /kwh] a) Kapitalgebundene Kosten b) Verbrauches- und betriebsgebundene Kosten c) Einzahlungen/Erlöse Referenz verbr. bet. kap. LCOH Einfamilienhaus (LEB) 150m² BGF BTA mit Luft-Wärmepumpe LCOH 31 cent/kwh

7 Investkosten [ ] LCOH [ /kwh] Systemvergleich (Wärmepumpe) EFH 20m² ST und PV Wärmepumpe Speicher Wärmeangabesystem Solarthermie Photovoltaik LCOH 60,000 SD 56% SD 45% , , , , , only Solarthermie Photovoltaik Annähernd gleiche Wärmegestehungskosten Unterschiedliche Systemeffizienz 0.00

8 LCOH [ /kwh] PE-Einsparungen [%], CO2- Einsparungen [%] Systemvergleich (variable Kollektorfläche ST und PV) % Referenz L-WP 60% 50% % % % % % Kollektorfläche [m²] LCOH-Wärmepumpe Photovoltaik LCOH-Wärmepumpe Solarthermie PE Wärmepumpe Solarthermie PE Wärmepumpe Photovoltaik Höhere Systemeffizienz mit ST führt zu größere PE- Einsparungen und verringert die CO2-Emissionen

9 Investkosten [ ] LCOH [ /kwh] Systemvergleich (E-Patrone) EFH 20m² ST und PV Wärmepumpe Speicher Wärmeangabesystem Solarthermie Photovoltaik LCOH 40,000 35,000 30,000 25, SD 56% SD 15% , , , , only E-Patrone, Solarthermie E-Partone, Photovoltaik 0.00 Strom direkt Systeme mit ST/PV gleichwertig (LCOH) Strom direkt Systeme bringen wirtschaftliche VT ABER

10 PE-Bedarf [kwh] Systemvergleich (E-Patrone) (PE-Bedarf 20m²) x 2.3 x 2.5 x x 0 only E-Patrone, Solarthermie E-Partone, Photovoltaik Deutlich Anwendung geringere PH aber Systemeffizienz nur in Kombination mit E-Patrone mit ST Strom SD (ST) direkt von Systeme 56% LEB ökonomisch >70% PH aber nicht ökologisch interessant

11 LCOH [ /kwh] PE-Einsparung [%] Systemvergleich (Wärmepumpe) (OIB, Passivhaus) % Solarthermie kap. betr. verbr. LCOH PE-Einsparungen Niedrigenergiegebäude % Photovoltaik % Solarthermie Passivhaus % Photovoltaik BTA mit WP + kleine bis mittlerer ST Flächen BTA mit WP + mittlere bis große PV-Flächen Keine Strom direkt Systeme für LEB -35% E-Patrone, Solarthermie 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% -60%

12 PE-Einsparungen [%]; LCOH [ /kwh] Systemvergleich MFH (Wärmepumpe) (OIB, Passivhaus) PE-Einsparungen PH LEB LCOH Kollektorfläche [m²]

13 Fazit Anforderungen an PE und CO2 Emissionen im Neubau (OIB- Richtlinie) mit BTA deutlich erfüllt Hohe SD im Niedrigenergiehaus und Passivhaus Hohe Primärenergie- und CO2-Einsparungen (bis 60%) bei mit Solarthermie oder Photovoltaik bereits bei geringen bis mittleren Kollektorflächen möglich (ohne zusätzlichem Beton und kleinen Wasserspeichern) Beide solare Umwandlungstechnologien sind für den Einsatz mit BTA geeignet Einsparungen mit Solarthermie etwas höher, jedoch auch höhere LCOH und Anfangsinvestitionen Wärmepumpensysteme sind den Strom-direkt Systemen zu favorisieren Energieflexibilität: hohes Potential der thermischen BTA für fluktuierende Erneuerbare (ST/PV/Wind) aber auch Netze

14 Danke für Ihre Aufmerksamkeit