Kostenoptimales Niveau bei Neubauten und der Charme technologieoffener gesetzlicher Regelungen

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1 Kommunaler Energie-Dialog Sachsen 11. Jahrestagung Kostenoptimales Niveau bei Neubauten und der Charme technologieoffener gesetzlicher Regelungen Dresden Prof. Dr.-Ing. Bert Oschatz Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH

2 Klimaschutzplan 2050 Quelle: Spiegel Online,

3 Große Defizite bei Energiewende 3

4 Aus Sicht des Bundesrechnungshofes bisher Zielverfehlung, erhebliche Defizite bei Umsetzung der Energiewende erheblicher Einsatz von Finanzmitteln und Personal für die Energiewende Ausgaben und Kosten von mindestens 34 Mrd. Euro im Jahr 2017 (darunter EEG-Umlage) Ausgaben und Kosten in den letzten fünf Jahren von mindestens 160 Mrd. Euro Personal in Bundesministerien/Behörden im Jahr 2017: rund 675 Personen Vollzeit, davon knapp 300 im BMWi in 34 Referaten umfangreiche Rechtsetzung: 26 Gesetze und 33 Verordnungen zur Steuerung der Energiewende auf nationaler Ebene diverse Förderprogramme, die z.t. kaum nachgefragt waren entscheidende Verbesserungen bei der Koordination und Steuerung der Energiewende unumgänglich Aber: Das BMWi sieht keinerlei Handlungsbedarf, weil es die derzeitige Koordination der Energiewende für effektiv und effizient ausgestaltet hält. 4

5 Ausgewählte Ergebnisse Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen zu Vorbereitung des Gebäudeenergiegesetzes Quelle: IB Hauser, ITG Dresden, IBP Stuttgart, Ecofys, IB Schiller EnEV 2017 Vorbereitende Untersuchungen Endbericht vom 29. Februar 2016 Zukunft Bau, SWD

6 Ausgewählte Randbedingungen Kosten Wärmeerzeuger mit TWE bis 32 kw Quelle: IB Hauser, ITG Dresden, IBP Stuttgart, Ecofys, IB Schiller EnEV 2017 Vorbereitende Untersuchungen, Endbericht vom 29. Februar 2016 Zukunft Bau, SWD

7 Ausgewählte Randbedingungen Energiepreissteigerungen Szenario Prognos Szenario EU Energieträger Erdgas 1,2 % 1,0 % Holzpellets 1,5 % 1,3 % Strom 0,1 % 0,0 % Energieträger Erdgas/Holzpellets 2,8 % 2,8 % 2,8 % Strom 2,2 % 0,6 % 0,1 % Szenario 1% Energieträger Erdgas/Holzpellets/Strom 1,0 % Quelle: IB Hauser, ITG Dresden, IBP Stuttgart, Ecofys, IB Schiller EnEV 2017 Vorbereitende Untersuchungen, Endbericht vom 29. Februar 2016 Zukunft Bau, SWD

8 Beispielhafte Ergebnisse Kostenoptimalitätsbetrachtungen großes MFH 8

9 Amortisationszeiten und Deckungsfehlbeträge für Q P 55% / H T 85% und Q P 55% / H T 70% Betrachtungszeitraum 30 a, Preissteigerung Prognos Niveau Q P 55 % H T ' 85 % Q P 55 % H T ' 70 % System Gas-BW-Kessel WP Luft/Wasser WP Sole/Wasser Pelletkessel Gas-BW-Kessel WP Luft/Wasser WP Sole/Wasser Pelletkessel EFH klein mit Keller EFH klein ohne Keller EFH groß mit Keller Doppelhaushälfte Süd ohne Keller Reihenmittelhaus mit Keller MFH klein MFH groß Amort. 50,8 a 16,5 a 19,9 a > 100 a 50,8 a 18,1 a 22,6 a > 100 a Deckf. 48,0 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 95,9 /m² 47,8 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 104,7 /m² Amort. 51,6 a 8,9 a 21,4 a keine 52,1 a 11,6 a 22,5 a > 100 a Deckf. 57,2 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 58,9 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 220,1 /m² Amort. 53,3 a 27,6 a 20,8 a 72,0 a 53,3 a 23,3 a 20,7 a 58,3 a Deckf. 51,4 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 39,3 /m² 51,8 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 38,4 /m² Amort. 73,4 a 7,1 a 21,5 a keine 73,4 a 23,0 a 33,3 a keine Deckf. 83,8 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 83,8 /m² 0,0 /m² 12,8 /m² Amort. 91,7 a 31,5 a 26,7 a keine 91,7 a 31,5 a 33,5 a > 100 a Deckf. 85,8 /m² 3,3 /m² 0,0 /m² 85,8 /m² 3,3 /m² 8,5 /m² 127,6 /m² Amort. 69,1 a 41,2 a 43,4 a > 100 a 68,3 a 39,0 a 36,1 a 88,8 a Deckf. 42,6 /m² 14,3 /m² 21,1 /m² 53,0 /m² 41,8 /m² 13,6 /m² 13,1 /m² 49,2 /m² Amort. 63,2 a k. A. 25,4 a 29,4 a 64,1 a k. A. 25,9 a 27,6 a Deckf. 35,4 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² 45,6 /m² 0,0 /m² 0,0 /m² keine keine Amortisation, da Energiekosteneinsparung pro Jahr geringer als Wartungsmehrkosten pro Jahr k. A. System nicht betrachtet. Kosten für WP Luft > 50 kw nicht verfügbar Ausf. n. möglich Niveau kann durch System nicht erreicht werden 9

