Solarthermische Potenziale.Süd

NACHHALTIGES WÄRMEVERSORGUNGSKONZEPT

EINER WOHNSIEDLUNG AUF

BASIS VON BIOMASSE,

ENERGETISCHER SANIERUNG UND

THERMISCHER SOLARENERGIE

ERSTELLT:

ENERGIEAGENTUR ALTÖTTING BIO-ON GMBH

VERFASSER: WOLFGANG STROBER

II

Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS ................................................................................... II

TABELLENVERZEICHNIS...............................................................................III

ABBILDUNGSVERZEICHNIS ..........................................................................IV

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ......................................................................... V

1. EINLEITUNG............................................................................................... 6 1.1 ZIELSETZUNG.....................................................................................................................7 1.2 METHODIK DER ARBEIT ...................................................................................................8

2. SOLARTHERMISCHE VERSORGUNGSPOTENZIALE IM UNTER- SUCHUNGSGEBIET ALTÖTTING-SÜD .................................................. 9

2.1 STRUKTURDATEN DES UNTERSUCHUNGSGEBIETES .....................................................9 2.1.1 BESTIMMUNG GEEIGNETER OBJEKTE ................................................................................9 2.1.2 STRUKTURDATEN DER GEEIGNETEN OBJEKTE................................................................11 2.1.3 DAS REFERENZHAUS AÖ-SÜD..........................................................................................14 2.2 BETRACHTUNG DER EINSPARPOTENZIALE DURCH ENERGETISCHE GEBÄUDE-

SANIERUNG .......................................................................................................................15 2.2.1 WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG UND REGIONALES MARKTPOTENTIAL ...........17 2.2.2 GESETZE, VERORDNUNG UND FÖRDERPROGRAMME .....................................................19 2.3. TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNG EINES SOLAR-

THERMISCHEN WÄRMEBEREITSTELLUNGSSYSTEMS DARGESTELLT AM REFERENZHAUS AÖ-SÜD ................................................................................................22

2.3.1 MARKTANALYSE UND PROGNOSE DES BIVALENTEN HEIZUNGSYSTEMS......................22 2.3.2 TECHNISCHE FUNKTIONSWEISE DES SOLAR-PELLET-HEIZSYSTEMS ............................24 2.3.3 EINFLUSSGRÖßEN AUF DIE DIMENSIONIERUNG DER KOMPONENTEN ...........................25 2.3.4 DIMENSIONIERUNG DER KOMPONENTEN AM REFERENZHAUS AÖ-SÜD .......................27 2.3.5 WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE DER THERMISCHEN SOLARANLAGE.........................29 2.3.6 REGIONALES MARKTPOTENTIAL .....................................................................................32 2.4 ABSCHÄTZUNG DES BIOMASSEPOTENTIALS ................................................................33 2.5 DARSTELLUNG UND INTERPRETATION DER ERGEBNISSE..........................................34

3. AUSBLICK UND BEWERTUNG DER UMSETZBARKEIT DER STRATEGIE ............................................................................................... 35

LITERATURVERZEICHNIS............................................................................. 37

INHALTSVERZEICHNIS ANHANG .............................................................. VII

III

Tabellenverzeichnis TABELLE 1: VERGLEICH: WIRTSCHAFTLICHKEITSRECHNUNG VERSCHIEDENER

HEIZSYSTEMKONFIGURATIONEN ....................................................... 31

TABELLE 2: ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ................................................. 34

IV

Abbildungsverzeichnis

ABBILDUNG 1: AUFTEILUNG DES ENDENERGIEBEDARFS IN AÖ-SÜD NACH

POTENTIELLEN ENERGIETRÄGERN................................................... 10

ABBILDUNG 2: VERTEILUNG DER ENERGIETRÄGERSTRUKTUR IN ALTÖTTING-SÜD .. 13

ABBILDUNG 3: ALTERSVERTEILUNG DES GEBÄUDEBESTANDES IM

UNTERSUCHUNGSGEBIET................................................................ 14

ABBILDUNG 4: VERTEILUNG DES KESSELALTERS IN AÖ-SÜD.................................. 14

ABBILDUNG 5: ENERGETISCHE BAUVERORDNUNGEN UND DEREN AUSWIRKUNGEN. 16

ABBILDUNG 6: NUTZWÄRMEBEDARF IN WOHNGEBÄUDEN ..................................... 17

ABBILDUNG 7: WIRTSCHAFTLICHKEIT VON WÄRMEDÄMMMAßNAHMEN ................. 18

ABBILDUNG 8: FUNKTIONSPRINZIP EINER THERMISCHEN SOLARANLAGE MIT

HEIZUNGSUNTERSTÜTZUNG............................................................ 24

ABBILDUNG 9: ENERGIEBEDARF UND SOLARENERGIEANGEBOT .............................. 25

ABBILDUNG 10: .........SOLARER DECKUNGSGRAD IN ABHÄNGIGKEIT VON KOLLEKTOR

UND SPEICHERGRÖßE...................................................................... 27

V

Abkürzungsverzeichnis

Allgemeine Abkürzungen

AKA AltöttingerKlimaAllianz Aö-Süd Alötting-Süd BAFA Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle EE Erneuerbare Energieträger EFH Einfamilienhaus EnEV Energie-Einspar-Verordnung EU Europäische Union IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change KfW Kreditanstalt für Wiederaufbau MAP Marktanreizprogramm PV Photovoltaik RVSO Regionalverband Südlicher Oberrhein UBA Umweltbundesamt WSVO 84 Wärmeschutzverordnung aus dem Jahr 1984 ZFH Zweifamilienhaus

Chemische Elemente, Einheiten für Energie, Leistung, etc.

a Jahr CO2 Kohlendioxid fm Festmeter GWH Leistung in Gigawatt = 1000 MW ha Hektar kg Kilogramm kW Einheit für Leistung in Kilowatt kWh Kilowattstunde kWhel Kilowattstunde elektrisch kWp Leistung in Kilowatt (Spitzenleistung im Bereich der PV) m² Quadratmeter MWh Megawattstuden t Tonne

6

1. Einleitung

Durch die schon heute bemerkbaren extremen Wetterlagen und immer häufiger

auftretenden Naturkatastrophen, deren gesamtwirtschaftlicher Schaden sich im Jahr

2005 auf einen Höchstwert von 220 Milliarden Dollar belief1, gewinnt das Thema

Klimawandel mit den damit verbundenen möglichen Konsequenzen mehr an

medialer Bedeutung und stößt auf großes öffentliches Interesse. Wie Experten die

Aktualität des Themas bestärken und die Studie des Intergovernmental Panel on

Climate Change (IPCC) und der Bundesverband Solarwirtschaft e.V. belegt, lagen

die elf wärmsten Jahre seit Beginn der instrumentellen Messung der globalen Ober-

flächentemperatur in der jüngsten Vergangenheit (1994–2007)2. Die Ursache für den

anthropogenen Treibhauseffekt steht mit sehr großer Wahrscheinlichkeit in Zu-

sammenhang mit den von Menschen ausgestoßenen Treibhausgasen, wie Kohlen-

dioxid, Methan, Stickoxiden und Fluorkohlenwasserstoffen. Den größten klima-

schädlichen Faktor stellt jedoch die Emission von Kohlendioxid (CO2) mit 61%

Anteil am Treibhauseffekt dar3.

Mit 43,2%4 ist v.a. der Bereich Energieerzeugung/-umwandlung, der zu 82,3% aus

nicht erneuerbaren, klimaschädlichen Energieträgern besteht, für die deutschen CO2-

Emissionen verantwortlich. Die Zusammensetzung des deutschen Primärenergie-

verbrauchs birgt nicht nur das oben dargestellte Treibhausproblem, sondern erhöht

zudem die deutsche Importabhängigkeit von politisch instabilen Ländern wie z.B.

von Russland oder Libyen, da Deutschland aufgrund der geologisch ungünstigen

Lage keine erwähnenswerten Öl-oder Gasvorräte hat. Rund ¾ der Energiequellen

bezieht Deutschland aus dem Ausland5, die Importquote der Europäischen Union

(EU) liegt derzeit bei 50% und wird bis 2030 auf 70% ansteigen6. Während über die

Prognosen der Reichweite von fossilen Ressourcen nur weiter spekuliert werden

kann, steigen mit dem Konkurrenzkampf um die Rohstoffe die Preise und das

Konfliktpotential auf dem Weltmarkt. Dafür verantwortlich sind vor allem auf-

strebende Volkswirtschaften wie Indien oder China, deren Energieverbrauch pro 1 Stryi-Hipp (2008a), S.8 2 Intergovernmental Panel on Climate Change (2007), S.5 3 Quaschning (2006), S.25 4 Albrecht (2007), S.715 5 Energiewirtschaftliche Tagesfragen(2008a), S.45 6 Stryi-Hipp (2008b), S.8

7

Kopf heute noch deutlich unter dem westlichen Niveau liegt7. Wie EU-Chefdiplomat

Javier Solana befürchtet, drohen aufgrund der Ressourcenknappheit Konflikte um die

Grundgüter dieser Erde, wie z.B. um Wasser, Lebensmittel und Energieressourcen8.

Um diesen Konflikten wie auch dem Kapitalabfluss in Milliardenhöhe vorzubeugen,

hat die EU-Kommission Initiative ergriffen und mit dem Richtlinienentwurf vom

23.01.2008 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen eine

maßgebende Forderung aufgestellt. Die Mitgliedsländer werden verpflichtet bis 2020

einen gewissen Anteil von erneuerbaren Energieträger (EE) am Primärenergiebedarf

zu decken, so dass EU-weit der Anteil von EE von 6,5% auf 20% steigt9.

Die Verteilung des Endenergieverbrauches nach Sektoren, private Haushalte 29%,

Verkehr 28%, Industrie 28% und Gewerbe-und Dienstleistungen 15% zeigt, dass

auch den Haushalten bei der Umsetzung von energiepolitischen Entscheidungen eine

bemerkenswerte Rolle zukommt10. Nach jüngstem Entwicklungsstand haben immer

mehr Gemeinden und Landkreise nicht nur das Problem des Klimawandels und der

unzureichenden Versorgungssicherheit erkannt, sondern sehen durch die Umstellung

auf eine lokal nachhaltige Energieversorgung die Chance einer win-win Situation.

Auf der einen Seite kann Unabhängigkeit von Energieimporten und Weltmarkt-

preisen erreicht werden und gleichzeitig besteht die Möglichkeit die heimische Wirt-

schaft zu stärken11.

