Robert Kunze Techno-ökonomische Planung energetischer Wohngebäudemodernisierungen Ein gemischt-ganzzahliges lineares Optimierungsmodell auf Basis einer vollständigen Finanzplanung

für

Tristan und Arved

Techno‐okonomischePlanungenergetischer

Wohngebaudemodernisierungen

Eingemischt‐ganzzahligeslinearesOptimierungsmodellaufBasiseinervollständigenFinanzplanung

ZurErlangungdesakademischenGradeseines

DoktorsderIngenieurwissenschaften

(Dr.‐Ing.)

vonderFakultätfürWirtschaftswissenschaften

desKarlsruherInstitutsfürTechnologie(KIT)

genehmigte

DISSERTATION

von

Diplom‐Ingenieur,Diplom‐WirtschaftsingenieurRobertKunze

TagdermündlichenPrüfung:21.Dezember2015Referent: Prof.Dr.WolfFichtner

Korreferenten: Prof.Dr.ThomasLützkendorf

Prof.Dr.DominikMöst

Vorwort

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicherMitarbeiter am Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)desKarlsruherInstitutsfürTechnologie(KIT).

IchdankemeinemDoktorvaterHerrnProf.Dr.WolfFichtner fürdieBetreuungundstetige Förderung meiner Arbeit, für die fachliche und persönliche Unterstützungsowie für das inmich gesetzte Vertrauen.Herrn Prof. Dr. Thomas Lützkendorf undHerrnProf.Dr.DominikMöstdankeichfürdieÜbernahmederKorreferate.

Für das stets angenehme Arbeitsklima und die konstruktiven Diskussionen bin ichmeinenderzeitigenundehemaligenKollegensehrverbunden.MeinbesondererDankrichtet sichan Julian,René,Witold,Dogan,Rupert,Philipp,Elias,Rebekka,Karoline,Anna,Thomas,Alexandra,Simon,Erik,Lutz,ChristophundMassimo.

Nicht zuletzt gilt mein innigster Dankmeiner Familie für ihr Verständnis und ihreunbedingteUnterstützungwährendderAnfertigungderArbeit.

RobertKunze

Karlsruhe,imDezember2015

Kurzfassung

InderDissertationwirdeingemischt‐ganzzahliges linearesOptimierungsmodellzurEntscheidungsunterstützung von Wohngebäudeeigentümern bei der energetischenModernisierungsplanung entwickelt und für zwei exemplarische Fallstudien ange‐wendet.

DieenergetischeModernisierungdesdeutschenWohngebäudebestandesstellteinenzentralenPfeiler imEnergiekonzeptderBundesregierungdar.EinemGebäudeeigen‐tümer als Initiator von Modernisierungsmaßnahmen bietet sich ein beachtlichertechno‐ökonomischer Handlungsspielraum hinsichtlich des Einsatzes verschiedenerEnergietechnologien und der Umsetzung von Wärmeschutzmaßnahmen sowie derInanspruchnahmestaatlicherFördermittel.DiegängigePraxisderModernisierungs‐planungwird diesem Umstand nur unzureichend gerecht, indem einzelneMaßnah‐menbündel lediglich einer Prüfung auf Wirtschaftlichkeit unterzogen werden. DieAuswahlderMaßnahmenundderFinanzierungsmittel erfolgtdabei stets sukzessiv.SokönnenvorteilhaftereAlternativenunerkanntbleibenoderdieverfügbarenFinan‐zierungsmittel werden gegebenenfalls ineffektiv eingesetzt. In der Literatur vorge‐stellte Optimierungsmodelle sind dagegen in der Lage, den techno‐ökonomischenHandlungsspielraum umfassend in die Modernisierungsplanung einzubeziehen.Jedochistfestzustellen,dassmitihnenausschließlichdiePerspektiveselbstnutzenderGebäudeeigentümereingenommenwird.DieEntscheidungssituationeinesVermietersbleibt ebenso unbeachtet wie die Aspekte der Maßnahmenfinanzierung oder dieMöglichkeitenzurBewirtschaftungstromerzeugenderAnlagen.

In dieser Arbeit wird eine Methodik zur integrierten Abbildung der techno‐ökono‐mischenHandlungsoptionen und zurBestimmungder auswirtschaftlicher Sicht fürden Eigentümer vorteilhaftesten Handlungsalternative zur Modernisierung seinesWohngebäudes entwickelt. Der Ansatz ermöglicht die simultane Betrachtung derMaßnahmenwahl und ‐auslegung, des Versorgungsanlageneinsatzes einschließlichder Möglichkeiten zur Bewirtschaftung von stromerzeugenden Anlagen sowie dieWahl der Finanzierungsmittel unter Beachtung der relevanten Einflussgrößen und

RahmenbedingungendesGebäudeeigentümersalsSelbstnutzerund/oderVermieter.Das ökonomische Bewertungsschema beruht auf einer vollständigen Finanzplanungund erlaubt, staatliche Fördermittel in Form von verschiedenen Zuschüssen undzinsverbilligtenDarlehenadäquatindieAnalyseeinzubeziehen.

DieAnwendungdesentwickeltenModellswirdanhandvonzweiexemplarischenFall‐studien zur Modernisierungsplanung für ein Mehrfamilienhaus demonstriert. DabeiwirddieModernisierungsentscheidungzumeinenausderSichtvonselbstnutzendenEigentümernundzumanderenausdemBlickwinkeleinesVermietersdesGebäudesuntersucht. Abschließend werden weitere Einsatzmöglichkeiten und AnsatzpunktezurErweiterungdesentwickeltenModellsaufgezeigt.

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis VII Abbildungsverzeichnis IX Tabellenverzeichnis XIII

 

Kapitel1  Einleitung 1 

1.1 AusgangslageundProblemstellung 2

1.2 ZielsetzungundVorgehensweise 4

Kapitel2  HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung 7 

2.1 Energieanwendungenund‐verbrauchinWohngebäuden 8

2.2 StrukturundenergetischerStatusQuodesdeutschenWohn‐gebäudebestands 10

2.3 StrukturderWohngebäudeeigentümerundihreModernisierungs‐motiveund‐hemmnisse 14

2.4 DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 172.4.1 HeizwärmebedarfinWohngebäudenundMaßnahmenzu

dessenReduktion 192.4.2 EnergieerzeugunginWohngebäuden 232.4.3 EnergiespeicherunginWohngebäuden 272.4.4 WärmeverteilunginWohngebäuden 31

Kapitel3  RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung 33 

3.1 EnergierechtsrahmenundFörderinstrumente 333.1.1 Energieeinsparungsgesetz 343.1.2 Energieeinsparverordnung 35

II Inhaltsverzeichnis

3.1.3 Erneuerbare‐Energien‐Wärmegesetze 363.1.4 Erneuerbare‐Energien‐Gesetz 373.1.5 Kraft‐Wärme‐Kopplungs‐Gesetz 383.1.6 WeitererelevanteRegelungenfürdenStromanlagenbetrieb 403.1.7 StaatlicheFördermittelzurAnfangsfinanzierungvonener‐

getischenWohngebäudemodernisierungen 40

3.2 Mietrechtsrahmen 423.2.1 DasVergleichsmietpreisniveau 433.2.2 Modernisierungsumlagenach§559BGB 443.2.3 Mietpreisanpassungnach§558BGB 453.2.4 Mieterhöhungskombinationen 463.2.5 AnrechnungvonstaatlichenFördermitteln 473.2.6 MietpreisbeiNeuvermietung 493.2.7 BetriebskostenverordnungundHeizkostenverordnung 49

3.3 Steuerrechtsrahmen 503.3.1 Einkommensteuer 513.3.2 Umsatzsteuer 53

Kapitel4  VorüberlegungenzurModellentwicklung 57 

4.1 DieEntscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“ 594.1.1 TechnischeAspektederEntscheidungssituation 594.1.2 ÖkonomischeAspektederEntscheidungssituation 604.1.3 ZeitlicherAspektderEntscheidungssituation 624.1.4 UnsicherheitsaspektederEntscheidungssituation 63

4.2 ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen 674.2.1 AnsätzezurEinzelbewertungundVariantenvergleiche 684.2.2 OptimierungsmodellemitintegrierterGebäudesimulation 714.2.3 OptimierungsmodelleohneintegrierteGebäudesimulation 734.2.4 ZusammenfassendeWertungderexistierendenAnsätze 76

4.3 AnforderungenandaszuentwickelndeModell 78

4.4 DefinitionderModellzielgrößen 81

4.5 VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell 85

4.5.1 Abbildungdertechno‐ökonomischenEntscheidungsaspekte 854.5.2 ArtderProblemformulierungundAuswahldesLösungs‐

verfahrens 884.5.3 Abbildungdertechno‐ökonomischenBeziehungsstrukturen 91

Inhaltsverzeichnis III

4.6 VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 97

4.6.1 ProblemstrukturausSichtderInvestitionsrechnung 974.6.2 DiskussionundAuswahldesInvestitionsrechenverfahrens 994.6.3 EckpunktezurUmsetzungdervollständigenFinanzplanung 102

4.7 VorüberlegungenzurBerücksichtigungvonUnsicherheitenderModernisierungsplanung 110

4.8 ZusammenfassendemethodischeEinordnungdeszuentwickeln‐denModells 115

Kapitel5  EntwicklungdesBRIAMO‐Modells 117 

5.1 ModellierungderGebäudeenergiesystemstruktur 119

5.2 ModellierungderAnalysezeitraumstruktur 121

5.3 ModellierungderInvestor‐undFinanzplanstruktur 122

5.4 ModellierungdesEnergieflussgraphen 1245.4.1 Modelltreiber–DeckungdesEnergiebedarfs 1245.4.2 KnotenenergiebilanzgleichungenundKonsistenzgleichungen

zurBerücksichtigungverschiedenerZeitbezüge 1245.4.3 EnergiebereitstellunganderGebäudegrenze 126

5.5 ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 1265.5.1 Energieumwandlungsanlagen 1275.5.2 Energiespeicher 1285.5.3 GebäudeinterneWärmeverteilung 1335.5.4 MaßnahmenanderGebäudehülle 1355.5.5 LüftungundHeizwärmerückgewinnung 1385.5.6 Hilfsenergiebedarf 1385.5.7 Systementwicklung 139

5.6 ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 1435.6.1 Finanzplankonten 1435.6.2 AnfangsauszahlungenundFinanzierungsstruktur 1465.6.3 KapitaldienstefürlangfristigeFremdfinanzierung 1505.6.4 AuszahlungenfürInstandhaltungundAnlagenbetrieb 1535.6.5 EinzahlungenausderBewirtschaftungvonKWK‐undPV‐

Anlagen 1545.6.6 EinzahlungenausderGebäudebewirtschaftung 1565.6.7 AbsetzungfürAbnutzung 160

5.7 Zielfunktionen 162

IV Inhaltsverzeichnis

Kapitel6  ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung 165 

6.1 DefinitionderFallstudienundSzenarien 165

6.2 ModellaufbauundDatengrundlage 1676.2.1 Gebäudeausgangszustand 1686.2.2 SystemgestaltungsoptionenzurModernisierung 1696.2.3 Energiebedarfsstruktur 1716.2.4 AnlageneinsatzundEnergiebedarfsdeckung 1756.2.5 Energiepreise 1786.2.6 RahmenbedingungenderAnlagenbewirtschaftung 1796.2.7 RahmenbedingungenderVermietung 1806.2.8 RahmenbedingungenderFinanzplanung 182

6.3 ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse 1866.3.1 Fallstudie„Eigennutzer“–ErgebnissederBasisszenarien 1866.3.2 Fallstudie„Vermieter“–ErgebnissederBasisszenarien 192

6.4 AuswirkungeinerVariationunsichererParameter 1996.4.1 VariationderEnergiepreis‐undderZinssatzentwicklungfür

dasBasisszenarioE_INST 2006.4.2 VariationderVergleichsmietpreis‐undderZinssatzentwick‐

lungfürdasBasisszenarioV_INST 205

6.5 ProblemgrößeundModellperformance 210

Kapitel7  SchlussfolgerungenundAusblick 213 

7.1 ZumentwickeltenAnalyseinstrumentBRIAMO 213

7.2 SchlussfolgerungenausdenFallstudien 2167.2.1 Eigennutzerfallstudie 2177.2.2 Vermieterfallstudie 221

7.3 KritischeWürdigungdesAnalyseansatzes 2247.3.1 ZurErfassungderökonomischenKonsequenzenausderGestal‐

tungdesGebäudeenergiesystems 2247.3.2 ZumBewertungsverfahren„VollständigeFinanzplanung“ 2257.3.3 ZurBerücksichtigungvonSteuern 227

7.4 WeitereEinsatz‐undAnalyseoptionenvonBRIAMO 228

7.5 AnsatzpunktefürdieModellweiterentwicklung 229

Kapitel8  Zusammenfassung 231

 

Inhaltsverzeichnis V

Anhang 239 Nomenklatur 255 Literaturverzeichnis 263 

Abkürzungsverzeichnis

AC AlternatingCurrent/WechselstromAEK Auslegungs‐undEinsatzkonstellationderVersorgungsanlagenAfA AbsetzungfürAbnutzungAW AußenwandBAFA BundesamtfürWirtschaftundAusfuhrkontrolleDC DirectCurrent/GleichstromEE ErneuerbareEnergienEFH EinfamilienhausEH SieheKfW‐EHEK EigenkapitalEVU EnergieversorgungsunternehmenFK FremdkapitalGAMS GeneralAlgebraicModellingSystemGHD Gewerbe,Handel,DienstleistungenGMH GroßesMehrfamilienhausmitmehrals12WohneinheitenIKT Informations‐undKommunikationstechnologienKD KellerdeckeKfW KreditanstaltfürWiederaufbauKfW‐EH KfW‐EffizienzhausKWK Kraft‐Wärme‐KopplungMFH Mehrfamilienhausmit3bis12WohneinheitenMILP MixedIntegerLinearProgramOGD ObersteGeschossdeckeOVM OrtsüblicherVergleichsmietpreisPCM PhaseChangeMaterialPV PhotovoltaikRH Doppel‐oderReihenhausmit1bis2WohneinheitenWRG WärmerückgewinnungWSchVergl WärmeschutzverglasungWWZ Warmwasserzirkulation

Abbildungsverzeichnis

Abbildung1:  Durchschnittliche Struktur des Endenergieverbrauchs inDeutschland und in deutschen Haushalten sowie derEnergieträgereinsatz nach Anwendungsbereichen in denJahren2008‐2012 8 

Abbildung2:  Typischer wohnflächenspezifischer Endenergiebedarf fürRaumwärmeundWarmwasser(ReferenzklimaDeutschland)fürWohngebäude in verschiedenen Größen‐ und Baualters‐klassen imErbauungszustand undnach derUmsetzung vonModernisierungsmaßnahmen 12 

Abbildung3:  EigentümerstrukturderGebäudeimWohngebäudebestand 15 

Abbildung4:  Nutzungs‐ und Eigentümerstruktur der Wohneinheiten imWohngebäudebestand 15 

Abbildung5:  SchematischeDarstellungdesWohngebäudeenergiesystems 18 

Abbildung6:  SchematischeDarstellungdesSolarwärmegewinnsdurcheinFenster 20 

Abbildung7:  Schematische Darstellung des Wärmeverlustes durch einopakesAußenbauteil 21 

Abbildung8:  Strukturelemente zur Modellierung des Gebäudeenergie‐systems 119 

Abbildung9:  ModellierungderAnalysezeitraumstruktur 121 

Abbildung10:  ModellierungderInvestor‐undFinanzplanstruktur 123 

Abbildung11:  ModellierungvonEnergieumwandlungsanlagen 127 

Abbildung12:  ModellierungvonEnergiespeichern 128 

X Abbildungsverzeichnis

Abbildung13:  Modellierung von Dämmmaßnahmen für eine zentraleWarmwasserverteilungmitZirkulation 134 

Abbildung14:  Modellierung des Heizwärmebedarfs – Fenster bzw. trans‐parenteHüllflächen 135 

Abbildung15:  Modellierung des Heizwärmebedarfs – Dämmung opakerHüllflächen 136 

Abbildung16:  Schrittweise lineare Approximation der erforderlichenAnfangsauszahlungen 147 

Abbildung17:  ModellierungderKWK‐AnlagenbewirtschaftungdurcheinenVermieter 154 

Abbildung18:  HeizlastverlaufamWintertyptaginAbhängigkeitdergenutz‐ten Fenstervariante bei unverändertem Dämmstandard deropakenthermischenHülle 171 

Abbildung19:  HeizlastverlaufamWintertyptag fürdieFenstervariantemitzweifacher Wärmeschutzverglasung in Abhängigkeit derDämmungeinzelneropakerFlächenderthermischenGebäu‐dehülle 172 

Abbildung20:  Gegenüberstellung des simulierten und des aus den Einzel‐effekten errechneten Heizlastverlaufs für die KombinationvonWärmeschutzmaßnahmen 173 

Abbildung21:  Mittlere Bedarfsprofile der Nutzerzone für ElektroenergieundWarmwasser 174 

Abbildung22:  ZusammensetzungdermittlerenkalkulatorischenKostenderEigenversorgung durch die stromerzeugenden Anlagen fürdasSzenarioE_FREI 189 

Abbildung23:  ZusammensetzungdermittlerenkalkulatorischenKostenderEigenversorgung durch die stromerzeugenden Anlagen fürdasSzenarioE_INST 190 

Abbildung24:  EntwicklungdesmonatlichenNettomietpreisesderBestands‐mieterzumUmsetzungszeitpunktfürdasSzenarioV_FREI 194 

Abbildungsverzeichnis XI

Abbildung25:  EntwicklungdesmonatlichenNettomietpreisesderBestands‐mieterzumUmsetzungszeitpunktfürdasSzenarioV_INST 196 

Abbildung26:  EntwicklungdesmonatlichenNettomietpreisesderBestands‐mieterzumUmsetzungszeitpunktfürdasSzenarioV_MPEB 198 

Abbildung27:  Ergebnisse verschiedener Energiepreis‐ und Zinssatzent‐wicklungenfürdasSzenarioE_INST 201 

Abbildung28:  ErgebnisseverschiedenerVergleichsmietpreis‐undZinssatz‐entwicklungenfürdasSzenarioV_INST 206 

Tabellenverzeichnis

Tabelle1:  Alters‐ und Größenstruktur des deutschen Wohngebäude‐bestandsmitBaujahrbis2009 11 

Tabelle2:  Handlungsmotive und ‐hemmnisse für eine energetischeWohngebäudemodernisierungausEigentümersicht 16 

Tabelle3:  ÜbersichtzuDämmstoffen 21 

Tabelle4:  Entscheidungsrelevante Einflussgrößen im Rahmen derGebäudemodernisierungsplanung und ihre Unsicherheits‐dimension 64 

Tabelle5:  In der Literatur vorgestellte entscheidungsvorbereitendeAnsätze zur Gestaltung eines Gebäudeenergiesystems unterwirtschaftlichen Gesichtspunkten und die dabei berücksich‐tigtenAspekte 77 

Tabelle6:  WesentlicheModellentscheidungsgrößen(Variablen) 87 

Tabelle7:  ÜbersichtzudenFallstudienundSzenarien 166 

Tabelle8:  KennwertedesbetrachtetenGebäudesimAusgangszustand 168 

Tabelle9:  SystemgestaltungsoptionenmitausgewähltenParametern 170 

Tabelle10:  Korrekturwerte zum Energiebereitstellungspotenzial derKWK‐AnlageundderSolaranlagenfürdenÜbergangstag 177 

Tabelle11:  PreisefürdenEnergiebezugvonexternenLieferanten 178 

Tabelle12:  Rahmendaten für die Bewirtschaftung von KWK‐ und PV‐Anlagen 179 

Tabelle13:  Vergleichsmietpreise am Gebäudestandort und Leerstand‐zeiten 180 

Tabelle14:  Umlagefähige Modernisierungsanteile zum Umsetzungszeit‐punkt 181 

Tabelle15:  LangfristigeFremdfinanzierungsmöglichkeitenderKfW 183 

Tabelle16:  EinbezogeneInvestitionszuschüssedesBAFA 184 

XIV Tabellenverzeichnis

Tabelle17:  ZinssätzefürdiekurzfristigeunddielangfristigeErgänzungs‐investitionsowiediekurzfristigeErgänzungsfinanzierung 185 

Tabelle18:  Ergebnisse der Basisszenarien für die Fallstudie „Eigen‐nutzer“ 187 

Tabelle19:  ErgebnissederBasisszenarienfürdieFallstudie„Vermieter“ 193 

Tabelle20:  Finanzplan[€]zumBasisszenarioE_FREI 240 

Tabelle21:  Finanzplan[€]zumBasisszenarioE_INST 242 

Tabelle22:  Finanzplan[€]zumBasisszenarioE_MPEB 244 

Tabelle23:  Finanzplan[€]zurUnterlassungsalternativederEigennutzer‐fallstudie 244 

Tabelle24:  Finanzplan[€]zumBasisszenarioV_FREI 246 

Tabelle25:  Finanzplan[€]zumBasisszenarioV_INST 248 

Tabelle26:  Finanzplan[€]zumBasisszenarioV_MPEB 250 

Tabelle27:  Finanzplan [€] zur Unterlassungsalternative der Vermieter‐fallstudie 252 

Kapitel1 Einleitung

Mit dem 2010 vorgelegten Energiekonzept und den Beschlüssen zur Energiewende2011 hat die Bundesregierung einen tiefgreifenden Umbau des nationalen Energie‐versorgungsystemsindennächstenJahrzehntenangestoßen.Deutschlandverfolgtindiesem Rahmen eines der ehrgeizigsten Energie‐ und Klimaprogramme weltweit.Wenngleich damit versucht wird, der Klimaschutzverantwortung einer führendenIndustrienationgerechtzuwerden,istdieeingenommeneVorreiterrollenichtunum‐stritten[231S.239].Zuberücksichtigenistaber,dassdurchdielangfristigePerspektivedes Energiekonzeptes auch versorgungsstrategische Aspekte bedeutsam sind. DerÜbergangauflokalverfügbareErneuerbareEnergien,dieFlexibilisierungderEnergie‐versorgungundvorallemdiegenerelleSenkungdesEnergiebedarfsdienennichtnurdenBelangendesKlimaschutzes,sondernverringernauchdieImportabhängigkeitendes deutschen Wirtschaftsstandorts und die lokale Umweltbelastung. GleichzeitigzielendieMaßnahmenaufeinelangfristigeSicherungderVersorgungundderEner‐gienutzbarkeitfüralleSchichtenderBevölkerungab[44S.3/53].

Die Umsetzung der politischen Vorgaben muss sich letztendlich in den Entschei‐dungen und Handlungsweisen einzelner Wirtschaftseinheiten widerspiegeln. EinweitgehenderKonsensbestehtdarüber,dassdieseMaßnahmenökonomischeffizientsein müssen. Eine dahin gehend Erfolg versprechende Strategie bietet sich in derBeschränkung und Bepreisung von Rechten (bspw. für CO2‐Emissionen) innerhalbeines Zertifikatehandelssystems. Sofern alleWirtschaftssubjekte darin eingebundensindundderMarktnichtversagt,wäredieseVorgehensweiseumfassendzielführend[231S.243].

AlternativzurMarktregelungkönnendurchdieSchaffungeinesordnungsrechtlichenRahmensHandlungspflichtendefiniertwerden.BeidieserVorgehensweisebestehtdieSchwierigkeitvoralleminderangemessenenBerücksichtigungderLeistungsfähigkeitderWirtschaftseinheiten,welchedieMaßnahmenzu tragenhaben.DieBestimmungeines ausgewogenen Anforderungsmaßes – in den politischen Leitlinien oftmals als

2 Einleitung Kapitel1

„wirtschaftliche Vertretbarkeit“ bezeichnet – ist deshalb Gegenstand zahlreicherKontroversen.DieUrsache ist indenunterschiedlichenBlickwinkelnderbeteiligtenAkteure zu sehen, ausdenen sich abweichendeBewertungen ergeben.Während fürdie staatliche Seite die gesamtwirtschaftliche Perspektivemaßgebend ist und dabeibspw. auch die Auswirkungen auf die Beschäftigung und die Steuereinnahmen insKalkül einbezogenwerden, beurteilt ein Investor die Vorteilhaftigkeit seiner Hand‐lungsoptionen aus einzelwirtschaftlicher Sicht. Für ihn stehen die Einflussgrößenseines eigenen Entscheidungsraumes im Vordergrund. Ummöglichen Zielkonfliktenentgegenzuwirken, setzt der Staat Förderinstrumente ein. Diese sollen einzelwirt‐schaftliche Nachteile abfedern und die Handlungen der relevanten Entscheidungs‐trägerindiegewünschteRichtungvorantreiben.

ZurErreichungderenergie‐undklimapolitischenZielsetzungenkommeninDeutsch‐land sowohl marktbasierte als auch auf staatlichen Instrumenten beruhendeRegelungsmechanismen zu Einsatz. Zur Erfüllung der Zielvorgaben, die im Rahmender Energiewende für den Gebäudesektor definiertwurden,wird letztererWeg be‐schritten.

1.1 AusgangslageundProblemstellung

DerGebäudesektor (Wohn‐undNichtwohngebäude) ist inDeutschland für ca.40%der Endenergienutzung und ca. 30% der CO2‐Emisionen verantwortlich. Die nach‐haltigeSenkungdesEnergiebedarfsunddervorrangigeEinsatzerneuerbarerEnergie‐träger in diesem Sektor stellen deshalb zentrale Pfeiler im Energiekonzept derBundesregierung dar [44S.22]. Flankiert durch zahlreiche Förderinstrumente undInformationskampagnen wurde in den letzten Jahren ein umfangreiches Bündel anGesetzenundVerordnungenerlassen,umdieErfüllungdieserZielezuforcieren.Bis2050 soll die Energienutzung des gesamten Gebäudebestands weitgehend klima‐neutral erfolgen. Derwesentliche Beitragmuss durch die schrittweise energetischeModernisierung der Altbauten geleistet werden, von denen rund 64% vor demInkrafttretendererstenWärmeschutzverordnung1977errichtetwurden[75/77S.39].

Während der energetische Standard von Neubauten durch Anpassung des Rechts‐rahmens an die Zielvorgaben herangeführt werden kann, sind die staatlichen Ein‐flussmöglichkeiten bei bestehenden Gebäuden durch den grundgesetzlich veran‐kerten Bestandsschutz eingeschränkt. Nur im Zusammenhang mit wesentlichenÄnderungenbzw. Instandsetzungen,diedurchdenGebäudeeigentümerzu initiierensind, können verbindliche Vorgaben greifen. DieWirtschaftlichkeit vonModernisie‐rungen kann somit die Entscheidung zurMaßnahmenumsetzung beeinflussen, stellt

AusgangslageundProblemstellung 3

aberinjedemFalleinwichtigesBeurteilungskriteriumdar,inwieweitderUmfangderModernisierungüberdiegesetzlichenMindestanforderungenhinausreicht.

Dem Gebäudeeigentümer bietet sich dabei ein beachtlicher HandlungsspielraumhinsichtlichdesEinsatzesverschiedenerTechnologienzureffizientenEnergiebereit‐stellung und Maßnahmen zur effektiven Energienutzung. Diese unterliegen zahl‐reichenWechselwirkungen(bspw.hinsichtlichihrerAuslegungundihresEnergieein‐sparpotenzials), welche einen starken Einfluss auf ihre Wirtschaftlichkeit habenkönnen.DiegängigePraxiszurEntscheidungsfindungwirddiesemUmstandoftmalsnur unzureichend gerecht, indem Einzelmaßnahmen isoliert beurteilt werden odereinevergleichendeGegenüberstellungeinzelnerMaßnahmenbündelerfolgt.Gleichesgilt für die Finanzierungsmöglichkeiten. Hier bestehen Dependenzen zwischen derMaßnahmenwahl und dem breit gefächerten staatlichen Fördermittelangebot. DieZusammenstellung desMaßnahmenbündels und die Festlegungen zur FinanzierungwerdeninderRegelsukzessivvorgenommenundmüssennichtseltenlediglicheinerPrüfungaufWirtschaftlichkeitundUmsetzbarkeitstandhalten.Gegebenenfallserfolgtim beschränkten Umfang ein Abgleich von Maßnahmenwahl und Finanzierungs‐entscheidung oder Letztere stellt sogar denAusgangpunkt für dieMaßnahmenwahldar,umdenZugriffaufbestimmtestaatlicheFörderinstrumentedurchdasErreichendergestelltenAnforderungswertezuermöglichen.

Mit Blick auf die Vielzahl an technischen und finanziellen GestaltungsmöglichkeitenzurGebäudemodernisierungkanndieseVorgehensweiseunmöglicherschöpfendsein.So istzuunterstellen,dassausökonomischerSichtvorteilhaftereHandlungsalterna‐tiven für den Eigentümer unerkannt bleiben oder dass die verfügbaren Finanzie‐rungsmittel ineffektiv hinsichtlich des erreichbaren Modernisierungsgrades einge‐setztwerden.DieseUngewissheitkannzurVerunsicherungderGebäudeeigentümerbeitragenundeinwichtigesHemmniszurMaßnahmenumsetzungdarstellen[249S.46].AuchwenndieBeurteilung solcher langfristigwirkenden Investitionen immereinergewissenUnsicherheitunterliegt, sindBeratungsstrategienwiebspw.: „DieRichtungmuss stimmen.Esmuss ein positivesGefühl bei derBewertung derWirtschaftlichkeitvorhandensein.“[8S.11]sicherlichkeinhilfreicherAnsatz,umsolchenBarrierenentge‐genzuwirken.VielmehrwerdenAnalyseinstrumentebenötigt,welchedievielfältigentechnischenHandlungsoptionenunddiedarausresultierendenökonomischenKonse‐quenzenvordemHintergrundderspezifischenRahmenbedingungendesEigentümersadäquat in die Entscheidungsfindung einbeziehen. Der Entwicklung solcher umfas‐senden Bewertungsansätze für die Gebäudemodernisierungsplanung wurde in derWissenschaftundderPraxisbislangkeineausreichendeAufmerksamkeitgewidmet.

4 Einleitung Kapitel1

1.2 ZielsetzungundVorgehensweise

Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit beinhaltet die Entwicklung und exemplari‐scheAnwendungeinesModellsalsentscheidungsvorbereitendesPlanungsinstrumentfür die energetischeWohngebäudemodernisierung. Die im vorangegangenen Unter‐kapitelgeschilderteProblematikaufgreifend,solldiezuerarbeitendeMethodeinderLagesein,auseinembreitenSpektrumanHandlungsalternativendiejenigezuerken‐nen, die aus ökonomischer Sicht die vorteilhafteste für den Entscheidungsträgerdarstellt. Ein wesentlicher Anspruch besteht darin, die Maßnahmenwahl und‐finanzierungvordemHintergrundderdifferenziertenstaatlichenFördermittelbereit‐stellung integriert zu betrachten. Ebenso sollen auch nicht vorrangig wirtschaftlichbegründetePräferenzendesEntscheidungsträgersBerücksichtigungfindenkönnen.

Als Entscheidungsträger stehen für die Modellentwicklung Akteure in Form natür‐licherPersonenimFokus,welche(Teil‐)EigentümervonWohngebäudensindundimRahmenderPlanungundUmsetzungvonModernisierungendieRollendesInitiators,Investors und gegebenenfalls Finanziers wahrnehmen.1 Sie können einerseits alsselbstnutzende Eigentümer (Selbstnutzer/Eigennutzer) auftreten, für die der Maß‐nahmeneinfluss auf ihre Energienutzungskosten die entscheidende ökonomischeBewertungsgrundlage darstellt. Andererseits kann es sich um gebäudebewirtschaf‐tendeEigentümer (Vermieter)handeln.2Fürdiese stehendieAuswirkungenaufdieMieteinnahmenbeiderMaßnahmenbeurteilungimVordergrund.MitdemModellsollsowohldieeineoderanderePerspektivealsauchdieSichtweisebeieinerKombina‐tion von Selbstnutzer‐ und Vermieterrolle innerhalb eines Gebäudes eingenommenwerden können. Darüber hinaus besteht der Anspruch, das Betreiben von Strom‐erzeugungsanlagen im bzw. am Gebäude durch den Eigentümer (Anlagenbetreiber)adäquat betrachten zu können, um auch Handlungsoptionen zur Stromeigenver‐sorgungbzw.zurStromlieferunganDritteindieAnalyseeinzubeziehen.3

LetztendlichsolldasModell fürverschiedeneWohngebäudeeingesetztwerdenkön‐nen und die individuellen Einflussgrößen auf die Entscheidungsfindung möglichstumfassendberücksichtigen.DazuzähleninsbesondereauchdiesteuerlichenAspekteimFalleeinesVermietersoderStromanlagenbetreibers.

1InAnlehnungandieAkteursrollensichtweisenach[185].2In der Literatur wird der Begriff „Gebäudebewirtschaftung“ oftmals in einem etwas anderen Kontextgebraucht(vgl.bspw.[185]).DieBegriffsverwendungindervorliegendenArbeitzieltaufdieAbgrenzungvoneigenerundwirtschaftlicherNutzungdurchdenEigentümerab,unabhängigdavon,obimletzterenFallAufgaben(bspw.Hausverwaltung,Mieterbetreuungetc.)anexterneDienstleisterübertragenwerden.3Betrachtet werden ausschließlich Stromerzeugungsanlagen die sich im (Teil‐)Eigentum des Gebäude‐eigentümers befinden und für deren Einsatzbereitschaft und Betrieb er letztendlich verantwortlich ist,unabhängigdavon,obdabeiAufgabenanexterneDienstleisterübertragenwerden.

ZielsetzungundVorgehensweise 5

Als Einstieg in die Thematik werden im zweiten Kapitel zunächst die Energie‐anwendungen in Wohngebäuden, die Alters‐ und Größenstruktur des deutschenWohngebäudebestands sowie dessen energetischer Status Quo vorgestellt. DieserfolgtmitdemZiel,dieHintergründefürdietragendeRolledesGebäudesektors imRahmenderEnergiewendezubeleuchten.DesWeiterenwirddieEigentümer‐Nutzer‐Struktur im Wohngebäudebestand dargestellt, um die Relevanz der Eigentümer‐gruppe „Privatpersonen“ zu verdeutlichen, die im Fokus der vorliegenden Arbeitsteht.GleichzeitigwerdenwesentlicheMotiveundHemmnisse füreineenergetischeGebäudemodernisierungausderSelbstnutzer‐undausderVermietersichtbetrachtet.Im Anschluss daran werden grundlegende Gesichtspunkte der Energienutzung inWohngebäuden erörtert. In diesem Zusammenhang wird ein kurzer Überblick zuverschiedenenTechnologienbzw.Maßnahmengegeben,dieimRahmenderModerni‐sierungsplanungfüreinWohngebäudeinBetrachtgezogenwerdenkönnen.

ImdrittenKapitel werden die staatlichen Rahmenbedingungen vorgestellt,welchedie Planung von Gebäudemodernisierungen tangieren und einen Einfluss auf diewirtschaftlicheBeurteilungderMaßnahmenhabenkönnen.DerÜberblickbeinhaltetrelevante umweltpolitische Instrumente in Form energierechtlicher Vorgaben undökonomischer Anreize für die Gebäudeeigentümer. Ebensowerden die gesetzlichenRegelungen zur Mietpreisbildung beleuchtet, welche für die Entscheidungsfindungeines Vermieters bei der Modernisierungsplanung von Bedeutung sind. Darüberhinauswerden grundlegende Regelungen zur Einkommen‐ und Umsatzbesteuerungim Fall der Gebäudebewirtschaftung und des Betriebs stromerzeugender Anlagenkurzerörtert.

DasvierteKapitelwidmet sichdenmethodischenVorüberlegungenzurModellent‐wicklung. Im ersten Schritt erfolgt eine Verdichtung der relevanten technischen,ökonomischen und zeitlichen Aspekte der Modernisierungsplanung mit den beste‐henden Interdependenzen, welche den zu modellierenden Handlungsspielraum desGebäudeeigentümers determinieren. In diesem Zusammenhang werden auch dieUnsicherheiten imRahmen einerModernisierungsplanung beleuchtet. ImAnschlussdaran werden verschiedene existierende Entscheidungsmodelle vorgestellt. Ziel istdas Aufzeigen der bestehendenmethodischen Lücke, diemit dem zu erarbeitendenModellgeschlossenwerdensoll.DaraufaufbauenderfolgtderEinstiegindieMetho‐dendiskussionund‐auswahlfürdasneuePlanungsinstrument.AusgangspunktbildetdieKonkretisierungseinesAnforderungsprofilsunddieBestimmungderEigentümer‐zielsetzungen, an denen die Entscheidungsfindung ausgerichtet werden soll.Danach wird die Vorgehensweise zur Modellierung des Handlungsspielraums, zurBestimmung der vorteilhaftesten Alternative, zur Umsetzung des ökonomischenBewertungsschemasundzumUmgangmitdenbestehendenPlanungsunsicherheiten

6 Einleitung Kapitel1

erörtert.DasKapitelschließtmiteinerzusammenfassendenmethodischenCharakte‐risierung und Einordnung des zu entwickelndenModells in die bestehendeModell‐landschaftzurEntscheidungsunterstützungvonGebäudeeigentümernbeiderenerge‐tischenModernisierungsplanungunterwirtschaftlichenGesichtspunkten.

