Unser Kundenmagazin Smart & Easy – Ausgabe 2-2023
Veröffentlicht: 23. Nov 2023
Die 113-Millionen-Euro-Aufgabe
Der Gebäudebereich ist laut Umweltbundesamt mit einem Anteil von rund 35 Prozent des Endenergieverbrauches auch in Deutschland der größte CO2-Verursacher. Sein Anteil an den CO2-Emissionen beträgt rund 30 Prozent. Gemessen an den Gesamtemissionen in Deutschland (2022 rund 756 Millionen Tonnen) entspricht dies circa 225 Millionen Tonnen CO2. Rund die Hälfte davon, 113 Millionen Tonnen, entfällt wiederum auf den Energieverbrauch bei der Nutzung der Gebäude. Der weitaus größte Anteil von ca. 90 Prozent wird für Heizung und Warmwassererzeugung genutzt. Hier setzen digitale Lösungen wie das smarte Submetering oder Smart Building Lösungen an.
Bis 2045 soll der Gebäudebestand klimaneutral werden, das sehen die Ziele der Bundesregierung vor. In der Publikation „Klimaneutraler Gebäudebestand 2050“ des Umweltbundesamtes heißt es dazu: „Bis 2045 wollen wir einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand realisieren. Klimaneutral heißt, dass die Gebäude nur noch einen sehr geringen Energiebedarf aufweisen und der verbleibende Energiebedarf zum überwiegenden Teil durch erneuerbare Energien gedeckt wird.“ Das Ergebnis: Die CO2-Emissionen sollen auf null reduziert werden.
Klimaneutralität messbar machen
Um das große Ziele der Klimaneutralität im Gebäudebereich zu erreichen, gilt es nun, gleich eine ganze Reihe von sich ergänzenden Maßnahmen umzusetzen. Von der energetischen Sanierung der Gebäude über innovative und quartiersweise Wärmekonzepte bis hin zu digitalen Smart Building-Lösungen und dem Einsatz erneuerbarer Energien. Die Digitalisierung spielt dabei eine besonders wichtige Rolle, denn sie liefert unter anderem die Daten zu Energieverbräuchen, macht sie transparent und ermöglicht es, aus den Verbräuchen die jeweiligen CO2-Emissionen abzuleiten. Außerdem werden Verbesserungspotenziale aufgezeigt und der Erfolg der jeweiligen Maßnahmen kann abgebildet werden. Auf diese Weise wird Klimaneutralität messbar.
Welche Menge an CO2-Emissionen ein einzelnes Gebäude verursacht und wie die Emissionen reduziert werden können, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Weil sich der Energieverbrauch eines Gebäudes beziehungsweise seiner Bewohner und Nutzer unterschiedlich zusammensetzt, gibt es zahlreiche Möglichkeiten die CO2-Emissionen zu bestimmen.
Das Musterhaus macht es deutlich
Zur besseren Veranschaulichung haben wir ein „Musterhaus“ erstellt, das ungefähr dem Durchschnitt deutscher Wohnimmobilien hinsichtlich Fläche, Anzahl der Wohneinheiten und Bewohner sowie dem Energieverbrauch entspricht. Es repräsentiert den Mittelwert von über 160.000 Liegenschaften mit rund 1,7 Millionen Wohneinheiten mit ihren Energieverbräuchen im Bereich Wärme und Strom. Die verwendeten Daten sind real und werden u. a. jährlich in der Wärmekostenstatistik des ZENNER-Schwesterunternehmens Minol veröffentlicht. Wir haben sie mit allgemeinen Daten kombiniert. Die durchschnittliche Größe der Wohnungen, die sich zwei Personen teilen, beträgt circa 95 Quadratmeter (Quelle: Statistisches Bundesamt). Die durchschnittliche Anzahl der Wohneinheiten pro Liegenschaft beträgt zehn. So haben wir das Musterhaus auf Basis valider Daten konstruiert.
Betrachtet werden Liegenschaften mit Gas und Ölheizungen sowie Fernwärmeversorgung. Mit insgesamt circa 88 Prozent machen sie den größten Anteil an den genutzten Energieträgern aus. Das besagt eine im Mai 2023 veröffentlichte Studie des Bundesverbandes der Energie und Wasserwirtschaft (BDEW) zur Beheizungsstruktur des Wohnungsbestandes in Deutschland.