1.1 Zielsetzung

Die Entscheidungsträger der Stadt Altötting haben die Vorteile und das Potential der

regionalen Energieversorgung/-erzeugung erkannt und mit dem Beitritt zum

Klimabündnis sowie mit der Zielsetzung bis 2020 den Nutzwärmebedarf der Stadt

auf 50% (von150 GWh auf 75 GWh)12 im Vgl. zum Bezugsjahr 2006 zu reduzieren

und den restlichen Anteil durch klimaneutrale, erneuerbare Energiequellen

abzudecken, Willen gezeigt, das Kyoto Protokoll, wie auch die Vereinbarungen der

Klimakonferenz von Rio umzusetzen. Mit dem Bau des Biomasseheizkraftwerkes im

7 Albrecht (2007), S.674 / 718 8 Stryi-Hipp (2008b), S.8 9 Stryi-Hipp (2008c), S.2 10 AG Energiebilanzen (2008) 11 Leuchtweis (2005), S.6 12 Dingl (2006), S.4

8

Jahr 1995, das heute rund 23% der Stadt mit Fernwärme versorgt, wurden schon

frühzeitig richtungsweisende Maßnahmen in die Tat umgesetzt13. Die Strategie-

ausrichtung ist jedoch keine Ausnahmeerscheinung, viele Nachbargemeinden und

Kommunen, wie z.B. der Landkreis Traunstein unterstreichen den Trend mit ähn-

lichen Zielsetzungen und Maßnahmepaketen14. Ziel der vorliegenden Arbeit war es,

ein funktionierendes Energieversorgungskonzept im Niedertemperaturwärmebereich

für das Siedlungsgebiet Altötting-Süd (Aö-Süd) zu erstellen und zu untersuchen, ob

und wie die von der Stadt formulierten Ziele umgesetzt werden können und welche

Maßnahmen dazu ergriffen werden müssen. Aufgrund der örtlichen Gegebenheiten

ist es wirtschaftlich nicht sinnvoll, alle Objekte in AÖ-Süd an das bestehende

Fernwärmenetz anzuschließen. Entsprechend der Aufgabenstellung, CO2-neutrale

Energiequellen einzusetzen, konzentriert sich diese Potentialstudie auf den Einsatz

der Systemlösung „thermische Solaranlage plus Zusatzfeuerung durch Biomasse“,

ohne jedoch die Möglichkeiten der Energieeinsparung durch Sanierungsmaßnahmen

zu vernachlässigen. Desweiteren soll durch diese Arbeit den Hausbesitzern, den

lokalen Akteuren im Handwerksbereich und der Politik ein konkretes Strategiepapier

zur Hand gegeben werden, das den volkswirtschaftlichen Nutzen aufzeigt und

Handlungsempfehlungen für konkrete Objekte gibt.

1.2 Methodik der Arbeit

In der ersten Phase wird mit Hilfe des bestehenden Wärmekatasters der Stadt

Altötting, der die objektbezogene Verbrauchs- und Energieträgerstruktur in einer

Datenbank abbildet, ein repräsentatives Referenzhaus für Altötting-Süd „gebaut“.

Anhand dieses virtuellen Hauses werden im darauffolgenden Schritt mögliche

Energieeinsparpotentiale aufgezeigt, technische Komponenten dimensioniert und

einer wirtschaftlichen Analyse unterzogen. Zu diesem Zweck werden Erkenntnisse

aktueller Publikationen von Fachzeitschriften und Fachbüchern Anwendung finden.

Aufgrund der Komplexität der Dimensionierung des Heizsystems wird die Software

GetSolar und zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit der thermischen Solaranlage das

Tool des Umweltinstituts München e.V. eingesetzt. Ziel der zweiten Phase ist es, die

für den Wärmemarkt verfügbaren Potentiale anhand eigener Untersuchungen für

13 Dingl (2008) 14 Stryi-Hipp (2008d), S.2

9

Solarenergie und Biomasse für das Untersuchungsgebiet aufzuzeigen. Zur Recherche

der Basisdaten werden universitäre Forschungseinrichtungen, staatliche Ämter und

Behörden, Firmenpublikationen wie auch Erkenntnisse forschender Regional-

verbände zu Rate gezogen. Der letzte Teil der Studie befasst sich mit der Inter-

pretation der Ergebnisse und prüft anhand einer eigens durchgeführten Fragebogen-

untersuchung die Umsetzbarkeit des Energiekonzepts.

2. Solarthermische Versorgungspotenziale im Unter- suchungsgebiet Altötting-Süd

Wie in ähnlichen Publikationen z.B. der „Potenzialabschätzung zum Ausbau

erneuerbarer Energien und zur energetischen Gebäudesanierung in Südost-

oberbayern“ gefordert, bedarf es lokaler Akteure, die die in ihren Studien aus Norm-

werten gewonnenen Daten, regional und objektbezogen spezifizieren15. Durch die

Existenz und die Verwendung des Wärmekatasters Altötting kann der Forderung

durch diese Arbeit Rechnung getragen werden und es findet zu o.g. großräumig

angelegten Potentialstudien eine Abgrenzung statt.

2.1 Strukturdaten des Untersuchungsgebietes

Im folgenden Abschnitt soll dem Leser ein Überblick über das Untersuchungsgebiet

gegeben werden. Detailliert wird aufgrund der Datenbasis des Wärmekatasters auf

die Gebäudelandschaft, die Energieverbrauchsstruktur wie auch auf die demo-

graphischen und klimabezogenen Gegebenheiten eingegangen. Ziel des Kapitels ist

die Bestimmung des Referenzhauses AÖ-Süd, das die gewonnenen Daten des

Untersuchungsgebietes repräsentativ wiederspiegelt.

2.1.1 Bestimmung geeigneter Objekte

Gegenstand der Studie stellt das im Süden der Kreisstadt Altötting gelegene

Nachkriegssiedlungsgebiet mit ca. 2.060 Einwohnern dar. Im gesamten Gebiet

befinden sich 753 Objekte, deren jährlicher Nutzwärmebedarf sich auf 25.429 MWh

beläuft. Jedoch werden in dieser Studie nur 515 Objekte untersucht, die mit 14.398

MWh 47% des jährlichen Nutzenergiebedarfes von AÖ-Süd darstellen16. Abbildung

2 zeigt das Ergebnis der Gegenüberstellung von verschiedenen Energiestrategien dar 15 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.13 16 Eigene Berechnung nach Dingl (2006)

10

und soll die Eingrenzung der Untersuchung auf 515 Objekte rechtfertigen. Um dem

Leser einen schnelleren Einblick zu verschaffen, wurde ein sich im Anhang

befindlicher Energienutzungsplan17 im Stadtplanformat erstellt, der die jeweiligen

Strategien nach Energieträgern und Qualität der Nutzungseignung objektbezogen

wiederspiegelt. Das Gebiet wurde in ein siebenstufiges Klassensystem eingeteilt,

wovon drei Klassen in vorliegender Studie näher betrachtet werden und vier („Fern-

wärme“, „potentielle Fernwärmekunden“, „sonstige Energieversorgung“, „nicht für

Solarnutzung geeignet“) aufgrund folgender Gründe keine Beachtung finden.

38 Großverbraucher, die zusammen 17% des Nutzwärmebedarfs für sich bean-

spruchen, sollen zukünftig durch die bereits beschlossene Erweiterung des Fern-

wärmenetzes durch das Biomasseheizkraftwerk, das seit 1997 in Betrieb ist, mit

Wärme versorgt werden. Durch die Erweiterung entstehen zwangsweise durch die

unmittelbare Lage zur geplanten Fernwärmetrasse 88 „potentielle Fernwärme-

kunden“, die allerdings bis dato, im Gegensatz zu Kunden der oben genannten

Klasse „Fernwärme“, noch keine konkrete Zusage zum Anschluss gemacht haben.

Abbildung 1: Aufteilung des Endenergiebedarfs in Aö-Süd nach potentiellen Energieträgern

Quelle: Eigener Entwurf nach Dingl (2006)

Im Rahmen der weiteren Strategiebildung muss für 47 Objekte, zugehörend zur

Klasse „sonstige Energieversorgung“, eine Wärmeversorgungslösung fernab der

Fernwärme oder der Sonnenenergie gefunden werden. Zum einen wäre ein An-

17 Anhang - 13. Energienutzungsplan und Direktmarketing

11

schluss an das Fernwärmenetz unter der realistischen Annahme von 382 €/m18 Fern-

wärmeleitung durch die vorherrschende Distanz wirtschaftlich nicht sinnvoll. Zum

anderen zeigt die Analyse der Dachlandschaft, die mittels Vor-Ort-Begehung und der

Auswertung von Satellitenbildaufnahmen, die von Google Earth und der Stadt

Altötting bereitgestellt wurden, dass die Nutzung von Sonnenenergie nicht möglich

ist. Eine denkbare Lösung für die clusterhaft angeordneten Objekte wäre eine

dezentrale Energieversorgung mittels kleiner Blockheiz- oder Hackschnitzelkraft-

werke. Die letzte Objektgruppe „nicht für Solarnutzung geeignet“ stellen 65 im

Energienutzungsplan grau hinterlegte Häuser dar, die aufgrund ihrer Firstausrichtung

in Nord-Süd oder einer möglichen Verbauung nicht für diese Analyse geeignet sind.

2.1.2 Strukturdaten der geeigneten Objekte

Firstausrichtung der Objekte

Im Gegensatz zu eben erwähnter Klasse verzeichnen die in der Studie analysierten

Klassen „gut für Solarnutzung geeignet“, „sehr gut für Solarnutzung geeignet“ und

„für Solarnutzung und Fernwärme geeignet“ durch die vorrangig in Ost-West

Richtung verlaufenden Straßenzüge eine hervorragende Dachausrichtung für die

Nutzung von Sonnenenergie in Richtung Süd/Süd-West, was für den Gesamtbestand

eine geschätzte Abweichung vom Azimutwinkel von +15 Grad darstellt. Ausschlag-

gebend für die Bewertung des nutzbaren Sonnenenergiepotentials ist nicht nur die

Ausrichtung des Daches, sondern ebenfalls die zur Verfügung stehende nutzbare

Dachfläche, deren Berechnung im Folgenden kurz erläutert wird.

Bestimmung der Dachfläche

Mit Erfassung der Versiegelungsfläche, die im Zuge der Neuberechnung der

Abwassergebühren durch das Stadtbauamt Altötting durchgeführt wurde, konnte auf

eine verlässliche Datenbasis zurückgegriffen werden. Diese Daten bildeten jedoch

nur die Grundfläche der jeweiligen Objekte ab, infolgedessen musste der Dach-

neigungswinkel abgeschätzt werden. Unter der Annahme von einem Dachneigungs-

winkel von durchschnittlich 30 Grad, der nach persönlichen Vor-Ort-Begehungen als

realistisch einzustufen ist, lässt sich mit einer einfachen Winkelgleichung die durch-

schnittliche Dachfläche des Untersuchungsgebietes berechnen, die sich auf 99,3 m² 18 Anhang – 1. Angebot Strabag

12

beziffern lässt. Aufgrund von Bebauungsmaßnahmen muss diese Zahl jedoch weiter

spezifiziert werden.

