Plusenergie-Neubaugebiete

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1 Plusenergie-Neubaugebiete Arno Poehlmann Lechwerke AG Seite 1

2 Wie viel Energie verbraucht ein Einfamilienhaus? EFH 150 qm Endenergieverbrauch Primärenergieverbrauch CO2-Emissionen pro Jahr Heizöl für Wärme 1.000Liter 56% kWh 43% 2.660kg 45% Heizöl für Warmwasser 400Liter 22% 4.400kWh 17% 1.064kg 18% Wärme 1.400Liter 78% kWh 61% 3.724kg 63% Strom 4.000kWh 22% kWh 39% 2.200kg 37% Strom und Wärme gesamt kWh 100% kWh 100% 5.924kg 100% Strom aus Erneuerbaren Energien! Wärme aus fossilen Brennstoffen?? Lechwerke AG Seite 2

3 Wer hat schon eine Ölquelle im Garten? Lechwerke AG Seite 3

4 Zapfen wir die Sonne an: Sonneneinstrahlung je qm weltweit Nutzbare max. Energie (PV- Stromerzeugung) ca. Jahresnutzungsdauer in Bayern Erzeugung je qm und Jahr 1367W/qm 180W/qm 1050h 189kWh 4 Module 1,61 m * 0,86 m = 5,55 qm erzeugen mit 1 kwp 1050 kwh/a Lechwerke AG Seite 4

5 Das selbe Gebäude mit Wärmepumpe beheizt! EFH 150 qm Endenergieverbrauch Primärenergieverbrauch CO2-Emissionen pro Jahr Strom für Wärme 2.200kWh 31% 5.500kWh 31% 1.210kg 31% Strom für Warmwasser 880kWh 12% 2.200kWh 12% 484kg 12% Wärme 3.080kWh 44% 7.700kWh 44% 1.694kg 44% Strom 4.000kWh 56% kWh 56% 2.200kg 56% Strom und Wärme gesamt 7.080kWh 100% kWh 100% 3.894kg 100% Einsparung kWh 61% 7.700kWh 30% 2.030kg 34% Primärenergiebedarf für Wärme vorher 102,7kWh/qm*a nachher 51,33kWh/qm*a Lechwerke AG Seite 5

6 Zapfen wir die Sonne an: Sonneneinstrahlung je qm weltweit Nutzbare max. Energie (PV- Stromerzeugung) ca. Jahresnutzungsdauer in Bayern Erzeugung je qm und Jahr 1367W/qm 180W/qm 1050h 189kWh Zur Erzeugung von 7080 kwh Strom sind ca. 40 qm Dachfläche notwendig! Das reicht für Licht Kraft und Wärmeenergie. Lechwerke AG Seite 6

7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) > Nutzungspflicht Erneuerbarer Energien ab im Neubau Solar Strahlungswärme Geothermie Biomasse Umweltwärme Ersatzmaßnahmen erlaubt stärkere Wärmedämmung, KWK, Fernwärme > Finanzielle Förderung (500 Mio/Jahr) > Möglichkeit zur Durchsetzung von Anschluss- und Benutzungszwang an Wärmenetze Lechwerke AG Seite 7

8 Energie-Einspar-Verordnung-Transmissionsverluste Quelle: Vaillant Lechwerke AG Seite 8

9 Energie-Einspar-Verordnung - Anlagentechnik Quelle: Vaillant Lechwerke AG Seite 9

10 Energie-Einspar-Verordnung - Anlagentechnik Quelle: Vaillant Lechwerke AG Seite 10

11 Energie-Einspar-Verordnung - Modernisierung Umrechnung Wärmebedarf auf Primärenergie Beispiel: Primärenergiebedarf KFW40-Haus 32kWh/qm*a Ölheizung WP-Luft WP-Sole Primärenergiefaktor 1,1 2,5 2,5 Endenergiebedarf kwh/qm*a 29,1 12,8 12,8 Jahresnutzungsgrad Ölheizung JAZ 0,85WP 3 4 Wärmebedarf Gebäude kwh/qm*a 24,7 38,4 51,2 Dieser Wert ist kaum und wenn, dann nur mit hohem Kostenaufwand bei der Dämmung erreichbar Ein mit Wärmepumpe beheiztes Haus erreicht die KFW40-Vorgabe schon bei wesentlich höherem Wärmebedarf Lechwerke AG Seite 11