10 Sensitivität Beispiel Jahresarbeitszahl Wärmepumpen 10

11 Ergebnisse Kostenoptimalitätsbetrachtungen EHF: Kostenoptimal ist Qp55 mit Luftwärmepumpe und H T 85% oder 70% je nach Variante MFH: unterschiedliche Ergebnisse Kostenoptimal teilweise EnEV 2016, teilweise Qp55, (teilweise EnEV 2014) Nichtwohngebäude: sehr unterschiedliche Ergebnisse Schule/Verbrauchermarkt/Büro kostenoptimal ist EnEV 2016 (makroök.) bzw. Qp70 (mikroök.) Fertigungshallen mit Qp65 kostenoptimal Quelle: IB Hauser, ITG Dresden, IBP Stuttgart, Ecofys, IB Schiller EnEV 2017 Vorbereitende Untersuchungen, Endbericht vom 29. Februar 2016 Zukunft Bau, SWD

12 Hauptergebnisse Wirtschaftlichkeit/Kostenoptimalität Klimaschutz, Energiekonzept der Bundesregierung und EPPD legen weitere Verschärfung der energetischen Anforderungen nahe Differenziertes Potenzial für weitere Verschärfung der Anforderungen bei Wirtschaftlichkeits- und Kostenoptimalitätsbetrachtungen für unterschiedliche Gebäude Relativ hohe Sensitivität der Berechnungsergebnisse bei veränderten Randbedingungen Investitionskosten sind wichtig, aber keinesfalls allein aussagekräftig Zielführend wäre: Moderate Verschärfung der Anforderungen (?) in Verbindung mit attraktiver Förderung Aktueller politischer Konsens: keine Verschärfung der Anforderungen im GEG 12

13 WIE KÖNNTE MAN KLIMAZIELE ERREICHEN? Ausgewählte Ergebnisse der Gebäudestudie Szenarien für eine marktwirtschaftliche Klima- und Ressourcenschutzpolitik 2050 im Gebäudesektor Gutachter ewi Energy Research & Scenarios ggmbh (ewi ER&S) Forschungsinstitut für Wärmeschutz e. V. München (FIW) ITG Dresden Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH 13

14 Methodik Gebäudestudie Elektrifizierung 1 Elektrifizierung 2 Szenarien: Referenz 80% THG-Minderung: Elektrifizierung (EL) und Technologiemix (TM) 95% THG-Minderung: Elektrifizierung und Technologiemix Als Bestandteil einer integrierten Betrachtung aller Sektoren 14

15 Status quo: Beheizungsstruktur EFH 15

16 Notwendige Vollsanierungsäquivalente Elektrifizierung 80%: Elektrifizierung 95%: 16

17 Endenergiebedarf Gebäudesektor 17

18 Anteile der Stromerzeugung CO 2 -armer Strom durch starken Ausbau der Erneuerbaren; Gaskraftwerke (z.t. mit synthetischen Brennstoffen) und int. Stromhandel sichern in 2050 die volatile EE-Erzeugung. 18