Kumuliert steht eine Fläche von 47.902 m² zur Verfügung, die als geeignet für die

Solarenergienutzung angesehen werden kann. In Anlehnung an die Studie des

Bürgerunternehmens „solarcomplex“, auf deren Grundlage auch die Berechnung der

Dachflächen zur Potentialstudie „Energieatlas Region Südlicher Oberrhein“ beruht19,

wurde den grundsätzlich geeigneten Dachflächen der Klassen „gut für Solarnutzung

geeignet“ und „für Solarnutzung und Fernwärme geeignet“ jeweils ein Fünftel durch

Bebauung, wie z.B. Dachfenster, Schornsteine, etc. oder Verschattung abgezogen20.

Die nutzbaren Dachflächen der Klasse „sehr gut für Solarnutzung geeignet“ weisen

keine Verbauung auf und können demnach direkt bestimmt werden. Für das

Referenzhaus Aö-Süd ergibt sich als Abbild der gesamten Daten eine solar nutzbare

Dachfläche von 93 m². Die Möglichkeit der energetischen Nutzung von Haus-

fassaden, die ein weiteres Potential bergen, wird in vorliegender Studie aufgrund

technischer Gründe nicht weiter behandelt21.

Strahlungsdaten

Altötting weist mit einer mittleren Jahressumme der Globalstrahlung zwischen

1.100 und 1.150 kWh/m² im Vergleich zum restlichen Deutschland einen sehr hohen

Wert auf und unterstreicht den Anspruch der Sonnenenergienutzung22.

Energieverbrauch nach Energieträgern und CO2-Emissionen

Anhand der Abbildung 3 erkennt man den starken Abhängigkeitsgrad des Unter-

suchungsgebietes von fossilen Energieträgern, knapp 95% der Wärmeversorgung

beruht auf Energieträgern wie Heizöl und Gas. Einen Brutto-Heizölpreis von

86,9 ct/l Heizöl23 zugrundegelegt, entspricht dies einem jährlichen Kapitalabfluss

von ca. 13,6 Mio. Euro. Durch die Existenz bivalenter Heizsysteme wie Gas-

Scheitholz, Heizöl-Scheitholz und weiteren regenerativen Mischformen wie z.B.

Heizöl-Pellets, etc., die unter dem Namen „Andere“ aufgeführt werden, kann der

Anteil der EE am Gesamtmix auf ca. 5% nur geschätzt werden. Durch die 19 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.82 20 Solarcomplex (2002), S.41 21 Solarcomplex (2002), S.39 22 Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie (1997), S.8 23 Tecson (2008)

13

Verbrennung der Energieträger werden jährlich ca. 4.000 t klimaschädliches CO2

emittiert. Laut Zielvorgaben der Stadt Altötting darf nach Umsetzung der Energie-

strategie kein CO2 mehr ausgestoßen werden24.

Abbildung 2:Verteilung der Energieträgerstruktur in Altötting-Süd


Nutzwärmebedarf/Wohnfläche pro Objekt

Durch die durchschnittlich zu Verfügung stehende Wohnfläche von 179,9 m², ergibt

sich ein Nutzwärmebedarf pro Objekt und Jahr von 159,9 kWh/m²a25, was dem

doppelten Wert des aktuellen Baustandards nach der Energieeinsparverordnung

(EnEV) 2007 entspricht.26

Gebäudealter

Knapp 83% der Häuser wurden, wie Abbildung 4 zu entnehmen ist, vor 1984

errichtet. Vor dem Hintergrund der Einführung der ersten Wärmschutzverordnung

(WSVO 84) im Jahr 198427, wird die schlechte Energiekennzahl von 159,9 kWh/m²a

gerechtfertigt. In der weiteren Analyse werden Objekte, die bei ihrem Bau kein

Augenmerk auf Wärmeschutz gelegt hatten, genauer betrachtet und rücken für die

Umsetzung von energetischen Sanierungsmaßnahmen ins Visier.

24 Eigene Berechnung nach Dingl (2006) 25 Eigene Berechnung nach Dingl (2006) 26 EnEV 2007, Anlage 1, S.28 27 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.15

14

Abbildung 3:Altersverteilung des Gebäudebestandes im Untersuchungsgebiet


Heizkesselstatistik

Die im Untersuchungsgebiet eingesetzten Heizkessel weisen eine Leistung von ca.

25-28 kW28 auf, wobei durch die angeführte Altersverteilung der Heizkessel ein im

Vgl. zum heutigem technischen Standard geringer energetischer Wirkungsgrad sowie

eine Überdimensionierung der Anlage anzunehmen sind29. Rund 46% der verwen-

deten Kessel sind älter als 16 Jahre und haben somit ihre technische Lebensdauer, die

normal auf 15 Jahre datiert wird, überschritten. Weitere 24% der sich in Betrieb

befindlichen Heizkessel sind 10-15 Jahre alt und werden spätestens in fünf Jahren in

den nächsten Sanierungszyklus fallen30.

Abbildung 4: Verteilung des Kesselalters in Aö-Süd


2.1.3 Das Referenzhaus Aö-Süd

Durch die o.a. Ermittlung der Daten ergibt sich für das Referenzhaus folgende

Datenstruktur, die im weiteren Verlauf v.a. im Bezug auf die Dimensionierung der 28 Dingl (2008) 29 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.22 30 ZREU GmbH (1996), S.39

15

Heizanlage und mögliche Einsparpotentiale aufschlussreich ist. Das Referenzhaus

wurde nach Ermittlung des durchschnittlichen Baujahres 1960 erbaut. Der

Energieverbrauch auf 180 m² Wohnfläche beträgt 159,9 kWh/m²a und wird durch

einen Heizölkessel mit ca. 26 kW Leistung aus dem Jahr 1993 gedeckt. Zur Nutzung

von Solarenergie steht dem Haus, dessen First mit +15 Grad in westlicher Richtung

ausgerichtet ist, eine Dachfläche von 93m² zur Verfügung.

2.2 Betrachtung der Einsparpotenziale durch energetische Gebäude- sanierung

Folgendes Kapitel soll unter Berücksichtigung der bisher erhobenen Daten die

möglichen Energieeinsparpotenziale, deren Kosten -und Finanzierungsmöglichkeiten

sowie gesetzliche Regelungen darstellen. Aufgrund der Erkenntnis, der Einsatz von

thermischen Solaranlagen zur Heizwärmeunterstützung sei erst dann sinnvoll, wenn

Emissionsverluste der Gebäude durch Wärmedämmung auf ein Minimum reduziert

werden, greift diese Potentialerhebung das Thema Energieeffizienz als wichtigen Be-

standteil auf31. Diese Vorgehensweise wird auch von Mitgliedern des Energie-

expertenbündnisses „AltöttingerKlimaAllianz“ (AKA) bestätigt, die im Rahmen

einer selbst erhobenen Umfrage, das Thema „Bessere Dämmung des Bestandes“ mit

4,8 von 5 möglichen Bewertungseinheiten als wichtigste Maßnahme zur Erreichung

des Zieles der Stadt Altötting einstufen32. Mit dem Hintergrundwissen, dass knapp

89% des gesamten Energieverbrauchs im Haus auf die Bereitstellung von Wärme

zurückgeführt werden kann, wobei 12% auf die Warmwasserbereitung und 77% auf

die Heizung entfallen, wird die Dringlichkeit der Wärmedämmung unterstrichen33.

Abbildung 5 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen der zum Zeitpunkt ver-

pflichtenden Mindestanforderung und der dadurch erreichten Forschungs- und Ent-

wicklungssprünge wie auch der bewirkten Energieeinsparung im Hausbau.

Das heutige Neubau-Niveau für Einfamilienhäuser (EFH) liegt nach der EnEV

200734 bei ca. 80 kWh/m² und ist nahezu auf Augenhöhe mit dem Niedrigenergie-

haus-Standard (70 kWh/m²)35, der nach Auffassung des UBAs als Zielgröße für

31 Knoll (1992), S.245 32 Anhang – 2. Umfrage KlimaAllianzAltötting 33 o.V. (2008a), S.99 34 EnEV 2007, Anlage 1, S.28 35 Umweltbundesamt (2003), S.6

16

Altbausanierung anzustreben ist36. Ausgehend vom Ist-Zustand der Gebäude- und

Verbrauchsstruktur können Aussagen über mögliche Einsparpotentiale getroffen

weden. In folgender Analyse werden die Einspar-und Wertschöpfungspotentiale auf

den Einsatz des Maßnahmenpaketes „Vollwärmeschutz“ (Wanddämmung, Fenster-

tausch, Dämmung Dach-Dachgeschossdecke, Dämmung Kellerdecke) bezogen.

Abbildung 5: Energetische Bauverordnungen und deren Auswirkungen

Quelle: Gebäude Energie Berater, 03/2005, S.20

Wie aus nachfolgender Grafik hervorgeht, beanspruchen Gebäude, die nach 1984

erbaut wurden nur 15% am gesamten Wärmebedarf, einerseits aufgrund ihres

geringen Anteils am Bestand, zum anderen mussten die Bauherren bei der Errichtung

entsprechende Wärmeschutzanforderungen einhalten. Weitaus wichtigere Objekte

stellen die Gebäude dar, die im Zeitraum 1958-1983 erbaut wurden, da sie nach mehr

als 20 Jahren Nutzungszeit in ihren ersten Sanierungszyklus kommen37. Vor allem

vor dem Hintergrund der Erkenntnis des UBAs, das in einer Analyse feststellte, dass

das größte Einsparpotential in den Gebäuden der 25 Nachkriegsjahre liege, muss an

dieser Stelle der Hebel angesetzt werden. Aufgrund niedriger Energiepreise spielte

das Thema Wärmedämmung beim Zeitpunkt der Errichtung keine Rolle38, so

wundert es nicht, dass das Potential für die eingesparte kWh in dieser Gebäude-

gruppe auf 60% beziffert wird39. Die Bedeutung dieser Zahl wird erst unter dem

Gesichtspunkt des hohen Anteils von 76% am gesamten Nutzwärmebedarf deutlich.