12 Energie-Einspar-Verordnung Umrechnung Wärmebedarf auf Primärenergie Folgerungen aus einer guten Heizungsauswahl Genehmigungsfähigkeit eines bestimmten Standards wird leichter erreicht Daraus kann ein Finanzierungsvorteil entstehen (KFW- Tilgungszuschuss 10% maximal /Wohneinheit) Höhere Investitionen durch noch bessere Dämmung werden vermieden Wertsteigerung durch bessere Bewertung im Gebäudeausweis Lechwerke AG Seite 12

13 Energie-Einspar-Verordnung - Modernisierung Umrechnung Wärmebedarf auf Primärenergie Beispiel: Unser Musterhaus Primärenergiebedarf kwh/qm*a 102,7 91,5 68,6 100% 89% 67% Ölheizung WP-Luft WP-Sole Primärenergiefaktor 1,1 2,5 2,5 Endenergiebedarf kwh/qm*a 93,3 36,6 27,5 Jahresnutzungsgrad JAZ Ölheizung 0,85WP 3 4 Wärmebedarf Gebäude kwh/qm*a 109,8 109,8 109,8 Lechwerke AG Seite 13

14 Zusätzliche Vorteile durch Anrechnung von PV-Anlagen nach 5 ENEV Wird in zu errichtenden Gebäuden Strom aus erneuerbaren Energien eingesetzt, darf der Strom in den Berechnungen nach 3 Absatz 3 und 4 Absatz 3 von dem Endenergiebedarf abgezogen werden, wenn er 1. im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude erzeugt und 2. vorrangig in dem Gebäude selbst genutzt und nur die überschüssige Energiemenge in ein öffentliches Netz eingespeist wird. Es darf höchstens die Strommenge nach Satz 1 angerechnet werden, die dem berechneten Strombedarf der jeweiligen Nutzung entspricht. Lechwerke AG Seite 14

15 Vorteile durch Anrechnung von PV-Anlagen nach ENEV Nur gebäudetechnisch relevanter Strom wird bei der ENEV angerechnet Strom für Beheizung, Warmwasserbereitung, Klimatisierung, Belüftung und Hilfsenergie für Umwälzpumpen Voraussetzung: Selbstverbrauchregelung nach 33 EEG Bilanzierung erfolgt monatlich, d.h. im Januar kann nur der im Januar selbst erzeugte Strom für Heizzwecke angesetzt werden, obwohl im Januar ggfs. wesentlich mehr Heizstrom erforderlich ist. umgekehrt kann im Juli nur die zur Warmwasserbereitung erforderliche Energie berücksichtigt werden, obwohl die PV-Anlage wesentlich mehr Energie liefert. Lechwerke AG Seite 15

16 Vorteile durch Anrechnung von PV-Anlagen nach ENEV 3500 PV-kWh WP-Wärme-kWh WP-Strom-kWh Haushalt Bilanz Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Lechwerke AG Seite 16

17 Batterie- und Wärmespeicher bündeln Angebot und Nachfrage Lechwerke AG Seite 17

18 Batteriespeicher erste Ergebnisse Sommer Winter Sommer: In den kurzen Sommernächten verbrauchen Haushalte kaum Energie. Der Speicher ist am Ende der Nacht noch gut gefüllt und kann deswegen Lastspitzen kaum aufnehmen. Winter: Bewölkung und Schnee lassen die Stromproduktion aus PV auf Null absinken. Der Speicher läuft leer. Der Kunde belastet das Netz in vollem Umfang. Lechwerke AG Seite 18

19 Batteriespeicher erste Ergebnisse Schnee PV-Erzeugung Sommer ca kwh/monat PV-Erzeugung Winter ca. 300 kwh/monat Sicht des Kunden: Wirtschaftlichkeit: Bei heutigen Investitionskosten und Strompreisen für Einspeisung und Bezug rechnen sich Speicher ohne Förderung noch nicht. aber: Wunsch nach Autarkie und Altersvorsorge: Deswegen, wegen der Förderung und bei sinkenden Investitionskosten wird die Nachfrage steigen. Lechwerke AG Seite 19