KernderArbeitundGegenstanddesfünftenKapitelsistdieModellerstellungaufderBasis der im vorangegangen Kapitel gewählten Methoden. Zunächst werden einigegrundlegendeFestlegungenzurräumlichen,zeitlichenundakteursspezifischenStruk‐turierung der abzubildenden Entscheidungssituation getroffen, bevor die formalenModellbestandteileerarbeitetundbeschriebenwerden.

ImsechstenKapitelwirddieexemplarischeAnwendungdesneuenPlanungsinstru‐mentsfüreinMehrfamilienhausmit12Wohneinheitenvorgestellt.Zunächstwirddasbetrachtete Beispielgebäude näher charakterisiert, die unterstellten AusgangslagenundEigentümerzielsetzungeninFormvonBasisszenariendefiniertsowiedieAnnah‐menzudenRahmenbedingungenbeschrieben.DieUntersuchunggliedertsichinzweiFallstudien. In der ersten Fallstudiewird dieModernisierungsentscheidung aus derEigennutzersicht beleuchtet. In der zweiten Fallstudie wird der Blickwinkel einesVermietersdesGebäudeseingenommen.ImAnschlussandieErgebnisdarstellungund‐bewertungwerdenfürjeweilseinBasisszenarioinjederFallstudiedieAuswirkungenverschiedener Entwicklungspfade unsicherer Rahmenbedingungen auf die Hand‐lungsempfehlungenanalysiert.

MitdenSchlussfolgerungenzurArbeitimsiebentenKapitelwirdzunächstdargelegt,dassmit dem entwickeltenModell die vorgegebenen Arbeitsziele erfülltwerden. Inder Folge werden die Fallstudienergebnisse erneut aufgegriffen und es werdenSchlussfolgerungen für das betrachtete Gebäude daraus gezogen. Darauf aufbauendwirdderAnalyseansatzhinsichtlichseinerGrenzenundmöglicherAngriffspunktefürKritik reflektiert.DasKapitel schließtmit einemAusblick aufweitereAnwendungs‐bzw.AnalysemöglichkeitendesneuenModellsundeswerdeneinigeAnsatzpunktezuseinermethodischenWeiterentwicklungaufgezeigt.

DasachteKapitelbeinhaltetdieZusammenfassungderArbeit.

Kapitel2 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung

UmdieübergeordneteZielstellungeinerlangfristigsicheren,umweltschonendenundwirtschaftlichtragfähigenEnergieversorgungfürDeutschlandzuverwirklichen,siehtdas Energiekonzept der Bundesregierung bis 2050 eine Reduktion des deutschenPrimärenergieverbrauchs ummindestens 50% gegenüber 2008 vor. Diese Vorgabesoll einerseitsdurchdieReduktiondesEndenergieverbrauchsundanderseitsdurchdie Steigerung des Anteils Erneuerbarer Energien an der Energiebedarfsdeckungerfülltwerden. IndiesemZusammenhangwirddieenergetischeModernisierungdesGebäudesektorsalswesentlichesHandlungsfeldundzentralerSchlüsselzumGelingenderEnergiewendebenannt.Bis2050sollderPrimärenergieverbrauchdesSektorsauf20%desVerbrauchsvon2008gesenktwerden[44/53].

MitFokusaufdenWohngebäudebereichistdasZieldiesesKapitels,dieHintergründefürdiedemGebäudesektorbeigemesseneBedeutung imRahmenderEnergiewendezubeleuchten.HierfürwirdimUnterkapitel2.1aufdieEnergieverbrauchstrukturundimUnterkapitel 2.2S.10 aufdieGrößen‐undAltersstruktur sowiedenenergetischenStatus Quo des deutschen Wohngebäudebestands eingegangen. Darauf aufbauendwerden imUnterkapitel 2.3S.14 die Eigentümerstruktur desGebäudebestands sowiewesentlicheMotiveundHemmnissederEigentümerfürdieUmsetzungvonenergeti‐schen Modernisierungsmaßnahmen betrachtet. Im Anschluss daran wird im Unter‐kapitel 2.4S.17 ein kurzer Überblick zu den physikalisch‐technischen Aspekten derEnergienutzung inGebäudengegeben.EinleitenderfolgteineallgemeineCharakteri‐sierungdesEnergiesystems„Wohngebäude“bevoretwasausführlicheraufdenHeiz‐wärmebedarfunddieHandlungsoptionenzudessenReduktioneingegangenwird.Inden darauf folgenden Abschnitten werden verschiedene Technologien und weitereAspektezurEnergiebereitstellungund‐speicherunginWohngebäudenangesprochen.

8 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

2.1 Energieanwendungenund‐verbrauchinWohngebäuden

Die die durchschnittliche Struktur des Endenergieverbrauchs in Deutschland derJahre2008bis2012 zeigtAbbildung1.Rund28%davonentfallen aufdieprivatenHaushalte. Der mit Abstand größte Teil des Haushaltsenergieverbrauchs ist derthermischenRaumklimatisierungzuzurechnen. InunserenBreitengradenhandeltessichhierbeivorallemumdieBereitstellungvonRaumwärme(Heizwärme).Energie‐anwendungen zur Raumkühlung sowie zur Be‐ und Entfeuchtung der Raumluftspielen indeutschenWohngebäudendagegenbislangnureineuntergeordneteRolle[29S.3ff./77S.99/223].

Abbildung1: Durchschnittliche Struktur des Endenergieverbrauchs in Deutschland und indeutschen Haushalten sowie der Energieträgereinsatz nach Anwendungs‐bereichenindenJahren2008‐2012(Datengrundlage:[4/5/229])4

4Die Energieanwendung zur Bereitstellung von Klimakälte (Raumkühlung) wird in dieser Statistik auf‐grundfehlenderInformationenundderbislanguntergeordnetenBedeutungnichtausgewiesen[4S.18].

0,1%

0,8%

Strom99,1%

21,5%

Gase49,3%

19,4%

4,4%

0,3%

5,1%

26,9%

Gase43,9%

2,8%

9,0%

2,7%

14,6%

Mineralöl

Strom

Mineralöl

Industrie2538,2PJ28%

Verkehr2559,6PJ28%

GHD1394,5PJ16%

2494,5PJ28%

Strom

Fernwärme

Kohle

Erneuerbare

Mineralöl

Gase

Fernwärme

Kohle

Erneuerbare

70,5%Raumwärme 14,0%Warmwasser 15,6%sonst.Wärme 14,1%sonst.Kälte 13,5%IKT 11,8%Beleuchtung 10,5%mech.Energie

EndenergieverbrauchnachSektoren

EnergieträgereinsatzfürdieEnergieanwendungen

EnergieanwendungsanteileindenHaushalten

Haushalte

Energieanwendungenund‐verbrauchinWohngebäuden 9

Der zweite wesentliche Treiber des Endenergieverbrauchs der Haushalte ist dieBereitstellung von Warmwasser. Der restliche Verbrauch verteilt sich auf Energie‐anwendungenzurBereitstellungvon:

sonstiger(Prozess‐)WärmefürKochen,Wäschetrocknen,WassererwärmunginWasch‐undSpülmaschinen,

sonstiger(Prozess‐)KältezumKühlenundGefrierenvonLebensmitteln, IKT‐Diensten(Übermittlung,Speicherung,UmwandlungvonInformationen), künstlichemLicht/Beleuchtungund mechanischerEnergie–bspw.zumAntriebvonWasch‐undSpülmaschinen.

Die Übersicht verdeutlicht, dass im Wohngebäudebereich die Wärmenutzung dasvorrangige Handlungsfeld zur Erreichung der energie‐ und klimapolitischen Ziel‐setzungendarstellt.DementsprechendzieltderenergetischeModernisierungsbegrifffürWohngebäude vor allem auf Maßnahmen ab, die den Endenergieverbrauch derthermischen Anwendungen zur Bereitstellung von Raumwärme und Warmwassersowie den damit verbundenen Hilfsenergieeinsatz reduzieren bzw. den Nutzungs‐anteil Erneuerbarer Energien in diesem Bereich erhöhen. Vor diesem Hintergrundbeinhaltet das Energiekonzept die Vorgabe, dass bis 2020 der Wärmebedarf desGebäudesektorsgegenüber2008um20%verringertwerdensoll.

Die anderen, vorrangig elektrischen Energieanwendungen beinhalten durch denEinsatzenergieeffizienterBeleuchtungsmittelundHaushaltsgeräteebenfallsEinspar‐potenziale.DiesefallenentsprechendderEnergieverbrauchstrukturimVergleichzumWärmebereich allerdings niedriger aus und liegen überwiegend im EinflussbereichderGebäudenutzer.FüreinenselbstnutzendenGebäudeeigentümerkannesaber imSinneeinerumfassendenBetrachtungunterBerücksichtigungderMöglichkeitenzurEigenstromversorgungunddendamitverbundenenWechselwirkungenzumWärme‐bereich5durchaussinnvollsein,auchHandlungsoptionenbeidiesenEnergieverbrau‐chern in dieModernisierungsplanungmit einzubeziehen. Für einenVermieterwärediese Betrachtungsweise nur relevant, sofern erHaushaltsgeräte (Waschmaschinen,Trockneretc.)imRahmenderMietverhältnissezurVerfügungstellt.

5Wärmebereitstellung ausKraft‐Wärme‐Kopplungsanlagen, elektrischeEnergie fürProzessederWärme‐versorgungetc.

10 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

2.2 StrukturundenergetischerStatusQuodesdeutschenWohngebäudebestands

Neben dem spezifischen Verhalten der Gebäudenutzer bei der Energieanwendungwird der Endenergieverbrauch eines Gebäudes maßgeblich durch seine Geometrie,Größe, Konstruktion und technische Ausstattung sowie durch seine Lage und dieUmfeldbedingungen vor Ort (Bebauung der Nachbargrundstücke, Verschattungenetc.)bestimmt.DementsprechendwerdenfürneuzuerrichtendeGebäudevonstaat‐licher Seite hohe Anforderungen an einzelne energierelevante GestaltungsoptionendesGebäudesgestellt,umdenEnergieverbrauchzubeschränken.Die jährlicheNeu‐baurate bezogen auf den jeweiligenVorjahresbestand anWohngebäudenbetrug fürden Zeitraum 2002 bis 2014 im Mittel ca. 0,7% mit fallender Tendenz. Im selbenZeitraumwar einAbgang vonWohngebäuden (Rückbau,Umnutzung etc.) imMittelvon0,05%desVorjahresbestandeszuverzeichnen[247].Diesverdeutlicht,dassderwesentliche Beitrag des Wohngebäudebereichs zur Erreichung der energie‐ undklimapolitischenZielsetzungendurchdieenergetischeModernisierungderBestands‐gebäudegeleistetwerdenmuss.

DerdeutscheGebäudebestandumfasstmehrals18Mio.Wohngebäude6mitinsgesamtrund39Mio.Wohneinheiten(Stand2011[24]).FüreineEinschätzungdesenergeti‐schenStatusQuodesWohngebäudebestandesistzunächstdieKenntnisseinerStruk‐tur hinsichtlich energierelevanter Merkmale erforderlich. Einen solchen ÜberblickgibtdieGebäudetypologiedesINSTITUTSWOHNENUNDUMWELT(sieheTabelle1).DadieGebäudeinAbhängigkeitihresAltersverschiedenecharakteristischeKonstruktionen,Baustoffe und Bauteilflächen (bspw. Fenstergrößen) aufweisen, die zum Zeitpunktihres Neubaus allgemein üblich waren bzw. den damals geltenden Bauvorschriftenentsprachen,wird in der Typologie die Baualtersklasse als einwesentliches Gliede‐rungskriteriumberücksichtigt.WeitereGliederungskriterien sind dieGröße unddieAnbausituationderGebäude[148].

Den Großteil des Wohngebäudebestands (ca.64%) bilden klassische Einfamilien‐häuser(freistehendoderalsDoppelhaushälftebzw.Reihenhaus).Zweifamilienhäusersind der am zweithäufigsten vorzufindende Gebäudegrößentyp (ca.17%). Bei denMehrfamilienhäusern sindGebäudemit drei bis sechsWohneinheiten am stärkstenvertreten, welche einen Anteil von ca.11% des gesamten Wohngebäudebestandsrepräsentieren[24].

6Gebäude (ohne Wohnheime), bei denen mindestens 50% der gesamten Gebäudenutzfläche für Wohn‐zweckegenutztwerden[24].

StrukturundenergetischerStatusQuodesdeutschenWohngebäudebestands 11

Tabelle1: Alters‐undGrößenstrukturdesdeutschenWohngebäudebestandsmitBaujahrbis2009(Stand2011[75])

Gebäude‐klasse

Baujahr/BaualtersklasseSumme Anteilbis

18601861‐1918

1919‐1948

1949‐1957

1958‐1968

1969‐1978

1979‐1983

1984‐1994

1995‐2001

2002‐2009

AnzahlW

ohngebäude

inTsd.

EFH 330 966 1.131 859 1.509 1.507 704 1.160 1.035 775 9.976 55%

RH 148 492 710 447 633 611 335 652 619 384 5.030 28%

MFH 54 442 388 356 586 412 146 309 244 85 3.023 17%

GMH 1 29 7 17 34 50 15 29 21 8 210 1%

Summe 533 1.929 2.236 1.679 2.762 2.580 1.200 2.150 1.919 1.25118.239

Anteil 3% 11% 12% 9% 15% 14% 7% 12% 11% 7%

AnzahlW

ohneinheiten

inTsd.

EFH 399 1.213 1.389 1.060 1.948 1.915 881 1.397 1.204 858 12.263 31%

RH 181 617 840 546 749 685 374 722 674 409 5.796 15%

MFH 214 2.177 1.911 2.003 3.348 2.313 852 1.826 1.390 461 16.495 42%

GMH 11 526 126 308 818 1.366 356 605 408 151 4.674 12%

Summe 806 4.533 4.265 3.915 6.863 6.279 2.463 4.550 3.675 1.88039.228

Anteil 2% 12% 11% 10% 17% 16% 6% 12% 9% 5%

Wohnfläche

inMio.m

²

EFH 46 135 150 116 218 233 110 178 158 119 1.463 41%

RH 19 62 82 52 76 79 45 85 80 52 633 18%

MFH 16 163 129 125 225 169 64 133 104 39 1.168 33%

GMH 1 36 8 17 47 87 22 35 26 10 288 8%

Summe 82 396 370 309 567 569 240 431 368 2203.552

Anteil 2% 11% 10% 9% 16% 16% 7% 12% 10% 6%

EFH: FreistehendeGebäudemit1bis2Wohneinheiten(insbesondereEinfamilienhäuser)RH: Doppel‐/ReihenhäuserundsonstigeGebäudetypenmit1bis2WohneinheitenMFH: Mehrfamilienhäusermit3bis12WohneinheitenGMH: GroßeMehrfamilienhäusermitmehrals12Wohneinheiten

FürjedeGebäudeklassewerdeninderTypologiecharakteristischeMerkmale(u.a.diebeheizte Wohnfläche, Bauteilflächen und deren Beschaffenheit, Fensterarten) einesNeubaus in der jeweiligenBaualtersklasse ausgewiesen.7Auf dieserGrundlage kön‐nenrepräsentativeEnergiekennwertefüreinGebäudeinderjeweiligenKategorieimErbauungszustandunddasEnergiesparpotenzialdurchdieUmsetzungeinerenerge‐tischenModernisierungabgeschätztwerden[148].

7FürfastalleBaualtersklassenbis1994wirdjedocheineIsolierverglasungfürdieFensterunterstellt[75].

12 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

Eine solche Gegenüberstellung zeigt Abbildung 2. Dargestellt ist der wohnflächen‐spezifische Endenergiebedarf für Raumwärme und Warmwasser für ein typischesWohngebäude in der jeweiligen Größen‐ und Baualtersklasse im weitgehend nichtmodernisierten Erbauungszustand. Hinsichtlich der vorhandenen Wärmeversor‐gungstechnikwurdenebenfallscharakteristischeSystemefürdieeinzelnenGebäude‐kategorien auf Grundlage einer repräsentativen Stichprobenerhebung definiert[77/180].ZumVergleichwirdderentsprechendeEndenergiebedarfausgewiesen,derdurch die Umsetzung von zwei verschiedenen Bündeln von Modernisierungsmaß‐nahmenrealisiertwerdenkönnte.Modernisierungspaket1beinhaltetderzeitgängigeMaßnahmen(Stand2014)undorientiertsichandenenergetischenMindestanforde‐rungenvonstaatlicherSeite.MitdiesemMaßnahmenbündelkönntederEndenergie‐bedarfderBeispielgebäudeindeneinzelnenKategorienum30‐45%gegenüberdemErbauungszustandgesenktwerden.Modernisierungspaket2beinhaltetdagegenam‐bitionierteMaßnahmenzumWärmeschutzunddieverstärkteNutzungErneuerbarerEnergien zurWärmebereitstellung. Damit ließe sich der Endenergiebedarf der Bei‐spielgebäudeimMittelum80%gegenüberdemErbauungszustandreduzieren.

Abbildung2: Typischer wohnflächenspezifischer Endenergiebedarf für Raumwärme undWarmwasser(ReferenzklimaDeutschland)fürWohngebäudeinverschiedenenGrößen‐undBaualtersklassenimErbauungszustandundnachderUmsetzungvonModernisierungsmaßnahmen(Stand2014[180S.41])

0

50

100

150

200

250

300

EFH

MFH EFH

RH

MFH

GMH

EFH

RH

MFH

GMH

EFH

RH

MFH

GMH

EFH

RH

MFH

GMH

EFH

RH

MFH

GMH

EFH

RH

MFH EFH

RH

MFH

bis1860

1861‐1918

1919‐1948

1949‐1957

1958‐1968

1969‐1978

1979‐1983

1984‐1994

imErbauungszustand mitModernisierunsgpaket1 mitModernisierunsgpaket2

Endenergiebedarf[kW

h/m²a]

BaujahrundGrößenklasse

StrukturundenergetischerStatusQuodesdeutschenWohngebäudebestands 13

Die tatsächlich erreichbare Endenergiebedarfsreduktion für ein reales noch nichtenergetisch modernisiertes Gebäude innerhalb der Kategorien kann aufgrund derVielzahl der spezifischen Einflussfaktoren (bspw. der Anteil von verglasten FlächenundderenAusrichtungoderAnforderungendesDenkmalschutzes)vonderinAbbil‐dung 2 dargestellten Reduktion für die charakteristischen Beispielgebäude abwei‐chen.Dennoch liefertdieseBetrachtungein Indiz fürdasdemWohngebäudebereichzugesprochene technische Potenzial zur Senkung des Energieverbrauchs bzw. zumEinsatzErneuerbarerEnergien.

BetrachtetmandiebeimNeubaubzw.nachträglichumgesetztenWärmeschutzmaß‐nahmen und den Einsatz Erneuerbarer Energie‐Technologien im Wohngebäude‐bestandwirddeutlich,dassdiesePotenzialeerstteilweisegenutztwerden.Sowurdenbis Ende2009 an ca. 29%der oberen thermischenGebäudeabschlussflächen, 64%der Außenwandflächen und 66% der Kellerdecken noch keine speziellen Wärme‐schutzmaßnahmenvorgenommen[77S.44].Darüberhinaus istbeidenbislangumge‐setztenWärmeschutzmaßenanopakenFlächeneinerechtgroßeBandbreitezwischenrelativgeringemundsehrhohemWärmeschutzstandardvorzufinden.ImBereichderFenster weisen erst ca. 56% der Gebäude einenmittleren bis sehr hohenWärme‐schutzstandardauf[77S.77ff.].AnlagenzurWärmebereitstellungmitNutzungregene‐rativer Energiequellen kamen bis Ende 2009 erst in weniger als 17% der Wohn‐gebäudezumEinsatz[54S.14/77].8

EinBlickaufdieModernisierungsaktivitätender Jahre2000bis2008zeigt,dassdiebestehendenPotenzialeauchnur langsamausgeschöpftwerden.ProJahrbetrugderAnteilderBauteilflächen,derenWärmeschutzindiesemZeitraumerhöhtwurde,beiDächern bzw. obersten Geschossdecken imMittel 1,6% (2,0%), bei Außenwänden0,9%(1,2%),beiKellerdecken0,4%(0,5%)undbeiFenstern1,3%(1,8%).Hierausergibtsicheinegewichtete jährlicheGesamt‐Modernisierungsrate fürWärmeschutz‐maßnahmenanderthermischenGebäudehüllevonrund0,8%(1,1%)[77S.69ff.].9ImBereichderVersorgungsanlagenkonnteeinemittlere jährlicheErneuerungsratederHauptwärmeerzeugervonrund2,8%(3,1%)ermitteltwerden[77S.89ff.].DieWertein Klammernweisen die entsprechendenRaten bei Einschränkung der BetrachtungaufGebäudemitBaujahrvor1978aus.

Eine2013veröffentlichteStudiedesFRAUNHOFER‐INSTITUTSFÜRBAUPHYSIKzeigt,dassmiteinerFortschreibungderaktuellenTrendsbeiderWohngebäudemodernisierungbis2050 eineMinderung desPrimärenergiebedarfs von64% realisiertwerden könnte[143]. Das gesteckte Minderungsziel von 80% für den gesamten Gebäudebestand8OhneBetrachtungergänzenderÖfen‐/Kaminheizungen.9Gewichtung:Dach/obersteDecke25%,Außenwand50%,Kellerdecke12%,Fenster13%[77S.73].

14 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

würdesomitfürdenWohngebäudebereichverfehlt.UmdieZielsetzungzuerreichenisteinedeutlicheSteigerungderModernisierungsratenerforderlich–bspw. fürdenBereichderWärmeschutzmaßnahmenanderthermischenGebäudehüllemindestenseineVerdopplung[42/78/143].LetztereswurdebereitsimEnergiekonzept2010alsZielvorgabeformuliert[44S.5/76].

Sofern von staatlicher Seite keine Zwangsmaßnahmenvorgegebenwerden, liegt dieEntscheidungzurUmsetzungvonModernisierungsmaßnahmenallerdingsalleinbeimGebäudeeigentümer. Vor diesem Hintergrund werden im nächsten UnterkapitelwesentlicheMotiveundHemmnisse füreineenergetischeWohngebäudemodernisie‐rungausEigentümersichtkurzbeleuchtet.

2.3 StrukturderWohngebäudeeigentümerundihreModernisierungsmotiveund‐hemmnisse

Die Entscheidung eines Eigentümers zur energetischen Modernisierung seinesGebäudeswirdoftmalsdurchmehrereHandlungsmotivegleichzeitigbestimmt.DabeikanndieRelevanzeinzelnerHandlungsmotivevonEigentümerzuEigentümerdurch‐aus stark variieren. STIEß [249] stellt hierzu eine Studie vor, in der dieWichtigkeiteinzelner Motive für verschiedene Entscheidertypen innerhalb einer Gruppe vonselbstnutzenden Eigentümern untersucht werden. Auf eine derart differenzierteBetrachtungwird im Folgenden verzichtet. Aufgezeigtwerden jedoch charakteristi‐sche Handlungsmotive und ‐hemmnisse sowie deren Relevanz für die beidenEntscheidergruppen „Eigennutzer“ und „Vermieter“, da die Motive dieser Akteureaufgrund der unterschiedlichen Eigentümer‐Nutzer‐Beziehung in der Regel deutlichvoneinander abweichen. Die Betrachtung beschränkt sich dabei auf Eigentümer inFormnatürlicherPersonen(Privatpersonen),derenModernisierungsentscheidungimFokusder vorliegendenArbeit steht.UmdieBedeutungdieserAkteure – sowohl inderEigennutzerrollealsauchinderVermieterrolle–fürdieenergetischeModernisie‐runghervorzuheben,wirdzunächstdieEigentümerstrukturimWohngebäudebestanddargestellt.

Abbildung 3 zeigt die Gebäudeeigentumsverhältnisse im deutschen Wohngebäude‐bestand.ErwartungsgemäßdominierenimEin‐undZweifamilienhausbereichPrivat‐personen als Eigentümer, da hier überwiegend Eigennutzer vorzufinden sind. Aberauch im Bereich der Mehrfamilienhäuser bilden sie die größte Eigentümergruppe,gefolgt von Wohnungseigentümergemeinschaften. In Summe befinden sich knapp85%derWohngebäudeimEigentumvonPrivatpersonen(Einzelpersonen,Ehepaare,Erbengemeinschaftenetc.).

StrukturderWohngebäudeeigentümerundihreModernisierungsmotiveund‐hemmnisse 15

Abbildung3: EigentümerstrukturderGebäudeimWohngebäudebestand (ohneWohnheime–Stand2011[24])

Abbildung4: Nutzungs‐ und Eigentümerstruktur der Wohneinheiten im Wohngebäude‐bestand(ohneWohnheim‐,Freizeit‐undFerienwohnungen–Stand2011[24])

PP94,2%

WEG4,2%

WG0,3%

KWU0,4%

PWU0,4%

Sonst.0,5%

PP40,7%

WEG33,3%

WG7,6%

KWU7,8%

PWU7,5%

Sonst.3,1%

PP: WEG: WG:

PrivatpersonenWohnungseigentümergemeinschaften Wohnungsgenossenschaften

KWU:PWU: Sonst.:

Ein‐undZweifamilienhäuser Mehrfamilienhäuser

Kommunen/kommunaleWohnungsunternehmen PrivatwirtschaftlicheWohnungsunternehmen AndereprivatwirtschaftlicheUnternehmen/Bund/Länder/OrganisationenohneErwerbszweck

Selbst‐genutzt43,9%

Vermietet51,7%

Leer‐stehend4,4%

PP63,7%

WG10,1%

ÖU12,4%

PU13,8%

PP69,1%

WG6,7%

ÖU12,8%

PU11,5%PP:

WG: ÖU: PU:

PrivatpersonenWohnungsgenossenschaftenKommunen/kommunaleWohnungsunternehmen/Bund/Länder/OrganisationenohneErwerbszweckPrivatwirtschaftlicheWohnungsunternehmen/ andereprivatwirtschaftlicheUnternehmen

16 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

Die in Abbildung 4 dargestellte Nutzungs‐ und Eigentümerstruktur der einzelnenWohneinheiten im Gebäudebestand zeigt, dass mit knapp 52% der überwiegendeAnteil der Wohneinheiten vermietet wird. Selbstnutzende Eigentümer bewohnenlediglich44%allerWohneinheiten.DaPrivatpersonenauchindenWohnungseigen‐tümergemeinschaftendominantvertretensind,befindensichrund80%desgesam‐tenWohnungsbestandesinWohngebäudenimEigentumdieserAkteure[24].

DiefünfwichtigstenHandlungsmotiveund‐hemmnissefüreineenergetischeGebäu‐demodernisierungbeiselbstnutzendenEigentümernundVermietern,dieinverschie‐denenStudienermitteltwurden,sindinTabelle2aufgelistet.

Tabelle2: Handlungsmotiveund‐hemmnissefüreineenergetischeWohngebäudemoder‐nisierungausEigentümersicht(dieReihenfolgeentsprichtderbeigemessenenBedeutung)

Handlungsmotive

Selbstnutzer(vgl.[248/254]) Vermieter(vgl.[233/248/254])

LohnendeInvestitionenfürgeringereEnergiekostenSubstanzerhaltungderObjekte/Schlechterallge‐meinerGebäude‐undWohnungszustand

UnabhängigkeitvonEnergiepreisenSteigerungderWohnqualität/SchlechteVermiet‐barkeitdurchhoheEnergiekosten

LeisteneinesBeitragszumUmweltschutz LeisteneinesBeitragszumUmweltschutz

SubstanzerhaltungderObjekteLohnendeInvestitionenfürgeringereEnergiekosten/HöhereMieteinnahmeerwartung

SteigerungderWohnqualität SteigerungdesVerkaufswerts/derMieten

Handlungshemmnisse

Selbstnutzer(vgl.[248/249]) Vermieter(vgl.[233/248])

MangelndeBereitschaftzurKreditaufnahme GuterZustandderGebäude

Einstellung,dassdasHausineinemenergetischgutenZustandist

KeineHemmnisse–Investitionenwerdendennochunterlassen

KeinInteresseanüberdasNotwendigeHinausge‐hende

KeineMöglichkeitzurRefinanzierungwegenzuniedrigemMietpreisniveau

UnklarheitüberWirtschaftlichkeitenergetischerModernisierungen

FehlendesEigenkapital

KeineZeit,sichdamitzubeschäftigen HaltungderMieterzugrößerenBaumaßnahmen

Die Übersicht zeigt, dass ökonomische Motive und Hemmnisse vor allem auf derSelbstnutzerseite einen hohen Stellenwert einnehmen. Dies spiegelt die Tatsachewider,dassderSelbstnutzervondermitModernisierungsmaßnahmenerreichbarenEnergiekostenreduktion profitiert. Gleichzeitig wirkt sich die Unsicherheit über dieWirtschaftlichkeit der Modernisierungsmaßnahmen und fehlendes Eigenkapital inVerbindungmitmangelnderBereitschaftzurKreditaufnahmehemmendaus.

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 17

AufderVermieterseitestehendagegenzunächsttechnischeAspekteimVordergrund.Auslöser von Investitionen in die Gebäudemodernisierung sind damit vorrangiganstehendeInstandsetzungsarbeitenzumErhaltderBausubstanz.DieSteigerungderWohnqualitätzurbesserenVermietbarkeitstelltallerdingsebenfallseinenwichtigenBeweggrunddar.NiedrigeMietpreisniveausbzw.fehlendeMöglichkeiten,dieModer‐nisierungsinvestitionbeiderMietpreisbildungzuberücksichtigen,wirken sichhem‐mendaus,daeinVermieternurüberdiesenWegeinenmonetärenNutzenauseinerenergetischenModernisierungziehenkann.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass der Wohngebäudebereich einen wesent‐lichen Beitrag zur Energiewende in Deutschland leisten kann.Mit den bestehendentechnischenMöglichkeiten zur Energiebedarfsreduktion und zurNutzung regenera‐tiver Energiequellen sind die in diesem Rahmen für den Gebäudesektor gestecktenZieleerreichbar.DerUmsetzungsfortschrittdererforderlichenMaßnahmenistjedochvonderEntscheidungderEigentümerzurModernisierungihresGebäudesabhängig.Diese Entscheidungssituation steht imMittelpunkt der vorliegenden Arbeit. Im Fol‐genden wird ein Überblick zu einzelnen technischen Aspekten des Energiesystems„Wohngebäude“unddessenModernisierunggegeben.

2.4 DasEnergiesystem„Wohngebäude“

In unserem Kulturkreis stellt der Zugriff auf Energie in Gebäuden eine wichtigeVoraussetzungfürderenzweckgemäßeNutzbarkeitdarundwirdalsselbstverständ‐lich erachtet. Bewusstwahrgenommenwird dieserUmstand oftmals erst bei einemAusfallihrerVerfügbarkeit.ZurBereitstellungderbenötigtenEnergiekanneinerseitsdie direkt am Gebäudestandort verfügbare Primärenergie (Solarstrahlung und Um‐weltwärme aus Luft,Wasser und Boden) genutzt werden. Andererseits besteht dieMöglichkeit, Energie in Form von Kohlebriketts, Heizöl, Erdgas, Fernwärme, Stromund Biomasseprodukten von einem Lieferanten zu beziehen. Diese Energie wirdanderortsauserschöpflichen(LagerstättenvonErdöl,Erdgas,Braun‐undSteinkohleetc.) sowie regenerativen Primärenergiequellen (Sonne, Wind, Wasser, Boden, Bio‐masse) gewonnen. Die Primärenergie aus diesen Quellen durchläuft mit Verlustenbzw. Verbrauch10 verbundene Transport‐, Veredelungs‐ und UmwandlungsprozesseaufdenvorgelagertenStufendesEnergieversorgungssystems, bis sie letztendlich inderbenötigtenFormalsEndenergieanderGebäudegrenzebereitsteht.

10Umwandlung nutzbarer Energie in minderwertige Energie, welche für den vorgesehenen Zweck nichtmehrnutzbarist[221S.40].

18 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

InnerhalbseinerGrenzenweisteinGebäudeselbstdieStruktureinesEnergiesystemsmit den entsprechendenWechselwirkungen zwischen den Bereichen Energieerzeu‐gung11,‐verteilungund‐nachfrageauf.DemGebäudeeigentümerbietensichindiesemRahmen verschiedene Handlungsoptionen zur effizienten Bereitstellung und effek‐tivenNutzungvonEnergiesowiezumEinsatzvonErneuerbareEnergie‐TechnologienundEnergiespeichern.AbgesehenvomwesentlichkleinerenMaßstabsiehtersichbeider wirtschaftlichen Auslegung des Gebäudeenergiesystems somit Herausforde‐rungengegenübergestellt,dieimGrundsatzsehrähnlichzudenenbeiderGestaltungübergeordneterEnergieversorgungsstrukturensind[184].

Abbildung5: SchematischeDarstellungdesWohngebäudeenergiesystems

Die gebäudeinterne Energiebereitstellungskette ist in Abbildung 5 dargestellt. Dieüber die Gebäudegrenze bezogene Endenergiewird dabei weiteren Umwandlungs‐,Speicher‐undTransportprozessenunterworfen,um letztendlichdiebenötigteNutz‐energie für die nachgefragten Energieanwendungen zu erzeugen und am jeweiligenAnwendungsortzumrichtigenZeitpunktbereitzustellen.Hierbeikanngrobzwischengebäudezentraler (bspw. im Hausanschlussraum) und gebäudedezentraler Energie‐erzeugung(indenWohneinheiten)unterschiedenwerden.DieverfügbareEnergieausregenerativenQuellen amGebäudestandort ist zumTeil passivnutzbar (natürliches

11Erzeugung der benötigten Energieformen/‐träger aus den verfügbaren Energieformen/‐trägern durchUmwandlungsprozesse.

UmweltwärmeausBoden/Wasser/Luft

Energieverteilung

Endenergie‐bezugvomLieferanten

Erzeugungs‐,Speicher‐undVerteilungsverluste

EnergieeinspeisunginVersorgungsnetze

Interne Wärmegewinne

RückgewinnungvonNutzwärme

VerlustvonNutzenergie Ortder

Energieanwendung

EnergiebereitstellungEnergienutzung

GebäudezentraleEnergieerzeugungund‐speicherung

Energieverteilung GebäudedezentraleEnergieerzeugungund‐speicherung

Solarstrahlung

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 19

LichtundWärmestrahlung)oderkanndurchEnergie‐undTechnologieeinsatzaktivnutzbar gemacht werden. Im Fall der objektinternen Stromerzeugung besteht dieMöglichkeit,elektrischeEnergieinsVersorgungsnetzeinzuspeisen.

Auch die gebäudeinternen Umwandlungs‐, Speicher‐ und Transportprozesse gehenmit Energieverlusten einherundbenötigen zusätzlichHilfsenergie zumAntriebundzur Steuerung der technischen Anlagen. Die Bereitstellungsverluste einer Energie‐anwendungkönnenaberteilweiseeineranderenAnwendungzugutekommen.Hierbeihandelt es sich um interne Wärmegewinne, welche durch die Wärmeabgabe dergebäudenutzendenPersonenundderAbwärmevoneinzelnenEnergieanwendungenergänzt werden. Letztendlich wird aber die gesamte Nutzenergie im Rahmen derEnergieanwendungen verbraucht bzw. sie entweicht über die Gebäudegrenze undgeht an die Umgebung verloren [170S.23]. Ein Teil der entweichenden Nutzwärmekann jedoch wiederum durch Technologie‐ und Energieeinsatz temporär zurück‐gewonnenwerden.

Aufbauend auf dieser recht allgemeinen Betrachtung des GebäudeenergiesystemswirdindenfolgendenAbschnitteneinkurzerÜberblickzuwesentlichenZusammen‐hängen und technischen Handlungsoptionen auf der Energiebereitstellungs‐ undNutzungsseitegegeben,welchedenGebäudeendenergieverbrauchbzw.‐bedarfbeein‐flussen.12

2.4.1 HeizwärmebedarfinWohngebäudenundMaßnahmenzudessenReduktion

Die Heizwärmeversorgung in einem Gebäude dient zur Gewährleistung der thermi‐schen Behaglichkeit der Nutzer während der kalten Jahreszeit und stellt – wie imUnterkapitel2.1S.8gezeigt–dieanteilmäßiggrößteEnergieanwendungindeutschenWohngebäuden dar. Das thermische Behaglichkeitsempfinden der Nutzer wird vonverschiedenen Einflussgrößen bestimmt. Dazu zählt u.a. neben der physischenBelastung und der Bekleidung der Personen vor allem das thermische Raumklima,welchesdurchdieParameterLufttemperatur, StrahlungstemperaturderUmgebung,Luftbewegungund‐feuchtecharakterisiertwerdenkann.13

12AlsEnergieverbrauchwirddiegemesseneEnergieinanspruchnahmebezeichnet,dieu.a.inAbhängigkeitdes herrschenden Wetters und des tatsächlichen Verhaltens der Gebäudenutzer realisiert wird. DerBedarfsbegriff bezeichnet dagegen eine Norm‐Prognose des Energieverbrauchs, bei dessen BerechnungStandardwerte u.a. für typisches Nutzerverhalten und charakteristischeWitterungsverläufe in einzelnenZeiträumenberücksichtigtwerden.DerberechneteEnergiebedarfunddertatsächlicheintretendeEnergie‐verbrauchkönnendeshalbstarkvoneinanderabweichen(vgl.bspw.[180S.76ff.]).13Vgl.hierzuundweiterführend[115/146S.21ff./170S.26ff.]sowie[DINENISO7730].