36 Umweltbundesamt (2006), S.13 37 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.9 38 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.17 39 Umweltbundesamt (2006), S.11

17

Mit einer auf Erfahrungswerten von Energieagenturen basierenden Einschätzung der

Einsparquote von 70-90% bei Objekten, die vor 1969 erbaut wurden, stellen Objekte

dieses Alters mit einem Anteil von 48% am Nutzwärmebedarf eine ebenfalls interes-

sante Zielgruppe dar. Im Kontrast zu vorheriger Einschätzung des UBAs ergibt sich

eine Diskrepanz hinsichtlich der Einsparquote, jedoch soll abschließend festgehalten

werden, dass durch eine hundertprozentige Umsetzung des Maßnahmenbündels rund

die Hälfte des aktuellen Nutzwärmeverbrauchs, bezogen auf den gesamten Bestand,

eingespart werden kann40. Für das Untersuchungsgebiet bedeutet dies einen

Rückgang des Verbrauchs um 7.199 MWh. Das Referenzhaus Aö-Süd könnte allein

durch bauliche Wärmeschutzmaßnahmen den flächenspezifischen Nutzwärmebedarf

von 159,9 kWh/m² auf 80 kWh/m² reduzieren und somit auf heutigem Neubauniveau

liegen. Unter der Annahme des Einbaus neuer Heizungsanlagen kann, gemäß des

Bayerischen Staatsministeriums des Inneren, ein weiteres Energieeinsparpotential

von ca. 25% erschlossen werden. Infolgedessen könnte das Referenzhaus Aö-Süd

durch den Einbau neuer Heizungssysteme, die im weiteren Verlauf der Studie

analysiert werden, der Zielsetzung des Umweltbundesamtes gerecht werden41.

Abbildung 6: Nutzwärmebedarf in Wohngebäuden Quelle: Eigener Entwurf nach Wärmekataster Altötting

2.2.1 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und regionales Marktpotential

Wirtschaftlich ist i.d.R. die energetische Gebäudesanierung nur, wenn sie in Ver-

bindung mit ohnehin fälligen Instandsetzungs- oder Erneuerungsaktionen durchge-

40 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.61 41 Bayerisches Staatsministerium des Inneren (2005), S.9

18

führt wird, da in diesem Falle für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung nur noch die

energetisch bedingten Mehrkosten in die Rechnung mit einfließen. Ausschlaggebend

für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ist das Verhältnis der jährlichen Kapitalkosten

der Mehrinvestition der Sanierungsmaßnahmen zu den eingesparten Kosten resul-

tierend aus einem verringerten Heizenergiebedarf. Sinnvoll kann die energetische

Sanierung gesehen werden, wenn die Kosten der eingesparten kWh kleiner sind als

der zu erwartende Energiepreis42. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur

fehlt bis 2015 täglich über ein Siebtel des Weltölbedarfes43, aufgrund dessen gehen

Verbraucherzentralen wie auch das Bundesumweltministerium entsprechend der

aktuellen Entwicklung von steigenden Energiepreisen aus44, die die langfristige

Investition in Wärmeschutzmaßnahmen mit einer Lebensdauer von 20-50 Jahren

rechtfertigen würden45.

Abbildung 7: Wirtschaftlichkeit von Wärmedämmmaßnahmen

Quelle: Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.65

Im Schaubild sind Kosten der eingesparten kWh nach Wärmedämmmaßnahmen

aufgetragen. Unterstellt wurde bei der Berechnung ein kalkulatorischer Zinssatz von

4,2%, sowie ein Betrachtungszeitraum von 25 Jahren. Nach Unterstellung eines

Nutzenergiepreises von 6 ct/kWh, sind nach Berechnung des Regionalverbands Süd-

licher Oberrhein (RVSO) zufolge Dämmmaßnahmen bis Baujahr 1978 wirtschaft-

42 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.65 43 Hackstock (2008), S.40 44 Bauchmüller (2008), S.1 45 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.62f.

19

lich sinnvoll46. Nach eigener Berechnung liegt der aktuelle Preis pro kWh für den

Energieträger Öl mit angenommenen Heizanlagennutzungsgrad von 85% schon bei

9,9 ct/kWh (brutto)47 und verdeutlicht, dass nach heutigem Stand Wärmeschutz-

maßnahmen auch für jüngere Gebäude interessant werden.

Um das Ziel der Halbierung des Energieverbrauchs durch Wärmeschutzmaßnahmen

zu erreichen, belaufen sich die Kosten der in Aö-Süd analysierten EFH und

Zweifamilienhäuser (ZFH) auf ca. 40.000 - 55.000 Euro pro Objekt48. Für die

Gebäude, die vor 1979 errichtet wurden, ergibt sich unter der Annahme einer bereits

erfolgten Sanierung des Bestandes von 5% ein Investitionsvolumen von 15,5 - 21,2

Mio. Euro, für den Gesamtbestand werden 19,5 - 26,9 Mio. Euro errechnet. Durch

die vor-herrschende Sanierungsquote von 1% pro Jahr49 bedeutet dies ein jährliches

Inves-titionsvolumen von 195.000 - 269.000 Euro. Könnte das erklärte Ziel der

Bundes-regierung und der Deutschen Energieagentur mit einer Sanierungsquote von

mehr als 3% erreicht werden50, so könnten jährlich bis zu 807.000 Euro investiert

werden. Desweiteren würden sich Einspareffekte an Energiekosten, die aus

Sanierungs-maßnahmen resultieren, auf jährlich ca. 7,2 Mio. Euro belaufen.

Demnach könnten jedes Jahr ca. 8 Mio. Euro zur regionalen Wertschöpfung beitra-

gen, von der v.a. das Bau- und Baunebengewerbe profitieren51. Für die energetische

Sanierung spricht zu dem der Fakt, dass der Anteil für reine Instandhaltung bei 74%

liegt, somit fielen jährlich Kosten in Höhe von ca. 598.000 Euro an, ohne eine

Verbesserung der Energiesituation herbeizuführen52.

2.2.2 Gesetze, Verordnung und Förderprogramme

Da eine Vielzahl von politischen Instrumenten und Maßnahmen rund um das Thema

Gebäudeenergieeffizienz existiert, soll dieses Unterkapitel den aktuellen Stand der

Gesetzeslage wiederspiegeln und die wichtigsten Förderprogramme der Kreditanstalt

für Wiederaufbau(KfW) sowie Programme des öffentlichen Sektors vorstellen.

46 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.65 47 Tecson (2008) 48 Pospischil (2008) 49 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.12 50 Umweltbundesamt (2006), S.10 51 ZREU GmbH (1996), S.41 52 Regionalverband Südlicher Oberrhein (2005), S.67

20

Seit der Einführung des Energieeinsparungsgesetzes 1976 ist die Bundesregierung

ermächtigt, Rechtsverordnungen hinsichtlich des Wärmeschutzes von Gebäuden, der

Anlagentechnik wie des Betriebs von Anlagen zu erlassen, die jedoch technisch und

wirtschaftlich vertretbar sein müssen53. 2002 trat die erste Energieeinsparverordnung

in Kraft54, die zum ersten Mal Kennzahlen und Berechnungsmethoden für die

Energiebilanz festlegte. Weiterer Bestandteil der EnEV 2002 war es einerseits, durch

die Begrenzung des Primärenergiebedarfes von Gebäuden, Energieeinsparung zur

Pflicht zu machen, andererseits den Indikator Heizenergiebedarf durch den Faktor

Primärenergiebedarf zu substituieren, was den Vergleich von Energieträgern

ermöglichte. Der Bauherr kann durch diese Regelung frei entscheiden, ob er die

Richtwerte durch verbesserten Wärmeschutz oder durch Optimierung der Anlagen-

technik erreicht.55

Mit Inkrafttreten der EnEV 2007 wurde für Bestandsgebäude der Energieausweis

verpflichtend eingeführt, der als einheitliches Gütesiegel die energetische Qualität

von Gebäuden beurteilen soll56. Durch die Einführung sollen v.a. für Vermieter

Investitionsanreize geschaffen werden, denn die entstandenen Kosten sind mit

jährlich elf Prozent auf die Kaltmiete umlegbar57. Vorzulegen ist der Energieausweis

bei Verkauf, Verpachtung, Vermietung oder Leasing eines Objektes58. Die Entwick-

lung der EnEV weist, wie o.a. Abbildung 5 zeigt, eine stetige Verschärfung der

Energiestandards auf. Zielsetzung der nächsten EnEV Fassung, die voraussichtlich

am 1.1. 2009 in Kraft treten wird, ist eine weitere Steigerung der Anforderung um

30%. Durch diesen Beschluss reagiert die Bundesregierung auf die Kritik der letzten

Jahre, dass die Anforderungen deutlich unter dem heute wirtschaftlich durchführ-

baren Niveau liegen59. Schon 2012 soll eine weitere Steigerung um 30% erfolgen60.

Experten sehen diese Entwicklung durchaus positiv, jedoch wird eine noch stärkere

53 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.70 54 Rothfuß (2008), S.78f. 55 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.71 56 Rothfuß (2008), S.78f. 57 Umweltbundesamt (2006), S.12 58 Rothfuß (2008), S.78f. 59 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.71 60 BMU/BMWi (2007), S.5

21

Forcierung sowie die Abstimmung der EnEV mit dem konkurrierenden „Erneuerbare

Energien Gesetz“ gefordert61.

Neben den beschriebenen gesetzlichen Regelungen sind v.a. Förderprogramme für

die Umsetzung der geforderten Energiestandards wichtig. Im Mittelpunkt steht das

„CO2-Gebäudesanierungsprogramm“ der KfW-Bank, das Hausbesitzern durch zins-

günstige Darlehen (ab eff. 3,39% p.a.)62 und Zuschüsse die Möglichkeit bietet, das

notwendige Kapital zu generieren. Voraussetzung für den Abruf des Darlehens ist

die Bestätigung eines Sachverständigen. Für Gebäude, die vor dem 31.12.1994

errichtet wurden, ist die Durchführung von Maßnahmenpaketen und für Gebäude mit

einem Baujahr vor dem 31.12.1983 ist die Sanierung auf Neubau-Niveau zu be-

stätigen. Gefördert wird bis zu 100% der Investitionssumme, die jedoch auf 50.000

Euro pro Wohneinheit beschränkt ist63. Den Plänen der Bundesregierung zufolge,

wird das Programm bis 2011 mit weiteren Finanzmitteln bis zu 200 Mio. Euro

unterstützt und ausgeweitet werden64. Zudem existieren Förderungen zur Energie-

einsparung in Gebäuden, die durch den Bund, den Freistaat Bayern oder Kommunen

bereitgestellt werden. Zu nennen sind z.B. bezuschusste Energieberatungen wie „das

Energieexpertengespräch in den eigenen vier Wänden“ in Altötting oder die „Richt-

linie über die Förderung der Beratung zur sparsamen und rationellen Energie-

verwendung in Wohngebäuden vor Ort“, die bis zu 500 Euro für die Beratung in

EFH und ZFH bereitstellt65.

Abschließend lässt sich feststellen, dass die am Referenz Aö-Süd erwartete

Investitionssumme für die energetische Sanierung von knapp 40.000-55.000 Euro

zinsgünstig durch z.B. das „CO2-Gebäudesanierungsprogramm“ zur Verfügung ge-

stellt werden kann. Wie bereits diskutiert, kann durch die energetische Sanierung des

Hauses mittels Vollwärmeschutz der ersten Forderung der Stadt, 50% der Energie

einzusparen, Rechnung getragen werden. Um die zweite Teilforderung, die verblei-

benden 50% CO2-neutral zu erzeugen, muss das Wärmebereitstellungssystem neu

konzeptioniert werden.

