Allgemeine Bedeutung von Sanierung Wolfgang Streicher Universität Innsbruck 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 1
Energieflussbild Österreich 2005 Quelle: BMWA, EVA, (2006) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 2
Quelle: Passivhaus Institut 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 3
Endenergiebedarf in TJ/a 500.000 450.000 400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 Endenergie Sonstige und Haushalte EE Sonstige EE Haushalte 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 Quelle: Statistik Austria, superwebguest 2012, ) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 4
Energiebilanz Haushalte Steiermark Daten???? LIG 0% BIG 1% KAGES 2% öffentliche oder private Dienstleistungen 22% Private Haushalte 75% Quelle: Energiebilanz Steiermark 2007 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 5
Was und Wie heizen wir heute (Quelle: Klimaschutzbericht 2011) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 6
Spezifischer Heizenergiebedarf von Ein- (EFH) und Mehrfamilienhäusern (MFH-K: kleines MFH, MFH-G: großes MFH) sowie Nichtwohngebäuden (NWG) nach Baualter in Österreich Quelle: Jungmeier, et al. (1996) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 7
26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 8
Treibhausgas-Emissionen 2009 und Änderung der Emissionen zwischen 1990 und 2009 nach Sektoren. (Quelle: Klimaschutzbericht 2011) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 9
(Quelle: Klimaschutzbericht 2011) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 10
Treibhausgasemissionen (temperaturbereinigt) aus der Raumwärme und sonstigem Kleinverbrauch Quelle: BMLFUW (2005) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 11
Emissionsfaktoren für Heizungssysteme bezogen auf Endenergieeinsatz Brennstoff SO 2 Kg/TJ NO x Kg/TJ C x H y Kg/TJ CO Kg/TJ Staub Kg/TJ CO 2 Kg/TJ Fernwärme > 50 MW th 26 48 2 5 1 77 000 Fernwärme 50 MW th 47 100 3 13 62 000 Holz Einzelofen 11 106 664 4463 148 0 Holz Zentralheizung 11 107 446 4303 90 0 Kohle Einzelofen 340 132 341 3705 153 93 000 Kohle Zentralheizung 543 78 268 4206 94 93 000 Heizöl EL Einzelofen 45 19 2 150 <0,5 75 000 Heizöl EL Etagenheizung 45 42 <1 67 <0,5 75 000 Heizöl EL Zentralheizung 45 42 <1 67 <0,5 75 000 Heizöl L Zentralheizung 45 115 <1 45 2 75 000 Erdgas Einzelofen 51 <1 37 55 000 Erdgas Etagenheizung 43 1 44 55 000 Erdgas Zentralheizung 42 <1 37 55 000 Erdgas Warmwasserversorgung 35 1 88 55 000 Strom Heizperiode 1) 97 000 Quelle: BMWA (2004) 1) Quelle: BMWA (1996) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 12
CO2 Emissionen [kt/a] 2500 2000 1500 1000 500 0 CO 2 -Emissionen durch Beheizung von Wohnungen in Österreich vor 1919 1919-1945 1945-1960 1961-1980 1981-1990 ab 1991 EFH 580 408 841 2 134 732 575 MFH-K 293 144 179 333 128 148 MFH-G 321 94 177 636 140 118 NWG 49 11 22 55 16 7 Quelle: eigene Berechnung 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 13
Projekt 58 Um die gewünschten Einsparungen bis 2012 zu erreichen, wäre eine Sanierungsrate von ca. 5 % notwendig. Bei einer Erhöhung der Sanierungsquote von dzt. 1 % auf 3 % würde es bis 2016 dauern, die gewünschten Einsparungen zu erreichen. Mio t CO2 Trendszenario thermische Althaussanierung - gesamter Wohnungsbestand 12 10 8 6 4 2 0 Einfamilienhäuser Sanierungsquote (incl. 20% Wechsel von Öl auf Biomasse/Solarenergie) 2001 2006 2011 2016 Bild: Trendszenario thermische Althaussanierung und thermographische Aufnahme von Graz [IWT] 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 14 1%/a 2%/a 3%/a 4%/a 5%/a
FAKULTÄT FÜR BAUINGENIEURWISSENSCHAFTEN INSTITUT FÜR KONSTRUKTION UND MATERIALWISSENSCHAFTEN Temperaturänderung 2020/50 vs. 1961/90 (nahe dem alten B2 Szenario) Quelle: heat.at, Töglhofer et al. (2008) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 15
Zukünfiger Heizenergie- und Kühlbedarf Ergebnisse für die Klima Graz 1990 und 2050 Nutz-Jahresenergiebedarf nach OIB (2008) in kwh/m²a 200,00 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 EFH_alt EFH_Std EFH_NE EFH_PH MFH_alt MFH_Std Klima 1990 HWB [kwh/m²a] Klima 1990 KB [kwh/m²a] Klima 2050 HWB [kwh/m²a] Klima 2050 KB [kwh/m²a] MFH_NE Büro_alt Büro_Std Büro_NE Quelle: heat.at, Töglhofer et al. (2008) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 16