Andere Quellen bestätigen die oben aufgeführten Zahlen zu den durchschnittlichen Pro-Kopf-Energieverbräuchen in Deutschland. Sie bilden die Situation im Gebäudebereich ziemlich genau ab. Die Zahlen spiegeln damit den heutigen Status Quo wider. In gewerblich genutzten Immobilien (ohne Produktionsanlagen oder Kühlräume) ist der Verbrauch circa 20 Prozent geringer.
Ein Baum bindet pro Jahr circa 23 kg CO2. Ein Hektar Waldfläche, der durchschnittlich circa 600 Bäume umfasst, speichert rund 13.800 kg. Angewendet auf unser „Musterhaus“, produziert dieses pro Jahr mit zehn Wohneinheiten rund 37.230 kg CO2. Um diese Menge CO2 zu speichern, braucht es circa 2,7 Hektar Waldfläche oder rund 1.619 Bäume. Das bedeutet, es werden 162 Bäume benötigt, um den CO2-Ausstoß eines Zwei-Personen-Haushaltes zu binden bzw. zu kompensieren.
Zurück zur Aufgabenstellung: Klimaneutralität
Kurz gesagt, ist es nun das Ziel, die CO2-Emissionen im Gebäudebereich so schnell wie möglich zu reduzieren. Möglich ist dies mit einer Reihe von Maßnahmen, die sich ergänzen und Stück für Stück zu mehr Klimaneutralität führen – bis das Ziel eines klimaneutralen Gebäudebestandes erreicht wird. Bis jetzt überwiegt noch immer die Nutzung fossiler Energieträger in Deutschland. Gerade dort setzen die smarten Lösungen an. Auch wenn die Verbreitung digitaler Technologie stark zunimmt, gibt es noch keine breite und im wissenschaftlichen Sinne repräsentative Datenbasis. Methoden und Modelle sind meist noch im Entstehen. Die folgenden Abschnitte beziehen sich daher auf Erfahrungswerte aus Projekten, die bereits von ZENNER und anderen Unternehmen realisiert wurden und werden.
WERTE AUS DER HEIZPERIODE 2022/2023
| Durchschnittlicher jährl. Energieverbrauch im 2-Personen-Haushalt | Fläche | Energieverbrauch | CO2- Emissionen | Summe der CO2-Emissionen | Anzahl Bäume** |
|---|---|---|---|---|---|
| Heizung und Warmwasser, Wohnung mit Ölheizung | 95 m² | 12.450 kWh* | 266 g/kWh | 3.312 kg | 144 |
| Heizung und Warmwasser, Wohnung mit Erdgasheizung | 95 m² | 12.160 kWh* | 202 g/kWh | 2.456 kg | 107 |
| Heizung und Warmwasser, Wohnung mit Fernwärmeversorgung | 95 m² | 10.925 kWh* | 254 g/kWh | 2.775 kg | 121 |
| Durchschnittswerte für Heizung und Warmwasser | 95 m² | 11.845 kWh* | 241 g/kWh | 2.855 kg | 124 |
| Stromverbrauch | 95 m² | 2.000 kWh | 434 g/kWh | 868 kg | 38 |
| Gesamter Energieverbrauch | 95 m² | 13.845 kWh | 3.723 kg | 162 | |
| im Musterhaus | 138.450 kWh | 37.230 kg | 1.619 |
*Quelle: Wärmekostenstatistik Minol Messtechnik 2022/2023
**Anzahl der Bäume, die nötig ist, um die jeweiligen CO2-Emissionen zu binden
Transparenz beim Energieverbrauch
Um den Energieverbrauch im Gebäude messen und optimieren zu können setzt der Gesetzgeber vor allem auf Transparenz beim Energieverbrauch durch Smart Metering und Smart Submetering. In der Sparte Strom läuft zudem bereits der Rollout intelligenter Messsysteme (iMSys). Die Übertragung der Daten über Smart Meter Gateways liefert Erkenntnisse zu Verbrauchsverhalten, möglicher Energieverschwendung und zu Einsparpotenzialen. Langfristig sollen so der Stromverbrauch und die damit verbundenen Emissionen vermindert werden. Auch weil die CO2-Emissionen pro kWh in der Stromproduktion seit Jahren steigen. Dazu schreibt das Umweltbundesamt: „Die Erzeugung einer Kilowattstunde Strom verursachte 2022 durchschnittlich 434 Gramm CO2. In 2021 lag dieser Wert bei 410 und in 2020 bei 369 Gramm pro Kilowattstunde.“ Durch ein gezieltes Energiemonitoring lassen sich Veränderungen erkennen und Klimaneutralität messbar machen.