61 o.V. (2008b), S.18ff. 62 KfW Förderbank (2008) 63 Müller B.(2008), S.15ff. 64 BMU/BMWi (2007), S.5 65 Energieförderung (2008)

22

2.3. Technische und wirtschaftliche Betrachtung eines solarthermischen Wärmebereitstellungssystems dargestellt am Referenzhaus Aö-Süd

Entsprechend der Forderung wird in diesem Kapitel das CO2-neutrale, bivalente

Heizsystem bestehend aus heizungsunterstützender Solaranlage und Pelletkessel, das

aktuell in vielen Fachzeitschriften als ideale Kombination beschrieben wird, einer

genaueren Analyse unterzogen66. Anhand der Darstellung der aktuellen Markt-

situation wie auch möglicher Entwicklungsszenarien werden die Argumente für den

Einbau des Systems diskutiert und mögliche Kritikpunkte herausgearbeitet. Im

darauffolgenden Schritt findet eine technische Kurzbeschreibung der jeweiligen

Komponenten statt, die anschließend am Praxisbeispiel Referenzhaus Aö-Süd dimen-

sioniert werden. Die wirtschaftliche Analyse der Referenzanlage, bei der auch ge-

setzliche und förderrechtliche Aspekte eine bedeutende Rolle spielen, bildet den Ab-

schluss dieses Kapitels. Ziel ist es, die Grundvoraussetzungen auf das Referenzhaus

zu übertragen und zu überprüfen, ob die durchgeführten Maßnahmen wirtschaftlich

begründbar im Untersuchungsgebiet umgesetzt werden können.

2.3.1 Marktanalyse und Prognose des bivalenten Heizungsystems

Entgegen der Erwartung von Anbietern von Solarthermiesystemen waren 2007

Umsatzeinbußen von ca. 30% hinzunehmen67. Aufgrund des beschränkten Umfanges

dieser Arbeit muss auf eine ausführliche Ursachenforschung verzichtet werden,

jedoch sollen maßgebliche Faktoren für die positive Erwartungshaltung der Branche,

die mit einem Wachstum von ca. 20-25% gegenüber zum Vorjahr rechnet, erläutert

werden. Das hohe Ölpreisniveau, wie auch die bis dato besten politischen Rahmen-

bedingungen68, die durch die Einführung des Erneuerbaren Wärmegesetzes und

durch die Erhöhung der Finanzmittel im Marktanreizprogramm (MAP) von 350 auf

500 Mio. Euro geschaffen wurden69, lassen die Branche auf Verbesserung der

Situation hoffen. Aufgrund der Einführung der EEG-Novelle für Photovoltaik(PV),

die eine stärkere Degression der Einspeisetarife ab 2009 vorsieht70, wird für PV eher

66 Meyer (2008a), S.40 67 Meyer (2008b), S.72 68 Stryi-Hipp (2008g), S.32ff. 69 Schallenbert (2008), S.11 70 Pohl (2008), S.28

23

eine schwache Performance für 2009 erwartet. Da zwischen dem Wachstum von PV

und Solarthermie eine starke negative Korrelation festgestellt werden konnte, wird

der Aufschwung der Solarwärme in kommenden Jahren eher gefördert. Der starke

Einbruch der Solarthermie Branche 2007 ist u.a. auf die geringe Zahl der Heizkessel-

modernisierungen zurückzuführen, die 2007 auch einen Einbruch von 28% erlitten

hat. Der vorherrschende Sanierungsstau bei Heizkesseln lässt die Solarbranche

mittelfristig auf eine deutliche Verbesserung hoffen. Desweiteren wird durch die

andauernde Umwelt- Klimadiskussion die Bereitschaft der Bevölkerung gesteigert

in Klimaschutzmaßnahmen, v.a. in Solarwärme, die bei Hausbesitzern einen hohen

Stellenwert hat, zu investieren71.

Jedoch bleibt eine Abhängigkeit von Energiepreisen, in diesem Falle von Holz- bzw.

Pelletpreisen, bestehen. Kritikpunkt stellt hierbei die Versorgung mit dem Brenn-

stoff Pellets dar, welche im Jahr 2005 für Lieferengpässe sorgte. Nach einer Studie

des Deutschen Energie-Pellet-Verbands soll die Produktionsquote um den Faktor 4,5

gesteigert worden sein, wodurch sich der Pelletpreis wieder stabilisierte72 und im

Vergleich zum Heizölpreis mit 86,9ct/l73 kostete die dem Heizwert eines Liters Öl

entsprechende Menge Pellets mit 40ct etwa die Hälfte. Nach Prognosen von

Biomasseexperten wird sich der Preis im kommenden Winter weiter auf einem

stabilen Niveau von 195-200€/t Pellets bewegen74. Durch die Kombination Solar-

Pellets kann somit die maximal mögliche Preissicherheit und Unabhängigkeit von

fossilen Energien durch die Nutzung der Sonnenenergie gekoppelt mit einem

nachwachsenden Energieträger gewährleistet werden75. Emissionen, die v.a. durch

Brennerstarts der Pellettechnik in Sommermonaten anfallen, können durch die

alleinige Warmwasserbereitung durch die Solartechnik vermieden werden76. Zudem

werden regionale Arbeitsplätze geschaffen, umweltgefährdende Transporte

minimiert und eine 100% CO2-neutrale, regenerative Wärmeversorgung eingesetzt77.

Die angeführten Argumente, wie das enorme Wachstumspotential, die politische

71 Stryi-Hipp (2008g), S.32ff. 72 Haus&Energie(2008c), S.46 73 Tecson(2008) 74 Engels (2008), S.46 75 Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (2008), S.63 76 Hilgers (2008), S.43 77 Sollet (2008)

24

Rückendeckung, wie auch die Akzeptanz der Bevölkerung lassen zusammenfassend

die Schlussfolgerung zu, dass der Einsatz von Solarthermieanlagen in Kombination

mit Biomassefeuerung in den nächsten Jahren einen Aufschwung erleben wird.

2.3.2 Technische Funktionsweise des Solar-Pellet-Heizsystems

Abbildung 8: Funktionsprinzip einer thermischen Solaranlage mit Heizungsunterstützung Quelle: http://www.jenni.ch/pdf/Solarspeicher.pdf

Abbildung 8 stellt eine mögliche Variante des Aufbaus einer thermischen Solar-

anlage mit Heizungsunterstützung dar. Aufgrund begrenzter Seitenkapazitäten wird

die Funktionsweise nur kurz erläutert. Kollektoren absorbieren die solare Strahlung

und geben die Wärme an die frostsichere Wärmeträgerflüssigkeit, ein Gemisch aus

Glykol und Wasser, ab78. Alsbald die Sonne scheint, wird dieses durch den Solar-

keislauf (gelb) zum Speicher gepumpt. Der Wärmetauscher im unteren Teil des

Kombispeichers gibt die Wärme an das rot dargestellte Heizungswasser ab. Beim

abgebildeten System handelt es sich um ein Tank-in-Tank-Prinzip, d.h. im mit Heiz-

wasser gefüllten Speicher befindet sich ein kleiner Trinkwasser-Speicher (blau),

dessen Inhalt durch solare Wärmeeinspeisung miterwärmt wird79. Andere Systeme,

wie z.B. der solare Pufferspeicher, die nur Heizwasser enthalten, ermöglichen die

Erhitzung des Trinkwassers über eine Frischwasserstation. Durch die Trennung von

Brauch-und Heizwasser erübrigt sich das Problem der Kalkablagerung, was höhere

Temperaturen im Speicher zulässt und größere Wärmemengen pro Liter Behälter-

78 Hadamovsky (2007), S.147 79 Stryi-Hipp (2008e), S.5

25

volumen ermöglicht80. In Zeiten, in denen der Bedarf nicht solar gedeckt werden

kann, wird dem System die fehlende Wärme durch einen konventionellen Heizkessel

(z.B. Biomasse, Öl, Gas, etc.) über den zweiten Wärmetauscher im oberen Teil des

Speichers zugeführt.81

2.3.3 Einflussgrößen auf die Dimensionierung der Komponenten

Die Notwendigkeit für große Solarpufferspeicher ergibt sich, wie Abbildung 9

verdeutlicht, durch die zeitliche Diskrepanz des Heizenergiebedarfs und des Solar-

energieangebots. Ziel der Auslegung des Heizsystems muss es daher sein, diese Ver-

schiebung auf ein Minimum zu reduzieren und die Wärme dann bereitzustellen,

wenn sie benötigt wird. Zur Erreichung eines möglichst hohen solaren Deckungs-

grades spielen verschiedene Parameter, die in folgendem erläutert werden, eine große

Rolle.

Abbildung 9: Energiebedarf und Solarenergieangebot

Quelle: Sonnenhaus-Institut, Das Sonnenhaus S.9

Wie bereits in Kapitel 2.2 beschrieben kommt der umfassenden Wärmesanierung des

Objekts die höchste Priorität zu, da sie für die Dimensionierung und die Wirkung der

solarthermischen Anlage von großer Bedeutung ist82. Eine weitere wichtige Kom-

ponente stellt die Dimensionierung der Kollektorfeldgröße dar, die unter technischen

und investiven Gesichtspunkten betrachtet werden muss. Durch den Azimutwinkel α

wird die Abweichung des Kollektors bzw. des Objekts von der exakten Südaus-

richtung (O Grad) angegeben. Der höchste solare Ertrag ergibt sich bei genauer

80 Hadamovsky (2007), S.196 81 Stryi-Hipp (2008e), S.5 82 Janzing (2008), S.10

26

Südausrichtung. Abweichungen in Ost-und West-Richtung können bis zu 40 Grad

toleriert werden83, jedoch reduziert sich der Ertrag bei Ausrichtung nach

Südwest/Südost um ca. 5%84. Die Einbußen können jedoch durch eine Vergrößerung

des Kollektorfeldes kompensiert werden85.

Die Bestimmung des optimalen Neigungswinkels β sollte so gewählt werden, dass in

der Hauptnutzungszeit ein optimaler Gewinn erzielt wird. Für die heizungs-

unterstützende Solarthermieanlage werden generell steilere Winkel angesetzt als zur

reinen Warmwassererwärmung. Grund hierfür stellt der flachere Einfallswinkel der

Sonnenstrahlung im Winter dar86. Einige Publikationen sehen den optimalen Nei-

gungswinkel zwischen 50 und 70 Grad87, andere zwischen 45 und 53 Grad88. Eine

weitere Möglichkeit bietet die Montierung der Kollektoren an einer südseitig

gelegenen senkrechten Fassade, durch die im Vergleich zu horizontal ausgerichteten

Kollektoren 20% höhere Jahreserträge eingebracht werden können89. Neben dem

Vorteil der besseren Nutzung der Wärmeenergie im Winter, wird durch steile

Neigungswinkel eine Überhitzung bei hohem Sonnenstand im Sommer gemildert90

und die Selbstreinigungsfähigkeit der Anlage gefördert, was zu weniger Produktions-

ausfällen führt91.