20 So viel Energie braucht ein Einfamilienhaus! EFH 150 qm Endenergieverbrauch Primärenergieverbrauch CO2-Emissionen pro Jahr Heizöl für Wärme 1.000Liter 56% kWh 43% 2.660kg 45% Heizöl für Warmwasser 400Liter 22% 4.400kWh 17% 1.064kg 18% Wärme 1.400Liter 78% kWh 61% 3.724kg 63% Strom 4.000kWh 22% kWh 39% 2.200kg 37% Strom und Wärme gesamt kWh 100% kWh 100% 5.924kg 100% das selbe Gebäude mit einer WP beheizt (JAZ=4) und 40% Eigenverbrauchnutzung Strom für Wärme 2.200kWh 31% 3.300kWh 31% 726kg 31% Strom für Warmwasser 880kWh 12% 1.320kWh 12% 290kg 12% Wärme 3.080kWh 44% 4.620kWh 44% 1.016kg 44% Strom 4.000kWh 56% 6.000kWh 56% 1.320kg 56% Strom und Wärme gesamt 7.080kWh 100% kWh 100% 2.336kg 100% davon 2880kWh Eigenerzeugung Einsparung kWh 61% kWh 58% 3.588kg 61% Primärenergiebedarf für Wärme vorher 102,7kWh/qm*a nachher 30,8kWh/qm*a Darüber hinaus werden ca Kilowattstunden Strom aus umweltfreundlicher Sonnenenergie in das öffentliche Netz eingespeist und vergütet. Lechwerke AG Seite 20

21 Mehrkosten und Zuschuss für KFW40-Haus und Batteriespeicher Mehrkosten Wärmepumpe gegenüber Brennwertheizung mit Solarkollektor: 6000 Mehrkosten Batteriespeicher 5 kwh Mehrkosten PV-Anlage 7 kwp Tilgungszuschuss KFW je Wohneinheit 5000 Tilgungszuschuss Batteriespeicher maximal 3000 Einsparung bei Wärmedämmung? Gesamteinsparung? Zusätzlich KFW Kredite für Haus, Wärmepumpe und PV-Anlage Energieeffizient bauen Speicher Lechwerke AG Seite 21

22 Vorschlag für das Neubaugebiet Friedberg-Süd Wir errichten ein Plusenergie Neubaugebiet! > Baustandart: KFW40 > PV-Anlagen auf dem Dach (integriert?) > Wärmepumpen Video: (auf schwarze Fläche klicken) Lechwerke AG Seite 22

23 Das Baugebiet Lechwerke AG Seite 23

24 Das Baugebiet Lechwerke AG Seite 24

25 Das Baugebiet Zahl Fläche je Haus/Whg Beheizte Fläche Heizenergiebedarf je Einheit Leistung je Einheit qm kwh/a kw EFH ,5 DHH ,8 RH ,3 Atrium ,5 MFH A ,0 MFH B ,3 RH B ,7 MFH C ,7 RH C ,5 Lechwerke AG Seite 25

26 Das Baugebiet Zahl Fläche je Haus/Whg Beheizte Fläche Heizenergiebedarf je Einheit Leistung je Einheit qm kwh/a kw EFH ,5 DHH ,8 RH ,3 Atrium ,5 MFH A ,0 MFH B ,3 RH B ,7 MFH C ,7 RH C ,5 Strombedarf aller Wohnungen Heizstrombedarf aller Wohnungen Gesamtstrombedarf kWh/a kWh/a kWh/a PV-Flächenbedarf ca. 2500qm Lechwerke AG Seite 26

27 Mögliche Wärmepumpen > Luft-Wasser-Wärmepumpen Mit Lüftung und Wärmerückgewinnung im Keller eingebaut als Splitanlage (Verdampfer außen Verdichter im Keller) Aussenaufstellung > Sole-Wärmepumpen Flächenkollektor (Sole oder direkt verdampfend, Abwassernutzung?) Erdsondenanlagen, Erdkörbe, Spiralkollektoren Eisspeicheranlagen Lechwerke AG Seite 27

28 Erdreich-Wärmepumpe Erschließung der Wärmequelle durch Kollektoren Erdkollektoren sind ein waagrechtes Rohrschlangensystem, das etwa 20 cm unter der Frostgrenze verlegt wird und durch das Wasser, das mit Frostschutzmittel versetzt ist, fließt. Vorlauftemperatur Erdkollektor: 2 6 Grad C Arbeitszahl bis 4 Lechwerke AG Seite 28