Wärme (EFH-II ) spezifische CO 2 -Äquivalent-Emissionen Wärmegestehungskosten, (nach Kaltschmitt, M., Streicher, W. 2009) Wärmegestehungskosten in /kwh 0 0,036 0,072 0,108 0,144 0,180 0,216 0,252 CO2-Äquvalent-Emissionen in t/tj bzw. kg/gj 100 80 60 40 20 0-20 -40-60 Wärmepumpe UCPTE-Mix HGT-gew. Mix Österr. 360 288 216 144 72 0-72 -144-216 CO 2 -Äquivalent-Emissionen in t/gwh bzw. g/kwh Erdgas Erdgas/solar Heizöl Heizöl/solar Wärmepumpe Geothermie NW Pellets Pellets/solar Biomasse NW Biomasse/solar NW Biomasse/Heizöl NW 0 10 20 30 40 50 60 70 Wärmegestehungskosten in /GJ 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 17
Energie Referenzszenario Gebäude Steiermark (Business as usual) 16.000 14.000 GWh 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 Solarthermie Gas ÖL Kohle Erneuerbare FW Strom 2.000 0 2002 2005 2008 2011 2014 2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050 Quelle: Klimaschutzplan Steiermark, Gebäude, Streicher et al. (2010) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 18
Massnahmen (Beispiel für Gebäude) Referenzszenario + verstärkte thermische Sanierung + ökologischerer Heizungstausch + verstärkter Einsatz von Solarthermie + 0-CO2 Emissionen im Neubau + (Stromverbrauchsreduktion) = Zielszenario Basisziel (~ - 20 30 % CO2 bis 2020) EU 2020 Innovationsziel ( - 80 % CO2 bis 2050) G8- Staaten Kosten Politische Handlungsoptionen, liegen die in der Gemeinde??? Quelle: Klimaschutzplan Steiermark, Gebäude, Streicher et al. (2010) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 19
Innovationsszenario 16000 14000 GWh 12000 10000 8000 6000 4000 Solarthermie Erneuerbare Gas Öl Kohle Fernwärme Strom 2000 0 2002 2005 2008 2011 2014 2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050 Quelle: Klimaschutzplan Steiermark, Gebäude, Streicher et al. (2010) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 20
Innovationsszenario 3.000.000 2.500.000 Tonnen CO2e 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 Gas Öl Kohle Fernwärme Strom 0 2002 2005 2008 2011 2014 2017 2020 2023 2026 2029 2032 2035 2038 2041 2044 2047 2050 2005 2020 2030 2050 Referenzszenario 100% 25% 37% 55% Basiszielszenario 100% 52% 71% 88% Innovationszielszenario 100% 62% 80% 95% Quelle: Klimaschutzplan Steiermark, Gebäude, Streicher et al. (2010) 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 21
Energieautarkie Österreich 2050 Feasibility Study Leitung, Gesamtmodell Wolfgang Streicher, Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen Bereich Industrie/Produktion Hans Schnitzer, Michaela Titz, TU Graz, Institut für Prozess- und Partikeltechnik Bereich Gebäude Florian Tatzber, Richard Heimrath, Ina Wetz, TU Graz, Institut für Wärmetechnik Bereich Verkehr Stefan Hausberger, TU Graz, Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik Andrea Damm, Karl Steininger, Universität Graz - Wegener Center for Climate and Global Change Bereich Energiewirtschaft Reinhard Haas, Gerald Kalt, TU Wien, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft, Energy Economics Group Stephan Oblasser, Landesenergiebeauftragter Tirol Review Michael Cerveny, Andreas Veigl, ÖGUT, Wien Consulting Martin Kaltschmitt, Universität Hamburg-Harburg http://www.energieklima.at/fileadmin/user_upload/pdf/zahlen_daten/e nergieautarkie_endfassung_20110127.pdf / 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 22
Randbedingungen Potentiale Erneuerbarer Energieträger aus Österreich (Biomasse, Wasser, Wind, Sonne, Umweltwärme, tiefe Geothermie) Tages.- und wochenmäßiger Stromaustausch mit Nachbarländern (Saisonspeicherung in Österreich, europäischer Kontext) Konstante landwirtschaftliche Fläche für Nahrungs- und Futtermittelproduktion Keine fossilen Energieträger und keine Kernenergie Rucksack an Import von Nahrungsmittel- und Gütern wird nicht berücksichtigt (ca. 44 % des heutigen Verbrauchs an fossiler Energie). Betrachtete Sektoren: Gebäude, Mobilität und Produktion (Industrie) Keine ökonomische Analyse 2 Szenarien Konstant-Szenario: Konstante Energiedienstleistung bis 2050 (beheizte m² Gebäudefläche, Pkm, tkm, konstante Bruttowertschöpfung der Industrie) Quelle: Energieautarkie Wachstums-Szenario: Österreich Anstieg 2050, der Streicher Energiedienstleistung et al 2010 um 26.01.2012 0,8 %/a (ca. 40 % Bauherrenkongress Anstieg von 2012, 2008 Linz bis 2050) 23 => keine Einschränkung der Bedürfnisse