Eine der wichtigsten Komponenten stellt der Wärmespeicher dar, dessen Aufgabe es

ist, die Kluft zwischen Energieangebot und -nachfrage zu überbrücken92. Abbildung

10 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen Deckungsgrad, Kollektorfläche

und Speichergröße. Für die Dimensionierung des Speichers existieren einige Faust-

regeln, die auch in Zusammenhang mit förderrechtlichen Vorgaben stehen und

teilweise auf Erfahrungswerte bereits erstellter Systeme aufbauen. Solifer geht von

der 20/50 Regel aus, d.h. die Kollektorfläche sollte mindestens 20% der beheizten

Wohnfläche betragen und pro installiertem m² Kollektorfläche sollen 50 Liter für den

83 Greml (2006), S.5f. 84 Stryi-Hipp (2008f), S.5 85 Hadamovsky (2007), S.216 86 Greml, (2006), S.5f. 87 Sonnenhaus-Institut (o.J.), S.11 88 Hadamovsky (2007), S.217 89 Greml (2006), S.5f. 90 Sonnenhaus-Institut (o.J.), S.11 91 Greml (2006), S.7 92 Greml (2006), S.32

27

Speicher veranschlagt werden93. Die Abbildung 10 und die Erfahrungswerte des

Sonnenhaus-Institutes zeigen, dass sich eine größere Dimensionierung des Speichers

positiv auf den Deckungsgrad auswirkt. Demnach können pro m² Kollektor ca. 100–

250 Liter Speicherkapazität angesetzt werden. Dieser Ansatz wird seit der neuen

MAP-Förderung seitens der BAFA mit einem eigenen Fördersatz bedacht94.

Abbildung 10: Solarer Deckungsgrad in Abhängigkeit von Kollektor und Speichergröße Quelle: Sonnenhaus-Institut, Das Sonnenhaus S.12

Niedertemperaturheizungen tragen zusätzlich zu einem geringeren Energiebedarf bei

und ermöglichen eine effiziente Nutzung von Solarenergie und Brennwerttechnik, da

sie aufgrund von Strahlungswärme niedrigere Behaglichkeitstemperaturen und gerin-

gere Lüftungswärmeverluste zur Folge haben95. Da der nachträgliche Einbau von

Fußbodenheizungen bzw. Wandheizungen im Altbau mit hohen Investitionskosten in

Zusammenhang steht, ist es auch möglich vorhandene Heizkörper zu verwenden und

diese auf niedrigem Temperaturniveau zu betreiben, sofern die Wärmedämmung

vollwertig durchgeführt wurde96. Eine weitere Einflussgröße die keinesfalls zu ver-

nachlässigen ist, stellt das Verbraucherverhalten dar, das jedoch nicht in die Simu-

lation mit einfließen kann.

2.3.4 Dimensionierung der Komponenten am Referenzhaus Aö-Süd

Um das technische Potential am „Referenzhaus Aö-Süd“ bestimmen zu können,

muss eine zukunftsweisende und technisch realisierbare Dimensionierung der Heiz-

anlage gefunden werden. In diesem Zusammenhang spielen zwei Begrenzungs-

93 Solifer (2008) 94 Meyer (2008c), S.9 95 Verband der Solar-Partner e.V.(2007), S.2 96 Sonnenhaus-Institut (o.J.), S.37

28

faktoren eine bedeutende Rolle, zum einen die zur Verfügung stehende Dachfläche,

zum anderen müssen die gegebenen Platzverhältnisse vor Ort zum Einbau des Solar-

speichers und der Zusatzheizung analysiert werden. Wie in Kapitel 2.1 beschrieben,

steht dem Haus mit einer Dachfläche von 93 m² ausreichend Kollektorfläche zur

Verfügung. Entscheidend für die Dimensionierung ist demnach die nutzbare Heiz-

raum- bzw. Brennstofflagerfläche, wobei die Wahl der Zusatzfeuerung ausschlag-

gebend ist. Da von einem Kesseltausch und Brennstoffwechsel auszugehen ist, bieten

sich zur ökologischen Zusatzfeuerung Holzvergaserkessel, wohnraumbeheizte Pel-

let- oder Stückholzöfen mit Wassertasche oder Holzpellet - Zentralheizungen an97.

Nach Abwägung der Argumente für oder wider ein System, wird beim Referenzhaus

Aö-Süd der Einsatz einer vollautomatischen Pelletzentralheizung betrachtet. Ein

wichtiges Kriterium hierbei spielt die Möglichkeit der Automatisierung der Brenn-

stoffzufuhr über eine Saugaustragung oder eine mechanische Förderschnecke, die

somit den gleichen Komfort wie ein Öl- oder Gaskessel bieten kann. Zudem erzielen

Pelletkessel einen hohen Wirkungsgrad und haben niedrige Emissionen zur Folge, so

dass sie BAFA förderungsfähig sind. Dafür stehen sie aber mit höheren Investitionen

im Zusammenhang und benötigen einen separaten Lagerraum, jedoch verzeichnen

Pellets ein geringes Lagervolumen98. Die Praxis zeigt, dass der ehemalige Öltank-

raum, der bei ca.65% der Häuser im Untersuchungsgebiet existiert, zu einem Brenn-

stofflager für Pellets umfunktioniert werden kann. Desweiteren ist es möglich Pellet-

lager und Kessel räumlich zu trennen, da durch den o.a. automatischen Transport be-

reits technische Lösungen existieren, um einer eventuellen Platznot vorzubeugen99.

Ein weiteres Problem besteht in der Umgehung vorgegebener Grenzen, wie z.B.

Raumhöhe, Türbreiten, etc. zum Einbau des großen Solarspeichers, dessen mögliche

Einbaugröße die Dimensionierung der Solaranlage bestimmt. Solartanks bis ca.1.000

Liter Volumen passen gewöhnlich noch problemlos durch eine Tür und in herkömm-

liche Kellerräume, größere Speicher stellen hier ein Problem dar. Doch es können

Lösungen gefunden werden, zum einen können mehrere kleine Speicher in Reihe ge-

schaltet werden, sogenannte Satellitenspeicher, die jedoch mit mehr Raumbedarf und

97 Sonnenhaus-Institut (o.J.), S.37 98 Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V. (2002), S.51 99 Sonnenhaus-Institut (o.J.), S.37

29

größeren Wärmeverlusten einhergehen, zum anderen versprechen große Speicher

eine bessere Bewirtschaftung und kleinere Wärmeverluste. Der Trend geht zum

Platzschweißen über, d.h. Einzelteile werden vor Ort zusammengeschweißt. Durch

diese Methode können auch Speicher mit Volumina größer als 4.000 Liter installiert

werden, die jedoch mit höheren Kosten verbunden sind100.

Schenkt man den Vertretern der Solarbranche Glauben, so soll es bis 2030 Standard

werden, 50% des Wärmebedarfes von sanierten Altbauten durch Kollektoren

abzudecken101. Wie bereits 25 realisierte Objekte in Bayern und Baden-Württemberg

beweisen, ist es durchaus möglich, Altbausanierungen mit solaren Deckungsgraden

über 50% durchzuführen102. Unter Beachtung der o.a. Kriterien und Restriktionen zur

Erreichung eines ähnlich hohen solaren Deckungsgrades im Altbaubestand wurde am

Referenzhaus Aö-Süd eine Dimensionierung der Anlage vorgenommen und die

damit verbundene Endenergieeinsparung im Programm GetSolar simuliert. Ange-

setzt wurde, wie in Kapitel 2.2 erläutert, ein um 50% reduzierter Energiebedarf des

Referenzhauses Aö-Süd mit 14.400 kWh pro Jahr. Um die Effizienz der Anlage zu

erhöhen, wurden die eingesetzten Flachkollektoren von 30 auf 50 Grad aufgestän-

dert. Mit einer Kollektorfläche von 30 m² und einem Pufferspeichervolumen von

4.670 Liter, können 50,1% des Wärmebedarfes pro Jahr durch die thermische

Solaranlage abgedeckt werden.103 Die Zusatzheizung muss demnach 49,9% des

Wärmebedarfs bereitstellen, was 7.186 kWh, 1437 kg Pellets oder 718l Öl entspricht.

Diese Zahlen sind jedoch nur als Richtwerte zu verstehen, da in der Praxis viele

Faktoren den Deckungsgrad beeinflussen, die nicht simuliert werden können.

2.3.5 Wirtschaftlichkeitsanalyse der thermischen Solaranlage

Die Bedeutung der Wirtschaftlichkeit einer Anlage spielt v.a. bei der Anwendung

erneuerbarer Energien eine Schlüsselrolle, da oft nur die Lösung mit betriebs-

wirtschaftlichem Optimum bevorzugt wird104. Für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

müssen neben der aus dem Solarsystem gewonnenen Nutzwärmemenge und den

Investitionskosten unter Einbezug möglicher Fördermittel weitere Basiswerte wie

100 Röpcke (2007b), S.71 101 Hackstock (2008), S.41 102 Röpcke (2007a), S.1 103 Anhang – 3. Ergebnisse GetSolar 30 m² (Vers.9.0) 104 Quaschning (2006), S.312

30

Nutzungsdauer der Solaranlage, Inflationsrate, Energiepreisentwicklung, spezifische

Energieeinsparung fossiler Energieträger, Betriebs- und Wartungskosten, sowie

Höhe, Zinssatz und Laufzeit eines möglichen Darlehens angenommen und beachtet

werden. Die geeignetste Methode um ein brauchbares Ergebnis zu erhalten, stellt die

Barwertmethode dar, die alle Einnahmen und Ausgaben, abhängig von Zinssatz,

Inflationsrate, Preissteigerungen und dem Zeitpunkt ihres Auftretens auf den Start

den Inbetriebnahme der Investition diskontiert105. In der verwendeten Wirtschaftlich-

keitsanalyse, bereitgestellt von Dr. Alfred Körblein vom Umweltinstitut München

e.V., findet neben der Barwertmethode auch die Annuitätenmethode Anwendung, die

die Gestehungskosten einer solarthermischen kWh bestimmt und mit den mittleren

konventionellen Energiekosten vergleicht, die über den Mittelwertfaktor unter

Einbezug der Lebensdauer, der Energiepreissteigerung sowie dem Zinssatz errechnet

werden. Als wirtschaftlich kann die Anlage bezeichnet werden, wenn die Gesteh-

ungskosten der Anlage kleiner sind, als die konventionellen Energiekosten106.