19 TWh Bedarf an synthetischen Brennstoffen nach Sektor und Szenario TM-Szenarien: Im Gebäudesektor erfordern Klimaziele den Einsatz von PtX Im Energiesystem ist (insb.) für das 95%-Ziel PtX in beiden Szenarien unabdingbar 729 Industrie RF EL80 TM80 EL95 TM95 RF EL80 TM80 EL95 TM * Gebäude Verkehr Energie *Historisch CO 2 -armes synthetisches Gas und Öl unverzichtbar in allen Szenarien und in TM-Szenarien auch im Gebäudesektor 19

20 Mio. Mio. t t CO CO 2 2 -Äq. -Äq. THG-Emissionen im Gebäudesektor unter Rückwirkung im Gesamtsystem RF EL80 TM80 EL95 TM95 Quellprinzip Quellprinzip Anteil Quellprinzip Sekundärenergie Anteil Sekundärenergie Vorketten CO 2 -ärmere Energieträger und Rückgang des Energiebedarfs sorgen für deutliche CO 2 -Minderungen im Gebäudesektor in allen Szenarien 20

21 Welche Kosten sind dem Gebäudesektor zuzurechnen? Investitionskosten bzw. Kapitalkosten Fixe Betriebsund Wartungskosten Ergibt sich aus Anlagentechnik und Gebäudehülle Eindeutig zu bestimmen Direkte Energiebezugskosten Großhandelspreise Strom, Gas, Öl, etc. Eindeutig zu bestimmen Nicht-direkt zurechenbare Kosten z.b. EEG-Umlage, Netzentgelte etc. Nicht eindeutig zu bestimmen, abhängig von Regulierung 21

22 Mrd. Euro Jährliche Mehrinvestitionen gegenüber Referenz-Szenario (kumuliert bis 2050, undiskontiert) Mehrinvestitionen gegenüber Referenz in EL-Szenarien 2x so hoch wie in TM-Szenarien EL80 TM80 EL95 TM95 Investitionen Gebäudehülle Investitionen Anlagentechnik Quelle: Berechnungen basierend auf Gebäudemodell von FIW/ITG 22

23 Mrd. Euro Geringere Kosten Höhere Kosten Mehrkosten für Energiebezug gegenüber Referenz-Szenario (nur Großhandelskomponente, kumuliert bis 2050, undiskontiert) 400 Ausgaben für Strom steigen, Ausgaben für Brennstoffe** sinken in den Klimaziel-Szenarien ggü. Referenz Mrd. Euro **Konventionell, synthetisch und biogen EL80 TM80 EL95 TM95 Strom Gas** Gas** Öl** Öl** Andere Andere Saldo 23

24 Geringere Kosten Höhere Kosten Mrd. Euro Mehrkosten gegenüber Referenz-Szenario (kumuliert bis 2050, undiskontiert) EL80 TM80 EL95 TM95 Nicht direkt zurechenbare Kosten Fixe Wartungs- u. Betriebskosten Saldo Direkte Energiebezugskosten Kapitalkosten Kapitalkosten sind der entscheidende Faktor für Mehrkosten und Kostenunterschiede 24

25 Mrd. Euro Mehrkosten gegenüber Referenz-Szenario (kumuliert bis 2050, undiskontiert) % Mrd. Euro +21 % Mrd. Euro +14 % % EL80 TM80 EL95 TM95 TM-Szenarien erreichen Klimaziele im Gebäudesektor am günstigsten 25

26 26

27 Entwicklung der Wärmeversorgungsstruktur EFH/ZFH im Bestand Elektrifizierung THG-Minderung 80% Darstellung: BDH, Zahlenwerte entsprechend Gebäudestudie 27

28 Entwicklung der Wärmeversorgungsstruktur EFH/ZFH im Bestand Technologiemix THG-Minderung 80% Darstellung: BDH, Zahlenwerte entsprechend Gebäudestudie 28

29 Gesamtzahl elektrischer Wärmepumpen in Wohngebäuden 29

30 Fazit - Gebäudestudie Gebäude(technik) steht vor gravierendem Umbruch, wenn Klimaschutzziele erreicht werden sollen Gebäudesektor kann sowohl 80% als auch 95% THG-Minderung erreichen Deutlich mehr elektrische Wärmepumpen, aber große Unterschiede zwischen Szenarien (3 bis 17 Mio. WP-Einheiten in 2050) Verbrennungsbasierte Heiztechnik langfristig nur in Verbindung mit synthetischen Brennstoffen Marktwirtschaftlicher Ansatz (Technologiemix) führt zu weniger hohen Kosten und größerer Robustheit im Vergleich mit vorrangiger Elektrifizierung 30