20 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

DerHeizwärmebedarfrepräsentiertdieerrechneteMengeanNutzwärme,welchezurAufrechterhaltungeinesbehaglichenthermischenRaumklimasdurchdasHeizsystemin die Gebäudezonen einzutragen ist. Die Ermittlung erfolgt auf Grundlage einerBilanzierungderGewinneausWärmequellenundderVerlustedurchWärmesenkenfür einen bestimmten Zeitraum. Wärmegewinne ergeben sich durch die Wärme‐abgabe der Gebäudenutzer, der Beleuchtung und der elektrischen Geräte sowie dieWärmeverluste angrenzender Bereiche und der Warmwasserverteilung. DieseWärmegewinne verringern denHeizwärmebedarf einerGebäudezone. Ebenso redu‐zierend wirken sich solare Energiegewinne insbesondere durch die transparentenFlächen der Gebäudehülle aus. Letztere setzen sich aus der direkt transmittiertenStrahlungsowiederabsorbiertenunddurchKonvektionundStrahlungandieRäumeabgegebenWärme zusammen (sieheAbbildung 6). Der Anteil der Solarenergie, derdurchdiesebeidenVorgängeinsGebäudeinneregelangenkann,istvonderGestaltungder transparenten Flächen abhängig und wird durch ihren Gesamtenergiedurch‐lassgrad (g‐Wert) ausgedrückt. Neben dem g‐Wert wird der solare EnergieeintragauchvonderFlächenausrichtungund‐verschattungbeeinflusst.

Abbildung6: SchematischeDarstellungdesSolarwärmegewinnsdurcheinFenster

Eine wesentliche, den Heizwärmebedarf steigerndeWärmesenke stellen die Trans‐missionswärmeverluste über die Hüllfläche einer Gebäudezone dar. Diese VerlusteresultierenausderWärmeübertragungdurchdieeinzelnenBauteile,welcheaufgrundvonTemperaturunterschiedenauf ihrer Innen‐undAußenseite sowie ihrerWärme‐leitfähigkeitentsteht(sieheAbbildung7).DieWärmeübertragungzwischenHüllflächeundUmgebungerfolgtwiederumdurchStrahlungundKonvektion.

PrimärerWärmeeintragdurchTransmission Reflexion

AbsorptionundsekundärerWärmeeintragdurchKonvektionundStrahlung(Emission) AbsorptionundWärmeabgabedurch

KonvektionundStrahlung(Emission)

Außen

Solarstrahlung

Innen

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 21

Abbildung7: SchematischeDarstellungdesWärmeverlustesdurcheinopakesAußenbauteil

Der Wärmedurchgang unter stationären Randbedingungen bei einer Temperatur‐differenzvon1KdurcheinebenesBauteilmithomogenenSchichtenundeinerFlächevon 1m² wird durch denWärmedurchgangskoeffizienten (U‐Wert) charakterisiert.DerU‐WertistabhängigvondenWärmeübergangswiderständenandenBauteilober‐seitensowiederDickeundWärmeleitfähigkeitdereinzelnenBauteilschichten.AuchwennstationäreRandbedingungendurchständigeTemperaturschwankungenetc. inderRealitätnichtgegebensind,wirdderU‐WertalsgeeigneteGrößeangesehen,ummittlere Wärmedurchgänge durch Bauteile für durchschnittliche Temperaturdif‐ferenzen in längerfristigen Bilanzierungszeiträumen zu bestimmen [270S.133]. Aufdieser Grundlage werden letztendlich die Norm‐Transmissionswärmeverluste einerGebäudezoneerrechnet.

Zur Verringerung der Transmissionswärmeverluste über opake Bauteile kommenverschiedene Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit (Wärmedämmstoffe vor‐rangig imBereichvon0,02bis0,045W/mK) inFormvonPlatten,SchüttungenundMattenbzw.FilzenzumEinsatz(sieheTabelle3).

Tabelle3: ÜbersichtzuDämmstoffen[244]

anorganisch

synthetischMineralwolle(Glas/Stein),Schaum‐/Blähglas,Kalziumsilikatschaum,Aerogel,Gips‐schaum,Keramikfasern/‐schaum,PyrogeneKieselsäure,Schlackenwolle

natürlich (Bläh‐)Perlite,Vermiculite(Blähglimmer),Blähton,Bims,Wärmedämmziegel

organisch synthetisch

Styropor/Polystyrolschaum,Polyurethanschäume,Resol‐/Phenolharzschaum,Melamin‐harzschaum,Polyethylenschaum,Harnstoff‐Formaldehydharzschaum,Polyesterfasern

natürlichHolzwolle/‐fasern/‐späne,Kork,Zellulosefasern,Hanf,Flachs,Schilf,Stroh,Seegras,Torf,Kokosfasern,Schaf‐/Baumwolle,Getreidegranulat

Innen

WärmeeintragindasBauteil durchKonvektionund Strahlung(Absorption)

Außen

WärmeaustragausdemBauteil durchKonvektionund Strahlung(Emission)

Bauteil

Wärmeleitung

22 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

Am häufigsten finden Mineralwolle, Styropor/Polystyrolschaum und Polyurethan‐schäume Verwendung (Stand 2013 [244S.74]). Innovative Weiterentwicklungenwurden in den letzten Jahren durch Materialkombinationen (bspw. Aerowolle –SteinwolleundAerogel)sowieimBereichderVakuumdämmungen(bspw.Isolations‐paneelemit pyrogenerKieselsäure als Stützkern) erreicht. LetztereweisenWärme‐leitfähigkeitenunter0,01W/mKauf[128S.39/244S.50].

Eine besondere Schwachstelle hinsichtlich der Transmissionswärmeverluste stellenmaterial‐undkonstruktionsbedingtdietransparentenHüllflächendar.Seit1995sindim Fensterbereich zweifache, seit 2005 dreifache Wärmeschutzverglasungen mitMetalloxidschichtenaufdenGläsernundEdelgasfüllungen(Argon,Krypton, seltenerXenon)indenZwischenräumenStandderTechnik,welchedieWärmeverlustedurchdasBauteil reduzieren. JenachAufbauundBeschichtungwerdenU‐Wertezwischen0,5 und 1,1W/m²K für die Verglasung erreicht.14 Tendenziell fällt bei kleineren U‐Werten auchder g‐Wert niedriger aus, sodassdie solaren Strahlungsgewinne eben‐fallsabnehmen[269].

DiezweitewesentlicheHeizwärmesenkestellendieLüftungswärmeverlustedar.DieRaumlüftungdienteinerseitszurRegulierungderRaumluftfeuchteundandererseitszur Sicherstellung der Raumluftqualität hinsichtlich chemischer Behaglichkeitskom‐ponentenwie bspw. CO2‐Gehalt und Gerüche [146S.13f.]. In BestandswohngebäudenistdiefreieLüftungdurchFensteröffnungundFugenvorherrschend[77S.99].Letzteresind aufgrund der völligen Unkontrollierbarkeit der damit verbundenen Wärme‐verluste möglichst zu vermeiden. Wird der Luftaustausch dagegen durch eine Lüf‐tungsanlagesichergestellt,bietetsichdieMöglichkeitzurErwärmungderZuluftdurchdieAbluft(Wärmerückgewinnung–WRG).JenachSystemkönnendamit75bisüber90%derAbluftwärmenutzbargemachtwerden.InzentralenWohngebäudelüftungs‐anlagen kommen u.a. direkte rekuperative (Platten‐ und Röhrenwärmeübertrager)und regenerativeWRG‐Systememit rotierenden Speichermassen zumEinsatz.15DieNachrüstungeinerzentralenAnlagekannaufgrunddererforderlichenLüftungskanälejedoch problematisch sein. Alternativ bietet sich der Einbau dezentraler LüftermitWRG in die Raumaußenwände an (bspw. Umschaltregeneratorenmit feststehenderSpeichermasse).

14DerU‐WertfürdasgesamteFenster(Verglasung,RahmenverbundundRahmen)liegtinderRegel0,2‐0,5W/m²Kdarüber.15Vgl.hierzuundweiterführend[145S.359ff./146S.392ff.].

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 23

2.4.2 EnergieerzeugunginWohngebäuden

Zur Energieerzeugungsseite in Gebäuden können alle technischen Anlagen bzw.Gerätegezähltwerden,welcheausdenanderGebäudegrenzeverfügbarenEnergie‐formen/‐trägerndurchUmwandlungbzw.ÜbertragungletztendlichdieerforderlicheNutzenergie gewinnen. ImFolgendenwird ein kurzerÜberblick über die Technolo‐gien zur Erzeugung von Wärme und Strom in Wohngebäuden als die wichtigstenEnergieformenindiesenEnergiesystemengegeben.

2.4.2.1 Heizkessel

In ca. 87%derWohngebäude kommenHeizkessel alsWärmeerzeuger zumEinsatz(Stand2009[77S.82]).DurchVerbrennungvonGasoderÖl,seltenervonfestenStof‐fen16,erhitzensiedasHeizwasserindendieBrennkammerumschließendenKanälenbzw. im darüber angeordneten Kesselwasserbehälter. Sie können sowohl gebäude‐zentralalsauchdezentral (Etagen‐bzw.wohnungszentraleAnlagen) installiert sein.Konstanttemperaturheizkessel werden ganzjährig mit einer Temperatur über 60°Cbetrieben.EshandeltsichumeineveralteteTechnologie,dieaberinBestandsgebäu‐den noch vorzufinden ist (ca. 16% der vorhandenen Anlagen [77S.97]). NachteiligwirkensichhiervorallemdiehohenBereitschaftswärmeverlusteaus.AlsNiedertem‐peraturheizkessel werden dagegen Anlagen bezeichnet, die dauerhaft bzw. gleitendauchdeutlichunterhalbvon60°Cbetriebenwerdenkönnenundsichdadurchbesseran den saisonal schwankenden Wärmebedarf anpassen lassen. Beide KesseltypennutzenlediglichdenHeizwertdereingesetztenEnergieträger.StandderTechniksindjedoch Kessel mit Brennwertnutzung (Brennwertkessel). Diese Anlagen verfügenzusätzlichüber einenWärmetauscher, in demdie latenteWärmeenergie des in denAbgasenenthaltenenWasserdampfsdurchKondensationentwederderBrennerzuluftoderdirektdemHeizwasseramRücklaufzugeführtwird.ImletzterenFallmüssendieRücklauftemperaturen des Heizungssystems allerdings unterhalb der brennstoff‐abhängigenTaupunkttemperaturen (fürGasca.58°C,Öl ca.48°C) liegen [110S.856].Ende2009warenNiedertemperatur‐undBrennwertkesselimGebäudebestandetwagleichstarkvertreten.LetzteredominierenjedochbeidenNeuinstallationen[77S.98].

2.4.2.2 Fern‐undNahwärme

Fern‐undNahwärmewirdinca.4%derdeutschenWohngebäudegenutzt.BezogenaufdieWohneinheitenanzahlliegtderAnteilsogarbei12%(Stand2009[77S.82]).DieAnlagentechnik im Gebäude beschränkt sich bei dieser Versorgungsoption auf eine16Gas59%,Öl37%,Festbrennstoffe4%[77S.97/289S.13].

24 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

WärmeübergabestationmitWärmetauschern,welche die in der RegelmittelsHeiß‐wasser(110‐180°C,16‐25bar)ausHeiz(kraft)werkenundIndustrieanlagenübereinVerteilnetz bereitgestellte (Ab‐)Wärme dem Gebäude zuführt [173S.692]. Sie ist mitVorrichtungenzurDruckbegrenzungsowiezurRegelungundErfassungderWärme‐mengenausgestattet[110S.858].

2.4.2.3 Solarthermieanlagen

SolarthermieanlagenzählenzudenTechnologien,welchedieverfügbareEnergieausregenerativenQuellenamGebäudestandortaktivverwertbarmachen.IndenKollek‐torenderAnlagenerhitztdieSonnenstrahlungeinzirkulierendesArbeitsmittel(inderRegel einWasser‐Glykol‐Gemisch).Hierfürwirddas solare Strahlungsspektrumvon400bisetwa2.500nmausgenutzt.NebendemStandortundderAusrichtungistdererreichbareWärmeertragdesKollektors vomTransmissionsgrad seinerAbdeckung,vomAbsorptionsgradseinesAbsorbersundvonseinenWärmeverlustenandieUm‐gebung abhängig [219S.B52]. Unterschiedenwird grob zwischen Flach‐ undRöhren‐kollektoren.17 Erstere kommen am häufigsten zum Einsatz. Röhrenkollektoren sindteurerinderAnschaffung,weisenallerdingseinegrößereflächenbezogeneLeistungs‐dichte auf und können bei niedrigenAußentemperaturen und ungünstigeren Strah‐lungsverhältnissen pro Flächeneinheit höhere Wärmeerträge als Flachkollektorenerzielen.DasArbeitsmittelüberträgtdiegewonneneWärmeüblicherweiseinWärme‐speicher wobei weitere Verluste in Kauf zu nehmen sind. Aufgrund der saisonalschwankenden Energiebereitstellung stellen Solarthermieanlagen eine ergänzendeVersorgungstechnologie dar. Ende 2009wurden sie in rund 9%derWohngebäudezurWarmwasserbereitungeingesetzt.BeiguteinemDritteldavonunterstütztendieAnlagenauchdieRaumwärmebereitstellung[77S.96].

2.4.2.4 Wärmepumpen

Die vor Ort verfügbare Umweltwärme aus Boden, (Grund‐)Wasser oder Luft kanndurch Wärmepumpen nutzbar gemacht werden. Die Funktionsweise der Anlagenberuht auf einem thermodynamischenKreisprozess, in dem einArbeitsmediummitgeringer Siedetemperatur (Kältemittel) kontinuierlich umgewälzt und dabei ver‐dampft,verdichtet,verflüssigt,entspanntundwiederverdampftwird.Dadurchwirddem natürlichen Wärmereservoir mit relativ niedrigen Temperaturen thermischeEnergieentzogenundmithöhererTemperaturandasWärmeversorgungssystemdes

17Vgl.weiterführend[99Kap.7S.36ff.].

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 25

Gebäudes wieder abgegeben.18 Der Wärmeentzug aus dem Boden erfolgt über tiefeingebrachteSonden(inderRegel<100m)oderflachverlegteKollektorenunterhalbderFrostgrenze. ImFallderGrundwassernutzungsindFörder‐undSchluckbrunnenanzulegen. Für die Verdichtung des Arbeitsmediums ist der Einsatz mechanischeroder thermischer Energie erforderlich. In Abhängigkeit der Temperanhebung über‐steigt die erzeugte Nutzwärmemenge jedoch die eingesetzte Antriebsenergiemengeum ein Vielfaches, wobei die Anlageneffizienz mit fallender Temperaturdifferenzzunimmt.19

Wärmepumpen werden sowohl zur Raumwärme‐ als auch zur Warmwassererzeu‐gungeingesetztundkönnennebendengenanntennatürlichenWärmequellenebensoWärmeausdemhäuslichenAbwasseroderderRaumabluftdafürnutzbarmachen.Sieübernehmen die Wärmeversorgung vollständig (monovalenter Betrieb) oder inKombination mit einem zweiten Wärmeerzeuger (bivalenter Betrieb). Im letzterenFall fungierensieüblicherweisealsGrundlasterzeuger.DieVerbreitungdieserAnla‐genistnochgering(<2%derWohngebäude).BeidenNeubautenseit2005bis2009erreichen sie mit knapp 20% jedoch einen wesentlich höheren Anteil. Vorrangighandelt es sich dabei um elektrische Kompressionswärmepumpen (Stand 2009[77S.82,85]). Deutlich seltener werden Anlagen mit einem Verbrennungsmotor alsAntrieb odermit thermischem Verdichter (Absorptionswärmepumpen) installiert.20EinweiterermöglicherEinsatzbereichvonWärmepumpenistdieRaumkühlung.DasFunktionsprinzipistdasselbewieebengeschildert,nurdasshierbeidemWohnraumthermischeEnergieentzogenundandieUmweltoderspeziellesaisonaleWärmespei‐cherabgegebenwird.21

2.4.2.5 Wassererwärmer

Für dieWarmwasserbereitung inWohngebäudenkommen verschiedeneAnlagen inBetracht,die sichgrob indiedreiKategorienSpeicher‐Wassererwärmer,Durchlauf‐erhitzerundBoilergliedern lassen.Speicher‐Wassererwärmerwerdenzurgebäude‐zentralen, inkleineremMaßstababerauchzurdezentralenWarmwasserversorgungeingesetzt. Diese Anlagenkategorie wird im Abschnitt 2.4.3S.27 zur Energiespeiche‐runginGebäudennochmalsaufgegriffen.MitAnlagenderbeidenanderenKategorienwerdenüblicherweisenureinzelneZapfstellenversorgt.

18Vgl.weiterführend[175S.420ff.].19ZurÜbersichtamMarktverfügbarerWärmepumpenmitLeistungszahlennachDINEN14511vgl.[19].20Vgl.weiterführend[219S.H154f.].21Vgl.weiterführend[146S.85ff.,445ff.]sowieUnterabschnitt2.4.3.1S.28.

26 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

BoilerverfügenübereindrucklosesWasservolumenohneWärmedämmung,welcheszeitnahvorderEntnahmeerwärmtwird.DurchlauferhitzererwärmendagegendirektdasfließendeWasserwährendderEntnahmeundversorgengegebenenfallsaucheinekleineAnzahlmehrererZapfstellen.AlsEnergieträgerwerdeninderRegelStromoderGas genutzt. Einen besonderen, vorrangig wohnungszentral eingesetztenWärmeer‐zeugertyp repräsentiert die Kombitherme. Sie stellt neben Warmwasser nach demDurchlauferhitzerprinzipauchHeizwärmebereit[219S.B35ff.].

2.4.2.6 Kraft‐Wärme‐Kopplungsanlagen

Zur Stromerzeugung in Wohngebäuden kommen zunächst Technologien mit Kraft‐Wärme‐Kopplung (KWK) in Betracht. Obwohl ihr Einsatz durch die gleichzeitigeWärmebereitstellung besonders vorteilhaft erscheint, ist die Verbreitung in Wohn‐gebäuden nach wie vor sehr gering (Stand 2009: 0,1% [14/77S.82]). In der RegelwerdendieAnlagenwärmegeführtbetrieben,d.h.ihrzeitlicherEinsatzorientiertsichausschließlich am Wärmebedarf im Gebäude.22 Die Wirtschaftlichkeit des BetriebswirdmaßgeblichvonderAnlagenauslastungunddemobjektinternenNutzungsgraddes erzeugten Stroms beeinflusst. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Nachfragenach thermischer und elektrischer Energie im Tagesverlauf und vor allem saisonalunterschiedlich stark ausgeprägt ist. VordiesemHintergrundwerdenKWK‐Anlagenüblicherweise als Grundlasterzeuger ausgelegt und durch einen zweiten Wärme‐erzeugerzurDeckungvonthermischenLastspitzenergänzt. Indenamhäufigsten inWohngebäuden eingesetzten KWK‐Anlagen wird ein Stromgenerator durch einenVerbrennungsmotor für Erd‐ oder Flüssiggas (seltener Biogas oder Heizöl) ange‐trieben.23Die Stromkennzahlen (Verhältnis von elektrischer Leistung zurnutzbarenWärmeleistung)bewegensichfürdiehiergängigenLeistungenbis50kWelvorrangigzwischen0,35und0,65[13].

2.4.2.7 Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen (PV‐Anlagen) kommen zwar wesentlich häufiger als KWK‐Anlagen zur objektinternen Stromerzeugung zum Einsatz, allerdings ist auch ihreVerbreitung imWohngebäudebestand noch gering (Stand 2009: 2,4% [43/77S.96f.].DiePV‐TechnologieberuhtaufderdirektenUmwandlungderSolarstrahlunginelekt‐rischeEnergie.GrundlageistderPhotoeffektinHalbleitern.24DabeiwerdeninAbhän‐gigkeit des verwendetenHalbleitermaterials für die Solarzellen,welche zuModulen

22Vgl.hierzuundzuanderenBetriebsstrategiengebäudeintegrierterKWK‐Anlagen[238S.45ff.].23Vgl.hierzuundzuweiterenKWK‐Technologien(Brennstoffzellen,Stirlingmotoretc.)[255].24Vgl.weiterführend[194S.58ff./275S.318ff.].

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 27

zusammengefasstwerden,verschiedeneAnteiledesSonnenspektrumsimWellenlän‐genbereichvonca.300bis1.100nmgenutzt[186S.48].VorrangigkommtkristallinesSilizium zum Einsatz [95S.8]. Unterschieden wird zwischen poly‐ und monokristal‐linen Modulen. Erstere sind in der Regel etwas günstiger in der Anschaffung, ihreWirkungsgrade liegenmit ca. 12‐16% aber auch unterhalb derWirkungsgrade vonmonokristallinenModulenmitca.14‐20%.Dünnschichtmodulebspw.ausamorphemSilizium, Cadmiumtellurid oder Kupfer‐Indium‐Selenid bilden eine dritte Kategorie.NebendemniedrigerenAnschaffungspreisweisensieimVergleichzudenkristallinenModulenaucheinenkleinerenLeistungsabfallbeihohenTemperaturenundvorrangigdiffuser Strahlung auf. Nachteilig wirken sich dagegen ihr geringer Wirkungsgrad(ca.5‐10%)undihreetwaskürzereLebensdaueraus[69].NebendenPV‐Modulenistfür den Betrieb einer PV‐Anlage ein Wechselrichter zur Wandlung des erzeugtenGleichstromsinWechselstromerforderlich.

2.4.3 EnergiespeicherunginWohngebäuden

Die Speicherung von Energie ermöglicht die zeitliche Entkopplung ihrer Erzeugungund Nutzung. Diese Option wird in Wohngebäuden unter zwei Gesichtspunktenangewandt.DererstekommtbeiderWarmwasserversorgungzumTragenundbetrifftdieBeschränkungderWärmeerzeugerleistung.Die Zulauftemperatur des Trinkwas‐sers amHausanschluss schwankt im Jahresverlauf und kann je nach Lage des Ver‐sorgungsnetzeszwischenwenigenGradübernullbisüber20°Cbetragen [118S.3f.].Um die erforderlichen Zapftemperaturen von ca. 45 bis 65°C kurzfristig mittelsBoilernoderDurchlauferhitzernbereitzustellen,sindinAbhängigkeitderEntnahme‐menge sehr hoheWärmeerzeugungskapazitäten erforderlich.Durchdie ErwärmungundBevorratungdesWarmwassersinSpeichernkanndieVersorgungdagegenauchin den Stoßzeiten des Bedarfsmit deutlich reduziertenAnlagenleistungen sicherge‐stelltwerden.

DerzweiteGesichtspunktbetrifftdasAusnutzungspotenzialderamGebäudestandortverfügbaren regenerativen Energiequellenmit fluktuierendem Energieangebot aberauch der zeitgleich bereitgestellten Wärme und Elektroenergie im Fall des KWK‐Anlageneinsatzes. Hier dient die Energiespeicherung zum Ausgleich voneinanderabweichender Intensitäten von Energieangebot und ‐nachfrage zu einzelnen Zeit‐punkten. Im Folgendenwird ein kurzer Überblick zu einzelnen physikalischen undtechnischenAspekten der Speicherung von thermischer und elektrischer Energie inWohngebäudengegeben.

28 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

2.4.3.1 SpeicherfürthermischeEnergie

Die Warmwasserbereitung in Speichern (Speicher‐Wassererwärmer) stellt bei derdezentralen Warmwasserversorgung eine Alternative zu Durchlauferhitzern undBoilerndar.BeieinergebäudezentralenWarmwasserversorgungistsiederRegelfall.Zur Verringerung der Wärmeverluste über ihre Hülle sind diese Speicher grund‐sätzlichgutgedämmt.DasSpeicherwasserwirddurchdasHeizwasserausdemHeiz‐wärmeerzeuger und/oder durch separate Wärmeerzeuger des Speichers erhitzt.GegebenenfallswirdzusätzlichdieWärmeauseinerSolarthermieanlagegenutzt.

Die Kombinationsmöglichkeiten einzelner Wärmeerzeugertechnologien zur Warm‐wasserbereitungindiesenSpeichernsindvielfältig.25JenachAnzahldereingesetztenWärmeerzeugerwirdzwischenmonovalentenundbivalenten–mitunterauchmulti‐valenten–Systemenunterschieden.BeidermonovalentenBetriebsweiseerfolgtderWärmeeintragimunterenTeildesSpeichers,umimgesamtenVolumendieerforder‐licheWassertemperaturzuerreichen.BivalenteSpeicherkommenzumEinsatz,wennregenerative Energiequellen zur Warmwasserbereitung genutzt werden. In diesemFallwirddiegewonneneWärmeausderWärmepumpeoderderSolarthermieanlageimunterenTeildesSpeicherseingetragen.KanndieerforderlicheTemperaturdurchdieseAnlagennichtbereitgestelltwerden,übernimmtbspw.einHeizkesselodereinelektrischerHeizstabdieNachheizungdesWassers imoberenSpeicherbereich.EinebesondereFormstellenSchichtladespeicherdar.Inihnenwirddiemiteinerbestimm‐ten Temperatur bereitgestellte Wärme aus einer Solarthermieanlage jeweils in dieWasserschicht des Speichers eingetragen, die in etwa dasselbe Temperaturniveauaufweist. Der Vorteil ist u.a. darin zu sehen, dass die Anlage beim Erreichen deserforderlichenTemperaturniveausauchdirektindieoberenSchichtendesSpeichersWärmeeinspeisenkannundsomitgegebenenfallsschonnachkurzerAnlagenaktivitätdurchSolarenergieerwärmtesWasserzurEntnahmebereitsteht[219S.B46ff.].

Auch im Heizsystem des Gebäudes können Wärmespeicher (Pufferspeicher) einge‐bundensein.Siekommenu.a.zumEinsatz,wenneineHeizungsunterstützungdurcheine Solarthermieanlage vorgesehen ist oder wenn der Heizwärmeerzeuger seineWärmeabgabeleistungnichtausreichendmodulierenkannbzw.beimTeillastbetrieb/beierhöhterTaktungeinedeutlichgeringereEffizienzaufweist.DieskannvorallembeiBiomasseheizkesseln(Stückholz,HackschnitzeloderPellets),WärmepumpenundKWK‐AnlagenderFallsein.FürKWK‐AnlagenergibtsichdurcheinenPufferspeicherauchdieMöglichkeit, denAnlagenbetrieb etwas flexibler an der Stromnachfrage imGebäudeauszurichten[228].

25Zur ausführlichen Darstellung möglicher Systemgestaltungen und verschiedener Bauarten vonWarm‐wasserspeichernvgl.[219S.B42ff./220S.H180ff.].

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 29

BeidenbisherbeschriebenenSpeichernhandeltessichumKurzzeitspeicher,dieaberdurchausSpeicherdauernvonmehrerenTagenerreichenkönnen.Sogenanntesaiso‐naleWärmespeichersinddagegenaufdeutlich längereSpeicherdauernausgerichtet.SieweiseneinwesentlichgrößeresVolumenaufundkönnensowohlimGebäudealsauchaußerhalbdesGebäudesimBodenangeordnetsein.GrundgedankedieserLang‐zeitspeichersysteme ist die Übertragung des Wärmeangebots aus Solarthermie‐anlagenodervonAnlagenzurRaumkühlungimSommerindieHeizperiode,inderdiegespeicherte Wärme gegebenenfalls direkt oder als Wärmereservoir für Wärme‐pumpen genutzt werden kann. Gleichzeitig können diese Speicher auch als Kälte‐reservoirs zur Raumkühlung im Sommer dienen. Die Ausführungsvarianten vonLangzeitspeichern sind vielfältig.26 Eine Einteilung kann hinsichtlich der Art derSpeicherprinzips bzw. des Speichermediums in sensible Wärmespeicher (Wasser),Latentwärmespeicher (Wasser/Eis, Paraffine, Salzhydrate) und thermochemischeSpeicher(Metallhydride,Silikagel,Zeolith)vorgenommenwerden.Latentwärmespei‐cher(auchPCM‐Speicher–PhaseChangeMaterial)basierenaufdemAggregatwechseldes Speichermediums beim Be‐ und Entladen des Speichers, wodurch eine hoheEnergiedichte erreicht werden kann. Noch höhere Energiedichten bieten thermo‐chemischeSpeicher.HierberuhtdiezeitlicheEnergieübertragungallerdingsnichtaufder Speicherung fühlbarer Wärme sondern auf geeigneten reversiblen Reaktionen(bspw.Sorptionsprozesse)[97/99Kap.7S.40].

Einweiteres thermisches Speichersystembildet dieBauteilmassedesGebäudes. Sieträgt während der Heizzeit zur passiven Nutzung der Solarwärme bei. Die durchtransparente Hüllflächen einfallende Solarstrahlung wird an den Raumoberflächenabsorbiert. Handelt es sich hierbei um massive Bauteile, kann die so gewonneneWärmegespeichertundzeitverzögertandenRaumabgegebenwerden.IndieBauteileder opaken Hüllfläche wird auch über ihre Außenseite durch die dort auftreffendeSolarstrahlung Wärme eingetragen. Eine außenliegende herkömmliche Dämmungsetzt diesen Wärmeeintrag allerdings stark herab. Um diese Strahlungsgewinnenutzbar zumachenohne auf denWärmeschutzdurch eineDämmungverzichten zumüssen,können sogenannte „TransparenteWärmedämmungen“ verwendetwerden.Diese weisen struktur‐ bzw. materialbedingt eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf(bspw.Aerogel).DerBauteilspeichereffektkannzusätzlichdurchdenEinsatzvonPCM(bspw.PCM‐haltigePutze)verstärktwerden[128S.109f./178S.75f.].

26FüreinenausführlichenÜberblickzuverschiedenenSystemenvgl.[220S.H184ff.].

30 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

2.4.3.2 SpeicherfürelektrischeEnergie

DerMarktfürBatteriesystemezurStromspeicherunginGebäudenistnochsehrjung.EinwirtschaftlicherBetriebderverfügbarenSystemeistvorallemaufgrunddernachwievorhohenAnschaffungspreisebislangkaummöglich.DementsprechendistauchnochkeinenennenswerteVerbreitungdieserAnlagen zuverzeichnen (Stand2015).FürdienächstenJahrewerdenjedocherhöhteZuwachsratenimZusammenhangmitfallenden Anschaffungspreisen erwartet [49]. Im Moment werden SpeichersystememitBlei‐Säure‐/Blei‐Gel‐undLithium‐Ion‐,seltenerRedox‐Flow‐Batterienangeboten[243]. Blei‐Batterien erfordern deutlich geringere Anfangsauszahlungen sind jedochden Lithium‐Ion‐Batterien (bspw. Lithium‐Polymer, Lithium‐Eisenphosphat oderLithium‐Kobaltoxid) hinsichtlich ihrer Zyklenlebensdauer und Entladetiefe sowieihremWirkungsgrad unterlegen. VielversprechendeEntwicklungspotenziale für denBereichderelektrochemischenStromspeicherwerdenu.a.mitLithium‐Schwefel‐undLithium‐Luft‐Batterienverbunden[232S.22].27

VorrangigerEinsatzzweckdieser Speicher ist bislangdieErhöhungder Stromeigen‐versorgung aus PV‐Anlagen.28 Hinsichtlich der Kopplung der Batterie mit der PV‐AnlagewirdzunächstzwischenDC‐undAC‐Systemenunterschieden.WährendbeimersterendieBatterie imZwischenkreisdesWechselrichters(Gleichstrom)eingebun‐denist,erfolgtbeiAC‐SystemenderAnschlussandasHausnetz(Wechselstrom).BeisogenanntenDC‐Gen‐SystemenwirddieBatteriezwischenSolargeneratorundWech‐selrichter indenDC‐Stromkreisgeschaltet.NeuereSystemesind flexiblereinsetzbarundkönnensowohlvonderDC‐alsauchvonderAC‐Seitegeladenwerden.Einweite‐resUnterscheidungskriteriumbildetdieArbeitsweise.EinigeSystemespeisen ledig‐licheine,anderealledreiderspannungsfuhrendenPhasendesHausnetzes.29

Der Gesamtwirkungsgrad des Speichersystems wird vom Systemaufbau, vor allemaber von der Batterienutzung und damit von den realisierbaren Teillastwirkungs‐graden sowie dem Verbrauch während der Leerlaufzeiten stark beeinflusst. EinepauschaleAussagehierzuistnichtmöglich.WeiterewesentlicheCharakteristikaeinessolchen Speichersystems sind u.a. diemaximale Be‐ und Entladeleistung sowie diegenutzteSpeicherkapazitätderBatterieimVerhältniszuihrerNennkapazität.DiesesVerhältnis bestimmt nebenweiteren Faktorenmaßgeblich ihremögliche Nutzungs‐dauer[243].

27Ebenso zukunftsweisend istdie Integrationmobiler Stromspeicher (Elektrofahrzeuge) indasGebäude‐energiesystem.Vgl.hierzubspw.[156].28AberauchderKWK‐BereichwecktlangsamdasInteressederHersteller[30].29Vgl.hierzuundweiterführendzumSystemaufbausowiedenVor‐undNachteilendereinzelnenEinbin‐dungsvarianten[111/243].EineÜbersichtamMarktverfügbarerSystemewirdhierebenfallsgegeben.

DasEnergiesystem„Wohngebäude“ 31

2.4.4 WärmeverteilunginWohngebäuden

Im Fall einer gebäude‐ oderwohnungszentralenWärmeerzeugung übernehmen dieVerteilungssysteme den Wärmetransport zu den einzelnen Anwendungsorten. DieHeizwärmebereitstellung erfolgt durch den Heizkreis mit den dazugehörigen Heiz‐flächenzumWärmeeintragindieeinzelnenRäume.DieHeizflächenwerdennachderArtderWärmeübertragungunterschiedenin[220S.H192ff.]:

Konvektoren(vorrangig/ausschließlichKonvektion), RadiatorenundKompaktheizkörper(KonvektionundStrahlung)sowie PlattenheizkörperundFlächenheizungen(vorrangig/ausschließlichStrahlung).

Der Wärmeeintrag durch Konvektion ermöglicht kürzere Aufheizzeiten als beimWärmeeintrag durch Strahlung. Strahlungsheizflächen bieten jedoch bei gleicherEmpfindungstemperatureinangenehmeresRaumklima[220S.H192].EinwesentlicherVorteil vonFlächenheizungen (bspw.Fußbodenheizung) istdarinzu sehen,dass siemit niedrigeren Vorlauftemperaturen die erforderliche Raumwärme bereitstellenkönnen als andere Heizflächentypen. Einerseits werden dadurch die Wärmevertei‐lungsverlustereduziert.AndererseitseignensiesichdamitbesondersfürdenEinsatzeinersolarthermischenHeizungsunterstützungodereinerWärmepumpe[128S.106].

DamitdiebenötigteWärmezurGewährleistungdererforderlichenInnentemperaturin einen Raum eingetragen werden kann, sind die Heizflächengröße und die Heiz‐kreisauslegungstemperaturen (Vorlauf/Rücklauf) in Abhängigkeit der Raumheizlastaufeinanderabzustimmen[VDI6030].DieHeizlastgibtan,welcheWärmeleistungbeiwinterlichen Norm‐Witterungsbedingungen in einem Raum erforderlich ist, um dieWärmeverlustedurchTransmissionundLüftungauszugleichen[DINEN12831].DieGesamtheizlastdesGebäudesbzw.derWohneinheitistdementsprechendmaßgebendfür die leistungsseitige Auslegung der Wärmeerzeuger. Die gleichmäßige bzw. be‐darfsgerechte Wärmebereitstellung in jedem Raum wird durch den hydraulischenAbgleich des Systems erreicht. Zur Anpassung der Heizwärmebereitstellung an dentageszeitlich und saisonal schwankenden Bedarf wird in Abhängigkeit der Außen‐temperaturdieVorlauftemperaturgeregelt(Heizkurve)[220S.H19,H139,H227].