Folgende Tabelle 1 bildet die Ergebnisse der sich im Anhang befindlichen Wirt-

schaftlichkeitsrechnung107 überblicksmäßig ab. Da eine Vielzahl von Einflussgrößen

auf die Analyse einwirkt, ist die Aussagekraft bezogen auf die Lebensdauer der

Anlage (hier: 25 Jahre) kritisch zu hinterfragen. Es ist nur möglich, unter den aktuell

vorherrschenden Voraussetzungen Prognosen und Trends zu erstellen und diese

untereinander in Bezug zu setzen. Für die Ermittlung der Investitionskosten wurden

mittlere spezifische Anlagekosten (betriebsfertiger Zustand) in Höhe von 800€/m²

Kollektorfläche unterstellt, die aktuellen Marktpreisen entsprechen. In der Analyse

werden die Anschaffungskosten um die durch das MAP des BAFA bereitgestellten

Fördermittel verringert und tragen positiv zu einer schnelleren Amortisation bei108.

Der Restbetrag kann zu 100%, wie in Kapitel 2.2.2 Gesetze, Verordnungen und

Förderprogramme bereits erläutert, über die KfW-Bank zinsgünstig finanziert

werden. Mögliche Finanzierungsprogramme für den Einbau einer thermischen

Solaranlage stellen die miteinander kombinierbaren Darlehen „Wohnraum moder-

nisieren“ und „CO2-Gebäudesanierungsprogramm“ dar. Aufgrund der Gebäude-

105 Hadamovsky (2007), S.235f. 106 Umweltinstitut München (2008) 107 Anhang –4. – 7. Wirtschaftlichkeitsanalyse 30 m² / 9. - 10. Wirtschaftlichkeitsanalyse 12 m² 108 Meyer (2008c), S.10f.

31

sanierung am Referenzhaus wurde die Höchstsumme von 50.000€ bereits erreicht,

somit kann das Heizsystem nur über das Programm „Wohnraum modernisieren Öko-

Plus“ mit einem eff. Zinssatz von 4,73% über 20 Jahre finanziert werden109.

Pelletpreissteigerung 5% Kollek-tor-fläche

solarer Deckungs-grad

Investitions-summe (800€/m² Kollektor-fläche)

Förderung (MAP)* Darlehen**

interner Zinsfuß***

Kapitalwert (in €)

Amorti-sationszeit

Sollwert: Pelletpreis-steigerung

(interner Zinsfuß >

Kapitalzinssatz)

30m² 50% 24.000 4.150 - 1,0% -6.602,2 > 25 Jahre 7,50%

30m² 50% 24.000 4.150 100% -4,8% -7.807,7 > 25 Jahre 7,90%

12m² 25% 9.600 2.260 - 4,5% 22,2 24 Jahre 5%

12m² 25% 9.600 2.260 100% 4,1% 405,9 25 Jahre 5%

*Basisförderung:105€/m² Kollektorfläche; Kesseltauschbonus: 750€, Solarpumpenbonus: 50€; Umwälzpumpenbonus: 200€ ** KfW-Bank: Programm Wohnraum Modernisieren Öko-Plus; Zinssatz: eff. 4,73%; Stand:12.6.2008, Laufzeit 20 Jahre *** Kapitalzinssatz 4%

Tabelle 1: Vergleich: Wirtschaftlichkeitsrechnung verschiedener Heizsystemkonfigurationen Quelle: Eigener Entwurf

Die wichtigste Einflussgröße auf die Wirtschaftlichkeit der solarthermischen Anlage

stellt die Energiepreisentwicklung des konventionellen Brennstoffes dar. In diesem

Fall wird ein Pelletpreis von 6,0ct/kWh mit einer jährlichen Steigerungsrate von 5%

als Referenzpreis angesetzt. Unter diesen Annahmen lässt sich aus o.a. Tabelle

schlussfolgern, dass die am Referenzhaus eingesetzte technisch optimierte Variante

„solarer Deckungsgrad 50%“, einhergehend mit hohen Investitionskosten und einer

größeren Amortisationszeit als der Lebensdauer, unter diesen Rahmenbedingungen

nicht als betriebswirtschaftlich rentabel darstellbar ist. Ein positiver Kapitalwert

würde sich erst bei einer jährlichen Pelletpreissteigerung von 7,5 bzw. 7,9% ergeben.

Die Variante „solarer Deckungsgrad 25%“110 weist schon bei einer Preissteigerung

von 5% einen positiven Kapitalwert auf und kann unter vorgegebenen Bedingungen

als wirtschaftlich sinnvoll betrachtet werden.

Wie hoch die Rendite in Realität ausfällt, ist jedoch abhängig vom angesetzten

Kapitalzinssatz, der Höhe der Fördermittel, den Betriebs-und Wartungskosten, dem

Verbraucherverhalten, dem Dämmzustand des Objektes sowie der Energiepreis-

entwicklung des Referenzbrennstoffes, was über die gesamte Lebensdauer der

Anlage nur sehr schwer abschätzbar ist. Als weiterer Kritikpunkt der betriebs-

109 KfW Förderbank (2008) 110 Anhang – 9. - 10. Wirtschaftlichkeitsanalyse 12 m²

32

wirtschaftlichen Betrachtung ist die fehlende Berücksichtigung der externen Kosten

zu nennen, die neben F&E und Entsorgung vor allem Umwelt- und Gesund-

heitsschäden umfassen. Da diese Posten nicht in den Wärmepreis mit einfließen,

kommt es zu einer Verzerrung der Wettbewerbssituation zwischen erneuerbaren und

konventionellen Energien, da die externen Kosten bei regenerativen Energieträgern

deutlich geringer sind111. Neben der mangelhaften Erfassung des ökologischen

Vorteils von solarthermischen Anlagen, fehlt zudem die Bewertung der entstehenden

Unabhängigkeit von Energieimporten.

2.3.6 Regionales Marktpotential

Entsprechend der Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsanalyse muss die Potentialab-

schätzung differenziert gesehen werden. Könnte die optimistische Betrachtungs-

weise „solarer Deckungsgrad 50%“ im Untersuchungsgebiet umgesetzt werden, so

würde dies einem möglichen Investitionsvolumen in Höhe von 12,36 Mio. Euro

entsprechen. Unter der gleichen Annahme von spezifischen Anlagekosten von

800 €/m² Kollektorfläche, ergibt sich für die Variante „solarer Deckungsgrad 25%“

eine Investitionssumme von 4,9 Mio. Euro. Werden Wartungskosten in Höhe von

1,5% p.a. angesetzt, so würden jährlich Kosten in Höhe von 56.000-142.000 Euro

anfallen. Ein erheblicher Teil des Umsatzes könnte in der Region verbleiben, sofern

es gelingt, das regionale Handwerk auf die Produktion, Installation und Wartung der

thermischen Solarsysteme zu spezialisieren.

Der Vollständigkeit halber ist das Potential von PV-Anlagen in diesem Zusammen-

hang darzustellen, da maximal die Hälfte der Dachfläche für solarthermische Zwecke

verwendet wird. Somit ergibt sich für das Untersuchungsgebiet ein Gesamtflächen-

potential von 23.947 m². Wird pro m² Kollektorfläche eine durchschnittlich erzeug-

bare Leistung von 112,5 kWhel angenommen, so kann von einem jährlichen Energie-

ertrag von ca. 2,7 Mio. kWhel ausgegangen werden. Nach dem Institut für ökolo-

gische Wirtschaftsforschung kann pro kWp von 900 kWhel installierter Leistung

ausgegangen werden. Im Umkehrschluss bedeutet dies eine Installation von 2.993

kWp in Aö-Süd, geht man dabei von Investitions-und Installationskosten in Höhe

111 Quaschning (2006), S.325

33

von 4.500 Euro netto für eine kW-Einheit aus, so ist ein mögliche Investition von

13,47 Mio. Euro erzielbar112.

2.4 Abschätzung des Biomassepotentials

Anhand der Betrachtung des jährlichen Energieholzpotentials soll ermittelt werden,

ob der Landkreis Altötting das benötigte Brennstoffmaterial wie z.B. Pellets, Scheit-

holz, Hackschnitzel, etc. regional und nachhaltig zur Verfügung stellen kann. Unter-

stellt wird, dass 91,2% der Objekte im Landkreis EFH und ZFH darstellen113, wovon

ausgehend vom Untersuchungsgebiet 68% für oben dargestelltes Heizsystem, mit

solarem Deckungsgrad von 50% geeignet wären und ca.7 MWh/a Nutzwärme ver-

brauchen, was mit durchschnittlich 4 Bewohnern pro Objekt einem Energiebedarf

von 1,75 MWh/a pro Person entspricht. Für den Landkreis mit 108.789 Ein-

wohnern114 bedeutet dies einen jährlichen Energieverbrauch von 119.098 MWh.

Analog zu der bereits vorhandenen Biomassepotentialstudie für Südostoberbayern

durch das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung wird das Potential für den

Landkreis Altötting bestimmt. Als energetisch nutzbares Holz stehen drei Arten zur

Verfügung: Restholz, Industrieholz und Stammholz minderer Güte.

Unter Einbezug des jährlichen Festmeterholzzuwachses, des jährlichen Einschlags,

und des zur Verfügung stehenden ungenutzten Zuwachses, der zu 22,5% energetisch

nutzbar ist, ergibt sich für den Landkreis Altötting mit 16.108 ha forstwirtschaftlicher

Fläche115 nach Subtraktion des ohnehin genutzten thermischen Anteils ein regionales

Wärmepotential aus Energieholz in Höhe von 19.500 – 33.600 MWh. Die Spanne

kommt durch unterschiedliche Annahmen der Nachwuchsrate aufgrund von Stand-

ortbedingungen zustande. Die Rate kann zwischen 7,5 fm/ha und 13 fm/ha ange-

nommen werden. Im Umkehrschluss bedeutet das Ergebnis, dass, falls die Variante

„solarer Deckungsgrad 50%“ auf alle relevanten Objekte im Landkreis Altötting

angewendet werden würde, nur 16,3-28,3% nachhaltig von regionaler Biomasse

versorgt werden könnten116. Auch wenn, wie in Kapitel 2.3.1 erläutert, die Produk-

tionskapazitäten erweitert wurden, muss die nachhaltige überregionale Bereitstel-

112 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.48 113 Bayerisches Landesamt für Statistik und Datenverarbeitung (2008) 114 Amt für Landwirtschaft und Forsten (2008), S.3 115 Amt für Landwirtschaft und Forsten (2008), S.9 116 Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (2008), S.40ff.