Mit der Novelle der Heizkostenverordnung (HKVO) hat der Gesetzgeber zudem die Weichen gestellt, um den Wärmeenergieverbrauch der privaten Haushalte zu verringern. In Wohngebäuden sind die wohnungsweise Erfassung und Abrechnung von Energieverbräuchen schon lange Pflicht. Seit der Novelle der Heizkostenverordnung im Dezember 2021 werden sie nun schrittweise digitalisiert. Mit den Messgeräten von ZENNER lassen sich die Daten via LoRaWAN® übertragen. Wenn durch die transparente Erfassung und Bereitstellung der Verbrauchsdaten beim Bewohner ein bewussterer Umgang mit Energie stattfindet, lässt das die CO2-Emissionen sinken. So sollen die Bewohner aktiv zum Klimaschutz beitragen. Bis zu 20 Prozent Einsparungen bei Energieverbrauch und CO2-Emissionen sollen so erzielt werden.
Smarte Gebäudelösungen
Bis zu 14,7 Millionen Tonnen CO2-Emissionen können laut Branchenverband bitkom bis 2030 alleine durch den Einsatz von Gebäudeautomation eingespart werden. Zeit für digitale Lösungen: Temperatur- und Klimasensoren helfen dabei, die Energieeffizienz in Gebäuden zu verbessern und CO2-Emissionen einzusparen. Einen großen Beitrag kann darüber hinaus eine intelligente Steuerung der Heizkörperthermostate leisten. ZENNER hat dafür unter anderem eine neue App entwickelt, mit der sich intelligente Heizkörperthermostate in einem Gebäude zentral über LoRaWAN® steuern lassen (s. auch Artikel ab Seite 4). Die smarten Thermostate schließen sich automatisch beim Öffnen eines Fensters und helfen so, den Energieverbrauch zu verringern. In Liegenschaften, in denen bereits ein LoRaWAN®-Netz vorhanden ist, zum Beispiel für das Submetering, lassen sich solche Lösungen schnell und mit geringem Auf- wand realisieren. Erste Projekte haben gezeigt, dass Einsparungen von 30 Prozent und mehr möglich sind.
Energetische Sanierung
Eine energetische Sanierung umfasst in erster Linie bauliche Maßnahmen wie beispielsweise die Dämmung des Gebäudes, eine Modernisierung der Heizungsanlage oder die Nutzung erneuerbarer Energien aus der eigenen Solaranlage. Im Jahr 2022 wurden bereits 10,9 Prozent des Strombedarfes in Deutschland durch den Betrieb von mehr als 2,2 Millionen Photovoltaikanlagen erzeugt. Im Mai 2023 wurde inzwischen die dreimillionste Anlage in Betrieb genommen. Durchschnittlich lassen sich circa zehn bis zwölf Prozent des Strombedarfes der Bewohner mit Strom vom eigenen Dach decken. Durch die Modernisierung von Heizungsanlagen konnten laut Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) im Jahr 2020 bereits über zwei Millionen Tonnen CO2-Emissionen eingespart werden. Insgesamt lassen sich – laut Schätzungen der Branche – durch eine energetische Sanierung bis zu 50 Prozent der CO2-Emissionen beim Heizen einsparen. Kombiniert mit smarten Gebäudelösungen wie BuildingLink rückt das Ziel Klimaneutralität damit deutlich näher.
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Der Weg zum klimaneutralen Gebäudebestand ist noch weit. Aktuell stehen aber bereits viele innovative Lösungen zur Verfügung, die – auch über eine energetische Sanierung hinaus – die deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs und der damit verbundenen CO2-Emissionen ermöglichen. Auch hier erweist sich LoRaWAN® als optimale Technologie, weil in ein bestehendes Netz immer wieder neue Lösungen integriert werden können.
Smart Building-Lösungen zahlen u. a. auf folgende UN-Ziele ein:
