Optimierter Klimaschutz CO 2 -Vermeidungskosten von Maßnahmen im Baubereich Fachtagung Klimaschutz in Thüringen 7. März 2006 in Jena Dr.-Ing. Markus Blesl
Entwicklung der CO 2 -Emissionen im Haushaltssektor 150 145 CO2-Emissionen in [MtCO 2]. 140 135 130 125 120 115 110 105 100 95 Handlungsoptionen 90 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 Trend Entwicklung 1990-2003 Potenzial Trendlinie Entwicklung
Ansatzpunkte zur Verringerung der CO 2 -Emissionen 1. Reduktion des Einsatz fossiler Primärenergieträger durch Verringerung des fossilen Energieverbrauchs Einsatz nichtfossiler Energieträger 2. Substitution C-reicherer durch C-ärmere Energieträger (Substitution fester und flüssiger Brennstoffe durch Erdgas) 3. Reduktion des Energiebedarfs durch abnehmende Nachfrage nach Energiedienstleistung Erhöhung von Energieumwandlungs- und -anwendungswirkungsgraden
Ansatzpunkte zur Reduktion des Endenergieverbrauchs im Gebäudebereich 1 Dachdämmung 2 Fassade 5 Fenster 3 Keller 4 Heizungssystem
Ansatzpunkt Wärmedämmung Gebäudehülle (Teil 1) Maßnahmen an den Fensterflächen Einsatz Zweischeiben-Wärmeschutzglas mit Niedrigenergie-Rahmen (UW= 1,2 W/(m² K)) Dreischeiben-Wärmeschutzglas mit Super- Rahmen (UW= 1,2 W/(m² K)) Maßnahmen an der Fassade Aufbringung von Dämmstoffen auf die Außenfassade (z.b. Hartschaumdämmstoffe mit einem Wärmedurchgangskoeffizient 0,05 bis 0,02 W/(m K) Aufbringung von Dämmstoffen auf die Innenwände
Ansatzpunkt Wärmedämmung Gebäudehülle (Teil 2) Maßnahme am Dach Dachboden mit Dämmplatten belegen Aufsparrendämmung bei Steildächern Flachdach-Warmdach, Wärmedämmung verstärken Maßnahmen im Kellergeschoß Kellerdecke, Wärmedämmung an der Unterseite mittels Hartschaum oder Holzfaserplatten Dämmung der Kelleraußenwände (bei Feuchteschäden)
Ansatzpunkt Heizung bzw. Brauchwarmwassererwärmung Austausch des Heizungssystem Nutzung der Brennwerttechnik Biomasse-Heizungen mit Holzpellet oder Waldhackgut als Brennstoff Einsatz von Wärmepumpen Geothermische Wärmeversorgung (Nutzung von Nah- /Fernwärmeversorgung)
Definition der Spezifische CO 2 -Vermeidungskosten Definition: Euro t CO 2 Monetärer Aufwand um eine Tonne CO 2 zu mindern Kosten für Technologie - Kosten für Referenztechnologie CO 2 -Emission Referenz - CO 2 -Emission Technologie Interpretation: Negative CO 2 -Vermeidungskosten können drauf hindeuten dass kostengünstige CO 2 Einsparoptionen bestehen. Bei alternativen Maßnahmen, die negative spezifische CO2-Vermeidungskosten und die selben Minderungspotenziale aufweisen, kann dies als Handlungsempfehlung verstanden werden. Bei positiven CO2-Vermeidungskosten liefern diese mit den Minderungspotenzialen die Informationen für eine erste Einordnung der Maßnahmen.
Interpretation negativer spezifische CO 2 -Vermeidungskosten 1.) CO2-Vermeidung geringere Kosten Kosten für Technologie - Kosten für Referenztechnologie CO 2 -Emission Referenz - CO 2 -Emission Technologie negativ positiv negative CO 2 Vermeidungskosten 2.) minimale CO2-Vermeidung geringere Kosten Kosten für Technologie - Kosten für Referenztechnologie CO 2 -Emission Referenz - CO 2 -Emission Technologie negativ positiv 3.) Keine CO2-Vermeidung keine Aussage Hohe negative CO 2 Vermeidungskosten mit Interpretationsbedarf Kosten für Technologie - Kosten für Referenztechnologie CO 2 -Emission Referenz - CO 2 -Emission Technologie positiv negativ Nicht relevante Aussage
Rahmenannahmen für die Berechnung spezifische CO 2 - Vermeidungskosten Ökonomische Rahmenbedingungen: Realer Zinssatz von 5 % Abschreibungsdauer entsprechend der mittlere technischen Lebensdauer Wärmebereitstellungskosten von 75,4 bis 84,3 Euro/MWh entsprechend Haustyp bzw. Heizölpreis von 51,6 Euro Cent /l oder 4,6 Euro Cent / KWh Erdgas Unterscheidung zwischen im Sanierungszyklus und außerhalb des Sanierungszyklus Ökologische Rahmenbedingung: Referenzsystem Wärme Wärmemix Deutschland mit 0,27 kg CO2 / kwh th Strombereitstellung Strommix Deutschland mit 0,6 kg CO 2 / kwh el
Untersuchte Varianten der Sanierungsmaßnahmen Variante 1 Variante 2 Variante 3 Fensteraustausch mit Wärmeschutzverglasung (U W = 1,2 W/(m² K)) Fensteraustausch mit Wärmeschutzverglasung (U W = 1,2 W/(m² K)) Dachdämmung (normal) Fensteraustausch mit Dreifachverglasung (U W = 0,9 W/(m² K)) Dachdämmung (verstärkt) Dämmung der Außenwand (normal) Variante 4 Fensteraustausch mit Dreifachverglasung (U W = 0,9 W/(m² K) Dachdämmung (verstärkt) Dämmung der Außenwand (verstärkt) Dämmung der Kellerdeckenunterseite (normal)
Einsparpotentiale im Gebäudebestand in Abhängigkeit des Gebäudetyps 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Einsparpotenzial an Raumwärmebedarf [PJ/a] 2010 2015 2020 EFH bis 1968 EFH 1979-2000 MFH bis 1968 MFH 1969-2000
CO 2 -Vermeidungskosten verschiedener Sanierungsmaßnahmen an der Gebäudehülle gegenüber Heizungsmix Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 innerhalb des Sanierungszyklus EFH; Baualter bis 1968 [Euro/t CO 2 ] -139.51-112.71-14.17 2.29 EFH; Baualter 1969 bis 1983 [Euro/t CO 2 ] -121.13-102.61 65.59 164.81 EFH; Baualter 1984 bis 2000 [Euro/t CO 2 ] -111.11-119.27 259.59 325.76 MFH; Baualter bis 1968 [Euro/t CO 2 ] -156.14-125.43-50.42-27.20 MFH; Baualter 1969 bis 1983 [Euro/t CO 2 ] -160.56-149.19-14.50 15.89 MFH; Baualter 1984 bis 2000 [Euro/t CO 2 ] -136.71-142.20 183.03 252.35 außerhalb des Sanierungszyklus EFH; Baualter bis 1968 [Euro/t CO 2 ] 26.40 63.98 266.55 360.47 EFH; Baualter 1969 bis 1983 [Euro/t CO 2 ] 49.78 26.25 398.53 738.00 EFH; Baualter 1984 bis 2000 [Euro/t CO 2 ] 66.94 188.88 453.38 1240.30 MFH; Baualter bis 1968 [Euro/t CO 2 ] 38.12 36.33 221.95 209.75 MFH; Baualter 1969 bis 1983 [Euro/t CO 2 ] 47.76 42.44 259.18 321.39 MFH; Baualter 1984 bis 2000 [Euro/t CO 2 ] 54.98 20.02 338.50 1136.19 EFH : Einfamilienhaus MFH: Mehrfamilienhaus
CO 2 -Vermeidungskosten der untersuchten Sanierungsmaßnahmen im Gebäudebereich bis 1968 EFH MFH EFH MFH 1969 bis 1983 1984 bis 2000 bis 1968 1969 bis 1983 1984 bis 2000 bis 1968 1969 bis 1983 1984 bis 2000 bis 1968 1969 bis 1983 1984 bis 2000 im Sanierungszyklus außerhalb des Sanierungszyklus -400-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Kosten in Euro pro t CO 2
CO 2 -Vermeidungskosten verschiedener Maßnahmen im Gebäudebereich Variante 3 nicht im Zyklus Variante 2 nicht im Zyklus Variante 3 im Zyklus Variante 2 im Zyklus Biomasse Geothermie Solarthermie Wärmepumpe -200-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Kosten in Euro pro t CO 2
CO 2 -Vermeidungskosten Sanierungsmaßnahme Variante 3 bei gleichzeitiger Erneuerung des Heizungssystems Keine Heizungsmodernisierung Biomasse Variante 3 im Zyklus Geothermie Solarthermie Wärmepumpe Variante 3: Fensteraustausch (UW= 0,9 W/(m² K)) Dachdämmung (verstärkt) Außenwanddämmung (normal) -100 0 100 200 300 400 500 600 Kosten in Euro pro t CO 2
CO 2 -Vermeidungskosten verschiedener Maßnahmen im Neubau Neubau (25 % besser als EnEV 2004) bei Mehrfamilienhäusern Neubau (25 % besser als EnEV 2004) bei Ein- und Zweifamilienhäusern Biomasse gegenüber Heizungsmix Geothermie Solarthermie Wärmepumpe Erdgas Brennwertkessel gegenüber neuer Heizöl Heizung -400-200 0 200 400 600 800 1000 Kosten in Euro pro t CO 2
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Universität Stuttgart Mit Hilfe von CO 2 -Vermeidungskosten können Aussage bzgl. der Kosteneffizienz von Klimaschutzmassnahmen getroffen werden. Durch die Wahl des Referenzsystems wird das Vergleichssystem bzw. das Optimierungsziel festgelegt. Die CO 2 -Vermeidungskosten im Gebäudebereich sind abhängig vom Zeitpunkt der Durchführung und dem Gebäudetyp. Mit steigenden Anforderungen an den Wärmedämmstandard im Neubau sind die CO 2 Vermeidungskosten energetisch effiziente Wärmeversorgungssysteme kostengünstiger, als die weitere Verbesserung der Wärmedämmung.
Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
CO 2 -Vermeidungskosten von Stromerzeugungstechniken auf Basis erneuerbarer Energien Modernisierung einer Wasserkraftanlage Reaktivierung einer Wasserkraftanlage -22 12 Wasserkraftanlage neu (30 MW) 24 Große Windkraftanlage (5,5 m/s) Wasserkraftanlage neu (über 1 MW) Kleine Windkraftanlage (5,5 m/s) 29 49 53 Große Windkraftanlage (4,5 m/s) Mittlere Wasserkraftanlage neu (100 KW bis 1MW) Kleinwasserkraftanlage neu (bis 100 kw) Rapsöl-BHKW 65 74 119 151 Photovoltaikanlage auf Dachfläche (60 m²) 1,240-100 400 900 Kosten in Euro pro eingesparte t CO 2