34

lung des Brennstoffes aufgrund des langen Betrachtungszeitraumes kritisch hinter-

fragt werden, da das Biomassepotential stark von der Entwicklung des Einsatzes von

biomassebasierten Heizanlagen beeinflusst wird. Durch vermehrte Nutzung könnte

es zu erneuten Produktionsengpässen kommen, was Preissteigerungen zur Folge

hätte, die sich wiederum positiv auf die Amortisationszeit von thermischen Solar-

anlagen auswirken könnten.

2.5 Darstellung und Interpretation der Ergebnisse

Wie Tabelle 2 zeigt, ergeben sich für das Siedlungsgebiet Aö-Süd durch die Um-

setzung der dargestellten Maßnahmen enorme regionalwirtschaftliche Effekte, die

ein Investitionspotential von 30,4 bis 47,4 Mio. Euro und jährlich auftretende

Instandhaltungskosten bis zu 650.000 Euro implizieren. Das Investitionspotential für

die Pelletheizung ergibt sich aufgrund aktueller Marktpreise, die auf den Bestand

(515 Objekte) hochgerechnet wurden117. Die jährlichen Wartungskosten wurden auf

3% festgesetzt118. Ohne Beachtung der grauen Energie ist die Nutzung der

Solarwärme während ihrer gesamten Lebenszeit als Co2-freie und kostenlose

Energiequelle einzustufen119. Auch in Kombination mit Biomassefeuerung kann die

gesamte Heizanlage weiter als CO2-neutral gesehen werden, da bei der Verbrennung

von Biomasse nur die Menge an CO2 emittiert wird, die während der Wachstums-

phase aufgenommen wurde120. Durch die energetische Gebäudesanierung können

50% des Nutzwärmebedarfes bzw. 50% der CO2-Emissionen eingespart werden.

thermische Solaranlage

Heizanlage (Pelletzentrale)

energetische Sanierung Σ

Investitionskosten (in Mio.€) 4,9-12,4 6,0-8,1* 19,5-26,9 30,4 - 47,4 jährliche regionale

Wertschöpfung (in Tsd. €) 56-142 180 -244 195-269** 431- 655

Vermeidung von CO2 100%*** 100%**** 50% 100% *Kostenberechung Pelletanlage: Komplettangebot nach aktuellen Marktpreisen (+/- 15%) ** Sanierungsquote 1% ***Keine Beachtung der grauen Energie **** bei nachhaltiger Nutzung mit Wiederaufforstung CO2-neutral

Tabelle 2: Zusammenfassung der Ergebnisse Quelle: Eigener Entwurf

117 Meyer (2008c), S.10 118 Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V. (2002), S.80 119 Hackstock (2008), S.40f. 120 ZREU GmbH (1996), S.17

35

Da die Erschließung des Potentials aufgrund der Funktionsfähigkeit vorhandender

Heizsysteme und mangelnder Information nicht unmittelbar erfolgt121, ist es ratsam

eine zielgerichtete Direktmarketingstrategie für besonders interessante Objekte ein-

zuführen. Objekte erster Priorität stellen hierbei 148 Häuser dar, die vor 1984

errichtet wurden und eine Heizungsanlage bewirtschaften, die älter als 15 Jahre ist.

41 Objekte, die nach 1984 erbaut wurden und ein Heizsystem betreiben, das

zwischen 10 und 15 Jahre alt ist und somit in den nächsten Sanierungszyklus fällt,

werden als Objekte zweiter Priorität eingestuft. Die Ergebnisse des Direktmarketings

wurden grafisch aufbereitet und können in Kombination mit dem anfangs erwähnten

Energienutzungsplan im Anhang eingesehen werden122. Das gezielte Marketing stellt

jedoch nur einen Baustein der möglichen Realisierung der dargestellten Energiestra-

tegie dar. Im folgenden Zukunftsausblick werden daher die örtlichen Voraus-

setzungen für eine erfolgreiche Umsetzung der Strategie gegenübergestellt.

3. Ausblick und Bewertung der Umsetzbarkeit der Strategie

Durch die Gründung des Exekutivbündnisses AKA, bestehend aus Handwerks-

betrieben, Energieberatern und Banken, wurde 2007 der Grundstein zur Realisierung

der angestrebten Ziele Altöttings gelegt. Wie die im April 2008 durchgeführte

Fragebogenerhebung im Kreis der AKA zeigt, besteht nach Aussagen der Mitglieder

eine hundertprozentige Kompatibilität zwischen Zielen der Stadt und den partizi-

pierenden Unternehmen, die den Beitrag zum Klimaschutz neben der Bündelung von

Know-How als wichtigstes Motiv für den Beitritt anführen. Als weiteres positives

Signal für die Umsetzbarkeit der beispielhaft am Referenzhaus Aö-Süd dargestellten

Strategie, kann die hohe Motivation der AKA gewertet werden. 50% würden bis 500

Euro, 37,5% bis 1.000 Euro in Weiterbildungsmaßnahmen im Rahmen der Klima-

Allianz investieren. Die Voraussetzungen für die Ausschöpfung des Potentials

können von planerischer und exekutiver Seite als sehr gut bewertet werden, wenn

auch hier noch Verbesserungspotential bzgl. der Integration der Unternehmen sowie

des internen Informationsmanagements besteht.

121 Benesch (2005), S.7 122 Anhang – 11. Energienutzungsplan und Direktmarketing

36

50% der KlimaAllianz-Mitglieder geben an, sie hätten Bedenken bzgl. der

Umsetzung der Energiestrategie und finden den Verantwortlichen im Endver-

braucher, der mitunter die wichtigste Komponente für die erfolgreiche Implemen-

tierung der Strategie darstellt. Im Wesentlichen können die Ursachen auf zwei

Punkte reduziert werden, zum einen spielt fehlendes Kapital, zum anderen die

fehlende Motivation der Bevölkerung eine bedeutende Rolle. Um die Hindernisse

überwinden zu können, muss im Rahmen eines verstärkten Informationsmanage-

ments Aufklärungsarbeit in Form von Initiativen, wie z.B. der deutschlandweiten

Solarkampagne „Woche der Sonne“123 geleistet und individuelle Energieberatung

z.B. im Zuge des Direktmarketings verstärkt werden. Des Weiteren wäre es denkbar,

finanzielle Barrieren durch die Einführung von Solar-Contracting Maßnahmen zu

überwinden, die im Rahmen eines weiteren Schrittes der Strategieentwicklung

geprüft werden könnten. Entsprechend den Ergebnissen der Studie konnte aufgezeigt

werden, dass es technisch möglich, ökologisch sinnvoll und bei heutigen Voraus-

setzungen u.a. wirtschaftlich darstellbar ist, Solarwärme als Wärmequelle einzu-

setzen. Neben der Kommunikationsarbeit ist es jedoch weiter erforderlich auch tech-

nische Verbesserungen zu realisieren, wie z.B. die Langzeitspeicherung von Solar-

wärme mit geringen Verlusten und geringerem Platzbedarf vom Sommer bis in den

Winter zu ermöglichen124, die Kosteneffizienz weiter zu steigern und die Dämm-

standards weiter zu verbessern.

Abschließend bleibt festzuhalten, dass durch die Übertragung des am Referenzhaus

Aö-Süd dargestellten Maßnahmenpakets auf das gesamte Siedlungsgebiet, die Mög-

lichkeit besteht, die geforderten Ziele der Stadt , die Halbierung des Energiebedarfes,

die Reduktion der CO2-Emissionen sowie die Umstellung auf EE zu erreichen.

Durch die Implementierung könnten sich weitere Vorteile wie z.B. die wirt-

schaftliche Stärkung der Stadt, einhergehend mit dem verminderten Kapitalabfluss,

die Wertsteigerung des Gebäudebestandes, die Erhöhung der Lebensqualität sowie

die Belebung des regionalen Arbeitsmarktes ergeben. Grundlage für die Erreichung

der Ziele stellt jedoch ein funktionierendes, zielgerichtetes und kontinuierliches

Informationsmanagement dar.

123 Großmann (2008), S.16f. 124 Baron (2007), S.6

37

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• Greml, Andreas (2006), Thermische Solaranlagen, Vorlesungsskriptum der

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• Müller, Bernhard (2008), Finanzierung von energiesparenden Maßnahmen

im privaten Wohnungsbau, Vortrag, Altötting, April 2008

• Pospischil, Peter (2008) BAFA gelisteter Energiesystemberater, Neuötting,

Schreiben vom 27.05.2008

Zeitungsartikel:

• Bauchmüller, Michael (2008), Die Preise für Öl und Gas explodieren in

Süddeutsche Zeitung, München, Jahrgang 64, Nr.132, 9.6.2008, S.1

Unternehmenspublikationen:

• Sonnenhausinstitut (o.J.), Das Sonnenhaus, Straubing

• ZREU GmbH (1996), Energiekonzepte für die breite Anwendung von

Sonnenenergie und Biomasse in kleinen und großen Städten Europas,

Regensburg

VII

Inhaltsverzeichnis Anhang

1. ANGEBOT STRABAG ......................................................................................... 1

2. UMFRAGE ALTÖTTINGERKLIMAALLIANZ ........................................................ 2

3. ERGEBNISSE GETSOLAR 30 m² (VERS.9.0) ....................................................... 4

4. WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE - 30 m ² OHNE DARLEHEN ............................. 5

5. WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE – 30 m² OHNE DARLEHEN ENERGIEPREIS-STEIGERUNG 7,5%............................................................................................ 5

6. WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE – 30 m² MIT DARLEHEN ................................ 6

7. WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE – 30 m² MIT DARLEHEN ENERGIEPREIS-STEIGERUNG 7,9%............................................................................................ 6

8. ERGEBNISSE GETSOLAR 12 m² (VERS.9.0) ....................................................... 7

9. WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE – 12 m² MIT DARLEHEN ................................ 8

10. WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE – 12 m² OHNE DARLEHEN.............................. 8

11. ENERGIENUTZUNGSPLAN UND DIREKTMARKETING ........................................... 9

1

1. Angebot Strabag

2

2. Umfrage AltöttingerKlimaAllianz

4

3. Ergebnisse GetSolar 30m² (Vers.9.0)

5

4. Wirtschaftlichkeitsanalyse - 30m² ohne Darlehen

5. Wirtschaftlichkeitsanalyse - 30m² ohne Darlehen Energiepreissteigerung 7,5%

6

6. Wirtschaftlichkeitsanalyse - 30m² mit Darlehen

7. Wirtschaftlichkeitsanalyse - 30m² mit Darlehen Energiepreissteigerung 7,9%

7

8. Ergebnisse GetSolar 12m² (Vers.9.0)

8

9. Wirtschaftlichkeitsanalyse - 12m² mit Darlehen

10. Wirtschaftlichkeitsanalyse - 12m² ohne Darlehen

9

11. Energienutzungsplan und Direktmarketing

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