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
Ziel der CO 2 - und Energieeffizienz (Deutschland) Ziele Quelle: Schnittstelle Stadtentwicklung und Infrastrukturplanung, AGFW 2012 / BMU Energiekonzept 2050 4
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
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
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 2009 7
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 2009 8
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 1993-2007 (Plattenbaugebiete rechte Grafik und Innenstadt/Spremberger Vorstadt linke Grafik) +17% 9
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) 2002 2005 2010 Die Wirtschaftlichkeit vorhandener Fernwärmesysteme sinkt bei reduzierter Wärmeabnahme 10
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
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
Problemlagen Thesen Herausforderungen bei der energetischen Sanierung von Gebäuden Fassade, Fensteranschlüsse Nutzungskonzept Stuck in Innenräumen Wertvolle Fußböden.. Erneuerungszyklen von Heizanlagen 13
Bandbreiten erzielbarer Wärmeverbräuche nach Gebäudeklassen Thesen vermutlich durchschnittlich erreichbares Niveau Quelle: Schnittstelle Stadtentwicklung und Infrastrukturplanung, AGFW 2012 / Daten IWU 2011 19
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
Einsparpotential und Denkmalverträglichkeit (Sanierung typische Gründerzeitgebäude, Baujahr 1900, 600-900m 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 2011 21
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
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
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. 2.480 T davon: Gestaltung der Außenanlagen ca. 300 T Nebenkosten (Planungen, Grunderwerb, Gutachten, Gebühren) ca. 450 T benötigt. Zuwendungen/ Fördermittel: Rückführung der städtischen Infrastruktur RSI 1.160 T Stadtumbau - Teilprogramm Aufwertung 310 T Erneuerung der sozialen Infrastruktur (ESI) 259 T Projektförderung Kinderbetreuungsfinanzierung (ILB) 74 T EnviaM (Energieeffizienz Kommune) 3 T 26
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
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
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
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
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
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%) 235. 000 Euro aus dem KfW-Programm altersgerecht Umbauen (5%) rund 1 Millionen Euro Eigenkapital des Bauherren Kosten pro Wohneinheit: rund 166.000 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
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
Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig Ansicht Dorfplatz 455 kwh/m² => 92 kwh/m²*a Quelle: Walther 36
Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig Ansicht Hof, dreiseitige Holzverkleidung Oben: Solaranlage zur Warmwasserbereitung: 8 m² 400l Speicher. Quelle: Walther 37
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
Beispiele: Groß Kölzig Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Energetische Sanierung: Beispiel Wohnhaus Groß Kölzig Finanzierung/Förderung Gesamtkosten 180.000 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
Problemlagen Thesen Herausforderungen bei der energetischen Sanierung von Gebäuden Fassade, Fensteranschlüsse Nutzungskonzept Stuck in Innenräumen Wertvolle Fußböden.. Erneuerungszyklen von Heizanlagen 40
Wahrscheinlichkeit für Austausch des Heizkessels Thesen 41
Zeitliche Umsetzungswahrscheinlichkeit für Austausch des Heizkessels Thesen 42
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
Wahl eines geeigneten Versorgungssystems (Wärmeversorgung) Ziele Zusammenhang zwischen Siedlungsstruktur und Einsatzmöglichkeiten der Fern-/Nahwärme 45
Versorgungssystem und spezifische Emissionen Ist Zustand: spezifische Emissionswerte konventionelle Erzeugung Ziele 23.05.2012 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
Plausibilitätscheck: Gebäudetypologie - Endenergiebedarf - Versorgungssystem Thesen 47
Plausibilitätscheck: Gebäudetypologie - Endenergiebedarf - Versorgungssystem Thesen 48
Plausibilitätscheck: Gebäudetyp - Endenergiebedarf - Versorgungssystem Thesen 49
Stadtstrukturtypen Beispiel Thesen 50
Eignung Versorgungssystem Beispiel 100% unmodernisiert Thesen 51
Eignung Versorgungssystem Beispiel 100% modernisiert Thesen 52
Eignung Versorgungssystem Beispiel Handlungsräume Energetische Stadtsanierung (Gebäudebestand unmodernisiert) Thesen 53
Eignung Versorgungssystem Beispiel Handlungsräume Energetische Stadtsanierung (Gebäudebestand modernisiert) Thesen 54
Beispiele: Stadt Forst Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Handlungsfelder Stadt Forst Erreichbare CO 2 Einsparungen Quelle: Heike Baerwald, Stadt Forst 2012 57
Beispiele: Stadt Forst Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Erreichbare CO 2 Einsparungen nach Sektoren Quelle: Heike Baerwald, Stadt Forst 2012 58
Beispiele: Stadt Forst Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Handlungsfelder Stadt Forst koordinierte Umsetzung Quelle: Heike Baerwald, Stadt Forst 2012 59
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 23.05.2012 Quelle: Google Maps 11/2011 64
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) 23.05.2012 Quelle: Amt für Hoch-und Tiefbau, Herr Dieter Peschel 65
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 23.05.2012 66
Beispiele: Kyritz Energiedialog Umbau im Quartier in Brandenburg, 2. Workshop Ausbau Fernwärmenetz Pritzwalker Straße auf der Basis von Abwärme aus Stärkefabrik 23.05.2012 67
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
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
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
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
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
Erst denken, dann reden, dann abgestimmt handeln! Danke für Ihre Aufmerksamkeit 75