Thermische Sanierungen von Wohngebäude im Zeitverlauf im Konstant und Wachstums Szenario 100% 90% 80% 70% 60% 50% Sanierte Nutzfläche Ø 70 kwh/m².a Sanierte Nutzfläche Ø 40 kwh/m².a Gesamt saniert Gesamt unsaniert 40% 30% 20% 10% 0% 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Quelle: Energieautarkie Österreich 2050, Streicher et al 2010 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 24 Jahr
Absoluter Heizwärmebedarf von Wohngebäuden nach Bauperioden 250 Heizwärmebedarf Wohngebäude in PJ 200 150 100 50 2011 2050 2001 2010 1991 2000 1981 bis 1990 1961 bis 1980 1945 bis 1960 1919 bis 1944 vor 1919 Gebäudebestand 2010 Gebäudebestand 2050 Konstant Gebäudebestand 2050 Wachstum Quelle: Energieautarkie Österreich 2050, Streicher et al 2010 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 25
Absoluter Nutzenergiebedarf in PJ für Wohn- und Nichtwohngebäude im Konstant (K) und Wachstums Szenario (W) Quelle: Energieautarkie Österreich 2050, Streicher et al 2010 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 26
Ergebnisse Gebäude Ca. 50 % Energieeinsparung => hochwertige Sanierung alter Gebäude, neue Gebäude als Passivhäuser Umstieg auf Solarthermie, Wärmepumpe; Einsparung beim Haushaltsstrom (Biomasse wird speziell im Wachstums-Szenario primär für Verkehr und Industrie benötigt) Quelle: Energieautarkie Österreich 2050, Streicher et al 2010 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 27
Ergebnisse: Primärenergieeinsatz Erneuerbarer Energieträger Annähernde Ausschöpfung der Potenziale bei Wachstums-Szenario Starke Steigerung bei PV, Wind, Solarthermie, Umweltwärme, tiefe Geothermie Erhöhung der Leistung der Pumpspeicherkraftwerke um 85 % bzw. 130 % Quelle: Energieautarkie Österreich 2050, Streicher et al 2010 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 28
Quelle: Energieautarkie Österreich 2050, Streicher et al 2010 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 29
Sanierung Graz Dieselweg Quelle: GIWOG, gemeinnützige Industrie-Wohnungs-AG 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 30
Sanierung Bsp Graz Dieselweg Generell wurden/werden alle Produkte und Komponenten mit höchstmöglichen Assemblierungsgrad auf die Baustelle geliefert. Die Gebäudehüllenvorfertigung ermöglicht die Einhausung durc große Fertigwandelemente soll anknüpfend an die fertig gestellte Modernisierung zum Passivhaus in Linz, Makartstraße noch vertieft werden. Die Fertigung der Wände (Tragstruktur) wird dabei sukzessive vo der klassischen Elementfertigung hin zu einer industriellen Vorfertigung führen mit darin integrierten Waben-Solarpaneelen (Glas-Luftspalt-Wabe-Rückwand), integriert mit Passivhausfenstern und Lüftungskanälen (für die Ankopplung an dezentrale Lüftungsgeräte mit WRG). Damit wird auch die Luftdichtheit beim Altbestand erreicht. Die gesamte Haustechnik vom Warmwasser-Speicherkonzept, vom Klimawandkonzept bis hin zu den Steigleitungskomponente wurden/werden ebenfalls weitestgehend vorgefertigt geliefert und montiert. Quelle: GIWOG, gemeinnützige Industrie-Wohnungs-AG 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 31
Sanierung Graz Dieselweg Quelle: GIWOG, gemeinnützige Industrie-Wohnungs-AG 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 32
FAKULTÄT FÜR BAUINGENIEURWISSENSCHAFTEN 26.01.2012 INSTITUT FÜR KONSTRUKTION UND MATERIALWISSENSCHAFTEN Bauherrenkongress 2012, Linz 33
Versuch eines Resümees Um Energiebedarf und CO2 Emissionen im Gebäudebereich zu reduzieren bedarf es es einer Erhöhung der hochwertigen Sanierungsrate Passivhausstandard (kombiniert mit der Nutzung Erneuerbarer Energieträger) im Neubau Konsequente Umsetzung der Raumplanung Fernwärmenetze werden aufgrund des geringen Energiebedarfs an Bedeutung verlieren Biomasse wird eher für andere Sektoren als die Beheizung verwendet werden, wenn Österreich sich durch eigene erneuerbare Energien vollständig versorgen will Solarthermie, PV und Wärmepumpe werden in einem solchen Umfeld wahrscheinlich an Bedeutung gewinnen Um Energieautarkie bis 2050 zu erreichen sind politische Rahmenbedingungen bereits heute zu setzen Quelle: Energieautarkie Österreich 2050, Streicher et al 2010 26.01.2012 Bauherrenkongress 2012, Linz 34