Die Verteilung desWarmwassers im Falle der gebäudezentralen Erzeugungwird inderRegelübereinZirkulationssystemsichergestellt.DasVersorgungssystemsolltesoausgelegtsein,dassdieTemperaturamAustrittdesWarmwassererzeugerswährendderZirkulationszeitenmindestens60°CbeträgtundbiszurZapfstelleumhöchstens5K absinkt [85S.8f.]. Dies erfolgt einerseits aus hygienischenGründen (Legionellen‐abwehr).AndererseitskanndadurchanjederZapfstelledesSystemsunabhängigvonder Entfernung zum Wärmeerzeuger sofort Warmwasser entnommen werden. EinTeil der entnahmeunabhängigen Zirkulationswärmeverluste kann während der

32 HintergründeundtechnischeAspektederenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel2

HeizperiodezurDeckungdesRaumwärmebedarfsbeitragen.BeidiesemhohenTem‐peraturniveau besteht jedoch auch außerhalb der Heizperiode ein großes Wärme‐verlustpotenzial.ZurReduktionderVerlustekanndieZirkulationzudenTageszeitenmitgeringemWarmwasserbedarfgegebenenfallsunterbrochenwerden.Zusätzlichisteine gute Dämmung der Zirkulationsleitungen empfehlenswert. Eine entsprechendeNachrüstung im Rahmen von Gebäudemodernisierungsmaßnahmen kann jedoch inAbhängigkeit der Zugänglichkeit der Leitungen mit einem erheblichen baulichenAufwandverbundensein.

Kapitel3 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung

DiesesKapitelwidmetsichdenrelevantenRahmenbedingungenvonstaatlicherSeite,welche inAbhängigkeit derAkteursrolle desGebäudeeigentümersdieEntscheidungzurUmsetzungvonModernisierungsmaßnahmenbeeinflussen.MitdemUnterkapitel3.1 erfolgtderEinstieg indie energierechtlichenBestimmungenunddiemonetärenAnreize für Wohngebäudemodernisierungen sowie den Einsatz von Anlagen mitKraft‐Wärme‐KopplungundPhotovoltaikanlagenzurdezentralenStromerzeugung.30Daran anschließend werden im Unterkapitel 3.2S.42 wesentliche Regelungen desMietrechts erörtert,welche fürdie ökonomischeBeurteilung vonModernisierungenimBereichderGebäudebewirtschaftungmaßgeblichsind.DiegrundlegendenAspektedes Steuerrechts für die betrachtete Entscheidungssituation sind Gegenstand desUnterkapitels3.3S.50.

DadiestaatlichenRahmenbedingungeneinerkontinuierlichenÄnderungunterliegen,kannnatürlichnureineMomentaufnahmewiedergegebenwerden. ImWesentlichenorientieren sich die Ausführungen an den Gegebenheiten Ende 2014/Anfang 2015.DieserStandbildetauchdieGrundlagefürdievorgeseheneModellentwicklung.

3.1 EnergierechtsrahmenundFörderinstrumente

ZieldiesesUnterkapitelsistzunächstdiezusammenfassendeDarstellungderenergie‐rechtlichenRegelungenundFördermaßnahmen,welchedenordnungsrechtlichenundökonomischenInstrumentenderUmweltpolitikzuzuordnensind[198S.26].

30ImFolgendenauchalsobjektinterneStromerzeugungsanlagenbezeichnet.

34 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

3.1.1 Energieeinsparungsgesetz

1976 schaffte der Bund mit dem Energieeinsparungsgesetz (EnEG) die rechtlicheGrundlage,umEinflussaufdenGebäudeenergiebedarfnehmenzukönnen.Vonstaat‐licherSeitegabesbisdatokeineVorgabenzutechnischenParameternvonHeizungs‐anlagen,zurRegelungstechnikoderzurenergetischenAusprägungderGebäudehülle.Das EnEG ermöglichte erstmals, konkrete gesetzlich verankerte Mindestanforde‐rungenzustellen,umdenEnergiebedarfvonGebäudenzubeschränken.31

Der Gesetzeserlass fokussierte anfangs noch nicht auf den Schutz der Umwelt, son‐dern wurde vorrangig aus strategischen und der Versorgungssicherheit dienendenGesichtspunktenherausvorangetrieben.DreiJahrezuvorhattedieersteÖlkrisenichtnur Deutschland, sondern alle Industrienationen schockiert und ihnen den EinflussderRohölverfügbarkeitaufihreWirtschaftendeutlichinsBewusstseingerufen.32Aufnationaler Ebene war das EnEG nur eine von mehreren Initiativen der Bundes‐regierungmitdemübergeordnetenZiel,dieeigeneEnergieversorgungzusichernunddieImportabhängigkeitenzureduzieren.33

AufGrundlagedesEnEGtrat1977dieersteWärmeschutzverordnunginKraft.Durchsie wurden Vorgaben zur bauphysikalischen Gestaltung der Gebäudehülle zunächstfür Neubauten verbindlich. Zusätzlich nahm sich die ab 1978 geltende Heizungs‐anlagenverordnungderEffizienzdergebäudeinternenWärmeversorgungstechnikan.HierwurdenkonkreteVorgabenu.a.zurBegrenzungderWärmeerzeugungsleistungundderAbgasverluste,zurDämmungderVerteilungsanlagenundzurInstallationvonSteuer‐bzw.Regelungseinrichtungendefiniert. ImZugemehrererNovellierungen indenFolgejahrenwurdendieAnforderungenindenVerordnungenschrittweiseerhöhtund ihr Geltungsbereich auch auf Bestandsgebäude erweitert. Beide VerordnungenwurdenimRahmendererstenEnergieeinsparverordnung2002zusammengeführt.

31Zwar existierten bereits normative Richtlinien zum Wärmeschutz im Hochbau (DIN4110(1934),DIN4108(1952)),allerdingsdientendiesevorrangigdergrundlegendenSicherstellungderGebäudefunk‐tionen imHinblick auf Gesundheit und Behaglichkeit. Der Energieverbrauchwar aufgrund der niedrigenRohstoffbezugspreisenurvonuntergeordneterBedeutung.AufdenZusammenhangvonWärmeschutzundHausbewirtschaftungskostenwurdeindenNormenlediglichhingewiesen[259S.45].32Die Öl(preis)krise 1973 war die Folge einer bewussten Fördermengendrosselung durch die OPEC(Organizationof thePetroleumExportingCountries)alsReaktionaufdieUnterstützungIsraelsdurchdiewestlichenStaatenimJom‐Kippur‐Krieg.NebenderplötzlichenVervierfachungdesRohölpreisesresultiertederSchockvorallemdaraus,dassdieOPEC‐StaatendieRohölexporteerstmalseinvernehmlichundwirk‐samalsDruckmittel(sogenannte„Ölwaffe“)einsetzten[142S.158].33BeispielsweisenebendemEnergiesicherungsgesetz,demGenehmigungsstopfürÖlkraftwerksneubautenundderAusweitungderKohleschutzpolitik[84S.43].

EnergierechtsrahmenundFörderinstrumente 35

3.1.2 Energieeinsparverordnung

MitderEnergieeinsparverordnung(EnEV)wurdeeingrundsätzlicherWandelbeidenAnsatzpunkten gesetzlicher Bestimmungen zur Energieeinsparung im Gebäude‐bereichvollzogen.WährenddieVorgängerregelungenaufqualitativeEinzelbauteilan‐forderungenfokussierten,werdendurchdieEnEVAnforderungenaufderGrundlageeiner energetischen Bilanzierung des gesamten Gebäudes definiert und neben dererforderlichenNutzenergie auch der Energieverlust und ‐aufwand für die gebäude‐interneWärmeerzeugungund‐verteilungmitindieBetrachtungeinbezogen.34DersoermittelbareJahresendenergiebedarfdesGebäudesalleinistalsBewertungsmaßstabjedoch nicht geeignet, um die unterschiedlichen Technologie‐ und Energieträger‐optionenzurVersorgungdesGebäudesadäquatberücksichtigenzukönnen.35DadieGebäudenutzung letztendlich auch Treiber des Energieaufwandes für Umwandlung,TransportundSpeicherungeinesEnergieträgersbis zurGebäudegrenze ist,werdendieVorketten zudessenBereitstellung ebenfalls in dieBilanzierung eingeschlossen.Dieserfolgt, indemdiezurDeckungdesEndenergiebedarfseinzusetzendenEnergie‐trägermengen jeweils mit einem spezifischen Primärenergiefaktor multipliziertwerden. Der damit errechnete Jahresprimärenergiebedarf des Gebäudes stellt einederrelevantenEnEV‐Kenngrößendar.AlszweiteKenngrößenimmtdieVerordnungauf den spezifischen Transmissionswärmeverlust der thermischen GebäudehülleBezug,welcherdiemittlereenergetischeQualitätderGebäudehüllewiderspiegelt.

Handlungszwänge hinsichtlich dieser Gebäudekennwerte definiert die EnEV jedochnur für Neubauten. Für Bestandsgebäude beschränkt sie sich nach wie vor auf dieVorgabeeinzuhaltenderU‐WertefürBauteilederwärmeübertragendenUmfassungs‐fläche,soferndiesemaßgeblichgeändertbzw.instandgesetztwerden.DieVorgabensindallerdingnurverbindlich,soferndieGrenzwertezumJahresprimärenergiebedarfund zum spezifischen Transmissionswärmeverlust eines vergleichbaren NeubausbeimBestandsgebäudeummehrals40%überschrittenwerden.

Der Grenzwert zum Jahresprimärenergiebedarf ist für Wohngebäude seit 2009 aufGrundlagedesReferenzgebäudeverfahrenszuermitteln,umderspezifischenGebäu‐decharakteristikgerechtzuwerden.DieBerechnungkannlautderEnEV‐Fassungvon2014 entweder nachDINV18599 oder fürWohngebäude ohne technische Ausstat‐

34In der letztenNovellierung derWärmeschutzverordnung 1995waren bereits Vorgaben zur Beschrän‐kung des Jahresheizwärmebedarfs verankert. Die Verluste derWärmebereitstellung und die hierfür not‐wendigenHilfsenergienbliebenjedochaußenvor[137S.8].35BeispielsweiseweistdieVersorgungsvariante„Stromheizung“geringereUmwandlungs‐undVerteilungs‐verlustezurBereitstellungderbenötigtenNutzwärmeinnerhalbdesGebäudesaufalsdieVersorgungsvari‐ante „Gas‐Brennwertkessel“. Unberücksichtigt bliebe dabei der höhere Energieeinsatz zur BereitstellungdesEnergieträgersStromgegenüberdemdesEnergieträgersGasamHausanschluss.

36 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

tungen zur Kühlung nach DINV4108‐6 in Verbindungmit DINV4701‐10 erfolgen.Die Anrechnung von objektintern erzeugtem Strom aus erneuerbaren Energien indiesem Zusammenhang wird zwar explizit nur für Neubauten benannt, kann aberauchfürBestandsgebäudevorgenommenwerden.36

Vom Instandsetzungsfall unabhängige Handlungspflichten definiert die EnEV 2014nur hinsichtlich derDämmung zugänglicherWärmeversorgungsleitungen, derDäm‐mungdesoberenGebäudeabschlussesimFalleeinesunzureichendenMindestwärme‐schutzessowiedesaltersbedingtenErsatzesbestimmterWärmeerzeugungsanlagen.

3.1.3 Erneuerbare‐Energien‐Wärmegesetze

Ziel des Erneuerbare‐Energien‐Wärmegesetzes (EEWärmeG) ist die Steigerung desEinsatzes regenerativer Energien zur Bereitstellung von Wärme und Kälte, derenDeckungsanteil am entsprechenden Endenergieverbrauch 14% bis 2020 erreichthabensoll.DasGesetzgiltmiteinigenAusnahmenfüralleNeubauten.FürAltbautenbeschränkt sich die Anwendung im Falle grundlegender RenovierungsmaßnahmenaufbestimmteNichtwohngebäude,diesichimEigentumoderBesitzderöffentlichenHandbefinden.37AllerdingsräumtdasGesetzdenBundesländerndasRechtein,mitlandesspezifischen Regelungen die Nutzungspflicht für Erneuerbare Energien auchauf Bestandswohngebäude auszuweiten,weshalb es hiermit erwähntwird. Bislanghat aber nur Baden‐Württemberg ein entsprechendes Landesgesetz – das Erneuer‐bare‐Wärme‐Gesetz (EWärmeG) – verabschiedet, welches auch HandlungspflichtenfürBestandswohngebäudebeinhaltet.

DasbundeseinheitlichgeltendeEEWärmeGdefiniert verschiedene technologie‐bzw.energieträgerspezifische Mindestdeckungsanteile am Wärme‐ und Kältebedarf desGebäudes, durch welche die Nutzungspflicht jeweils separat erfüllt werden kann.KonkretnimmteshierbeiBezugaufsolareStrahlungsenergie,Biomasse(fest,flüssig,gasförmig), Geothermie undUmweltwärme. Ebenso ist esmöglich, durch definierteErsatzmaßnahmendenAnforderungenseparatgerechtzuwerden.Hierzuzählenu.a.der verstärkte Einsatz von KWK oder die Übererfüllung der EnEV‐Vorgaben. DasGesetz beinhaltet technischeMindestanforderungen an die einzusetzenden Energie‐bereitstellungsanlagenunderlaubtesauch,derNutzungspflichtdurcheineKombina‐tionanteiligerfüllterEinzelbedingungenoderdurcheinepauschaleGrößenauslegungderSolaranlageinAbhängigkeitderGebäudenutzflächenachzukommen.

36Aufgrunddes§9Abs.2inVerbindungmitdem§5EnEV.37ObmitdieserEinschränkungdenVorgabenderRichtlinie2009/28/EGgenügegetanist(NutzungspflichtfürErneuerbareEnergienbeiderWärme‐undKältebereitstellunginNeu‐undAltbauten),istabzuwarten.SokönntedasEEWärmeGzukünftigauchfürBestandswohngebäudeHandlungspflichtendefinieren.

EnergierechtsrahmenundFörderinstrumente 37

Das in Baden‐Württemberg geltende EWärmeGdefiniert ergänzendeVorgaben zumEEWärmeGundverpflichtetmitderNovellierung2015dieEigentümervonBestands‐wohngebäuden im Falle wesentlicher Änderungen an der Heizanlage, mindestens15%desWärmebedarfsdurchErneuerbareEnergiezudecken[199].DieMöglichkeit,den Anforderungen durch Ersatzmaßnahmen und Kombinationen aus teilweiseerfülltenEinzelbedingungengerechtzuwerden,istebenfallsgegeben.

3.1.4 Erneuerbare‐Energien‐Gesetz

Auf Grundlage des Erneuerbare‐Energien‐Gesetzes (EEG) werden Technologien zurStromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen hinsichtlich ihrer Markt‐ undNetzintegration gefördert. Bis 2050 sollen 80% des nationalen Bruttostromver‐brauchs darüber gedeckt werden können. Die Belange eines Gebäudeeigentümerstangiert das EEG, wenn er die Installation einer PV‐Anlage erwägt. Aber auch dieFörderungvonKWK‐AnlagenkannaufGrundlagediesesGesetzeserfolgen,sofernsiemiterneuerbarenEnergieträgern(bspw.Biogas)betriebenwerden.

DasEEGregeltdenvorrangigenAnschlussderAnlagenandasöffentlicheStromnetzsowiediePflichtdesNetzbetreibers,denbereitgestelltenStromphysischabzunehmenundzuübertragen.DieEinspeiseleistungderAnlagenmussimFalleeinerdrohendenNetzüberlastung per Fernsteuerung durch den Netzbetreiber reduziert werdenkönnen.DieseVorgabegiltfürKWK‐Anlagen>100kWelundfürallePV‐Anlagen.FürPV‐Anlagen <30kWp kann alternativ die Einspeiseleistung generell auf 70% derinstalliertenLeistungbeschränktwerden.DesWeiterenwerdenimEEGFördersätzefürdenerzeugtenund indasöffentlicheNetzeingespeistenStromu.a. inAbhängig‐keitdesdafüreingesetztenEnergieträgersundderAnlagengrößedefiniert.DieFör‐dersätzeverringernsichmonatlichumeinenbestimmtenProzentwertzumjeweiligenVormonatswert. DieseDegression kann jedoch auch höher oder niedriger ausfallen.Entsprechende Anpassungen werden in Abhängigkeit der Entwicklung des realenAnlagenzubausgegenüberdemdefiniertenZielkorridorfürdenAnlagenzubauvorge‐nommen.Mitder InbetriebnahmebleibtderzudiesemZeitpunktgültigeFördersatzfür die Anlage allerdings konstant für die gesamte Förderdauer. Diese beträgt 20Kalenderjahre zuzüglich des verbleibenden Zeitraums im Jahr der Inbetriebnahme.Hinsichtlich der Differenzierung der Fördersätze nach der Anlagenleistung ist zuberücksichtigen, dass der Fördersatz entsprechend den vorgegebenen Leistungs‐klassengewichtetzuerrechnenist.38

38BeispielsweisebeträgtderanzusetzendeFördersatz füreinePV‐Anlagemit30kWpbei13,5ct/kWhbis

10kWpund12,8ct/kWhbis40kWpinstallierterLeistung: ∙13,5+ ∙12,8 13,03ct/kWh.

38 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

DaEEG‐relevanteAnlageninbzw.anWohngebäudeninderRegelehergeringeLeis‐tungsgrößenaufweisen,bietensichzurInanspruchnahmederEEG‐FörderungfürdenerzeugtenundnichtimObjektverbrauchtenStromvorallemfolgendezweiMöglich‐keiten an. Die ersteMöglichkeit besteht darin, den Strom an einen entsprechendenDienstleister zur Direktvermarktung zu verkaufen. In diesem Fall hat der Anlagen‐betreiber gegenüber dem Netzbetreiber zusätzlich einen Anspruch auf die ZahlungderMarktprämie.DieseerrechnetsichmonatlichinAbhängigkeitdeszurErzeugungeingesetzten Energieträgers aus der Differenz zwischen dem anzusetzenden EEG‐FördersatzunddemmittlerenMonatsmarkwertdesStromsamSpotmarktderEPEXSpotSE‐StrombörseinParis.DiezweiteMöglichkeitbestehtdarin,denStromandenNetzbetreiberzuverkaufen,indessenNetzeingespeistwird,undhierfüreinefestge‐legteVergütung zu erhalten.Diese Einspeisevergütung liegt jedoch etwas unterhalbdesjeweilsanzusetzendenEEG‐Fördersatzes.

Die EEG‐Förderungwird über die EEG‐Umlage finanziert. Diese Umlage ist Teil desEndnutzerpreisesbeimStrombezugvoneinemLieferanten.AufGrundlagederEEG‐Novelle2014wirdnunauch fürdenbisdatoumlagebefreitenEigenstromverbrauchdesAnlagenbetreibers eine anteiligeEEG‐Umlage erhoben.DieserAnteil beträgt für201530%steigtbis2017schrittweiseaufeinenAnteilvon40%desjeweilsgültigenUmlagebetragsan.FürkleineAnlagenmitmaximal10kWelektrischerLeistungwirdeine Bagatellregelung eingeräumt. Nach dieser sind bis zu 10MWh des selbst ver‐brauchten Stroms aus solchen Kleinanlagen von der EEG‐Umlage befreit. Für dieobjektinterne Stromlieferung an Dritte war die EEG‐Umlage auch schon vor derGesetzesnovelleabzuführen, jedochkonntefürdenStromauseinerPV‐Anlagedabeidas Grünstromprivileg in Anspruch genommenwerden. Damit ließ sich die Umlageum2ct/kWhreduzieren.DiesesPrivilegwurdemitderNovelle2014aufgehoben.

3.1.5 Kraft‐Wärme‐Kopplungs‐Gesetz

DerRegelungsinhalt des Kraft‐Wärme‐Kopplungs‐Gesetzes (KWKG) bezieht sich aufdieAbnahmeundVergütungvonStromausKWK‐AnlagenallerGrößenklassen.EineAusnahmebildenKWK‐Anlagen,welchenach§19EEGgefördertwerden.DerAnla‐genbetreibermusssichalsoentscheiden,oberseineAnlageaufGrundlagedesKWKGoder des EEG bewirtschaftet. Das KWKG zielt darauf ab, den KWK‐Anteil an derdeutschen Stromerzeugung bis 2020 auf 25% zu erhöhen. Ebenso soll die Markt‐einführungderBrennstoffzellentechnologieunterstütztunddasEinsatzpotenzialderAnlagen durch den Ausbau und die Modernisierung von thermischen Netzen undSpeicherngesteigertwerden.DasKWKGregeltdeshalbauchZuschlägefürletztere.

EnergierechtsrahmenundFörderinstrumente 39

Neben den Vorgaben zur vorrangigen Anlagenanschluss‐ und StromabnahmepflichtdurchdieNetzbetreiber,sindfürdieBewirtschaftungeinerKWK‐AnlagevorallemdieVergütungsregelungendesKWKG für den erzeugten Strom relevant.Diese sind vonder elektrischen Anlagenleistung abhängig. Eine KWK‐Anlage für einWohngebäudewirdinderRegeldemerstenLeistungsbereichkleiner50kWelzuzuordnensein.FürsehrgroßeWohngebäudeoderräumlichzusammenhängendeGebäudeverbündesindaberauchgrößereLeistungsklassenvorstellbar.InderFassungdesKWKGvon2012erhält der Anlagenbetreiber für den erzeugten Strom aus einer Anlage bis 50kWeleinen Zuschlag von 5,41ct/kWh, unabhängig davon, ob dieser objektintern ver‐brauchtoderinsöffentlicheVersorgungsnetzeingespeistwird.FüreineAnlagegrößer50bis250kWelreduziertsichdieserZuschlaganteiligauf4ct/kWh.39DieZuschlag‐zahlung wird für 30.000 Volllaststunden gewährt. Für Anlagen bis 50kWel kannalternativ ein Zuschlagzeitraum von 10 Jahren gewähltwerden. Im Falle einer sehrkleinenKWK‐Anlage bis 2kWel besteht zusätzlich dieMöglichkeit, den Zuschlag für30.000VolllaststundenalspauschaleVorauszahlungunmittelbarnachderInbetrieb‐nahme zu erhalten.Wäre alternativ eineWärmeversorgung des Gebäudes über einbestehendesFernwärmenetzmöglich,kanndieZuschlagförderungunterbestimmtenBedingungen ausgeschlossen sein (keine Förderung der Fernwärmeverdrängung).EineVoraussetzungdafüristu.a.,dassdieFernwärmezumindestens60%ausKWK‐Anlagen stammt [18]. Die KWK‐Zuschlagförderung wird im Rahmen der Netznut‐zungsentgelteaufdieStromendnutzerumgelegt(KWK‐Umlage).

Für den ins öffentliche Netz eingespeisten Strom hat der Anlagenbetreiber einenAnspruch auf eine Vergütung durch den Netzbetreiber. Diese kann prinzipiell freivereinbartwerden, entspricht aber in der Regel dem durchschnittlichen Grundlast‐strompreis des jeweils vorgelagerten Quartals an der European Energy Exchange(EEX) Strombörse. In diesem Fall erhält der Anlagenbetreiber zusätzlich die durchseineEinspeisungvermiedenenNetznutzungsentgelte,welchefürdenabnehmendenNetzbetreiber beim alternativen Strombezug aus den übergeordneten Netzen derhöheren Spannungsebenen sonst angefallen wären. Der Anlagenbetreiber hat aberauchdieMöglichkeit,seinenStromdirektanDrittezuvermarkten.IndiesemZusam‐menhangistzubeachten,dassfürKWK‐Anlagengrößer50kWeldieAnkaufpflichtdesNetzbetreiberserlischt,wennkeineZuschlagzahlungenmehrfürdenerzeugtenStrombeansprucht werden können. Die physische Stromabnahme ist aber weiterhin zugewährleisten.

39Bspw.beträgtderZuschlagfüreineAnlagenleistungvon55kWel: ∙5,41+ ∙4 5,28ct/kWhel.

40 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

3.1.6 WeitererelevanteRegelungenfürdenStromanlagenbetrieb

DerBetriebeinerstromerzeugendenAnlageinbzw.aneinemWohngebäudetangiertnocheineReiheweitererenergierechtlicherRahmenbedingungen,welcheeinenEin‐fluss auf ihre ökonomische Bewertung haben. Hierzu zählt zunächst die Entlastungvon der Energiesteuer für den Brennstoffeinsatz in KWK‐Anlagen gemäß demEnergiesteuergesetz (EnergieStG). Handelt es sich um eine hocheffiziente Anlage(Nutzungsgrad≥70%) kann für den steuerlichen Abschreibungszeitraum (sieheAbschnitt 3.3.1S.51) eine Energiesteuerbefreiung beantragt werden. Sofern Haupt‐bestandteile dieserAnlagen erneuertwerden (bspw. dasAntriebsaggregat oder derGenerator),verlängertsichderBefreiungszeitraumbiszurvollständigensteuerlichenAbschreibungdieserKomponenten.DanachkanneineverringerteSteuerentlastunginAnspruch genommen werden. Darüber hinaus wird für die objektintern erzeugtenund verbrauchten Strommengen aus KWK‐ und PV‐Anlagen mit einer elektrischenLeistung≤2MWentsprechenddemStromsteuergesetz(StromStG)keineStromsteuererhoben.LetztendlichfallenfürdieseStrommengenauchkeineNetznutzungsentgelteundKonzessionsabgabenan,dainderRegelkeinöffentlichesNetzbeanspruchtwird.DementsprechendentfallenebensodieAufschlägeaufdieNetzentgelte,welchePreis‐bestandteilebeimStrombezugvoneinemexternenVersorgersind.Dazuzählen:

dieOffshore‐Haftungsumlagegemäߧ17fEnergiewirtschaftsgesetz(EnWG), dieUmlagegemäߧ18derVerordnungzuabschaltbarenLasten(AbLaV), dieUmlagegemäߧ19Stromnetzentgeltverordnung(StromNEV)sowie diebereitserwähnteKWK‐Umlagegemäߧ9KWKG.

3.1.7 StaatlicheFördermittelzurAnfangsfinanzierungvonenergetischenWohngebäudemodernisierungen

Durch Fördermittel zur Anfangsfinanzierung beabsichtigt die öffentliche Hand, dieAttraktivität von energetischen Gebäudemodernisierungen für die Eigentümer zusteigernunddieMaßnahmenumsetzungvoranzutreiben.DieMittelwerden imRah‐men von verschiedenen Förderprogrammen auf Bundes‐ und Landesebene sowieteilweise auch direkt von einzelnen Kommunen bereitgestellt. Davon werden imFolgendenlediglichdieFörderanstrengungendesBundeszurenergetischenModerni‐sierungdesGebäudebestandskurzskizziert.

WichtigsterFördermittelgeber aufBundesebene ist dieKreditanstalt fürWiederauf‐bau(KfW‐Bankengruppe).DieKfWstelltdieFördermittelinFormvonzinsverbilligtenDarlehenundInvestitionszuschüssenbereit.

EnergierechtsrahmenundFörderinstrumente 41

Für die Thematik der vorliegenden Arbeit relevante KfW‐Förderprogramme sind(Stand2015[158]):

die Programme 151/152 – Kredite zur Sanierung zum KfW‐EffizienzhausoderfürenergetischeEinzelmaßnahmen,

das Programm 167 – Ergänzungskredite für Anlagen zurWärmebereitstel‐lungauserneuerbarenEnergien,

die Programme 274/275 – Kredite für Photovoltaikanlagen und damit ver‐bundeneStromspeicher,

das Programm 430 – Investitionszuschuss zur Sanierung zum KfW‐EffizienzhausoderfürenergetischeEinzelmaßnahmenund

dasProgramm431–ZuschussfürprofessionelleDienstleistungenderBera‐tung,PlanungundBaubegleitungimRahmenderenergetischenSanierung.

BeiderFörderungvonEinzelmaßnahmensindjenachArtderMaßnahmegegebenen‐falls strengereAnforderungen zu erfüllen, als sie die EnEV vorgibt.Wird durch dasgesamteMaßnahmenbündeleinStandardgemäßeinemKfW‐Effizienzhaus(KfW‐EH)erreicht,werden attraktivere Förderkonditionengeboten.DieEH‐Standardswerdenanhand der Gebäudekenngrößen „Primärenergiebedarf“ und „Transmissionswärme‐verlust“ definiert. Ihre Bezeichnungen spiegeln die einzuhaltenden Grenzwerte fürdenPrimärenergiebedarfwider,damiteinGebäudedemjeweiligenStandardgerechtwird. Bezugsgröße für den KfW‐EH100‐Standard ist der Primärenergiebedarf desvergleichbarenReferenzgebäudeneubausnachdenEnEV‐Vorgaben.DerKfW‐EH55‐Standardisteingehalten,wennderPrimärenergiebedarfdesGebäudesmaximal55%des Referenzbedarfs beträgt. Entsprechend sind die Grenzwerte für die anderenderzeitvorgegebenenStandardsEH70,EH85undEH115definiert.HinsichtlichderBeschränkung des Transmissionswärmeverlustes gelten abweichende Prozentvor‐gabenmitBezugaufdenTransmissionswärmeverlustdesReferenzgebäudes.

FürwelcheMaßnahmendieKfW‐MittelinAnspruchgenommenwerdenkönnen,istindeneinzelnenProgrammregulariengenauerdefiniert.DieFörderungbeschränktsichdabei nicht nur auf den Modernisierungsanteil der Maßnahmen, sondern umfasstauch die Instandsetzungsanteile und gegebenenfalls erforderliche Nebenarbeiten[160]. InvestitionszuschüssekönnendirektbeiderKfWbeantragtwerden.DieAus‐zahlung erfolgt nach Abschluss der Arbeiten und Erfüllungsnachweis der gestelltenAnforderungen.DieZuschusshöhewirdalsprozentualerAnteilandenförderfähigenAufwendungen bestimmt und ist in Abhängigkeit der Wohneinheitenanzahl auchabsolutbeschränkt.JeanspruchsvollereingegebenenfallserreichterEH‐Standardist,destohöherfälltinderRegelderZuschussanteilaus.

42 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

ÜberdieKfW‐Kreditekönnenbis zu100%der förderfähigenAufwendungen finan‐ziertwerden.DermaximaleKreditbetragproWohneinheitistbeschränktunddavonabhängig, obeinEH‐Standardangestrebtwird.DieKreditewerdennichtdirekt vonderKfWvergeben,sondernüberandereFinanzierungsinstitute(Banken,Sparkassenetc.) vermittelt,mitdeneneinentsprechenderVertragabzuschließen ist.DieFörde‐rung besteht hier vor allem in der Zinsverbilligung der angebotenen Darlehen. DerreduzierteZinssatzgiltkonstantfüreinenbestimmtenZeitraum(ersteZinsbindungs‐frist).BeiDarlehenmitüberdiesenZeitraumhinausreichendenLaufzeitenunterbrei‐tetdieKfWdemvermittelndenKreditinstituteinAngebotzurAnschlussfinanzierungohneZinsverbilligungfürdenRestschuldbetragamEndedererstenZinsbindungsfrist.SoferneinEH‐StandardnachAbschlussderArbeitenerreichtist,wirdimProgramm151 zusätzlich ein einmaliger Tilgungszuschuss als prozentualer Anteil am anfäng‐lichenDarlehensbetraggewährt.DerProzentsatzdiesesZuschussesistumsohöher,jeanspruchsvollerdernachgewieseneEH‐Standardist.EbensokannderKreditnehmerwährendder erstenZinsbindungsfrist ohne zusätzlicheKostendieRückzahlungdesSchuldbetragesdurchSondertilgungenbeschleunigen.

Weitere für die Gebäudemodernisierung relevante Fördermittel auf BundesebenestelltdasBundesamtfürWirtschaftundAusfuhrkontrolle(BAFA)bereit[15].Hierbeihandelt es sich vorrangig um technologiespezifische Investitionszuschüsse. Förder‐schwerpunktesindu.a.dieWärmebereitstellungauserneuerbarenEnergien (Solar‐thermie,BiomasseundUmweltwärme)sowiederEinsatzderKraft‐Wärme‐Kopplung.DieHöhedernichtrückzuzahlendenZuschüssewirdvorrangigdurchdieGrößebzw.LeistungsfähigkeitdergefördertenAnlagenbestimmt,welchekonkretentechnischenMindestanforderungengerechtwerdenmüssen.DarüberhinauswerdenverschiedeneBonuszuschüsse fürbestimmteAnlagenkombinationenoderKombinationenmitEH‐Standards gewährt. Auch die Verbesserung bzw. Nachrüstung bestehender AnlagenzurSteigerungderEnergieeffizienzwirdgefördert.

3.2 Mietrechtsrahmen

WährendderselbstnutzendeEigentümereinesGebäudesdurchdieReduktionseinerEnergieversorgungskostenvoneinerenergetischenModernisierungprofitierenkann,ist für den Vermieter der Einfluss auf seine Mieteinnahmen ein wesentliches Ent‐scheidungskriterium zur Maßnahmenumsetzung. Die Vermietung von Wohnraumunterliegt in Deutschland einer wesentlich stärkeren Reglementierung als andereMietverhältnisse. Die entsprechenden Vorgaben sind im Bürgerlichen Gesetzbuch(BGB)verankertunddefinierendieRechteundPflichtenderMietvertragsparteien.Zuden Pflichten des Vermieters zählt u.a., den Wohnraum für die vertragsgemäße

Mietrechtsrahmen 43

NutzungherzurichtenunddiesenZustandfürdieLaufzeitdesMietverhältnissesauchzuerhalten.Abnutzungenbzw.VerschlechterungenderMietsachedurchvertragsge‐mäßeNutzung gehen zu seinen Lasten. Ebenso hat er die ausreichendeVersorgungdesMietersmitWasserundEnergiesicherzustellenbzw. ihmdiesezumindest tech‐nischzuermöglichen[38§535Rn.109].

In diesem Unterkapitel werden wesentliche, aus wirtschaftlicher Vermietersichtrelevante Regelungen des BGB zur Mietpreisbildung im Zusammenhang mit derenergetischen Gebäudemodernisierung beleuchtet.40 Dazu zählen vor allem die ge‐setzlichenVorgabenzurMietpreisbildungmitdenMöglichkeiten,denMieteranderFinanzierungderMaßnahmenzubeteiligen.AbschließendwerdennochdieBestim‐mungen zurUmlageder laufendenBetriebskostenaufdenMieter erörtert, überdieeineentsprechendeVereinbarungimMietvertragzutreffenist.

3.2.1 DasVergleichsmietpreisniveau

DasVergleichsmietpreisniveau(auchortsüblicheVergleichsmiete)stellteinewichtigeBezugsgröße fürdieMietpreisbildungdar. Es spiegelt diemittlere Spannebzw.denDurchschnittderMietpreisefürvergleichbarenWohnraum(Lage,Größe,Ausstattung,Art und Beschaffenheit) in der derselben bzw. einer ähnlichen Gemeinde wider,welcheindenletztenvierJahrenneuvereinbartbzw.geändertwordensind.

Das relevante Vergleichsmietpreisniveau für eine bestimmte Wohnung kann aufInformationen aus einemMietspiegel oder einer Mietdatenbank, auf das Gutachteneines Sachverständigen sowie auf nachweisbareMietzahlungen fürmindestens dreivergleichbareWohnungengestütztwerden.Wird ineinerGemeindeeinMietspiegelerstellt, gibt dieser einen Überblick zu den Vergleichsmietpreisen anhand der obengenannten fünf Wohnwertmerkmale. Die einfache Form eines Mietspiegels ist vonInteressenvertreternderVermieterundMietergemeinsamzuerstellenundanzuer‐kennen sowie alle zwei Jahre an dieMarktentwicklung anzupassen. Eine besondereForm stellt der qualifizierte Mietspiegel dar. Dieser ist nach anerkannten wissen‐schaftlichenGrundsätzenzuerarbeitenund–zusätzlichzurAktualisierungnachzweiJahren–allevierJahreneuzuerstellen.

SeitdemInkrafttretendesMietrechtsänderungsgesetzes(MietRÄndG)2013istexpli‐zitauchderenergetischeZustanddesGebäudesimRahmendesWohnwertmerkmals„Beschaffenheit“ alsKriterium zurDifferenzierungdesVergleichsmietpreises heran‐zuziehen [38§558Rn.80]. Demensprechend sollten energetische Modernisierungsmaß‐nahmen einen Einfluss auf dieHöhe der anzusetzendenVergleichsmiete haben und40Vgl.[§§536,555b,556,556a,556d,557‐559aBGB].

44 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

gegenüberenergetischwenigermodernisierten, sonstabervergleichbarenWohnun‐genzusätzlicheMietpreissteigerungenerlauben.EinigeGemeinden,wiebspw.Darm‐stadt [188] oder Regensburg [246], hatten bereits vor demMietRÄndG sogenannteökologische Mietspiegel erstellt, in denen u.a. energetische Gebäudekennwerte beiderVergleichsmietpreisermittlungBerücksichtigungfanden.

3.2.2 Modernisierungsumlagenach§559BGB

WerdenGebäudemodernisierungendurchgeführt,hatderVermieterdieMöglichkeit,jährlichbiszu11%derdafüraufgewendetenundanrechnungsfähigenAuszahlungenaufdieMieteumzulegen(Modernisierungsumlage).41MitFokusaufdieenergetischeWohngebäudemodernisierung zählen hierzu alle Maßnahmen, die zu einer nach‐haltigen Reduktion des Gebäudeendenergiebedarfs führen. Aufwendungen fürMaß‐nahmen,diezwardenBedarfannichterneuerbarerPrimärenergieverringern,jedochnicht den Endenergiebedarf des Gebäudes reduzieren (bspw. eine PV‐Anlage), sinddagegennichtumlagefähig.