29 Erdreich-Wärmepumpe Erschließung der Wärmequelle durch Sonden Erdsonden werden bis zu 100 m tief in den Boden eingelassen. Die Sonden bestehen aus zwei U-förmigen Kunststoffrohren, in denen Wasser, das mit Frostschutzmittel versetzt ist, fließt. Der Durchmesser einer Erdsonde ist nicht größer als eine gängige Musik-CD. Vorlauftemperatur Erdsonde: 5 8 Grad C Arbeitszahl bis 4 Lechwerke AG Seite 29

30 Luft-Wärmepumpe Luft gibt es als Wärmequelle überall. Ein weiterer Vorteil: Sie lässt sich ohne großen baulichen Aufwand erschließen. Ventilatoren führen die Außenluft am Verdampfer der Wärmepumpe vorbei, der ihr Wärme entzieht. Da mit fallender Außentemperatur die Leistung der Wärmepumpe nachlässt, unterstützt sie ein Elektro- Heizstab an den wenigen extrem kalten Tagen des Jahres mit durchschnittlichen Temperaturen unter - 5% Grad C. Der Heizstab übernimmt < 10% der Jahresarbeit. Arbeitszahl bis 3,3 Lechwerke AG Seite 30

31 Plusenergiehäuser für Licht, Kraft, Wärme, Warmwasser Lechwerke AG Seite 31

32 Friedberg-Süd Das erste Baugebiet, das die Anforderungen der Europäischen Union für 2020 schon morgen erfüllt. Lechwerke AG Seite 32

33 VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT. Lechwerke AG Seite 33

34 Energie-Einspar-Verordnung Neubau Vorteil durch PV-Anlage (Beispiel für 306 qm) Variante BV mit PV ohne PV Jahresprimärenergiebedarf Q"p kwh/m²a 24,5 39,7 maximal erlaubter Jahresprimärenergiebedarf Q"p max kwh/m²a 27,9 27,9 Transmissionswärmetransferkoeffizient H'T W/m²K 0,225 0,225 max Transmissionswärmetransferkoeffizient H'T max W/m²K 0,227 0,227 spez. Jahresheizwärmebedarf Q"H kwh/m²a 30,1 29 Anlagenaufwandszahl Q"p/Qwärme ep [] 0,575 0,957 Heizleistung KW 8,9 8,7 CO2 kg/m²a 4,26 10,44 KfW CO2 kg/m²a 0 0 NOx kg/m²a 0,004 0,01 Nutzfl. m² 306,13 306,13 QEndenergie kwh/a qendenergie kwh/m²a 15,6 15,3 Transmissionswärmeverluste QT kwh/a Wärmebrückenverluste QWB kwh/a Lüftungswärmeverluste QL kwh/a Solare nutzbare Gewinne QSnutz kwh/a Innere Gewinne QInutz kwh/a Qwasser Warmwasserbereitung 12,5 kwh/m²a kwh/a Wärmebedarf inkl Warmwasser kwh/a KFW40 KFW70 KFW100 KFW70 KFW55 KFW40 69,8kWh/m²a 48,8kWh/m²a 38,4kWh/m²a 27,9kWh/m²a Eine PV-Anlage kann aus einem KFW70-Haus ein KFW40 Haus machen Lechwerke AG Seite 34

35 Batteriespeicher bringen zusätzliche Vorteile > Tests gemeinsam mit RWE Effizienz GmbH > Anlage 1: Kapazität 11,2 kwh WS 220V PV-Anlage 15,6 kw Anlage 2: Kapazität 16,8 kwh WS 220V PV-Anlage 18 kw Anlage 3: Kapazität 20,5 kwh DS 380V PV-Anlage 23 kw Haushalt und L/W-Wärmepumpe über eine gemeinsame Messung Positiv aus Kundensicht: > Keinerlei Störungen im Testzeitraum > Bis zu 80% Eigenversorgungsgrad im Haushalt realisierbar > Unterstützung durch die Bundesregierung durch KFW-Darlehen sowie 30% Bezuschussung durch das BMU ab 1. Mai 2013 Lechwerke AG Seite 35

36 Energie-Einspar-Verordnung Quelle: Vaillant Lechwerke AG Seite 36