DurchdieseAbgrenzungwirddeutlich,dasssichdieenergetischeModernisierungaufdieMietsachebeziehenmuss,umfüreineUmlageaufdenMieterinBetrachtzukom‐men. Eine bestimmte mindestens zu erreichende Energieeinsparung ist allerdingsebensowenigeinenotwendigeVoraussetzungwieeindarausresultierenderökono‐mischer Vorteil für denMieter.42 Darüber hinaus kann sich die dieUmlagefähigkeitvon energetischen Modernisierungen auch durch die dauerhafte Verbesserung derallgemeinenWohnverhältnisseoderdernachhaltigenErhöhungdesGebrauchtwertesderMietsachebegründen.EinBeispielhierfürwärederEinbauvonIsolierglasfensternmit verbessertem Schallschutz.43 Nicht zuletzt sind Maßnahmen umlagefähig, dieaufgrundvongesetzlichenVorgabendurchzuführensind.Hierzuzähltu.a.dieEnEV‐VorgabezumAustauschalterHeizkessel.

Bei der Bestimmung der Modernisierungsumlage ist zu berücksichtigen, dassAufwendungen zur Instandhaltung44 grundsätzlich vom Vermieter zu tragen sind.Maßnahmen, die ohneReparaturanlassdurchgeführtwerdenundkeinerlei Instand‐

41Zur Anrechnungsfähigkeit einzelner Aufwendungen vgl. [38§559Rn.54–73]. Bei Staffel‐ und IndexmietenkönneninnerhalbdesvertraglichgeregeltenMietpreiserhöhungszeitraumskeineModernisierungsumlagengeltendgemachtwerden.EineAusnahmebestehtlediglichbeiIndexmietverträgenimFalleinererzwunge‐nenUmsetzungvonMaßnahmenaufgrundgesetzlicherVorgaben.42Vgl.[BGH,03.03.2004–VIIZR149/03]und[AGRheine,22.07.2008–14C54/07].43Vgl.[BGH,07.01.2004–VIIIZR156/03].44DasVerständnisdesBegriffs„Instandhaltung“orientiertsichimRahmendieserArbeitanderDefinitionder VDI‐Richtlinie 2067 Blatt 1 (2012). Demnach umfasst die Instandhaltung alle Maßnahmen, die zumErhalt oder der Wiederherstellung des funktionsfähigen Zustandes einer Versorgungsanlage bzw. einesBauteilserforderlichsind(Inspektion,Wartung/Pflege/Reinigung,Reparatur/Instandsetzung).

Mietrechtsrahmen 45

setzungsarbeitenbeinhalten,stellenreineModernisierungendar.WerdenimZugederModernisierung jedoch auch Instandsetzungen vorgenommen, sind die dafür erfor‐derlichenAuszahlungenausderBemessungsgrundlage zurErmittlungderModerni‐sierungsumlage anteilsmäßig herauszurechnen. Die korrekte Abgrenzung zwischenInstandsetzungs‐ und Modernisierungsanteil für eine bestimmte Maßnahme kanndurchausproblematischsein.EinenachvollziehbarbegründeteSchätzungderAnteileistzulässig.AucheineangemesseneAufwandsverteilungaufdieeinzelnenWohnein‐heiten des Gebäudes kann sich insbesondere bei energetischen Modernisierungen(bspw.Kellerdeckendämmung)schwieriggestalten.SiekannsichimEinzelfallandenkonkreten Vorteilen für die einzelne Wohneinheit orientieren oder eher pauschal,bspw.anhandderWohnflächenanteile,erfolgen.

DieModernisierungsumlagewirdnachderMaßnahmenumsetzungaufdenBestands‐mietpreis vor der Modernisierung dauerhaft aufgeschlagen. Dieser neue Mietpreiskanndas anzusetzendeVergleichsmietpreisniveau für entsprechendmodernisiertenWohnraum durchaus übersteigen.Wie bereits angesprochen, ist die wirtschaftlicheAuswirkung derModernisierung auf denMieter dabeiweitgehend unerheblich. DieUmlagehöhewirdnichtdurchdiemitderMaßnahmetatsächlichverbundeneKosten‐ersparnis für ihn begrenzt.45 EineBeschränkung kann sich allerdings auf Grundlagedes §5 Wirtschaftsstrafgesetz (WiStG) ergeben, welcher den Mieter vor unan‐gemessen hohen Mietpreisforderungen schützen soll. Voraussetzung ist, dass derVermieterdabeieineKnappheitanvergleichbarenWohnraumausnutzt. IstdiesderFall,wäredieModernisierungsumlagesozubegrenzen,dassderneueMietpreisnichtmehrals20%überderanzusetzendenVergleichsmieteliegt(Mietpreisüberhöhungs‐grenze) [37§559Rn.22]. Zu erwähnen ist noch, dass speziell im Zusammenhang mitenergetischenModernisierungenwährendder erstendreiMonatederMaßnahmen‐umsetzung eine ansonsten mögliche Mietpreisminderung aufgrund von Nutzungs‐beeinträchtigungenfürdenMieterausgeschlossenist.AuchhierinisteinefinanzielleBeteiligungdesMietersanderModernisierungzusehen.

3.2.3 Mietpreisanpassungnach§558BGB

Sofern keine vertragliche Vereinbarung zur Mietpreisentwicklung besteht (Staffel‐oder Indexmiete), kann der Wohnraumvermieter eine Anpassung des bestehendenMietpreises an den ortsüblichen Mietpreis verlangen. Eine Mietpreisanpassung istimmernurbiszumanzusetzendenVergleichsmietpreismöglich. IndemZeitraum, indem der aktuelle Mietpreis die ortsübliche Vergleichsmiete überschreitet, bspw.

45Vgl.[BGH,03.03.2004–VIIZR149/03].

46 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

wegen einer Modernisierungsumlage, ist diese Form der Mietpreiserhöhung somitausgeschlossen. Liegt der aktuelleMietpreis dagegen unterhalb des (gegebenenfallsdurcheineModernisierungneuerreichten)VergleichsmietpreiseskannderVermietereineentsprechendeErhöhungvomMieterfordern.Voraussetzungist,dassderaktu‐elleMietpreismindestens15Monate vorderWirksamkeit derAnpassungnicht aufdiesem Wege erhöht wurde (Sperrfrist).46 Gleichzeitig gilt, dass die Mietpreise imZeitraum von drei Jahren auf Grundlage von Vergleichsmietpreisanpassungen ummaximal 20% angehoben werden können (Kappungsgrenze). Der anzusetzendeBezugswertistjeweilsdievereinbarteMietedreiJahrevordemWirksamwerdenderMietpreisanpassung [37§558Rn.66]. Für Gebiete mit angespanntem WohnungsmarktausMietersichtkanndieKappungsgrenzeauchauf15%reduziertsein.

Bei der Berechnung der Kappungsgrenze bleiben somit Modernisierungsumlagenunberücksichtigt,dieerstmals indemdreijährigenBezugszeitraumerhobenwerden.Gleiches gilt hinsichtlich der Mietsteigerungssperrfrist. Strebt der Vermieter nacheinerModernisierungausschließlicheineErhöhungaufGrundlagedes§558BGBan,umdieMaßnahmenumsetzungbeiderMietpreisbildungzuberücksichtigen,sindbeiderPrüfungderKappungsgrenzedieErhöhungsanteileauszuklammern,dieauchüberdieModernisierungsumlagehättengeltendgemachtwerdenkönnen.DieModernisie‐rungsumlagen werden jedoch Bestandteil des Mietpreises. Somit sind sämtlicheModernisierungsumlagen imBezugswertderKappungsgrenze erfasst, die länger alsdreiJahrezurückliegen[38Vorbem.§558Rn.10,11].

3.2.4 Mieterhöhungskombinationen

ImZusammenhangmitGebäudemodernisierungenbesteht auchdieMöglichkeit zurKombinationvonModernisierungsumlageundMietpreisanpassungbeiderMietpreis‐bildung.47 Liegt der aktuelleMietpreis unterhalb des Vergleichsmietpreises vor derModernisierung, kann zunächst eine Anpassung auf diesen Vergleichsmietpreis gel‐tend gemacht werden. Die Bestimmungen zur Kappungsgrenze und Sperrfrist sinddabeizuberücksichtigen.NachAbschlussderModernisierungsarbeitenwirdzusätz‐lich die Modernisierungsumlage beansprucht. Sperrfrist und Kappungsgrenze sindhierbei unerheblich. Der neue Mietpreis kann auch über dem entsprechend Ver‐gleichsmietpreisniveaufürdenmodernisiertenWohnraumliegen[38Vorbem.§558Rn.8].

46Der Begriff „Sperrfrist“ bezieht sich eigentlich auf den möglichen Zeitpunkt des Mieterhöhungsver‐langens,welchesfrühestenseinJahrnachdemWirksamwerdenderletztenMieterhöhunggeltendgemachtwerden kann [37§558Rn.2–18]. Im Rahmen dieser Arbeit wird er jedoch für den 15‐monatigen Zeitraumverwendet,derzwischendemWirksamwerdenaufeinanderfolgenderErhöhungeneinzuhaltenist.47ZurumfassenderenDarstellungderMieterhöhungsmöglichkeitenvgl.[38Vorbem.§558Rn.3–9].

Mietrechtsrahmen 47

EbensoistdieumgekehrteErhöhungsreihenfolgeimZusammenhangmitModernisie‐rungsmaßnahmenmöglich.IndiesemFallwirdzunächstdieModernisierungsumlagenach Abschluss der Arbeiten verlangt. Sperrfrist und Kappungsgrenze sind dabeiwiederum irrelevant. Sofern die Summe aus der Modernisierungsumlage und demMietpreisvorderModernisierungdaserreichteneueVergleichsmietpreisniveaunochnicht überschreiten, kann direkt eine Mietpreisanpassung bis auf dieses Niveaugeltend gemacht werden. Die Regelungen zur Sperrfrist und Kappungsgrenze sindhierbeiwiederzuberücksichtigen[38Vorbem.§558Rn.9].

3.2.5 AnrechnungvonstaatlichenFördermitteln

Werden zur Maßnahmenfinanzierung staatliche Fördermittel genutzt, sollen diedaraus resultierendenVorteile auchdemMieter zugutekommen.Die anzusetzendenFörderbeträgezurMieterentlastungsindunabhängigvonderVorgehensweisebeiderMietpreisbildungzuberücksichtigen[38§559aRn.1–2].

ImFalleinerMieterhöhungnach§559BGBzählenöffentlicheInvestitionszuschüssenicht zu den aufgewendeten Modernisierungsauszahlungen und verringern wie dieanteiligen Instandsetzungsaufwendungen direkt die Bemessungsgrundlage für dieModernisierungsumlage. Für die Anrechnungspflicht dieser Fördermittel ist ihrVerwendungszweck von Bedeutung. Von Investitionszuschüssen für Instandset‐zungenundnichtumlegbarenModernisierungsaufwandprofitiertausschließlichderVermieter [38§559aRn.8]. Insbesondere die Investitionszuschüsse der KfW werdenüblicherweisefürdieGesamtmaßnahmeinklusiveanteiligerInstandsetzungsarbeitengewährt. Vor diesem Hintergrund wäre nur eine anteilige FördermittelanrechnungentsprechenddemumlagefähigenModernisierungsanteilderMaßnahmenzugunstendesMietersvorzunehmen.WerdenstaatlichgeförderteDarlehenmitZinsverbilligunggenutzt, ist die vermiedene jährliche Zinszahlung bei der Mietpreiserhöhung zuberücksichtigen.DieanzurechnendeFörderungerrechnetsichausdemanfänglichenDarlehensbetrag sowie der Differenz zwischen dem Marktzinssatz einer entspre‐chenden erstrangigen Hypothek und dem verbilligten Zinssatz zum Zeitpunkt desAbschlusses der Modernisierungsarbeiten. Um diesen Förderbetrag verringert sichdiemaximalmöglicheModernisierungsumlage,dieohne Inanspruchnahmedeszins‐verbilligtenDarlehenszulässiggewesenwäre.48

Die zinsverbilligtenDarlehen der KfW könnenwie die Investitionszuschüsse in derRegel zur Finanzierung der gesamten Modernisierungsmaßnahme herangezogenwerden. In der Liste der förderfähigenAufwendungen sind auch damit verbundene

48Vgl.hierzuundzurausführlichenErläuterung[37§559aRn.1–13]sowie[38§559aRn.1–26].

48 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

Instandsetzungsarbeiten aufgeführt [160]. Ob sich der anzurechnende Förderbetragaus einer Zinsverbilligung nur auf die umlagefähigen Modernisierungsanteile derMaßnahmen beschränkt, für die das Darlehen beansprucht wurde, oder ob dergesamteanfänglicheDarlehensbetrag inklusivederAufwendungsanteile für Instand‐setzungen zu berücksichtigen ist, wird in der Literatur durchaus widersprüchlichgesehen. Der Gesetzestext nimmt auf eine derartige Differenzierung keinen BezugsonderngibtalsBemessungsgrundlagezurErmittlungderFörderhöhedenAnfangs‐betragdesDarlehensvor,dasfürumlagefähigeModernisierungenbeanspruchtwird[§559a Abs.2BGB].Würde ein solches Darlehen jedoch ausschließlich und zweck‐gebunden für Instandsetzungsarbeitengewährtwerden,welchebeiderMietpreiser‐höhungnach§559BGBgenerellunberücksichtigtbleibenmüssen,solltendiedarausresultierenVorteileauchnurdemVermieterzugutekommen[38§559aRn.8].VordiesemHintergrundwirdbspw.in[203S.57]und[113S.65]dieAnsichtvertreten,dassauchbeiden geförderten Darlehen lediglich eine dem umlagefähigen ModernisierungsanteilentsprechendeAnrechnungderZinsverbilligungvorzunehmenist.DieserAuffassungwirdindervorliegendenArbeitgefolgt.Weiterhinwirddavonausgegangen,dassdereinmaligeTilgungszuschuss,welchernachAbschlussderMaßnahmenundNachweisderAnforderungserfüllungbeieinigenKfW‐Darlehengewährtwird,alseinZuschussim Sinne des §559aAbs.1BGB anzusehen ist [203S.56]. Dementsprechend wäreeine Anrechnung dieser Förderung im Rahmen derMietpreisbildung vorzunehmen,welche der Vorgehensweise bei der Inanspruchnahme eines Investitionszuschussesentspricht.

BeieinerErhöhungnach§558BGBsinddieFörderungennichtnurimunmittelbarenzeitlichen Zusammenhang mit der Modernisierungsmaßnahme, sondern auch fürzukünftige Mietpreisanpassungen an das Vergleichsmietpreisniveau innerhalb desFörderzeitraumszuberücksichtigen. IndiesemZeitraum isteineMietpreiserhöhungaufdiesemWegenurbiszumVergleichsmietpreisabzüglichderFörderbeträgezuläs‐sig.DeranzurechnendeFörderbetragbeiderInanspruchnahmeeineszinsverbilligtenDarlehens,welcherwievorabbeschriebenzuermitteln ist,giltkonstant fürdieBin‐dungsfristdesverbilligtenZinssatzes(Förderdauer)undistsomitunabhängigvonderrealen Zinsentwicklung in diesem Zeitraum bei Mietpreisanpassungen zu beachten.Im Falle von Zuschüssen im Sinne des §559aAbs.1BGB sind diese mit 11% desZuschussesalsFörderbetraganzusetzen.DieAnrechnungsdauerbeträgt12Jahre.49

49Vgl.[BGH,13.06.2012‐VIIIZR310/11],[37§558Rn.46–58]sowie[38§558Rn.200–245].

Mietrechtsrahmen 49

3.2.6 MietpreisbeiNeuvermietung

BeieinerNeuvermietungorientiertsichder(Einstiegs‐)MietpreisinderRegelandenlokalen Marktbedingungen und ist zwischen den Mietvertragsparteien weitgehendfreiverhandelbar.ErkannsowohlunteralsauchüberdemVergleichsmietpreisniveauliegen. Als gegebenenfalls unzulässig können bislang Einstiegsmieten angesehenwerden,diedasortsüblicheVergleichsniveauummehrals20%übersteigen, sofernderVermieterdabeieineWohnraumknappheitausnutzt.50

HatderVermieterModernisierungsmaßnahmendurchgeführt, könntedieMiete desvorhergehendenMietverhältnissesaufgrundeinerModernisierungsumlageüberdemVergleichsmietpreisniveaugelegenhaben.KannbeiderNeuvermietunglediglicheineEinstiegsmieteentsprechenddemortsüblichenVergleichsmietpreiserreichtwerden,würden somit Erträge zur Refinanzierung der Maßnahmen für ihn verloren gehen.Positiv wirkt sich dagegen aus, dass nach einem Mieterwechsel die Anrechnungs‐pflicht von staatlichen Fördermitteln für frühere Modernisierungsmaßnahmen imRahmenvonMietpreisanpassungenandieortsüblicheVergleichsmiete fürdasneueMietverhältniserlischt[37§558Rn.48,§559aRn.3].

3.2.7 BetriebskostenverordnungundHeizkostenverordnung

Die Betriebskostenverordnung (BetrKV) und die Heizkostenverordnung (Heizkos‐tenV)werdenaufGrundlagedesEnEGerlassen.DieBetrKVlegtdieaufeinenMieterumlegbaren Kosten des laufenden Gebäudebetriebs fest. Für die EnergieversorgungunddamitfürdieModernisierungsplanungeinesVermietersvorrangigrelevantsinddieAufwendungenfürdieHeizungswärme‐undWarmwasserbereitstellung.ImDetailhandeltessichhierbeiumdieKosten:

dereingesetztenEnergieträger(inklusivederBereitstellung), desBetriebsstromsderVersorgungsanlagen(Hilfsenergie), derEnergieverbrauchserfassungundder‐abrechnung, derMessungennachdemBundes‐Immissionsschutzgesetzsowie der Überwachung, Inspektion, Reinigung und Wartung der technischen

AnlagenzurGewährleistungihrerBetriebssicherheitund‐bereitschaft.

Die Umlage von Aufwendungen, die aufgrund von Abnutzung, Alterung undWitte‐rungseinwirkung zur Wiederherstellung des Sollzustandes durch Reparatur bzw.Instandsetzung entstehen, ist dagegen ausgeschlossen. Der Austausch von kleinen

50Vgl.[§5WiStG].AuchfürdieMietpreisüberhöhungbeiderNeuvermietungwirdvonpolitischerSeiteab2015einestärkereBeschränkunginangespanntenWohnungsmärktenangestrebt[55].

50 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

Verschleißteilen mit geringem Wert wird in der laufenden Rechtsprechung abermitunteralsumlagefähigangesehen.SchließtderMietereineneigenenVersorgungs‐vertragmit einemexternenEnergielieferanten ab, bspw. imFalle einerGas‐Etagen‐heizung,reduzierensichdieUmlagenmindestensaufdieletztenbeidenPunkte.

Üblicherweise leistetderMietermonatlicheVorauszahlungen fürdieBetriebskostenan den Vermieter, über die jährlich abzurechen ist. Die BetrKV trifft jedoch keineAussagezurVerteilungderKostenbestandteilezwischendenGebäudenutzerparteien.SofernsienichtdirekteinemeinzelnenNutzerzugeordnetwerdenkönnen,giltgrund‐sätzlich die Regelung der Aufteilung nach denWohnflächenanteilen. Zusätzlich be‐stimmtdieHeizkostenVdieKostenverteilungfürdenBetriebzentralerHeizungs‐undWarmwasserversorgungsanlagen. Hiernach sind im Regelfall 50‐70% der Betriebs‐kosten nach dem gemessenen Verbrauch und der Rest nach dem Verhältnis dergenutztenFlächen‐oderRaumanteilezuverteilen.ZurErmittlungderumlagefähigenWärmeerzeugungskosten vonKWK‐Anlagen sei andieser Stelle ergänzendnoch aufdieVDI‐Richtlinie2077Blatt3.1verwiesen.

3.3 Steuerrechtsrahmen

„Auf wenig ist so sicher Verlass wie auf die rege Gesetzgebung im Steuerrecht […]“[79S.V]. Diese Erkenntnis dürfte nebender durchdie zahlreichen Sonderregelungenbedingten Vielschichtigkeit und Komplexität der Thematik einer der Hauptgründesein,warumsteuerlicheAspektebeiderEntwicklungvonEntscheidungsmodellen inwissenschaftlichen Arbeiten gern ausgeklammert werden. Für eine praxisrelevanteökonomischeBewertungvonModernisierungenvonvermietetenGebäudensowiefürdie Bewirtschaftung von KWK‐ und PV‐Anlagen können Steuern aber einen großenEinfluss habenund solltendeshalb aufder gewähltenBetrachtungsebenenicht ver‐nachlässigtwerden.

Aufgrundder fortlaufendenVariabilitätdesSteuerrechtskönnendie folgendenAus‐führungennureineMomentaufnahmeaktuellerVorgabendarstellenundbeschränkensichaufgrundlegendeAspekte(StandEnde2014/Anfang2015).DerÜberblickfokus‐siert auf die relevanten Regelungen des Einkommensteuergesetzes (EStG) und desUmsatzsteuergesetzes (UStG) sowie den Vorgaben des Umsatzsteueranwendungs‐erlasses(UStAE),welcheimRahmenderGebäude‐undStromanlagenbewirtschaftungtangiert werden können.51 Die Vorgaben bieten stellenweise noch einen gewissen

51Vgl.[§§2,7,7h,7i,8,9,9b,10f,15,21EStG],[§§2,3,4,9,10,15,15a,19UStG]und[Abschnitte2.5,3.3,3.10, 4.12.1, 15.2c UStAE]. Gegenstand der Betrachtung sind die steuerrechtlichen RahmenbedingungennatürlicherPersonenalsWohngebäudeeigentümerundgegebenenfallsBewirtschaftereinerobjektinternen

Steuerrechtsrahmen 51

Auslegungs‐bzw.Interpretationsspielraum.AusdiesemGrundfließenindiefolgendeDarstellung auch vorstellbare Sichtweisen und mögliche Auffassungen mit ein. DieVorgehensweise imkonkretenEinzelfall – auchvordemHintergrundder laufendenRechtsprechungundKlarstellungenderFinanzbehörden–kanndavonabweichen.

3.3.1 Einkommensteuer

DielangfristigeVermietungvonWohnraumzähltzurprivatenVermögensverwaltung.Werden Einkünfte erwirtschaftet, unterliegen diese der Einkommensteuer. Die zuversteuernden Einkünfte werden durch die Gegenüberstellung der Einnahmen undWerbungskostenermittelt(Überschussrechnung).ZudenWerbungskostenzähltu.a.die Absetzung für Abnutzung (AfA). Im Regelfall sind die mit dem Gebäude imZusammenhang stehenden Herstellungs‐ bzw. Anschaffungskostenmit 2% pro Jahrabzuschreiben.52Dabei istunerheblich,oballeGebäudekomponentenkomplettüberdie angesetzteNutzungsdauer von 50 Jahren auch verwendetwerden können. Sindbspw.einzelneBauteileodertechnischeAnlagenwährendderGebäudenutzungsdauerzu ersetzen, zählen diese Auszahlungen zu den Erhaltungsaufwendungen und sinddann in der Regel sofort in voller Höhe als Werbungskosten erklärbar. Wird zurMaßnahmenfinanzierung Fremdkapital herangezogen, stellen die ZinszahlungenebenfallsWerbungskostendar.

Zu einem Erhaltungsaufwand können nur Investitionen in Anlagen und Bauteileführen, die bereits vorhandene Gebäudekomponenten betreffen, ohne dass eineFunktionserweiterung erfolgt (bspw. das Anbringen einer Außenwanddämmung),odersolche,dievorhandeneBauteilebzw.derenFunktionersetzen (bspw.derAus‐tausch des Hauptwärmeerzeugers). Instandsetzungsmaßnahmen und die damiteinhergehendeModernisierungstellendamitimRegelfallErhaltungsaufwanddar.Derzeitliche Zusammenfall der Maßnahmen oder die Höhe der Auszahlungen ist dabeizunächstunerheblich.DavonabweichendwerdenAuszahlungen,diemitderErweite‐rungderBausubstanz,neuenFunktionenodermiteinerwesentlichenVerbesserungdes Wirtschaftsgutes „Gebäude“–dem sogenannten Standardsprung–einhergehenalsnachträglicherHerstellungsaufwandbetrachtet[59].

EinStandardsprungliegtvor,wenninnerhalbvon5JahrenmindestensdreidervierzentralenAusstattungsmerkmaleFenster,Heizungs‐,Sanitär‐undElektroinstallation

Stromerzeugungsanlage.BeleuchtetwerdenlediglichdieRegelungenfürnach2014neuerrichteteStrom‐erzeugungsanlagen. Für Bestandsanlagen gelten teilweise abweichende Regelungen in Abhängigkeit desInbetriebnahmezeitpunktsundderdamitverbundenenFörderrahmenbedingungen.52NebendemRegelfallvon2%proJahrgeltenSonderregelungenu.a. fürGebäudeinSanierungsgebietenundstädtischenEntwicklungsbereichen,fürBaudenkmälerundWohnungenmitSozialbindungen.

52 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

durchSanierungsmaßnahmenvoneinemsehreinfachenaufeinenmittlerenodervoneinem einfachen bzw. mittleren auf einen sehr anspruchsvollen Standard gehobenwerden[59].DerStandardsprungkannunterUmständennichtnurausderAusstat‐tungsqualitätsänderung des Gebäudes abgeleitet werden. Gegebenenfalls wird aucheine Modernisierung, die zu einer wesentlichen Mietpreissteigerung führt, von denFinanzbehörden als Standardsprung interpretiert. Eine weitere Abweichung vomRegelfall„Erhaltungsaufwand“kanndadurchentstehen,dassdieInstandsetzungbzw.Modernisierung zeitnah zum Kauf des Gebäudes erfolgt. Die Auszahlungen für dieMaßnahmenumsetzungwerden als anschaffungsnaheHerstellkosten gesehen,wennsie15%desAnschaffungswertes indenerstendrei JahrennachdemErwerbüber‐steigen[59].

ImGegensatzzurImmobilienbewirtschaftungsindSteuernfüreineModernisierungs‐entscheidungimBereichdesselbstgenutztenWohnungseigentums–zumindestnachderzeitiger Gesetzeslage – kaum von Bedeutung.53 In der jüngeren Vergangenheitwurdenzwar Initiativen [52]ergriffen,welcheauch fürEigennutzerdieMöglichkeitbieten sollten, Modernisierungsaufwendungen steuerlich geltend zu machen. EinentsprechenderGesetzentwurfließsichbislangjedochnichtdurchsetzen[50/51].

DieBewirtschaftung einerPV‐ oderKWK‐Anlage ist sowohl für einenVermieter alsauchfüreinenselbstnutzendenGebäudeeigentümeraussteuerlicherSichtgesondertzubehandeln.DerausdemBetriebeinersolchenAnlageresultierendeGewinn(bzw.Verlust) zählt zudenEinkünften ausGewerbebetrieb.54DerGewinnkanndurchdieGegenüberstellung der Betriebseinnahmen und Betriebsausgaben (Einnahmenüber‐schussrechnung) ermitteltwerden. Zu den Einnahmen zählen u.a. die Vergütungenaus derNetzeinspeisung bzw. dem objektinternen oder objektexternenVerkauf deserzeugtenStromsanDrittesowiestaatlicheZuschlägeundZuschüsse.AuchdieEnt‐nahmen eines Gebäudeeigennutzers für seinen privaten Stromverbrauch sind alsfiktive Einnahme anzusetzen. Letzterem liegt der Gedanke zugrunde, die Gewinn‐minderung der damit verbundenen Aufwendungen adäquat zu neutralisieren. AlsBemessungsgrundlage für diese Entnahme könnten somit die Selbstkosten heran‐gezogenwerden.VorstellbarwäreaberauchdervoraussichtlichamMarkterzielbareVerkaufspreis [25]. FürdieWärmenutzung ausKWK‐Anlagen sollte entsprechendesgelten,wobeihieraufgrundderüblicherweisefehlendengebäudeexternenVermark‐tungsmöglichkeitdieSelbstkostenzubetrachtenwären.

53EineAusnahmestellendenkmalgeschützteGebäudedar.54Damit ist der Stromanlagenbetrieb grundsätzlich auch gewerbesteuerpflichtig. Sofern der Gewinn ausallen gewerblichen Tätigkeiten des Anlagenbetreibers (als natürliche Person oder Personengesellschaft)nichtmehrals24.500€proJahrbeträgt,fällt jedochkeineGewerbesteueran.Vgl.Freibetraggemäߧ11Gewerbesteuergesetz(GewStG).

Steuerrechtsrahmen 53

AufderSeitederBetriebsausgaben ist–u.a.nebendenAufwendungen für Instand‐haltung, Finanzierung und gegebenenfalls für den Brennstoffbezug – die AfA zuberücksichtigen. Im Gegensatz zu Anlagen, die ausschließlich zur zweckgemäßenNutzungdesGebäudesbenötigtwerden(bspw.einHeizkessel)undalsunselbständigeGebäudebestandteile anzusehen sind, gelten stromerzeugende Anlagen in der Regelals selbständige bewegliche Wirtschaftsgüter.55 Die Zeiträume der im Normalfalllinearen steuerlichenAbschreibungbetragen für eineKWK‐Anlage10 Jahreund füreine PV‐Anlage 20 Jahre [41].Werden staatliche Investitionszuschüsse in Anspruchgenommen, sinddiese alsBetriebseinnahme zuberücksichtigenunddieAfA ist ausdengesamtenHerstellungs‐/Anschaffungskostenzuermitteln.AlternativkönnendieHerstellungs‐/Anschaffungskosten auch um den Investitionszuschuss verringertwerden,welcherdannüberdenWegdergeringerenAfAversteuertwird[25].Gleich‐ermaßensolltenstaatlicheFörderungeninFormvonTilgungszuschüssenBerücksich‐tigungfinden[182].

3.3.2 Umsatzsteuer

WereinestromerzeugendeAnlagebetreibtundregelmäßigelektrischeEnergieindasallgemeine Versorgungsnetz einspeist, ist unabhängig von der Höhe der erzieltenEinnahmeneinUnternehmerimSinnedesUStG.56DieUmsätzeausdemBetriebeinerKWK‐ oder PV‐Anlage unterliegen grundsätzlich der Umsatzsteuer. Im Allgemeinensollte füreinenBetreibervonPV‐undKWK‐Anlagen inWohngebäudendieKleinun‐ternehmerregelung greifen.57 In diesemFall bleiben die Umsätze steuerfrei und einVorsteuerabzugausdenEingangsrechnungenistnichtmöglich.AusletzteremGrundkann es für den Anlagenbetreiber vorteilhaft sein – vor allem hinsichtlich der Vor‐steuerabzugsmöglichkeitimZusammenhangmitdemErwerbderAnlage–zurRegel‐besteuerungzuoptieren[25].

ImFallderRegelbesteuerungistzunächstdieZuordnungderAnlagezumUnterneh‐mensvermögenvonBedeutung.WirddieAnlageausschließlichfürunternehmerischeZweckegenutzt,istdieAnlagevollständigdemUnternehmensvermögenzuzuordnen.HierzuzähltdieEnergieeinspeisunginöffentlicheNetzebzw.dieEnergielieferunganDritte.AuchdieVersorgungdesvermietetenWohneigentumsdesAnlagenbetreibersmitAllgemeinstrom(allgemeineBeleuchtungetc.),Antriebs‐undHilfsenergienoderKWK‐Wärme sowie die Energielieferungen für die private Stromnutzung seinerMieterstellt–wiedieVermietungselbst–eineunternehmerischeTätigkeitdar.Wird

55BezüglichKWK‐Anlagenvgl.[OFDNiedersachsen15.12.2010,S2240‐186‐St221/St222].56Vgl.[BFH,18.12.2008‐VR80/07]und[EuGH,20.06.2013‐C‐219/12].57SoferndieUmsätzeimaktuellenJahr50.000€undimVorjahr17.500€nichtübersteigen.

54 RechtlicheRahmenbedingungenzurenergetischenWohngebäudemodernisierung Kapitel3

die erzeugte Energie zusätzlich unternehmensfremd (privat) durch den Anlagenbe‐treiberzurDeckungseineseigenenStrom‐und/oderWärmebedarfsgenutzt,bestehtdagegen ein Zuordnungswahlrecht. Die Zuordnung der Anlage zum Unternehmenkann unterbleiben oder vollständig erfolgen. Auch eine dem unternehmerischenNutzungsumfang entsprechende teilweise Zuordnung ist möglich. In den letztenbeidenFällenmussdieunternehmerischeNutzungjedochmindestens10%betragen.DieZuordnungsentscheidungmusszeitnahzurAnschaffungderAnlageerfolgen.

Der Vorsteuerabzug für die Aufwendungen zur Anschaffung, zum Betrieb und zurInstandhaltungderAnlageistmaximalinHöhedesunternehmerischenZuordnungs‐anteilsmöglich.DementsprechendwirddernichtunternehmerischeAnteilauchnichtderUmsatzbesteuerungunterworfen.WirddieAnlagevollständigdemUnternehmenzugeordnet,kanndervolleVorsteuerabzugauchfürdieAufwendungsanteilegeltendgemachtwerden,diederSelbstversorgungdesAnlagenbetreiberszuzurechnensind.DieseprivateEnergieinanspruchnahmeunterliegtdannderWertabgabenbesteuerung(unentgeltlicheWertabgabe–imFolgendenauchPrivatentnahme).WurdedieAnlagenur teilweise dem Unternehmen zugeordnet und übersteigt später der tatsächlicheEigenversorgungsanteil des Anlagenbetreibers den nichtunternehmerischen Anteil,wirddiesezusätzlicheprivateNutzungdannebenfallsderWertabgabenbesteuerungunterworfen. Eine nachträgliche Korrektur der Vorsteuerabzugsmöglichkeiten zu‐gunstendesAnlagenbetreibersistdagegenausgeschlossen.

Als Bemessungsgrundlage für die unentgeltliche Wertabgabe von PV‐Strom ist derEinkaufspreis inklusive Grundgebühren des Reststrombezugs58maßgebend. Für diePrivatentnahmevonKWK‐WärmeistebensoderfiktiveEinkaufspreis füreinealter‐native Wärmeversorgung (bspw. der Gaspreis für einen vorhandenen Spitzenlast‐erzeugeroderderörtlicheFernwärmepreis)anzusetzen,soferndieseauchtatsächlichmöglich wäre. Ist ein solcher Preis nicht ermittelbar, stellen die anteiligen Selbst‐kostenderWärmeerzeugung(fürAnlagenanschaffung,Energieträgereinsatz,Instand‐haltung,Finanzierungetc.)dieBemessungsgrundlagedar.

Da der objektintern verbrauchteKWK‐Strom staatlich gefördertwird, ist bei dieserVersorgungsoptioneinebesondereVorgabezubeachten.59DiesegiltfürdieEigenver‐sorgungdesAnlagenbetreibersebensowiefürdieStromlieferungenaneigeneMieter

58Genutzte Strommengen, die nicht aus den Eigenanlagen gedeckt und von einem anderen Versorgerbezogenwerden. Existiert kein Liefervertrag für eine Reststromversorgung sind die Preise des örtlichenGrundversorgersanzusetzen.59DieseVorgabegiltgenerellfürStromerzeugungsanlagen,beideneneinestaatlicheFörderungaufGrund‐lagedesEEGoderKWKGfürdenobjektinternerzeugtenundverbrauchtenStromsgewährtwird. IstdiesnichtderFall, solltendiehierdargestelltenRegelungen fürdenobjektinternverbrauchtenPV‐Strom(ausAnlagen,dienachMärz2012errichtetwurden)entsprechendgelten,dadiesernichtgefördertwird.

Steuerrechtsrahmen 55

und sonstigeDritte imGebäude.DieVorgabebestehtdarin,dassdieserKWK‐StromzunächstalsandenNetzbetreibergeliefertanzusehenist, indessenNetzdieAnlageeingespeist.AnschließenderfolgtdieRücklieferungvomNetzbetreiberandenAnla‐genbetreiber.ImRahmendiesersogenanntenkaufmännisch‐bilanziellenEinspeisungwirddieUmsatzsteuererhoben.FürdiefiktiveLieferungandenNetzbetreibererhältder Anlagenbetreiber die Umsatzsteuer, welche auf Grundlage des mittleren EEX‐Grundlaststrompreises des vorgelagertenQuartals zuzüglichder vermiedenenNetz‐nutzungsentgelteunddesKWK‐Zuschlagsbemessenwirdunddurch ihnabzuführenist.FürdiefiktiveRücklieferungzahltderAnlagenbetreiberdieUmsatzsteuerandenNetzbetreiber. Die Bemessungsgrundlage für diese Rücklieferung entspricht derBemessungsgrundlage für die Lieferung an den Netzbetreiber abzüglich des KWK‐Zuschlags.

FürdieMöglichkeitenzumVorsteuerabzugimRahmenderRegelbesteuerungistauchdieErwirtschaftungvonumsatzsteuerpflichtigenUmsätzenvonBedeutung.IndiesemZusammenhangistzuberücksichtigen,dassEinkünfteausderWohnraumvermietunggrundsätzlich von der Umsatzsteuer befreit sind und auch befreit bleiben müssen.Dementsprechend kann für die dazugehörigen Aufwendungen auch kein Vorsteuer‐abzug geltend gemachtwerden. Somit ist zuklären, ob es sichbei der Strombereit‐stellung fürdas vermieteteEigentumdesAnlagenbetreibers umeineNebenleistungzur Hauptleistung „Vermietung“ oder um eine eigenständige Hauptleistung handelt.Ersteres sollte grundsätzlich für die Bereitstellung elektrischer Antriebs‐ undHilfs‐energie zur Wärmversorgung sowie zur Deckung des allgemeinen Gebäudestrom‐bedarfs gelten. Auch die Stromlieferung an die eigenen Mieter zur Deckung ihresprivatenBedarfskann inderRegel alsNebenleistungangesehenwerden. IndiesemFall teilen die Einkünfte aus der Strombereitstellung das steuerliche Schicksal derHaupteinkünfte aus der Vermietung und sind umsatzsteuerfrei. Entsprechend kannfürdieAufwendungen,diediesemNutzungsanteilderAnlagezuzurechnensind,auchkein Vorsteuerabzug geltend gemacht werden. Vorstellbar wäre aber auch, dasszumindest die Stromlieferung an die eigenen Mieter zur Deckung ihres privatenBedarfs vor dem Hintergrund der freien Lieferantenwahl und eines separat abzu‐schließenden Liefervertrages als eigenständige Hauptleistung angesehen werdenkann. IndiesemFallwäreder vereinbarteLieferpreisBemessungsgrundlage fürdieUmsatzsteuer.FürdieentsprechendenVorleistungen inklusivedesReststrombezugskönntederVorsteuerabzugdanngeltendgemachtwerden.

Kapitel4 VorüberlegungenzurModellentwicklung

EinwesentlicherNutzenvonModellenistdieHilfestellungbeiderErfassung,Darstel‐lung und Handhabung komplexer realer Wirkungszusammenhänge [23S.VII]. DieseFunktion stellt auch die Beweggründe für die vorgesehene Modellentwicklung und‐anwendungimRahmendieserArbeitdar.UmeineEinordunginnerhalbdeshetero‐genen Modellverständnisses in Wissenschaft und Praxis zu erleichtern, soll das zuerarbeitende Analyseinstrument zunächst anhand der von STACHOWIAK [245S.131f.]benanntenHauptmerkmaledesallgemeinenModellbegriffscharakterisiertwerden.

Betrachtet wird die Entscheidungssituation bei der Planung und Gestaltung vonModernisierungsmaßnahmen in Wohngebäuden (Abbildungsmerkmal). AdressatendesModellssinddieGebäudeeigentümerals Initiatoren, Investorenundgegebenen‐fallsFinanziersderMaßnahmen.FüreinenInvestoristdererwarteteZielerreichungs‐beitragderInvestitionausschlaggebendfürdieEntscheidungzurRealisation[157S.8].Der Zweck des Modells ist die Bereitstellung hierfür geeigneter Informationen(pragmatisches Merkmal). Die Modellierung beschränkt sich auf wesentliche Ent‐scheidungsgrößenmit ihren relevanten Attributen sowie deren Beziehungsstruktur(Verkürzungsmerkmal), ohne essenzielle Einflussfaktoren und Interdependenzen zuvernachlässigen.

Diese grundlegende Charakterisierung bildet den Rahmen für die methodischenVorüberlegungen zur Modellentwicklung, welche Gegenstand dieses Kapitels sind.Ausgangspunkt für die Erarbeitung eines entscheidungsvorbereitenden Planungsin‐strumentsistdieErfassungundAbgrenzungderbetrachtetenEntscheidungssituation.Diesewird im Unterkapitel 4.1 hinsichtlich ihrer einzelnen Aspekte beleuchtet. An‐schließend werden im Unterkapitel 4.2S.67 existierende Bewertungsansätze vorge‐stellt, welche die Entscheidungssituation zur energetischen Gebäudegestaltung auseinem umfassenden techno‐ökonomischem Blickwinkel analysieren. Ziel ist dasAufzeigendermethodischenLückeinderbestehendenModelllandschaft,diemitdemzuentwickelndenModellgeschlossenwerdensoll.

58 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Die sichdaran anschließendenUnterkapitelwidmen sichdermethodischenDiskus‐sionundderAuswahl vongeeignetenMethoden für das zu entwickelndePlanungs‐instrument.AusgangspunktbildetdieErstellungeineskonkretisiertenAnforderungs‐profilsfürdaszuentwickelndeEntscheidungsmodellimUnterkapitel4.3S.78.

AusdembereitsinderArbeitszielstellungformuliertenAnspruch,dieauswirtschaft‐licher Sicht beste Handlungsalternative bestimmen zuwollen, leiteten sich die not‐wendigen Segmente des neuen Analyseansatzes ab [20S.13ff.]. Aufgrund der engenVerknüpfungeines jedenEntscheidungsprozessesmitdenInteressenundPrämissendes Entscheidungsträgers, bedarf es zunächst einer klaren Bestimmung der Eigen‐tümerzieleunddesdarausresultierendenMaßstabs,anhanddessendieEntscheidungzur Umsetzung von Modernisierungsmaßnahmen imModell orientiert werden soll.Der unbestimmte und recht dehnbare Begriff „wirtschaftlich“ soll und kann hierfürlediglicheinegrobeRichtungvorgeben.

Als zweiteModellkomponente ist dieAbbildungdesHandlungsspielraums erforder‐lich, welcher die einzelnen Optionen des Eigentümers zur Gebäudemodernisierungumfasst. Hierfür ist eine Methode zu eruieren, mit deren Hilfe seine Möglichkeitenadäquatmodelliertwerden können. Aus der Kombination einzelnerHandlungsopti‐onenergebensichdieHandlungsalternativen.60

DieHandlungsalternativensindeinemBewertungsverfahrenzuunterziehen,welchesdendrittenModellbestandteildarstellt.DasBewertungsverfahrenerfasstdieökono‐mischenKonsequenzendereinzelnenAlternativenundistdafürverantwortlich,ihrenZielerreichungsbeitrag unter Berücksichtigung der durch den EntscheidungsträgernichtzubeeinflussendenRahmenbedingungenzubestimmen.DaraufaufbauendwirdeineMethodebenötigt,mitder letztendlichdie vorteilhaftesteAlternativebezüglichderZielsetzungendesEigentümersalsInvestorermitteltwerdenkann.

Die einzelnen Modellsegmente sind aufeinander abzustimmen. DementsprechendgreifenauchdieVorüberlegungenzuihnenineinander.ImUnterkapitel4.4S.81erfolgtzunächst die notwendige operationale Definition der betrachteten Zielinhalte undZielerreichungsvorschriften[172S.11]desGebäudeeigentümers.AnschließendwidmetsichUnterkapitel4.5S.85denÜberlegungenzurModellierungundAnalysederModer‐nisierungsentscheidung.IndiesemRahmenwerdendieFestlegungenzurAbbildungs‐methode im Zusammenspiel mit der Verfahrenswahl zur Bestimmung der vorteil‐haftestenHandlungsalternativegetroffen.ImUnterkapitel4.6S.97wirdeinegeeigneteBewertungsmethodeidentifiziert.60Als„Alternative“werdenimFolgendenzulässigeKombinationenvoneinzelnenHandlungsoptionenver‐standen,welchedemPrinzipdervollkommenenAlternativenstellungentsprechen[20S.16/277S.21].

DieEntscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“ 59

WiebeivielenEntscheidungen,derenrealeKonsequenzensicherstinausgedehntenZeiträumen nach ihrer Umsetzung vollständig zeigen können, bestehen für diePlanung von energetischen Gebäudemodernisierungen verschiedene UnsicherheitenhinsichtlichderEntwicklungentscheidungsrelevanterRahmenbedingungenundEin‐flussgrößen. Die Diskussion zur Berücksichtigung dieser Unsicherheiten ist Gegen‐standdesUnterkapitels4.7S.110.

Die Vorüberlegungen zur Modellentwicklung enden mit einer zusammenfassendenmethodischenEinordnungdeszuerstellendenAnalyseinstrumentesindiebestehendeModelllandschaft, die auf eine Entscheidungsunterstützung bei der energetischenGebäudeauslegungunterwirtschaftlichenGesichtspunktenabzielt.

4.1 DieEntscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“

Ziel dieses Unterkapitels ist die Charakterisierung der Entscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“. Besonderes Augenmerk wird auf die bestehenden(Inter‐)Dependenzen zwischen den einzelnenHandlungsoptionenunddenRahmen‐bedingungendesEntscheidungsträgersgelegt.DiebetrachteteEntscheidungssituationlässtsichgrob ineinen technischenundeinenökonomischenAktionsraumgliedern,welchejeweilsmehrerezutreffendeEntscheidungenumfassen.EineweitereDimen‐sion stellt die Frage nach dem Umsetzungszeitpunkt von Modernisierungsmaß‐nahmen dar. Die bestehenden Unsicherheiten hinsichtlich der Entwicklung ent‐scheidungsrelevanter Rahmenbedingungen und Einflussgrößen bilden einen viertenAspektderModernisierungsplanung.

4.1.1 TechnischeAspektederEntscheidungssituation

BeiderPlanungvonModernisierungsmaßnahmenerstrecktsichderEinflussbereichdes Gebäudeeigentümers über alle Stufen des hausinternen Versorgungssystems.HierfürbietensichihmtechnischeMaßnahmenoptioneneinerseitsaufderEnergiebe‐reitstellungsseiteundandererseitsaufderEnergienutzungsseite.61DieMaßnahmen‐optionen umfassen den Einbau neuer und/oder den Rückbau bestehender Anlagenund Bauteile, wie bspw. die Installation einer neuen Wärmeerzeugungsanlage, dasAnbringeneinerAußenwanddämmungoderdenAusbaueinesvorhandenenWärme‐

61DieEnergiebereitstellungsseiteumfasstdieEnergieübernahmeanderGebäudegrenzesowiedieobjektin‐terne Energieerzeugung, ‐speicherung, ‐verteilung und ‐übergabe. Zur Nutzungsseite zählen alle techni‐schenMaßnahmenzurBeeinflussungdesNutzenergiebedarfs(vgl.Abbildung5S.18).

60 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

speichers. Bei der Maßnahmenplanung sind gesetzliche Mindestanforderungen zuberücksichtigen. Gleichzeitig könnte sich für ihn aber auch die Durchführung vonMaßnahmenalsvorteilhafterweisen,derenWirkungüberdiegesetzlichenVorgabenhinausreicht.DieKombinationeinzelnerMaßnahmenoptionenwirdimFolgendenalsMaßnahmenbündelbezeichnet.

BeiderZusammenstellungdesMaßnahmenbündels sinddie Interdependenzen zwi‐schenderAuslegungderWärmeerzeugungsanlagenundderenergetischenGestaltungderGebäudehüllesowiederWarmwasserbereitstellungzubeachten.Ersteremüsseneine Abgabeleistung aufweisen, mit der jederzeit eine ausreichende Wärmeversor‐gunggewährleistetwerdenkann.Hierbei ist insbesonderederEinflussderenergeti‐schenHüllflächengestaltungaufdenHeizlastverlaufzuberücksichtigen,welchersichauf die Einsatzdauer und die zeitabhängige Auslastung der Wärmebereitstellungs‐anlagen auswirkt. Entsprechende Wechselwirkungen bestehen auch zwischen deneinzelnen Versorgungsanlagen auf der Bereitstellungsseite falls mehrere Energie‐erzeugungsanlagen in Kombination zur Deckung des Nutzenergiebedarfs eingesetztwerden.DieEinsatzplanungvonAnlagenmitmodulierbarembzw.unterbrechbaremBetriebbeinhaltet somitwesentlicheEntscheidungen,die imRegelfallmithilfe einervorzugebenden Systemsteuerung automatisiert getroffen werden. Darüber hinausbietetdieInstallationvonEnergiespeicherndieMöglichkeit,dieEnergieerzeugungineinem beschränkten Umfang von der Energienutzung zeitlich zu entkoppeln. DieAuslegungderSpeicheranlagenbietetsomiteinenzusätzlichenFreiheitsgradbeiderleistungsmäßigenAuslegung und Einsatzplanung der Erzeugungsanlagen,womit sievor allem fürTechnologienmitnurbedingt steuerbarerEnergieerzeugungodermitKraft‐Wärme‐Kopplungbedeutsamist.

Die Zusammenstellung des Maßnahmenbündels bestimmt in Verbindung mit derAnlageneinsatzplanung den zeitabhängigen Bedarf von Nutz‐ und Hilfsenergie, dieinternenBereitstellungsverluste sowie den daraus resultierenden EndenergiebedarfdesGebäudes.GleichzeitighatsieeinenEinflussaufdiezukünftigenZahlungsströmedes Eigentümers.Damit erfolgt dieÜberleitung zu den ökonomischenAspektenderEntscheidungssituation.

4.1.2 ÖkonomischeAspektederEntscheidungssituation

EinwesentlicherökonomischerAspektderModernisierungsplanungistdieEntschei‐dungzurMaßnahmenfinanzierung.DerHandlungsspielraumumfasstdenEinsatzvonEigenmitteln und verschiedene Möglichkeiten zur Aufnahme von Fremdkapital.Letzteres ist von staatlicher Seite Ansatzpunkt für Förderinstrumente in Form vonZuschüssenundzinsverbilligtenDarlehenderKfW‐Bankengruppe.DieFestlegungder

DieEntscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“ 61

Zuschuss‐undKreditkonditioneneinzelnerFörderinstrumenteistinderRegelabhän‐gigvonzuerfüllendenMindestanforderungenbeiderModernisierung.Fürdie Inan‐spruchnahmedieserFinanzierungsmöglichkeitenbestehtdamiteineDependenzzumMaßnahmenbündel, welches die geforderten energetischen Standards für einzelneBauteilebzw.fürdasgesamteGebäudeerfüllenmuss.TendenziellbedingteinhöhererModernisierungsgradauchhöhereAnfangsauszahlungen,gleichzeitigverbessernsichaberdieZuschuss‐undKreditkonditionenfürdenEigentümer.SowohldieVerfügbar‐keit von Eigen‐ als auch von Fremdmitteln kann Beschränkungen unterliegen, dieeinerseits abhängig sind vom Budget, das der Eigentümer selbst bereitstellen kann(bzw.will)undandererseitsvonseinerBonität.

FürdiewirtschaftlicheBewertungeinerModernisierunghatdieEigentümer‐Nutzer‐RelationeinenwesentlichenEinfluss.ImFalledesEigennutzersmisstsichdieVorteil‐haftigkeit der Investition anhand der erreichten Energiekosteneinsparung. Für denGebäudebewirtschafter muss sich die Investition dagegen aus den Mieteinkünftenrefinanzieren.DerEigentümerhathierdieMöglichkeit,dieAnfangsauszahlungenzurMaßnahmenumsetzung auf die Bestandsmieter umzulegen. Dadurch könnten aller‐dings Mieterhöhungen im Folgezeitraum unterbunden werden, die im Rahmen derAnpassungandasortsüblicheVergleichsmietpreisniveauauchohnedieModernisie‐rungmöglich gewesen wären. Da bei der Ermittlung des Vergleichsmietpreises dieenergetische Ausstattung bzw. Beschaffenheit des Gebäudes als Differenzierungs‐kriterium zu berücksichtigen ist, können sich aber auch langfristig zusätzlicheMieteinnahmen gegenüber dem Gebäudeausgangszustand aus den bestehendenMietverhältnissenergeben.FüreineNeuvermietungnachderModernisierungistdererzielbareMarktmietpreismaßgebend.DieserorientiertsichebenfallsamVergleichs‐mietpreisniveauundkannsowohlüberalsauchunterdenBestandsmieten(inkl.einerModernisierungsumlage) liegen. Auch hier besteht somit eine Interdependenz zumMaßnahmenbündel.EineweitereWechselwirkungbestehtzwischenderMietpreisbil‐dungfürdieBestandsmietverhältnisseundderInanspruchnahmestaatlicherFörder‐mittel.DurchdieFörderungreduziertsicheinerseitsdiemaximalmöglicheModerni‐sierungsumlage. Andererseits schmälert sie auch die Möglichkeiten zur AnpassungderMietenandasortsüblicheVergleichsmietniveauwährenddesFörderzeitraums.

NebendenreinwärmebezogenenMaßnahmenkannderGebäudeeigentümerauchdieInvestition in eine PV‐ oder KWK‐Anlage erwägen. In diesem Fall obliegt ihm dieEntscheidung,sichteilweiseselbstmitelektrischerEnergiezuversorgenund/oderalsEnergielieferant fürDritteaufzutreten.FürdiegebäudeinterneStromversorgunghatder Eigentümer als Anlagenbetreiber den Versorgungspreismit den Abnehmern zuvereinbaren.DienichtvorOrtgenutzteelektrischeEnergiewirdentwederaußerhalbdesObjektesdirektvermarktetodergegeneinEntgeltinsöffentlicheNetzeingespeist.

62 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Sofern mit dem Gebäude oder durch den Betrieb einer stromerzeugenden AnlageErträge erwirtschaftet werden, können Steuern auf die Investitions‐ und Finanzie‐rungsentscheidung großenEinfluss haben. So führen Fremdkapitalzinsen ebenso zueinem steuermindernden Aufwand, wie die Anfangsauszahlungen der Modernisie‐rungsinvestitionen. Letztere können in der Regel als Erhaltungsaufwand geltendgemachtwerdenundsindimJahrderMaßnahmenumsetzunginvollerHöheansetz‐bar. Werden innerhalb von fünf Jahren umfassende Modernisierungsarbeiten amGebäudedurchgeführt–gegebenenfallseinhergehendmiteinerdeutlichenSteigerungder Mietpreise– können die Maßnahmen durch die Finanzbehörden dennoch alsHerstellungsaufwand interpretiert werden. Dies hat zur Folge, dass die Moder‐nisierungen linear über die Standard‐ bzw. Restnutzungsdauer des Gebäudes abge‐schrieben werden müssen. Letzteres gilt grundsätzlich für Maßnahmen, die neueGebäudefunktionenbereitstellen.

4.1.3 ZeitlicherAspektderEntscheidungssituation

IndenbeidenvorangegangenenAbschnittenwerdensowohldietechnischenalsauchdie ökonomischen Aspekte der Entscheidungssituation mit den bestehen Wechsel‐wirkungen erörtert. Außen vor blieb bislang die Frage nach dem Umsetzungszeit‐punkt derModernisierung. Diese Frage ist irrelevant,wenn ein einzelner Zeitpunktzur Durchführung bereits festgelegt ist und die betrachtete Entscheidungssituationlediglich dieMaßnahmenauswahl unddieBestimmungder ökonomischenEntschei‐dungsgrößen beinhaltet. Sie wird aber dann relevant, wenn der PlanungszeitraummehreremöglicheUmsetzungszeitpunkteaufweist.62Darausergibt sicheinzusätzli‐cherFreiheitsgradfürdiebetrachteteEntscheidungssituation.

OftmalserfolgtdieUmsetzungvonGebäudemodernisierungenimZusammenhangmiterforderlichen Instandsetzungsmaßnahmen, die aufgrund von Alterung und Ver‐schleißturnusmäßigdurchzuführensind.DieeinzelnenAnlagenundBauteileweisenunterschiedliche technische Nutzungsdauern auf, sodass bei einem notwendigenErsatzeinesWärmeerzeugersnichtunbedingtauchMaßnahmenanderGebäudehülleerforderlich sein müssen. Mit Ausrichtung an der technischen FunktionsfähigkeiteinzelnerGebäudekomponentenwürdesichdieDurchführungvonModernisierungs‐maßnahmen auf verschiedene Zeitpunkte verteilen. Hierbei wirken sich die in denvorangegangenen Abschnitten beschriebenen techno‐ökonomischen Dependenzen

62DerPlanungszeitraumalsderZeitraum,fürdeneinzelneHandlungenzubestimmensindundfürdendieHandlungskonsequenzen betrachtet werden, ist vollständig im vorgesehenen Modell abzubilden. DieBegriffe „Betrachtungszeitraum“ bzw. „Analysezeitraum“ (des Modells) werden deshalb im FolgendensynonymzumBegriff„Planungszeitraum“verwendet.

DieEntscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“ 63

übermehrereModernisierungszeitpunktehinwegaus,d.h.dieHandlungsspielräumeunddieRahmenbedingungenspätererUmsetzungszeitpunktesindvonderEntschei‐dungzudenfrüherenUmsetzungszeitpunktenabhängig.

DieEntscheidung zumModernisierungszeitpunkt lässt sich allerdingskaumausderpauschalen Betrachtung üblicher Nutzungsdauern ableiten. Einerseits stellen dieseZeitspannenlediglicheinengrobenRichtwertdar.DierealeNutzungsdauereinzelnerKomponenten ist dagegen von vielen gebäudespezifischen Faktoren (Standort, Nut‐zung,Nutzerverhaltenetc.)abhängig.AuchverlierensieinderRegelnichtabruptihrevolleFunktionalität,daAlterungundVerschleißschleichendeProzessedarstellenundzusätzlich die Möglichkeit besteht, durch kleine Ausbesserungsmaßnahmen bzw.Reparaturen ihre Funktionsfähigkeit über den technischen Nutzungsdauerrichtwerthinaus erheblich zu verlängern. Andererseits könnte aus ökonomischer Sicht aberauchdievorzeitigeErneuerungeinzelnerKomponentenvorteilhaftsein.VorallemimMietbereichergebensichnichtseltenModernisierungszwängedurchdieKonkurrenz‐situationimMietmarktdesGebäudestandorts,welchedieNotwendigkeitzurfunktio‐nalenInstandsetzungüberlagern[113S.56].

Darüber hinaus können auch Zwänge zur Bündelung oder zeitlichen Staffelung vonMaßnahmendieEntscheidungzumUmsetzungszeitpunktdominieren.ImMietbereicherfolgtehereineZusammenfassungvonMaßnahmen,umdieBeeinträchtigungenderMieteraufeinenmöglichstkurzenZeitraumzubegrenzen.Dagegenkönntebspw.dietemporär beschränkte Verfügbarkeit von Finanzierungsmitteln eines EigennutzerseinegestaffelteModernisierungerfordern,obwohleinesofortigeInstandsetzungderGebäudekomponentenmit Blick auf ihren Zustand angeratenwäre. Aus technischerSicht sprechen vor allem die gegenseitigen Abhängigkeiten für eine gebündelteUmsetzung. Beispielsweise ist eswenig zweckmäßig, eine neue Heizungsanlage aufdie bestehendenHeizlasten auszulegen,wenn sie kurze Zeit danach durch umfang‐reiche Dämmmaßnahmen am Gebäude stark überdimensioniert wäre. Übergangs‐lösungen sind zwar möglich, könnten aber die energetischeWirksamkeit einzelnerMaßnahmenherabsetzten.Gleichzeitigkönnensie–überdengesamtenPlanungszeit‐raumbetrachtet–einenhöherenfinanziellenAufwandverursachen.

4.1.4 UnsicherheitsaspektederEntscheidungssituation

In der Literatur wird eine große Anzahl an einzelnen Unsicherheiten benannt, mitdenenAkteurewährendeinesGebäudelebenszykluskonfrontiertsind.Zusammenstel‐lungenfürdieImmobilienwirtschaft,welchesichteilweiseauchaufeinenEigennutzerundeinenKWK‐bzw.PV‐Anlagenbetreiberübertragen lassen, finden sichbspw.beiROHDE[224]undsehrumfangreichbeiURSCHEL[258].DiegesamteBandbreite ist für

64 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

die betrachtete Entscheidungssituation allerdings nicht von Belang. Tabelle 4 zeigteineAuflistungvonUnsicherheiten,diefüreineGebäudemodernisierungsplanungalsrelevanterachtetwerdenkönnen.63

Tabelle4: Entscheidungsrelevante Einflussgrößen im Rahmen der Gebäudemodernisie‐rungsplanungundihreUnsicherheitsdimension

EinflussgrößeRelevanteUnsicherheits‐

kategorien/Einflussfaktorenu.a.:64

BezugfürUnsicherheits‐dimension

Unsicherheitsdimensionen

Eigen‐nutzer

Ver‐mieter

Anlagen‐betreiberKWK/PV

EnergierechtlicheGebäude‐,Anlagen‐,Bauteilanforderungen

Politische,steuerlicheundjuristischeRahmenbedingungen

aktuelleRege‐lungenund

politischeZiel‐setzungen

Gefahr Gefahr Gefahr

Anlagenwirkungsgrade,Speicherverluste,Bauteil‐U‐Werteetc.(FunktionsqualitätderverfügbarenTechnik)

TechnischeUnsicherheiten,Gebäudesubstanz

(Norm‐)An‐gabenderHersteller

Gefahr Gefahr Gefahr

Anlagenwirkungsgrade,Speicherverluste,Bauteil‐U‐Werteetc.(TechnologischeEntwicklung)

WirtschaftlicheEntwicklungaktuellerStandderTechnik Chance Chance Chance

TechnischeAnlagen‐/Bauteilnutzungsdauer

TechnischeUnsicherheiten,Gebäudesubstanz

∅ErwartungfürAnlage/Bauteil

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

VerfügbarkeitErneuerbarerEnergien(fluktuierend) Umwelt(Wetter) ∅Erwartungfür

Objekt/Umfeld

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

PreisefürErwerb/Installation/InstandhaltungvonAnlagen&Bauteilen

WirtschaftlicheEntwicklung∅Erwartungfür

Preise

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Arbeits‐undMaterialaufwandfürInstallation/InstandhaltungvonAnlagen&Bauteilen

TechnischeUnsicherheiten,Gebäudesubstanz(versteckteSchäden)

Arbeits‐&Materialauf‐wandlautPlanung

Gefahr Gefahr Gefahr

VerfügbaresEigenkapitalzurFinanzierung

WirtschaftlicheEntwicklung(Eigentümereinkommen&‐vermögen),Mietwert

∅ErwartungzuliquidenMitteln

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

VerfügbaresFremdkapitalzurFinanzierung

WertentwicklungderImmobilie,WirtschaftlicheEntwicklung(Eigentümereinkommen&‐vermögen),Mietwert

∅ErwartungzurKredit‐würdigkeit

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Kreditzinsen,Zinsbindungs‐dauer,Anschlussfinanzierungetc.

WirtschaftlicheEntwicklung,Mietwert,WertentwicklungderImmobilie

∅ErwartungfürKapitalmarkt

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

63Gegebenenfallsauch fürdieModernisierungsentscheidungrelevantaberandieserStellevernachlässigtwerden u.a. Unsicherheiten hinsichtlich Genehmigung, Termineinhaltung, Haftung, Rechtsstreitigkeiten,Großschadensereignissenetc.FüreinedetaillierteAuflistungvgl.URSCHEL[258].64InAnlehnungandenKatalogvonURSCHEL[258].

DieEntscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“ 65

(FortsetzungTabelle4)

Eingangsgrößen/ParameterRelevanteUnsicherheits‐

kategorien/Einflussfaktorenu.a.:65

BezugfürUnsicherheits‐dimension

Unsicherheitsdimensionen

Eigen‐nutzer

Ver‐mieter

Anlagen‐betreiberKWK/PV

StaatlicheInvestitions‐zuschüsse,Zinsverbilligung,Förderquoten,Bewilligungs‐anforderungenetc.

Politische,steuerlicheundjuristischeRahmenbedingungen,wirtschaftlicheEntwicklung

aktuelleRegelungen

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

AfA‐Höheund‐zeitraum,Steuersätzeetc.

Politische,steuerlicheundjuristischeRahmenbedingungen

aktuelleRegelungen Chance

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

PreisefürEnergiebezugWirtschaftlicheEntwicklung,Politische,steuerlicheundjuristischeRahmenbedingungen

∅ErwartungfürPreise

Gefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

ErwarteterEnergieverbrauchUmwelt(Wetter),Nutzerverhal‐ten,technischeUnsicherheiten,Gebäudesubstanz

EnergiebedarfGefahr&

Chance

Gefahr&

Chance

ErreichbaresMietpreisniveau/Vergleichsmietenniveau

Mietwert,soziodemographischeEntwicklung,Immobilienmarkt,sozialeUnsicherheiten

∅ErwartungfürObjekt/Umfeld

Gefahr&

Chance

Mieterwechselrate/Fluktuation

SozialeUnsicherheiten ∅ErwartungfürObjekt

Gefahr&

Chance

Leerstandzeiten/Objektauslastung

SoziodemographischeEntwick‐lung,Immobilienmarkt,sozialeUnsicherheiten

∅ErwartungfürObjekt

Gefahr&

Chance

Mietausfall SozialeUnsicherheitenZahlunglautMietvertrag Gefahr

Mietsteigerungssperrfrist,Kappungsgrenze,Modernisie‐rungsumlagefaktoretc.

Politische,steuerlicheundjuristischeRahmenbedingungen

aktuelleRegelungen

Gefahr

ErzielbarePreisefürEnergielieferung(objektintern/Netzeinspeisung)

WirtschaftlicheEntwicklung ∅ErwartungenfürPreise

Gefahr&

Chance

ForderungsausfallbeiEnergielieferung(Wärme&elektr.Energie)

SozialeUnsicherheitenZahlunglautLiefer‐bzw.Mietvertrag

Gefahr Gefahr

Zuschläge/VergütungssätzefürelektrischeEnergieausKWK&PV

Politische,steuerlicheundjuristischeRahmenbedingungen

aktuelleRegelungen

Gefahr

Umlagen/AbgabenimRahmenderEnergielieferung

Politische,steuerlicheundjuristischeRahmenbedingungen

aktuelleRegelungen Gefahr

65InAnlehnungandenKatalogvonURSCHEL[258].

66 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

DieUnsicherheiten können durchausWechselwirkungen unterliegen und sind nichtimmeralsreineGefahrenzuinterpretieren.InAbhängigkeitdavon,welcherZustanderwartetbzw.erhofftwird,kannsicheinemöglicheAbweichungauchpositivaufdieZielerreichung des Investors auswirken und somit als Chance erweisen.Wie ausge‐wogenGefahrundChancesichgegenüberstehen,wirdgrobdurchdieUnterscheidungin eindimensionale Unsicherheiten (eine Abweichung würde den Investor generellschlechterbzw. ausschließlichbesser stellen)und zweidimensionaleUnsicherheiten(eineAbweichungbirgtsowohlGefahrenalsauchChancen)vorgenommen.66

DiezukünftigeEntwicklungdesenergierechtlichenRahmensfürGebäudeundderentechnische Ausstattung wird hier nur mit der Gefahrendimension gesehen. DiesbegründetsichausderAnnahme,dass sichdieRegelungenweiterverschärfenwer‐den und dadurch der Entscheidungsfreiraum des Eigentümers einer zunehmendenEinschränkung unterliegen könnte. Relevant ist dieser Aspekt bei der Wahl desUmsetzungszeitpunktes, da bei einer Verschiebung vonMaßnahmen später gegebe‐nenfalls strengere gesetzliche Anforderungen zu erfüllen sind, wohingegen bereitsumgesetzteMaßnahmenbzw.EntscheidungenBestandsschutzgenießen.Gleichesgiltfür die Zuschläge bzw. Vergütungssätze für elektrische Energie aus KWK und PV,deren in der Vergangenheit stark ausgeprägte Subventionierung zur Marktdurch‐dringungdieserTechnologienzukünftigdeutlichgeringerausfallenkönnte.DieEEG‐Novellierung2014bestätigtdiesenTrend.

Für den Vermieter ist eine wesentliche Unsicherheit bezüglich seiner Modernisie‐rungsentscheidunginderEntwicklungderMieteinnahmenzusehen.HierunterfallenalleEinflüsseaufderMieterseiteaberauchUnsicherheiten,dieausderObjektverwal‐tung bzw. dem Objektmanagement erwachsen, sofern letztere Aufgaben an externeDienstleisterübertragenwurden.FürdenSelbstnutzerstehtdagegendieEntwicklungderEnergiepreise imVordergrund.Gleiches gilt fürdenKWK‐/PV‐AnlagenbetreiberhinsichtlichdererzielbarenPreise fürdieobjektinterneStromlieferungbzw. fürdieNetzeinspeisungund seines gegebenenfalls erforderlichenEnergiebezugs. Zusätzlichbesteht für ihndieGefahr geringerer oderdie ChancehöhererEnergieliefermengenimVergleichzuseinerErwartung.Der fürdenEnergieverbrauchwesentlicheFaktor„Nutzerverhalten“istalsUnsicherheitallerdingsnurfürdenAnlagenbetreiberbeiderVersorgung Dritter relevant, da der Selbstnutzer sein eigenes Verhalten prinzipiellbeeinflussen kann. Der Vermieter ist vom Energienutzungsverhalten seiner Mieter66InderLiteraturzuRisikeninderImmobilienwirtschaftwerdenuntereindimensionalenUnsicherheitenoftmalsnurGefahrenverstanden(vgl.bspw.[112S.13/189S.10/280S.19]).LetztendlichistdieSichtweiseaberabhängig vom erwarteten Zustand der unsicheren Einflussgröße. Im Rahmen der vorliegenden Arbeitmacht es Sinn, auchdie ausschließlicheChancendimensionals eindimensionaleUnsicherheit zu erfassen.EinBeispieldafür istdie inderVergangenheit immerwiederpolitischdiskutierteMöglichkeit fürEigen‐nutzer,Modernisierungsinvestitionensteuerlichberücksichtigenzukönnen.

ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen 67

nichtdirektbetroffen.AllerdingsbestehtfürihndieUnsicherheit,dassderMieterdieKosten derWärmenutzung nicht zahlt, was hier dem „Zahlungsausfall für Energie‐lieferung“ zugerechnet wird. Neben den rollenspezifischen Gefahren und Chancensind dieUnsicherheiten,welchemit denAuszahlungen und deren Finanzierung zurMaßnahmenumsetzung und der Aufrechterhaltung des technischen Gebäude‐ bzw.Anlagenbetriebs im Zusammenhang stehen, für alle drei betrachtete Akteursrollengleichermaßenrelevant.

4.2 ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen

Nach der Charakterisierung der Entscheidungssituation „Wohngebäudemodernisie‐rung“wird indiesemUnterkapitelzunächsteinÜberblickzuexistierendenArbeitengegeben, welche die energetische Gebäudegestaltung thematisieren. Das Schrifttumweist durch die Vielschichtigkeit der möglichen Fragestellungen und der verschie‐denen eingenommenen Blickwinkel eine sehr große Bandbreite auf. Die einzelnenBeiträgeunterscheidensichu.a.hinsichtlich:

derGrenzendesbetrachtetenSystemsunddereinbezogenenEntscheidungs‐größen(FreiheitsgradederAnalyse),

derangesetztenBewertungsmaßstäbe(AnzahlundArt)undderverwendetenBewertungsverfahren,

dereinbezogenenRahmenbedingungendesEntscheidungsträgerssowie derAnalysemethodikzurAuswahldesenergetischenGebäudedesigns.

DerFokusfürdiefolgendeÜbersichtliegtaufwissenschaftlichenundpraxisorientier‐tenBewertungsansätzenbzw.Modellen,welcheaufdieEntscheidungsunterstützungeines Gebäudeeigentümers bei derModernisierungsplanung unterBerücksichtigungder ökonomischen Konsequenzen abzielen. Betrachtet werden vor allem Ansätze,welche gleichzeitig verschiedene technische Gestaltungsoptionen sowohl auf derEnergiebereitstellungsseitealsauchaufderEnergienutzungsseitedesGebäudesein‐beziehenund/oderbeidenendiedetaillierteErfassungderMaßnahmenfinanzierungeinenhohenStellenwerteinnimmt.ImAnschlussandieÜbersichtwerdendieAnsätzeimRahmen einer zusammenfassendenGegenüberstellung hinsichtlich ihrer StärkenundSchwächenbeurteilt. Ziel istdasAufzeigendermethodischenLücke imBereichderentscheidungsvorbereitendenPlanungsinstrumente zurGebäudemodernisierungunter wirtschaftlichen Gesichtspunkten, die mit dem zu entwickelnden Modell ge‐schlossenwerdensoll.

68 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

DarüberhinausexistierteineVielzahlvonBeiträgen,welchenureinzelneAspektedesGebäudeenergiesystems beleuchten, diese dafür aber im Detail untersuchen. Siekonzentrieren sich bspw. auf die Gebäudeautomatisation bzw. setzen den Analyse‐schwerpunkt auf die Auslegung und vor allem den Betrieb einzelner Versorgungs‐technologien.67DieseAnsätzeberuhenaufähnlichenEntscheidungsmodellen,wiedieim Folgenden beschriebenen, allerdings sollen sie aufgrund ihrer eingeengten Per‐spektive nicht im Mittelpunkt der Betrachtung stehen. Gleiches gilt für Arbeiten,welchedas energetischeGebäudedesign allein anderEnergiebedarfsreduktionoderder Nutzungsqualität ausrichten bzw. ausschließlich einen techno‐ökologischenBlickwinkel einnehmen.68 Nicht zuletzt sei an dieser Stelle noch auf die Arbeit vonWILHELM [282] verwiesen, welcher einen interessanten modellbasierten Ansatz zurBestimmung optimaler Instandsetzungsstrategien unter Berücksichtigung stochasti‐scher Alterungsprozesse erarbeitet. Seine Analyse beschränkt sich jedoch auf dieseparateBetrachtungeinzelnerGebäudekomponentenmitFokusaufdenErsatzzeit‐punktunddiejeweiligeErsatzmaßnahme.DieFragenachderenergetischenSystem‐gestaltung unter Berücksichtigung der Komponentenwechselwirkungen steht dabeieherimHintergrund.

4.2.1 AnsätzezurEinzelbewertungundVariantenvergleiche

DereinfachsteunddeshalbvoralleminderPraxisanzutreffendeWegzurBeurteilungund Auswahl von Modernisierungsoptionen besteht in der wirtschaftlichen Bewer‐tung eines vorgegebenenMaßnahmenbündels. Gegebenenfalls erfolgt auch ein Ver‐gleich von wenigen alternativen Maßnahmenbündeln, welche ebenfalls vorab zudefinierensind.DieangewandtenEntscheidungsmodellebeschränkensichdabeiaufdieMethodenderInvestitionsrechnung.

Eine Vielzahl von Beiträgen mit dieser Vorgehensweise entstehen bspw. amDarmstädter INSTITUTWOHNENUNDUMWELT (IWU).DiePublikationen reichenvondertheoretischenAuseinandersetzungmitderEntscheidungzurGebäudemodernisierungbis hin zurWirtschaftlichkeitsanalysen realer Sanierungsvorhaben (BORNETAL.[45],ENSELING[89],FEIST[98]).InderRegelwirdindenUntersuchungenvomsogenanntenKopplungsprinzip (ENSELING&HINZ[91])ausgegangen,welchesunterstellt,dassüberModernisierungennurimZusammenhangmitbereitsfestgeplantenInstandsetzungs‐arbeiten entschiedenwird. DieMaßnahmenbeurteilung beruht vorrangig auf einemMehrertragsansatz,beidemlediglichdiederModernisierungzuzuordnendenAuszah‐

67Vgl. bspw. HAWKESETAL.[134], HUANG&LAM[144], LOZANOETAL.[181],MASSIE[192], SCHÖNFELDER[238]undVETTER[268].68Vgl.bspw.AL‐HOMOUD[9],BOUCHLAGHEM[46],COLEY&SCHUKAT[65]undTRESIDDERETAL.[257].

ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen 69

lungen69dendaraus generiertenEffektengegenübergestelltwerden. FürdenEigen‐nutzerwirddieMaßnahmenwirtschaftlichkeit anhanddesVergleichs zwischendemmittleren zukünftig erwarteten Energiepreisniveau innerhalb des Maßnahmennut‐zungszeitraumsunddemPreiseinerEinheiteingesparterEndenergievorgenommen.LetztererwirdausderAnfangsauszahlungsannuitätundder laufendenZusatzkostenermittelt(GROßKLOS[121],[89]).

FürdenVermietungsbereicherfolgtdieBeurteilungdagegenunterBerücksichtigungdermodernisierungsbedingtenMieteinnahmenanteile.Hierfürwerdenüblicherweisezwei Mietverlaufsmodelle für drei verschiedene Marktbedingungen (dynamisch,konsolidiertundstrukturschwach)herangezogen(ENSELING&HINZ[90/91]).Modell Iunterstellt,dassdasBestandsmietniveauderortsüblichenVergleichsmieteentsprichtundErhöhungennurimRahmenderModernisierungsumlagemöglichsind.ModellIIbasiert auf der Annahme, dass das Bestandsmietniveau unterhalb der ortsüblichenVergleichsmieteliegtunddurchdieModernisierungdauerhafthöhereMieteinnahmengegenüberdemunmodernisiertenZustanderreichtwerdenkönnen.DieEinflüssevonMieterwechseln bzw. Neuvermietung bleiben allerdings oftmals unberücksichtigt[90/149].DieBeurteilungfürdenMietbereichbasiertvorrangigaufderKapitalwert‐methode (LOGA ET AL. [179], [89]), aber auch auf der vollständigen Finanzplanung(ENSELING ETAL. [92], [149]). Für beide Bereiche – Eigennutzung und Vermietung –werdenMaßnahmenbündelbetrachtet,derenZusammensetzungsichinderRegelaufübliche bzw. die im begutachteten Projekt umgesetzten Maßnahmen beschränkt.Darüber hinaus werden der Aspekt „Warmmietenneutralität für die Nutzer“ undeinzelne staatlich geförderte Kredite in die Analyse einbezogen (DISCHERETAL.[80],STOLTEETAL.[250]).

MARTINAITISETAL.[190] schlageneinähnlichesvereinfachtesEntscheidungsverfahrenvor. Bei ihremAnsatz sind zunächst die Anfangsauszahlungen für dieMaßnahmen‐optionen in den Instandsetzungsanteil und denModernisierungsanteil aufzuspalten.Letztererkann fürErsatzmaßnahmenallerdingsnurbeimAustauschvordemErrei‐chendertechnischenNutzungsdauereinenWertgrößernullaufweisen.DerModerni‐sierungsanteilentsprichtderAnfangsauszahlungmultipliziertmitdemVerhältnisderRestnutzungsdauer zur Standardnutzungsdauer des zu ersetzenden Bauteils. Soferndie technische Nutzungsdauer des alten Bauteils erreicht ist, wird die Ersatzmaß‐nahmevollständigalsInstandsetzunggesehen.ZurBeurteilungwirdderModernisie‐rungsanteil der Anfangsauszahlung dem Barwert der eingesparten Energiekostendurch die Maßnahmen über deren Standardnutzungsdauern gegenübergestellt. Als

69Oftmalsauchals„energiebedingteMehrkosten“bezeichnet.GemeintsindaberdieAnfangsauszahlungenderInvestitionunddiedadurchbedingtenAuszahlungenderFolgejahre.

70 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

weiteresBeurteilungskriteriumwirdeineOberschrankefürdasInvestitionsvolumenempfohlen.SoistinderRegeldieMaßnahmenumsetzungabzulehnen,wenndieerfor‐derlichenAnfangsauszahlungenunddererzielbareGebäudeliquidationserlösvorderSanierungdieHerstellungsauszahlungfüreinenäquivalentenNeubauübersteigen.

PFNÜRETAL.[217] untersuchen mit ihrer Studie die Wirtschaftlichkeit von Klima‐schutzinvestitionen inderWohnungswirtschaft.Berücksichtigung findendabei auchnichtenergetischeModernisierungsmaßnahmen. Im erstenTeilwird dieAnalyse fürjeweils vierMusterwohneinheiten in Ein‐ undMehrfamilienhäusern sowohl für denEigennutzungs‐ als auch den Vermietungsfall durchgeführt. Die Typisierung derWohneinheitenerfolgtanhandeinerClusterungderdeutschenGebäudetypologiedesIWU [148]bezüglichdesEndenergiebedarfsvorderSanierung.FürdieenergetischeModernisierung wird ein einheitliches Standardmaßnahmenbündel für eine Voll‐sanierung unterstellt. Die Wirtschaftlichkeitsanalyse beruht auf einer vollständigenFinanzplanung,wobeiderKaufderImmobilieimBewertungsschemamiterfasstwird.AlsBeurteilungsgrößewirddieRenditedeseingesetztenEigenkapitalsherangezogen.Gegenübergestellt werden der Kauf ohne und der Kauf mit sofortiger Sanierung.Darüberhinauswerdendie reinen Sanierungsinvestitionen isoliert betrachtet. AuchPFNÜRETAL.unterstellendamitdasKopplungsprinzipbeieinemfixiertenUmsetzungs‐zeitpunkt.AllerdingsverwendensienichtdenMehrertragsansatzsondernbetrachtendieZahlungsströmeinnerhalbdeszehnjährigenPlanungszeitraumsinGänze.FürdenVermietungsfall wird differenziert zwischen vollständiger Ausnutzung der gesetzli‐chenMöglichkeitzurModernisierungsumlageundeinerbeschränktenMietsteigerungunter Beachtung einer wirtschaftlichen Belastungsgrenze der Mieter. Während dieInanspruchnahme staatlich geförderten Fremdkapitals erfasstwird, bleiben Steuernebenso unberücksichtigt, wie ein Mieterwechsel. Die Clusteruntersuchung wird imzweitenTeildurchdieWirtschaftlichkeitsanalysevon25realenFällenergänzt,wobeieinzelneEingangsparameterzusätzlicheinerSensitivitätsanalyseunterzogenwerden.

KIEßLING[163]beleuchtetinseinerArbeitdieModernisierungsentscheidungausdemBlickwinkel eines Vermieters und erarbeitet einen Ansatz, der Möglichkeiten zurFremdfinanzierungunddieAuswirkungenaufdieSteuerlastdesEigentümers indieBeurteilung einschließt. Die Frage nach demUmsetzungszeitpunkt bleibt unberück‐sichtigt und er betrachtet in seinem Fallbeispiel lediglich ein vorgegebenes Maß‐nahmenbündel für einMehrfamilienhaus. Allerdingswerden in der AnalyseMieter‐wechselerfasstunddieMietzahlungennachNeu‐undBestandsmieterndifferenziert.DieMaßnahmenumsetzungwirdihrerUnterlassunggegenübergestelltunddiejewei‐ligenökonomischenKonsequenzenwerdenmiteinanderverglichen.SeinBewertungs‐verfahrenberuhtebenfallsaufdervollständigenFinanzplanung,welcheinFormeinerTabellenkalkulationumgesetztwird.

ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen 71

DerAnsatzdesKopplungsprinzipsfürdenBereichderGebäudebewirtschaftungwirdvor allem von Vertreten der Immobilienwirtschaft kritisiert [262]. So argumentiertder BUNDESVERBAND DEUTSCHERWOHNUNGS‐ UND IMMOBILIENUNTERNEHMEN E.V. (GDW) inseiner Arbeitshilfe zum energieeffizienten Bauen undModernisieren [113S.56], dassdieEntscheidungzurMaßnahmenumsetzungoftmalswesentlichstärkervondenver‐mietungsrelevantenUmfeldbedingungendeseinzelnenGebäudesabhängigist,alsvonder Instandsetzungsnotwendigkeit aufgrund vonAlterung undVerschleiß. Auch derGDWempfiehltzurWirtschaftlichkeitsberechnungdievollständigeFinanzplanungundverweistaufdenganzheitlichenEinbezugderentscheidungsrelevantenZahlungsgrö‐ßen[113S.70].HinsichtlichderMietsteigerungsmöglichkeitenwirdebenfallszwischendreiverschiedenenMarkbedingungen(strukturschwach,konsolidiertunddynamisch)differenziert,allerdingswerdennebendenobenerwähntenMietverlaufsmodellendesIWUzweiweitereFällebenannt.HierbeihandeltessicheinerseitsumdieMöglichkeitzur Vergleichsmietpreisanpassung und andererseits um den Fall der Modernisie‐rungsumlagebeieinerBestandsmieteüberdemVergleichsmietniveau[113S.65].

Allen in diesemAbschnitt beschriebenen Ansätzen ist gemein, dass die Zusammen‐stellung des Maßnahmenbündels und dessen wirtschaftliche Beurteilung sukzessivdurch den Modellanwender vorzunehmen sind. Zur Ermittlung des resultierendenEnergiebedarfsalsentscheidungsrelevanteEinflussgrößefürdenEigennutzerbereichkommen in der Regel EDV‐Anwendungen zum Einsatz, welche auf standardisiertenVerfahren zur Gebäudeenergiebilanzierung70 bzw. auf einer detaillierten energeti‐schen Gebäudesimulation beruhen (bspw. VERBEECK&HENS[263]). In den folgendenbeiden Abschnitten werden dagegen Entscheidungsmodelle vorgestellt, welche dieMethodendesOperationsResearchnutzen.DieseAnsätzesind inderLage,dieAus‐legungdesenergetischenGebäudedesignsunddiedamitverbundenenökonomischenKonsequenzensimultanzubetrachten.

4.2.2 OptimierungsmodellemitintegrierterGebäudesimulation

EinesehrbreiteAnwendunginderForschungundauchinderPraxishabenAnsätzegefunden, welche eine Software zur energetischen Gebäudesimulation71 mit einemOptimierungstool72 koppeln. Das grundlegende Konzept dieser Methode besteht inderautomatisiertenVorgabederEingangsparameterdesSimulationsmodells,welchesals Lösung die definierten Zielgrößen ermittelt. Das Optimierungstool verfolgt die

70DINV4701‐10/DINV4108‐6,DINV18599,DINENISO13790undDINEN15265.71Bspw.TRNSYS[165],DOE‐2[283],EnergyPlus[67].WeitereProgrammeerwähnenNGUYENETAL.[205].72SolcheSoftwareentwicklungenwerdenu.a.vonELLISETAL.[88],WETTER[278]undCHRISTENSENETAL.[63]vorgestellt.WeitereverfügbareToolsbenennenNGUYENETAL.[205].

72 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Strategie,durcheinemöglichstgezielteVariationderEingangsparameterundwieder‐holteSimulationsläufedieZielgrößenineinMinimumbzw.Maximumzuführen.ZurAnwendungkommenhierfürvorallemdirekteSuchstrategien(bspw.PatternSearch)und metaheuristische Verfahren (bspw. genetische Algorithmen oder die Partikel‐schwarmoptimierung).73 Umfangreiche Modelle und Analysen basierend auf dieserVorgehensweisewerdenbspw.vonBAMBROOKETAL.[21],BICHIOU&KRARTI[33],NIELSEN[207]oderPEIPPOETAL. [212]beschrieben.LetztererAnsatzwirdstellvertretend fürdiezahlreichenArbeitenkurzvorgestellt.74

PEIPPO ET AL. [212] stützen sich auf eine vereinfachte Gebäudesimulationmit relativkurzen Laufzeiten. Wie bei vielen der simulationsgekoppelten Ansätze wird zuroptimalenSystemgestaltungnichtnurdieAuslegungeinzelnerVersorgungstechnolo‐gienundDämmmaßnahmenberücksichtigt,sondernauchdaskonstruktiveGebäude‐design selbst, indem der Einfluss der Gebäudegeometrie bzw. ‐ausrichtung und derFensterflächenaufdenEnergiebedarf indieAnalyseeinbezogenwerden.Betrachtetwird der Energiebedarf für die thermischeRaumkonditionierung,Warmwasser undelektrischeEnergieanwendungen.DemModellunterliegenEnergienutzungsdatenfürein repräsentatives Jahr mit einem sich wiederholenden, stündlich gegliedertenTyptag. Der Heiz‐ und Kühlbedarf wird mittels Solltemperaturbereichen und unterBerücksichtigung der Standortklimadaten bestimmt. Ziel ist die Minimierung derSummeausderAnfangsauszahlungsannuitätundderjährlichenAuszahlungenfürdieEnergienutzung unter vorgegebenen Energiebedarfsrestriktionen. Vorgestellt wirddieModellanwendungfüreinEinfamilienhausundeingroßesBürogebäude,jeweilsindreiunterschiedlichenKlimazonen.

ObwohlmitdemEinbezugvongeometrischenundkonstruktivenFreiheitsgradenderEinsatzschwerpunkt dieser Optimierungsmodelle eher in der Neubauplanung zuverorten ist,werdensieauch imBereichderModernisierungsplanungzurEntschei‐dungsunterstützunggenutzt.PERNODET‐CHANTRELLEETAL.[213]verwendeneinsolchesModell bspw. für dieModernisierungsplanung eines Schulgebäudes. DieHandlungs‐optionen umfassen Maßnahmen an der opaken Gebäudehülle und verschiedeneFenstertypensowiedieSteuerungderRaumautomation.DieEntscheidungssituationwird alsmultikriterielle Optimieraufgabe betrachtet. Zur Lösung kommt ein geneti‐scher Algorithmus zumEinsatz. Als Zielgrößenwerden der jährliche Energiebedarf,

73Vgl.u.a.BANDARA&ATTALGE[22],EISENHOWERETAL.[87],KÄMPFETAL.[155],WETTER&WRIGHT[279].VielederMethodenzurVerknüpfungvonSimulationundOptimierungwerdenbspw.in[34]erörtert.74WeitereModellentwicklungenund‐anwendungenbeschreibenu.a.HASANETAL.[133],WANGETAL.[274],CALDAS&NORFORD[60],DJURICETAL.[81],WRIGHTETAL.[286] und PEDERSEN[210]. Einen breiten Literatur‐überblick zu Optimierungsmodellen mit simultaner Gebäudesimulation geben bspw.NGUYENETAL.[205],EVINS[96]undKOLOKOTSAETAL.[168].

ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen 73

die Anfangsauszahlungen der Maßnahmenumsetzung sowie die thermische Behag‐lichkeit definiert. Die Bestimmung des Energiebedarfs beruht auf einer Gebäude‐simulation für ein Jahrmit stündlicher Schrittweite. EineweitereAnwendung einessolchen Modelltyps im Rahmen einer Gebäudemodernisierung beschreiben bspw.JIN&OVEREND[153].AuchihreArbeitstütztsichaufeinemultikriterielleOptimierungmiteinemgenetischenAlgorithmus.WährendPERNODET‐CHANTRELLEETAL.aufdiskretevordefinierteSanierungsstrategienfüreinzelneBauteilezurückgreifen,betrachtensiedieAusprägungderModernisierungsmaßnahmenzurenergetischenHüllengestaltungeines Bürogebäudes kontinuierlich. Als ökonomische Bewertungsgröße wird diestatischeAmortisationsdauerermittelt.

4.2.3 OptimierungsmodelleohneintegrierteGebäudesimulation

DiedritteinderLiteraturvorgestellteGruppevonEntscheidungsmodellenverzichtetwährend der Optimierung des energetischen Designs auf spezielle Werkzeuge zurGebäudesimulation. Im Gegensatz zur simulationsgekoppelten Vorgehensweise, beidenen neben den impliziten Nebenbedingungen des Optimierungstools das Simula‐tionstoolalsexplizitesRestriktionensystemfungiert,werdenbeidiesenModellenalleEntscheidungsgrößenausschließlichimplizitenRestriktionenunterworfen[252S.292].

Ein derartiges Analyseinstrument – basierend auf einem genetischen Lösungs‐algorithmus–beschreibenPERNODETETAL.[214]. EinederZielgrößen ihresmultikri‐teriellen Modells betrifft den jährlichen Energiebedarf für Raumheizung, Belüftung,Beleuchtung und weitere elektrische Energieanwendungen. Der Energiebedarf inAbhängigkeit der gewählten Maßnahmen wird mithilfe eines gebäudespezifischenPolynoms abgeschätzt, welches für jeden Anwendungsfall vorab – bspw. durch einGebäudesimulationstool – neu zu validieren ist. Berücksichtigung finden u.a. derU‐Wert und die Luftdichtheit der Gebäudehülle sowie die Art und Steuerung derBeleuchtung. Zwei weitere alternative Zielgrößen adressieren die ökonomischenKonsequenzen der Systemgestaltung. Zum einen werden die Anfangsauszahlungenseparatbetrachtetund zumanderendieAnfangsauszahlungen inVerbindungenmitden laufenden jährlichen Auszahlungen für Energiebezug und Anlagenwartung. FürletztereZielgrößekommtdasKapitalwertverfahrenzuEinsatz.DerAnalysezeitraumumfasst15Jahre.AngewandtwirddasModellamBeispieleinerModernisierungsent‐scheidungfüreinSchulgebäude.

ALMEIDA&DEFREITAS[10] untersuchen ebenfalls mehrere ModernisierungsoptionenfüreinSchulgebäudeundnutzenkünstlicheneuronaleNetze,welchezurBestimmungder Heizwärmebedarfsfunktion in Abhängigkeit der Entscheidungsgrößen (U‐WertderAußenhülle,U‐Wertundg‐WertderFenstersowiedieLuftwechselrate)miteinem

74 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Gebäudesimulationsprogrammtrainiertwerden.MitihremmultikriteriellenOptimie‐rungsmodellbetrachtensienebendemEnergiebedarfunddemthermischenKomfortdieLebenszykluskostenderMaßnahmenunddesGebäudebetriebsalsökonomischeEntscheidungsgröße.AuchsiesetzeneinengenetischenAlgorithmuszurLösungein.

Eine andere Untergruppe vonModellen ohne integrierte Gebäudesimulation beruhtauf der mathematische Programmierung mit exakten Lösungsverfahren [252S.292].DerEinsatzdieserMethodenist imSchrifttumallerdingsdeutlichwenigervertreten,alsdiebisherbeschriebenenAnsätze[205].

Ein ganzzahliges Optimierungsmodell zur Bestimmung des besten Maßnahmen‐paketes und des optimalen Umsetzungszeitpunktes zur Gebäudesanierung stelltCYPRA [68] in ihrerArbeitvor. IndieEntscheidungsfindungwerdenderBarwertderInvestitionsanfangsauszahlungen sowie die anlagenbetriebs‐ und energiebedarfs‐abhängigenAuszahlungeninnerhalbeinesendlichenPlanungszeitraumeseinbezogen.DiebetrachtetenMaßnahmenpaketebeinhaltenexantedefinierteKombinationenvonEinzelmaßnahmen zur Modernisierung der Gebäudehülle (Dämm‐ und Fenstervari‐anten)sowiezumAustauschvorhandenerWärmebereitstellungsanlagen.DasModellistaufdieSichtweisevonEigennutzernausgerichtetundwird fürzweiEinfamilien‐häusermitunterschiedlicherAltersklasseangewandt.NebendemEinflussvonInves‐titionszuschüssenwirdauchdieAuswirkungvonEnergieeffizienzzertifikaten75aufdieEntscheidunguntersucht.

DIAKAKIETAL.[74]undASADIETAL.[12]beschreibeninihrenVeröffentlichungeneben‐fallsganzzahligeEntscheidungsmodelle.ImGegensatzzumModellvonCYPRAhandeltessichinbeidenFällenummultikriterielle,nichtlineareProblemformulierungenmitAbbildung diskreter Einzelmaßnahmen, sodass die Zusammensetzung desMaßnah‐menbündels Teil der Problemlösung ist.ASADI ETAL.wenden ihrModell im RahmeneinerModernisierungsentscheidungfüreinEinfamilienhausanundbetrachtenmeh‐rere Fenstervarianten, verschiedene Außenwand‐ und Dachdämmungen sowie dieNutzungvonSolarthermiezurWassererwärmung.DieMinimierungderAnfangsaus‐zahlungenzurMaßnahmenumsetzungerfolgtimZusammenspielmitderMinimierungdes jährlichen Energiebedarfs. Der Beitrag jeder einzelnen Maßnahmenoption zurEnergiebedarfsreduktionstellteinenModelleingangsparameterdar,welchermithilfe

75Energieeffizienzzertifikate–auch„WeißeZertifikate“genannt–stelleneinLenkungsinstrumentdar,umpolitischeZielsetzungenzurReduktiondesEnergiebedarfsmithilfeeinesmarktbasiertenAnreizes(Zertifi‐kathandel) zurUmsetzungvonEnergieeinsparmaßnahmenzuerreichen [47].DerartigeZertifikatsystemewurdenbspw.inFrankreich,Italien,EnglandundDänemarketabliert[176].InDeutschlandkonntesichdieEinführung eines solchen Instruments im politischen Diskurs bislang nicht durchsetzen. Zur DiskussionhinsichtlichderNotwendigkeit,derWirksamkeitunddermöglichenAusgestaltungeinesWeiße‐Zertifikate‐SystemsfürDeutschlandvgl.bspw.[56–58/177/211/226/227/230].

ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen 75

einer energetischen Gebäudebilanzierung bestimmt wird.DIAKAKI ETAL. beziehen inihre Beispielanwendung vier verschiedene Fenstertypen und Dämmmaterialien fürdie Gebäudehülle ein. Zielgrößen sind die Anfangsauszahlungen und der Trans‐missionswärmeverlust, welcher in Abhängigkeit der thermischen Gebäudehüllen‐gestaltungendogenbestimmtwird.FürdieOptimierungkommenVariantendesGoalProgramming bzw. desCompromiseProgramming76 zumEinsatz und eswird derenEinflussaufdieErgebnisseuntersucht.

IneinerspäterenPublikationstellenDIAKAKIETAL.[73]einenumfangreicherweitertengemischt‐ganzzahligen nichtlinearen Ansatz vor. Detailliert untersucht wird dieenergetischeGestaltungderGebäudehülle,indemmehrereTür‐undFenstervariantensowieverschiedeneMaterialienfüralleSchichtendesWand‐undDeckenaufbausalsHandlungsoptionendefiniertsind.DieAuswahlerfolgtanhandbinärerEntscheidungs‐größenmitAusnahmederDämmstoffschichtdicken,welchekontinuierlichbetrachtetwerden. Der jährliche Heizwärmebedarf wird in Abhängigkeit der HüllengestaltungmithilfeeinesMonatsbilanzverfahrensermittelt.DarüberhinausfindetdieNachfragenachWarmwasser undRaumkühlung Berücksichtigung. Zur Befriedigung der Ener‐gienachfragewerdenverschiedeneBereitstellungstechnologien(Solarthermie,Öl‐undGaskessel, elektrische Wärmeerzeuger) in die Analyse einbezogen, deren Auswahlebenfalls an Binärvariablen gekoppelt ist. Restriktionen stellen sicher, dass nur einVersorgungssystem für jede Energieanwendung zum Einsatz kommen kann, wobeiauch Kombisysteme zur Verfügung stehen. Die Wechselwirkungen zwischen denMaßnahmen zur Heizwärmebedarfsreduktion und der leistungsmäßigen Anlagen‐auslegungwirddabeiallerdingsvernachlässigt.AuchdiespezifischenEnergiebezugs‐preisewerden nicht erfasst, obwohl verschiedene Energieträger betrachtetwerden.Mit Verweis auf den Zusammenhang von Energieverbrauch und NutzungskostendefinierenDIAKAKIETAL.alsZielgrößendenJahresprimärenergiebedarf,diejährlichenCO2‐Emissionen unddieAnfangsauszahlungen zur Systemgestaltung, derenGewich‐tungen sie im Rahmen eines Compromise Programming zur Entscheidungsfindungvariieren.BeiihremAnwendungsfallhandeltessichumeinEinfamilienhaus.

Ein gemischt‐ganzzahliges lineares Optimierungsmodell zur Modernisierungsent‐scheidungbeschreibtGUSTAFFSON[124].MitdiesemAnsatzwirdnichtnurdieWech‐selwirkung zwischen den Maßnahmen zur Nutzenergiebedarfsreduktion und derAuslegung der Versorgungsanlagen berücksichtigt, sondern auch die Anlagenein‐satzentscheidung.Hierfürwerden22unterjährigeZeitfensterdefiniert, indenendiedurchschnittlicheWärmelast fürHeizung unddieWarmwasserbereitstellung vorge‐geben ist.DieMonateAprilbisOktoberwerdenmit jeeinemZeitfensterabgebildet.

76ZumGoalProgrammingbzw.CompromiseProgrammingsiehebspw.[236S.302ff.].

76 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Die Wintermonate sind dagegen jeweils in drei Zeitfenster unterteilt. Eines davonrepräsentiertdieWochenendtagewährenddieanderenbeideneinentypischenWerk‐tag des Monats mit zwei Tageszeitfenstern beschreiben. Letztere UntergliederungdientderDifferenzierungvonSchwach‐undSpitzenlastzeiten,welchesich inunter‐schiedlichen Tarifen für den Elektroenergiebezug widerspiegeln. Zur Beispielan‐wendunganhandeinesMehrfamilienhauseswerdenalsMaßnahmenzurNutzenergie‐bedarfsreduktion drei Fenstervarianten sowie elf verschiedene DämmschichtdickenfürdieHüllflächebetrachtet.AufderEnergiebereitstellungsseite findendreiVersor‐gungstechnologien(Wärmepumpe,ÖlheizkesselundNahwärmenutzung)zurDeckungder Wärmelast Berücksichtigung. Der Analysezeitraum beträgt 50 Jahre. Je nachunterstellter Nutzungsdauer beinhaltet dieser mindestens einen Zeitpunkt für denidentischen Ersatz der betrachteten Modernisierungsoptionen. Die Maßnahmen anderGebäudehüllekönnenzumerstenUmsetzungszeitpunktauchunterlassenwerden,sofernkeinHandlungszwangzurInstandsetzungbesteht.DieökonomischeVorteilhaf‐tigkeitsbeurteilungberuhtaufderMinimierungdesBarwertesallerAuszahlungenzurMaßnahmenumsetzungund fürdenEnergiebezug innerhalbdesAnalysezeitraumes.Für die Problemlösung kommt das Branch‐and‐Bound‐Verfahren77 zum Einsatz.WeitereModellanwendungenwerdenu.a.in[123/125/126]vorgestellt.

4.2.4 ZusammenfassendeWertungderexistierendenAnsätze

DievorgestelltenBewertungsansätzebzw.ModellewerdenimFolgendenzusammen‐fassend gegenübergestellt. Ziel ist das Aufzeigen der bestehenden methodischenLückeimBereichderentscheidungsvorbereitendenPlanungsinstrumentezurWohn‐gebäudemodernisierungunterwirtschaftlichenGesichtspunkten.Hierfürwerdendieexistierenden Ansätze dahin gehend beurteilt, inwieweit sie die Akteursrolle desEigentümers als Selbstnutzer und/oder Vermieter mit den spezifischen Entschei‐dungseinflussgrößen berücksichtigen und gleichzeitig die für ihn vorteilhaftesteHandlungsalternative aus der großen Bandbreite an techno‐ökonomischen Hand‐lungsoptionenbeieinerModernisierungsplanungeinschließlichderMöglichkeitenzurBewirtschaftungvonstromerzeugendenAnlagenbestimmenkönnen.

Die in der Literatur vorgestellten entscheidungsvorbereitenden Ansätze zur Gestal‐tung eines Gebäudeenergiesystems unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten lassensichgrob indreiGruppengliedern(sieheTabelle5).DieersteGrupperepräsentiertEntscheidungsmodelle, welche die Beurteilung einzelner Handlungsalternativenermöglichen. Im Rahmen der beschriebenen Modellanwendungen wird sowohl die77ZumBranch‐and‐Bound‐Verfahrensiehebspw.[204S.413ff.].

ÜberblickzuexistierendenArbeitenundAnsätzen 77

Tabelle5: In der Literatur vorgestellte entscheidungsvorbereitende Ansätze zur Gestal‐tung eines Gebäudeenergiesystems unter wirtschaftlichen GesichtspunktenunddiedabeiberücksichtigtenAspekte

Einzelbewertung/Variantenvergleich(Alternativenbildung&‐bewertungsukzessiv)

Optimierungsmodelle(vorrangigsimultaneAlternativenbildung&‐bewertung)

mitintegrierterGebäudesimulation(explizite&implizite

Restriktionen)

ohneintegrierteGebäudesimulation

(nurimpliziteRestriktionen)

Verbeeck&Hens[263]

Martinaitisetal.[190]

Logaetal.[179]

Kießling[163]

Enseling&Hinz[90/91]

Pfnüretal.[217]

Discheretal.[80]

GdW

[113]

Stolteetal.[250]

Enselingetal.[92]

Peippoetal.[212]

Nielsen[207]

Wrightetal.[286]

Wangetal.[274]

Hasanetal.[133]

Pernodet‐Chantrelleetal.[213]

Bichiou&Krarti[33]

Bam

brooketal.[21]

Jin&Overend[153]

Pernodetetal.[214]

Almeida&deFreitas[10]

Gustaffson[123–125]

Gustaffson&Rönnqvist[126]

Diakakietal.[73/74]

Cypra[68]

Asadietal.[12]

Aspekte

Eigennutzung/Energiebedarf

x x xx

x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Gebäude‐bewirtschaftung

x x x x x x x

BewirtschaftungKWK/PV78

(x)

(x)

(x)

Finanzierungs‐varianten79

(x) (x) (x) (x) (x) (x) (x) x

Steuern x x

x x

ökonom

.Bew

ertung Zahlungsfolge V D D D D V D V D D V V V V D V V V V V D V V V V V

Bewertungsmaßbzw.‐verfahren K

W

KW

KW

VFP(EW

/EKR)

AN(EEP)

VFP(EKR)

KW

VFP(EKR)

AN(EEP)

VFP(EKR)

AN

KW

BZ

KW

KW

AZ

KW

KW

AD

KW/AZ

KW

KW

KW

AZ

KW

AZ

Legende:

x(x)VD

betrachtetansatzweisebetrachtetVollständigDifferenz(Mehrertragsansatz)

ANKWVFPAD

Annuität(enverfahren)Kapitalwert(verfahren)VollständigeFinanzplanungAmortisationsdauer

AZBZEEPEKEKREW

AnfangsauszahlungenBetriebsauszahlungenEnergieeinsparpreisEinkommenEigenkapitalrenditeEndwert

78PEIPPO ET AL. [212] undBAMBROOK ET AL. [21] betrachten lediglich die Eigenversorgungmit elektrischerEnergie.VERBEECK&HENS[263]beschränkensichaufdieBerücksichtigungeinerEinspeisevergütung.79Bei den mit „(X)“ markierten Quellen wird die Finanzierungsstruktur berücksichtigt. Auf eine Unter‐suchungverschiedenerFinanzierungsvariantenwirdjedochverzichtet.

78 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Sichtweise eines Eigennutzers als auchdie Perspektive einesVermieters eingenom‐men.EbensofindensteuerlicheAspekteunddieKonsequenzenausderMaßnahmen‐finanzierungunterBerücksichtigungstaatlicherFördermitteldetailliertBerücksichti‐gung. Diewesentliche Schwäche dieser Ansätze besteht darin, dass sie sich auf dieBetrachtungwenigerHandlungsalternativenbeschränken,dadiesedurchdenModell‐anwender im Rahmen einer sukzessiven Vorauswahl der einzelnen techno‐ökono‐mischen Handlungsoptionen zu definieren sind. Somit können aus wirtschaftlicherSicht vorteilhaftere Handlungsalternativen für den Eigentümer unerkannt bleibenoderdermitdenverfügbarenFinanzierungsmittelnerreichbareModernisierungsgradwirdnichtvollständigausgeschöpft.Weiterhinistzufestzustellen,dasszwarumfang‐reiche Bündel aus Einzelmaßnahmen auf der Energiebereitstellungs‐ und Energie‐nutzungsseite indieAnalysezurGestaltungdesGebäudeenergiesystemseinbezogenwerden, die Möglichkeiten zur Bewirtschaftung stromerzeugender Anlagen dabeiallerdingskaumBeachtungfinden.

DieAnsätzederanderenbeidenModellgruppensinddagegeninderLage,einwesent‐lichbreiteres Spektrumanverschiedenen energetischen SystemgestaltungsoptionenfüreinGebäudeindieAnalyseeinzubeziehen.DieseEntscheidungsmodellenutzendieMethodendesOperationsResearchundgliedernsichinAnsätzemitundAnsätzeohneintegrierte Gebäudesimulation. Diese Analysemethoden bieten das Potenzial zurvollständigenErfassungdesHandlungsspielraumseinesGebäudeeigentümersbeiderModernisierungsplanung. Jedoch ist festzustellen,dassdievorgestelltenModellevorallem auf die Energiebedarfsreduktion des Gebäudes ausgerichtet sind und damitlediglich den Blickwinkel eines Selbstnutzers einnehmen können. Den relevantenAspekten der Vermieterentscheidung oder der Bewirtschaftung einer stromerzeu‐gendenAnlagewirddagegenkeineausreichendeAufmerksamkeitgewidmet.EbensosinddieEntscheidungenzurMaßnahmenfinanzierungunddieEinflüssevonSteuernnichterfasst.

4.3 AnforderungenandaszuentwickelndeModell

DievorgeseheneModellentwicklungsolleinenBeitragzurSchließungder imvoran‐gegangenen Abschnitt aufgezeigten methodischen Lücke im Bereich der entschei‐dungsvorbereitenden Planungsinstrumente zurWohngebäudemodernisierung unterwirtschaftlichen Gesichtspunkten leisten. Hierfür sind folgende KernanforderungenandaszuentwickelndeModellzustellen:

AnforderungenandaszuentwickelndeModell 79

BerücksichtigungderentscheidungsrelevantenEinflussgrößenundRahmen‐bedingungen des Gebäudeeigentümers in Abhängigkeit seiner Akteursrolleals Eigennutzer und/oder Vermieter und gegebenenfalls Betreiber einerstromerzeugendenAnlage.

Simultane Erstellung und wirtschaftliche Bewertung von Handlungsalter‐nativen zur Gebäudemodernisierung aus dem breiten Spektrum an techno‐ökonomischenHandlungsoptionenmitdifferenzierterBetrachtungderMaß‐nahmenfinanzierungunterBerücksichtigungstaatlicherFördermittel.

Einsatz eines Optimierungsverfahrens zur Bestimmung der aus wirtschaft‐licherSichtvorteilhaftestenHandlungsalternativefürdenEigentümer.

AusdiesenübergeordnetenVorgabensindnunkonkretereAnforderungenabzuleiten,welcheAuswirkungenaufdieMethodenwahl für das zu erstellendePlanungsinstru‐mentindenfolgendenUnterkapitelnhaben.

WesentlicheAnforderungenandieAbbildungderEntscheidungssituationsindmitderVorgabe verbunden, eine große Bandbreite an bestehenden techno‐ökonomischenHandlungsoptionen indieAnalyse einzubeziehen.Dabei sollendie spezifischenEnt‐scheidungseinflussfaktoren des Gebäudeeigentümers umfassend Berücksichtigungfinden.SomussesdiezuwählendeAbbildungsmethodikermöglichen,allerelevantenMaßnahmen‐, Gebäude‐, Eigentümer‐ und Standortparameter zu erfassen. Dazuzählen konstruktive, technische, ökonomische sowie nutzungs‐ und marktbedingteEinflussgrößen ebenso, wie die gesetzlichen und steuerrechtlichen Gegebenheiten.Gleichzeitigmuss die Abbildungsmethodik in der Lage sein, dieWechselwirkungender einzelnen technischen und ökonomischen Handlungsoptionen sowie derenDependenzenzudenRahmenbedingungendesEigentümerszubeschreiben.Darüberhinaus ist die zeitliche Modellstruktur darauf auszulegen, auch die Wahl des Um‐setzungszeitpunktsindieAnalyseeinbeziehenzukönnen.NichtzuletztsolltesichderAufwandzurModellierungderEntscheidungssituationineinemvertretbarenRahmenbewegen.

Der Handlungsspielraum des Gebäudeeigentümers beinhaltet die Möglichkeit zurUnterlassung von Maßnahmen, sofern kein dringender Grund zu deren Umsetzungvorliegt. Ein derartiger Anlass wäre bspw. die erforderliche Instandsetzung einerAußenwandaufgrundbestehenderBauschädenbzw.ästhetischerMängel.FürdiesenFallmussesderAnalyseansatzerlauben,Handlungszwängezudefinieren,wobeidieWahlgeeigneterMaßnahmengegebenenfallsModellentscheidungbleibt.DieVorgabevon Handlungszwängen kann gleichzeitig zur Beachtung von Zielsetzungen undPräferenzen des Eigentümers dienen, die sichmit einem ausschließlichen ökonomi‐schenBlickwinkelindenModellergebnissennichtwiderspiegelnwürden.

80 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

EinweitererAnspruchistdiedetaillierteBetrachtungderMaßnahmenfinanzierungs‐struktur.Hinsichtlichder InanspruchnahmevonFremdkapitalbesteht imvorliegen‐denFallaufgrundderstaatlichenFörderrahmenbedingungendieBesonderheit,dasszusätzlich zu den sonst üblichen Bemessungsgrößen (Darlehenslaufzeit und ‐höhe,Bonität desKreditnehmers etc.) die ZugriffsmöglichkeitenundKonditionen vonderZusammenstellungdesMaßnahmenbündelsabhängigsind.Somitsind imModelldiezurVerfügungstehendenFinanzierungsmittelnichtnurnachEigen‐undFremdkapitalabzugrenzen, sondern auch die Dependenzen zwischen Maßnahmenwahl undFremdmittelinanspruchnahmeadäquatzuberücksichtigen.UmderbreitgefächertenstaatlichenFörderlandschaftgerechtwerdenzukönnen,mussdieVorgabemehrererverschiedener Zuschuss‐ und Kreditvarianten mit den jeweiligen Bewilligungs‐bedingungendengegebenenfallserforderlichenParameternzurVerzinsung,Laufzeit,tilgungsfreienAnfangszeit,Volumenbeschränkungetc.möglichsein.Gleichzeitigsinddie Konsequenzen derMittelwahl detailliert zu erfassen. In diesem Zusammenhangsollen bei der Analyse auch Budgetrestriktionen und Liquiditätsanforderungen desEigentümersbeachtetwerdenkönnen.

DieInitiierungderMaßnahmenobliegtentwedereinereinzelnenPersonalsGebäude‐eigentümer oder mehreren Personen in Form einer Wohnungseigentümergemein‐schaft. Für letzteren Fall kann eine einheitliche ökonomische Bewertung der Hand‐lungsalternativendurchdieEntscheidungsträgernichtzwingendunterstelltwerden.Dasistregelmäßiggegeben,wenndieentscheidungsrelevantenRahmenbedingungender einzelnen Akteure stark voneinander abweichen und sie am Nutzen einzelnerMaßnahmen in unterschiedlichem Umfang partizipieren. In diesem ZusammenhangistauchdieübergeordneteAnforderungzuberücksichtigen,dassmitdemPlanungs‐instrument sowohl die Sichtweise eines Eigennutzers als auch eines Vermieterseingenommenwerden soll. Darüber hinaus besteht dieMaßgabe, eine Kombinationaus beiden Akteursrollen innerhalb eines Gebäudes sowie das Auftreten der Eigen‐tümeralsBetreibereinerPV‐oderKWK‐Anlagebetrachtenzuwollen.DieseAnforde‐rungenführendazu,dassdiewirtschaftlichenBewertungsgrundlagenhinsichtlichderModernisierungsmaßnahmen für die beteiligten Akteure grundsätzlich voneinanderabweichenkönnen.DasModellmussdeshalbinderLagesein,EigentumsverhältnisseundEigentümer‐Nutzer‐BeziehungenfüreinzelneGebäudebereicheundVersorgungs‐technologien widerzuspiegeln sowie die Bewertung der Maßnahmen investorspezi‐fischvorzunehmen.

GleichzeitigmussderAnsatzdieÜberführungunterschiedlicherAkteursstandpunktein eine mehrheitsfähige Entscheidung leisten, da energetische Modernisierungenoftmals das Gemeinschaftseigentum betreffen. Für wesentliche Maßnahmen, wiebspw. die Installation einer zentralen Versorgungsanlage oder die Dämmung der

DefinitionderModellzielgrößen 81

Außenwand, ist eine einheitliche Entscheidung unter allen Eigentümern herbeizu‐führen. Sofern die Rahmenbedingungen und die Bewertungsgrundlage innerhalbeiner Eigentümergruppe einheitlich sind, kann diese jedoch vereinfachend als einInvestorbetrachtetwerden.

DarüberhinauswerdenAnforderungenandasModellgestellt,welchedenUmfangderAnalysemöglichkeiten bei der Bewertung von Modernisierungsmaßnahmen auspraxisrelevanter und theoretischer Sicht erweitern. Zum einen ist die Möglichkeitvorzusehen,dieWarmmietenneutralitätfürBestandsmieterzufordern.Zumanderensollen aber auch die Auswirkungen von fiktiven Rahmenbedingungen, denen dieaktuelleGesetzeslageentgegensteht(insbesondereSteuergutschriftenfürEigennutzeroder dasAußerachtlassen der EnEV‐Bauteilmindestanforderungen)untersuchtwer‐denkönnen.

Letztendlich soll das zu entwickelnde Planungsinstrument auch grundsätzlichenAnforderungenaneinEntscheidungsmodellgerechtwerden[117S.41f.].Soistesnot‐wendig,dieKomplexitätdesModellsmöglichstgeringzuhalten,umeinerseitsseineHandhabbarkeit und Kontrollierbarkeit zu gewährleisten und andererseits einevertretbareZeitzumGeneriereneinerAussagebzw.einesErgebnisseszuerreichen.UmausdenErgebnissensinnvolleRückschlüsseaufdierealeEntscheidungssituationziehen zu können, ist diese nicht nur vollständig abzubilden, sondern darf bei derModellierungauchnichtzustarkvereinfachtodergarverfälschtwerden.BeiderWahldesModellhomomorphiegrades ist deshalb ein ausgewogenesMaß zwischen Exakt‐heitundAbstraktionzufinden[174S.20].

BevoraufGrundlagedergestelltenAnforderungenderEinstieg indieMethodendis‐kussionund‐auswahlfürdasneuePlanungsinstrumenterfolgt,werdenimfolgendenUnterkapitelzunächstdieEigentümerzielsetzungen(ZielinhalteundZielerreichungs‐vorschriften)definiert,andenendieModernisierungsentscheidungausgerichtetwer‐densoll.

4.4 DefinitionderModellzielgrößen

DieGebäudebewirtschaftungdurchnatürlichePersonendientvorrangigzurErzielungvon Einkünften und zur Geldanlage für die Altersvorsorge [233S.3,68]. Dementspre‐chendsindauchdieModernisierungsstrategienaufdieSicherungundSteigerungderErtragsfähigkeit des Gebäudes ausgerichtet. Die Handlungsmotive dieser Akteurelassen sich allgemein mit ihrem Gewinnstreben begründen, um dadurch Konsum‐möglichkeiten zu schaffen. Es handelt sich damit um eine Zielsetzung, für die einemonetärquantifizierbareZielgrößedefiniertundmithilfevonVerfahrenderInvestiti‐

82 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

onsrechnungermitteltwerdenkann.Entsprechendder genanntenBeweggründe fürdie Gebäudebewirtschaftung kommen für diese Akteure als Gewinnzielgrößen dasVermögenunddasEinkommeninBetracht.80

Bei der Zielgröße „Einkommen“ wird die Breite des Entnahmestroms (bspw. diejährlichenEntnahmen) innerhalbdesPlanungszeitraumsmaximiert,andessenEndeeinvorzugebenderVermögenswert erreichtwerden soll [172S.12].DieseZielsetzungwäregegebenenfallsfüreinenprofessionellenVermieterrelevant,derseinenLebens‐unterhaltvorrangigausderBewirtschaftungseinerGebäudebestreitet.BeiderZiel‐größe „Vermögen“ ist die Breite des Entnahmestroms vordefiniert und der Vermö‐genswertamEndedesPlanungszeitraumswirdmaximiert[172S.12].DieseZielsetzungentsprichteinemVermieter,demdieImmobilieinersterLiniezumVermögensaufbauimRahmenderAltersvorsorgedient.DaskönnteaufeinenKleinanbietervonWohn‐raum81 zutreffen, für den die Mieterträge nur einen Teil seines Einkommens dar‐stellen oder der die angestrebten Einnahmen im Planungszeitraum lediglich an derDeckungderlaufendenAusgabenorientiert–bspw.umerwünschteMietverhältnissezuerhalten.

Im Gegensatz zur Immobilienbewirtschaftung, dient das Gebäude dem Eigennutzernicht zur Schaffung von Konsummöglichkeiten, sondern zur Befriedigung seinesWohnraumbedürfnissesundstelltdamitselbsteinenKonsumdar.Auchfürihnnimmtdie nachhaltigeWerterhaltung bzw. ‐steigerung des Gebäudes einen hohen Stellen‐wert ein, da hierin ebenfalls einwichtiger Baustein zur Altersvorsorge zu sehen ist[249S.34]. Eine weitere wesentliche Motivation dieser Akteure zur Umsetzung vonModernisierungsmaßnahmen besteht in der Reduktion ihrer laufenden Energie‐kosten.HierinisteinequantitativeZielsetzungzusehen,dieletztendlichauchaufdieSchaffung von (zusätzlichen) Konsummöglichkeiten ausgerichtet ist und sich demGewinnstreben im Sinne einer ausgabenminimalenBedürfnisbefriedigung unterord‐nenlässt.SomitsinddieobengenanntenZielgrößen„Einkommen“oder„Vermögen“ebenfallsanwendbar.

DarüberhinauskönnensowohlVermieteralsauchEigennutzerweitereZieleverfol‐gen,dieausenergetischerModernisierungssichtrelevantsind,sichaberalsmonetäreZielgröße nicht quantifizieren lassen. Hierunter fallen bspw. Präferenzen, wie die80FürVermieterwirdoftdieZielsetzungeinerhohenRenditebzw.Rentabilitäterwähnt(bspw.[113/217]).Die Maximierung einer solchen relativen Zielgröße (bspw. Quotient aus Gewinn und dem eingesetztenKapital) ist für die Vorteilhaftigkeitsbewertung verschiedener Alternativen nur dann geeignet,wenn derBezugswertvonderEntscheidungunabhängigist.IndiesemFallführtdieMaximierungdesGewinnsaberzu einer identischen Vorteilsrelationwie dieMaximierung der Rendite, sodass auf den Bezugswert auchverzichtetwerdenkann.[3S.122ff./135/140S.16ff./172S.14].81ZudenKleinanbieternvonWohnraum(auch„Amateurvermieter“genannt)zählenVermietermitbiszu20Wohnungen(imMittel6bis7Wohnungen)imEigentum(Vgl.[254S.3,20]mitVerweisauf[166/234]).

DefinitionderModellzielgrößen 83

SteigerungdesWohnkomforts (bspw.die thermischeBehaglichkeit),oderVorliebenzum Einsatz bestimmter Technologien. Diese Zielsetzungen dürfen nicht vernach‐lässigtwerden,dasiebeiderEntscheidungsfindungeinenEinflussaufdieWahldesMaßnahmenbündels haben. Hieraus würde eine multikriterielle Entscheidungsfin‐dung resultieren, beider sichdie zusätzlichenZielsetzungenunterUmständenauchals konträr zum Gewinnstreben erweisen könnten. Zur Bestimmung der vorteilhaf‐testen (Kompromiss‐)Alternative bei mehreren Zielsetzungen können verschiedeneVorgehensweisen herangezogen werden [237S.46f./209]. Eine Möglichkeit bestehtdarin,dieeinzelnenZielinhaltegewichtetineinerZielerreichungsvorschriftzuerfas‐sen. Zu beachten ist, dass die Ziele – sofern überhaupt vernünftig quantifizierbar –unterschiedlicheSkalierungenaufweisen,waszunächsteineNormierunghinsichtlichihrer Vergleichbarkeit erforderlich machen würde. Die Vergleichbarkeit ließe sichdurch den Ansatz eines Zielerreichungsgrades herstellen, wobei die Vorgabe desbestmöglichenbzw.gewünschtenZielwertesalsNormierungsbasisnichtunproblema‐tischist.EinigederimUnterkapitel4.2S.67vorgestelltenArbeitenhebendieNotwen‐digkeit einer multikriteriellen Betrachtung für die Modernisierungsentscheidunghervor (bspw. [10/214]).Allerdingskannunterstelltwerden,dassessichbeivielendernichtmonetärenPräferenzenumNebenzielehandelt,dielediglichausreichendzubefriedigensindundderenNichterfüllunginderRegelkeinezulässigeAlternativefürden Eigentümer darstellt. Eine Maximierung von Zielerreichungsgraden oder eineMinimierung der Zielabweichung (Compromise bzw. Goal Programming) erscheintsomitfürderartigePräferenzenwenigzweckmäßig.

DieErfassungsolchernichtmonetärenPräferenzenerfolgtausdiesenGründennichtinFormvonExtremierungs‐oderApproximationszielensondernalseinfacheSatisfi‐zierungsziele [237S.45], indem die Umsetzung von Maßnahmenoptionen bzw. dieFormulierungvonAnforderungenvorgesehenwird,welchediegewünschteZielerrei‐chungsicherstellen.EinBeispielfürdieBefriedigungeinerTechnikpräferenzwärederzwingendeEinsatzderKWK‐Technologie.EinBeispielfürdieWohnkomfortpräferenzwäredieVorgabeeineseinzuhaltendenMindestdämmstandardsfürdieGebäudehülle.Die Satisfizierungsziele bilden somit Restriktionen, die den theoretisch möglichenHandlungsspielraum des Eigentümers von vornherein einschränken. Die Entschei‐dung zu den restlichen Freiheitsgraden der Systemgestaltung bleibt am Gewinn alsdominanteZielsetzungorientiert.DieseVorgehensweisestütztsichaufdieAnnahme,dasstrotzeinzelnerkonträrerPräferenzeneinGebäudeeigentümergrundsätzlichdemGewinnstrebenunterliegt.

84 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Einen sinnvollen und interessanten Ansatzpunkt für eine weitere Extremierungs‐vorschriftbietetallerdingsdieZielstellung„LeisteneinesBeitragszumKlimaschutz“[254S.31f.].DiesequalitativePräferenzsolldurchdieDefinitionderleichtquantifizier‐barenZielgröße„Primärenergiebedarf“erfasstwerden,welchezuminimierenist.FürsichalleingenommenwürdedieZielvorgabelediglichdievollständigeAusschöpfungdes technischen Reduktionspotenzials bewirken. Auch wenn diese Präferenz beieinemGebäudeeigentümereinenhohenStellenwerteinnimmt,istihmzumindesteinInteresse an einer wirtschaftlichen Handlungsweise zu unterstellen. Dementspre‐chend sind geplante jährliche Entnahmen und/oder ein nicht zu unterschreitenderVermögensendwert als monetäre Nebenziele zu beachten. Natürlich könnte einemindestens zu erreichende Primärenergiebedarfsreduktion auch als Satisfizierungs‐zielimRahmenderGewinnmaximierungberücksichtigtwerden,allerdingssprichtfürden Ansatz einer Minimierungsvorschrift noch ein weiterer Grund. Die Entschei‐dungsresultate dieser Analysevariante sind auch aus rechtlicher Sicht interessant,da dem Wirtschaftlichkeitsgebot laut Gesetzestext Vorrang vor der Durchsetzungvon Bestimmungen zur Erreichung politischer Zielsetzungen eingeräumt wird. DieerreichtePrimärenergiebedarfsreduktionzeigtdieGrenzedesdahingehendenHand‐lungsspielraums eines Gebäudeeigentümers auf, die unter der Maßgabe der „wirt‐schaftlichenVertretbarkeit“geradenochgerechtfertigtwerdenkann.

Obwohl durchaus vorstellbar,wird auf dieMöglichkeit zur parallelen Extremierungder definierten Zielsetzungen imRahmen dieser Arbeit aufgrundder hieraus resul‐tierenden Komplexitätssteigerung und der oben angeführten Schwierigkeiten beieinermultikriteriellen Betrachtung verzichtet. Im Fallemehrerer Gebäudeteileigen‐tümerwirdebenfallseineeinheitlicheZielsetzungfüralleEntscheidungsträgerunter‐stellt.DaszuentwickelndeModellsollsomitdreiseparate(monokriterielle)Analyse‐variantenzurPlanungvonModernisierungsmaßnahmenbieten,welchealledieWirt‐schaftlichkeit desMaßnahmenbündels berücksichtigen. Die ersten beidenVariantendienenzumAuffindendervorteilhaftestenAlternativehinsichtlicheinerGewinnmaxi‐mierungsabsichtinFormvonEinkommenoderVermögen.VordefinierteEigentümer‐präferenzen bzw. akteursspezifische Entscheidungskriterien werden als Einschrän‐kungen desHandlungsspielraums erfasst. Für die restliche (freie) SystemgestaltungbleibtdieGewinnmaximierungausschlaggebend.DiedritteAnalysevariantedientderIdentifikation einerAlternative, die unterWahrungder (Mindest‐)Wirtschaftlichkeitden geringsten Bedarf an Primärenergie aufzeigt. Hierfürwerden imGegensatz zurGewinnmaximierungdiemonetärenPräferenzenalsSatisfizierungszieleinFormvonRestriktionendefiniert.DieAnwendungderverschiedenenAnalysevariantenermög‐licht die Auslotung des Eigentümerhandlungsspielraums für Modernisierungsmaß‐nahmen, der mit dem dehnbaren Begriff „wirtschaftlich“ in Verbindung gebrachtwerdenkann.

VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell 85

4.5 VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell

ImHinblickaufdiegestelltenAnforderungenistfürdaszuentwickelndeModelleineMethode anzuwenden, welche die Zusammenstellung des Maßnahmenbündels, dasTreffenderökonomischenEntscheidungenunddieAlternativenbeurteilungsimultanleistet.DerAufwandzurModellierungderEntscheidungssituationwirddadurchaufdie einmalige Vorgabe einzelner technischer und ökonomischerHandlungsoptionenbeschränkt.Dabei ist durch einRestriktionensystem zu gewährleisten, dass ausderVielzahldermöglichenKombinationennurzulässigeAlternativenunterBerücksichti‐gung der bestehenden Interdependenzen zwischen den Entscheidungsaspekten unddenRahmenbedingungengebildetwerden.Ausdiesemistdievorteilhaftestehinsicht‐lichderdefiniertenZielsetzungenmithilfeeinesOptimierungsverfahrenszu identifi‐zieren.DieCharakterisierungderEntscheidungssituationimUnterkapitel4.1S.59lässterahnen,dassdieseVorgehensweisezueinerrechtkomplexenProblemformulierungführen kann. Zwar ist die Entwicklung von Optimierungsverfahren und leistungs‐starkerRechentechnikweit vorangeschritten, derGröße desOptimierungsproblemssindjedochmitBlickaufakzeptableLaufzeitenderLösungsalgorithmennachwievorGrenzengesetzt[82S.126/206S.198].

Welches Optimierungsverfahren sich für das zu entwickelnde Entscheidungsmodelleignet, ist imWesentlichen von derArt der Problemformulierung abhängig.Hierfürsind zunächst generelle Überlegungen zur Modellgestaltung vorzunehmen. Diesetangieren die Modellierung der einzelnen Entscheidungsaspekte und vor allem dieFrage,welcheFreiheitsgradederEntscheidungssituationendogen,d.h.alsVariablendesOptimierungsproblemsberücksichtigtwerdensollen.DamitengverknüpftistdieÜberlegung,obdasProblem linearodernichtlinear formuliertwirdundwelchederEntscheidungsgrößen kontinuierlich oder diskret zu betrachten sind. Die darausresultierendeProblemgrößeistimZusammenhangmitderAuswahleinesgeeignetenOptimierungsverfahrenshinsichtlichdesRechenaufwandesundder zu erwartendenErgebnisgüteabzuwägen.

4.5.1 Abbildungdertechno‐ökonomischenEntscheidungsaspekte

Auchwenn die Zusammenstellung desMaßnahmenbündels durch dasModell über‐nommen wird, wäre der Aufwand zur Vorgabe vollständig parametrierter Einzel‐anlagenundDämmvariantennochsehrhoch.EingeeigneterAnsatzbestehtdarin,dietechnischen System(gestaltungs)optionen für das Gebäudeenergiesystem als Katego‐rienzudefinieren,diejeweilsvieletypenidentischeEinzelanlagenundBauteilereprä‐

86 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

sentieren. Diese Vorgehensweise erscheint für das zu entwickelndeModell sinnvollundwirdauchbeivielendervorgestelltenGebäudeoptimierungsmodelleangewandt.DieDifferenzierungderSystemoptionensollanhandderFunktion,derverwendetenTechnologie und der gegebenenfalls eingesetzten Energieträger vorgenommenwer‐den. So stellen bspw. ein Niedertemperaturgaskessel, ein Brennwertgaskessel, einBrennwertölkessel sowiedieDämmungderopakenGebäudehüllevierverschiedeneSystemoptionendar.AlszusätzlichesMerkmalkönnteaberauchdieräumlicheTren‐nung herangezogen werden, sodass die Dämmungen der opaken Hüllflächen Dach,AußenwandundKellerdeckeseparatzubetrachtensind.

Den abgebildeten Systemoptionenwerden viermiteinander eng verknüpfteModell‐entscheidungsgrößen (Variablen) zugeordnet. Die erste Variable repräsentiert dieZustandsausprägungderOptionzueinembestimmtenZeitpunktinnerhalbdesAnaly‐sezeitraums.DiezweiteunddiedritteEntscheidungsgrößegebenAuskunftüberdieÄnderungderZustandsausprägung(ÄnderungsausprägungderOption–differenziertnachZubaubzw.ErweiterungundRückbaubzw.Reduktion).Sierepräsentierendamitdie konkreten Maßnahmen, deren Umsetzung zu einem bestimmten Zeitpunkt zuempfehlenist.DievierteVariablestelltdenzeitlichenEinsatzeinerSystemoptiondar.Da die Einsatzentscheidung nur für Energiespeicher‐ und Energieumwandlungs‐anlagen mit modulierbarem bzw. unterbrechbarem Betrieb relevant ist, wird imFolgendenderBegriffAnlageneinsatzfürdieseEntscheidungsgrößeverwendet.

Die Ausprägungsentscheidungen sollen jeweils auf einer technischen bzw. energeti‐schen Kenngröße beruhen,wie bspw. derNennleistung einesWärmeerzeugers, derSpeicherkapazität eines Wärmespeichers oder der U‐Wert eines Wandaufbaus. EinBrennwertgaskesselmit24kWNennleistungsabgabeundeinBrennwertgaskesselmit36kWNennleistungsabgabestellendamitzweiverschiedeneZustandsausprägungenderSystemoption „Brennwertgaskessel“dar.DieSummeallerÄnderungsausprägun‐genzueinemUmsetzungszeitpunktrepräsentierteinMaßnahmenbündel.Ein„leeres“Maßnahmenbündel, d.h. die Beibehaltung aller Zustandsausprägungen, ist alsWahlderUnterlassungsalternativezuinterpretieren.DieAnlageneinsatzentscheidungwirddurchdieEnergieabgabebzw.Energiespeicherungder einzelnenSystemoptionen injedemModellzeitschrittbestimmt.

Die obere Schrankeder Zustandsausprägungwird durch technische bzw. räumlicheGegebenheiten gesetzt. Beispielsweise ist die Größe einer PV‐Anlage durch die zurVerfügung stehendeDachflächebegrenzt.Dieuntere SchrankeentsprichtderNicht‐nutzung der Systemoption bzw. dem vollständigen Rückbau einer Bestandsanlage.DarüberhinauskönnentechnischeundrechtlicheSchrankenbestehen,diedenmögli‐chenÄnderungsausprägungsbereich einengen. SokönntebeimZubaueinesWärme‐erzeugerseinetechnischbedingteMindestleistungzubeachtenseinodergesetzliche

VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell 87

RegelungenforderneineMindestausprägung,fallsdieMaßnahmeumgesetztwird.DiemöglicheEnergieabgabebzw.dasEnergiespeichervermögeneinerAnlagewirddurchihreZustandsausprägungbeschränkt.

Eine analoge Vorgehensweise wird zur Modellierung der ökonomischen Entschei‐dungen genutzt, deren Ausprägungen zusammenmit demMaßnahmenbündel letzt‐endlich die vollständigen Alternativen der Entscheidungssituation bilden. Tabelle 6gibteinenÜberblickzudenwesentlichenvorgesehenenModellentscheidungsgrößen.

Tabelle6: WesentlicheModellentscheidungsgrößen(Variablen)

Handlungsoptionen Modellentscheidungsgröße Betrachtung

technisch

Wärme‐undStromerzeugung

Zubau/RückbauSolaranlagen Kollektorflächekontinuierlichoderdiskret

Zubau/RückbausonstigeEner‐gieumwandlungsanlagen

Energieabgabeleis‐tung/Kapazität

kontinuierlichoderdiskret

Anlageneinsatz/‐steuerung Wärme‐/Stromabgabe kontinuierlich

Energiespeicher

Zubau/RückbauWärmespeicherSpeichermassebzw.Speichervolumen

kontinuierlichoderdiskret

Zubau/RückbauStromspeicher Speicherkapazitätkontinuierlichoderdiskret

Anlageneinsatz/‐steuerungEnergiespeicherungundEnergieabgabe

kontinuierlich

Wärme‐verteilung

Zubau/RückbauvonDämmvarian‐tenfürRohrleitungen

DämmdickeundWärmeleitfähigkeit

diskret

Heizwärme‐rückgewinnung

Zubau/RückbauvonLüftungsanla‐genmitWärmerückgewinnung

Wärmebedarfsreduktion diskret

Gebäudehülle

Zubau/RückbauvonDämmungenfüropakeFlächen

Wärmedurchgangs‐koeffizient

kontinuierlich

Zubau/RückbauvonFenstervarianten(U‐Wert/g‐Wert)

U‐Wertundg‐Wert diskret

ökonom

isch

EigenkapitalMaßnahmenfinanzierungoderalternativeMittelverwendung

Volumen kontinuierlich

FremdkapitalInanspruchnahmeeinzelnerKreditvarianten

Volumen kontinuierlich

Gebäude‐bewirtschaftung

MietpreissteigerungMietpreisanpassung kontinuierlich

Modernisierungsumlage kontinuierlich

BewirtschaftungPV‐undKWK‐Anlagen

Eigennutzung Energiemenge kontinuierlich

Netzeinspeisung Energiemenge kontinuierlich

AbschlussLieferverträge Energiemengeund‐preis diskret

88 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

4.5.2 ArtderProblemformulierungundAuswahldesLösungsverfahrens

Tabelle 6 zeigt, dass die Betrachtung der technischen und ökonomischen Entschei‐dungen vorzugsweise kontinuierlich erfolgt. Hieraus ergibt sich eine unendlicheMengeanMaßnahmenbündelnund finanziellenGestaltungsmöglichkeiten,die indieAnalyse einbezogen werden können. Diese Vorgehensweise kann aus PraxissichtdurchausinFragegestelltwerden,daamMarktinderRegelnurbestimmteAusprä‐gungen (bspw. Wärmeerzeugerleistungen) verfügbar sind. Eine angebotskonformediskreteModellierungsollzwarermöglichtwerden,allerdingserhöhtdiesedieProb‐lemgröße. Für einige Systemoptionen, wie bspw. Fenster, ist generell eine diskreteBetrachtung vorzusehen, da dieAusprägung konstruktionsbedingt nur sehr sprung‐haftvariiertwerdenkann.GleichesgiltfürdenRückbauvonnichtmodularaufgebau‐tenBestandsanlagen.

Ausder differenziertenErfassungder einzelnenEntscheidungsaspekte ergeben sichhoheAnforderungenandieModellierungihrerBeziehungsstruktur,welchedieWech‐selwirkungenzwischenihnenwiderspiegelnmuss.AuftechnischerSeitebetrifftdasinersterLiniedieaufeinanderabzustimmendenZustandsausprägungen inVerbindungmitdemEinsatzdertechnischenSystemoptionen.DieseBeziehungsstrukturweistinderRealitäteineReihevonNichtlinearitätenauf,sodassimSinneeinerhohenReali‐tätsnäheaucheinenichtlineareProblemformulierungerwogenwerdenkönnte.

DerLiteraturüberblickzeigtzweigrundlegendverschiedeneMöglichkeitenzurnicht‐linearenBetrachtungderSystemgestaltungunddesAnlageneinsatzesauf (sieheAb‐schnitte4.2.2S.71und4.2.3S.73).DieVerknüpfungeinesOptimierungsprogrammsmiteinem Gebäudesimulationstool erlaubt eine sehr detaillierte Erfassung der techni‐schen Zusammenhänge. Um die ökonomischen Entscheidungsaspekte und die Rah‐menbedingungen des Eigentümersmit den gesetztenAnforderungen in die Analyseeinzubeziehen,wäredieImplementierungeinesumfangreichenRestriktionensystemsindasangekoppelteOptimierungstoolnotwendig.HierbeikönntesicheinNachteildersimulationsgekoppeltenVorgehensweisealsproblematischerweisen.Dieseristdarinzusehen,dasszwischendentechnischenEntscheidungsvariablenalsEingangsgrößenderSimulationunddenZielgrößen,welchedirektoderindirektausdenSimulations‐ergebnissenabgeleitetwerden, fürdenOptimierungsalgorithmuskeinunmittelbarerZusammenhangbesteht.DasSimulationstoolstelltinFormeiner„BlackBox“einesehrkomplexeexpliziteNebenbedingungdarunddieökonomisch‐rechtlicheZulässigkeiteiner möglichen technischen Systemgestaltungsalternative kann immer erst nacheinemSimulationslaufgeprüftwerden[252S.292].DadiesimulationsbasiertenAnsätze

VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell 89

zur Approximation einer optimalen Lösung mitunter eine sehr große Anzahl82 anSimulationsläufen erfordern, wird im Allgemeinen empfohlen, auf umfangreicheNebenbedingungen im angekoppelten Optimierungstool zu verzichten [252S.293].HierindürfteaucheinwesentlicherGrundzusehensein,weshalbsichdieseModellevor allem auf Zielgrößenwie denGebäudeenergiebedarf oder die Energienutzungs‐ausgaben fokussieren, welche aus den Simulationsergebnissen einfach und direktabgeleitetwerdenkönnen.

DieebenbeschriebeneProblematikbestehtfürdiezweiteimSchrifttumvorgestellteOptimierungsmodellgruppe nicht, da sich diese Ansätze ausschließlich auf impliziteRestriktionensysteme ohne integrierte Gebäudesimulation stützen. Derartige nicht‐lineareAnsätze,welcheauchdieEinsatzentscheidungfürdieenergiebereitstellendenAnlagen adäquat in die Analyse einbeziehen können, basieren vorrangig auf dermathematischenProgrammierungmitexaktenLösungsverfahren. ImUnterschiedzuden simulationsbasierten Ansätzen mit heuristischen Lösungsverfahren sind siedeshalb auch in der Lage, eine globaloptimale Lösung– sofern existent – garantiertermittelnzukönnen[82S.127].DievorgeseheneVerknüpfungdertechnischenmitdenfinanziellen, steuerlichen, rechtlichen und marktbedingten Einflussgrößen ist aller‐dingsvonAbhängigkeitengekennzeichnet,welchesichimGegensatzzudenmeistentechnischen und ökonomischen Entscheidungsgrößen mit einer kontinuierlichenBetrachtungsweisenichtsinnvollberücksichtigenlassen.DerGrundsinddiesprung‐haften Änderungen der gültigen Rahmenbedingungen für einzelne Systemzustände.BereitskontinuierlichenichtlineareOptimierungsproblemegeltenimAllgemeinenalsschwerlösbar,insbesonderedann,wenndieNichtlinearitätenindenNebenbedingun‐genvorliegen [204S.536].FürdiebetrachteteEntscheidungssituation istdasderFall.Das verstärkteAuftretenvonganzzahligenModellvariablen steigertdieKomplexitätinderRegelnochmalserheblich.

MitBlickaufdieebengeführteDiskussionwirdfürdaszuentwickelndeModelleinegemischt‐ganzzahlige lineareProblemformulierung (Mixed IntegerLinearProgram–MILP)gewählt,wobeirelevantenichtlineareZusammenhängeinangemessenerWeiselinear approximiert werden sollen. Obwohl diese Art der Problemformulierung imSchrifttum zur energetischen Gebäudeplanung bislang kaum vertreten ist, zeigt dervonGUSTAFFSON[124]beschriebeneModellansatz,dasssiesichzursinnvollenAnalysederzubetrachtetenEntscheidungssituationeignet.AuchlineareOptimierungsproble‐memitganzzahligenEntscheidungsgrößenweiseneinenhohenKomplexitätsgradauf.AllerdingsstehenhierfürinzwischenleistungsfähigeLösungsverfahrenzurVerfügung.

82PEIPPOETAL.[212] geben für ihr Modell bspw. 5.000‐10.000 erforderliche Simulationsläufe bei 30technischenEntscheidungsgrößenan.

90 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

AufgrundderTatsache,dassbislangkeineffizienterLösungsalgorithmusfürderartigeOptimierungsproblemegefundenwerdenkonnte[82S.127/206S.201],bestehtaberden‐noch die Gefahr, dass bei einer großen Anzahl diskreter Variablen eine LösungmitvertretbaremRechenzeitaufwand unmöglich ist. Das könnte unter Umständen auchaufdieabzubildendeEntscheidungssituationzutreffen,nichtzuletztdeshalb,weildieApproximationnichtlinearerZusammenhängedieAnzahldererforderlichenGanzzah‐ligkeitsbedingungen in der Regel erheblich erhöht. In diesem Fall wäre der EinsatzeinerHeuristiknotwendig.DiesekanninderLagesein,relativschnelleinezulässigeLösung zu präsentieren. Generell ist bei der alleinigen Anwendung einer Heuristikaber negativ zu bewerten, dass sich die Abweichung der gefundenen Lösung vomOptimumnichtohneweiteresschätzen lässt [288S.150].Daher istnichtzuerkennen,inwieferneinegefundeneLösungsuboptimalistoderobessichbeiihrsogarumdasOptimumhandelt[237S.62].

FürdaszuentwickelndeEntscheidungsmodellwirdaufdasBranch‐and‐Cut‐Verfahrenzurückgegriffen,welchesbereitsfüranspruchsvolleMILPmitakzeptablenLaufzeitenzur Lösungsfindung erfolgreich angewandt werden konnte [204S.534]. Als exaktesVerfahrenermöglicht es einerseitsdieBestimmungderoptimalenLösung.Anderer‐seits ist dasVerfahrenauch alsHeuristik einsetzbar, indemes unvollständigdurch‐geführtwird[82S.128].Sokannoftmalsrelativschnelleinesehrguteundgegebenen‐falls bereits die optimale Lösungbestimmtwerden, danicht selten einGroßteil desMILP‐RechenaufwandesaufdenvollständigenNachweisentfällt,dassessichbeiderbesten gefundenen Lösung auch wirklich um das Optimum handelt [287S.259]. DieGütederbestengefundenenganzzahligenLösungbeimunvollständigdurchgeführtenBranch‐and‐Cut‐Verfahren lässt sich anhand der Abweichung zum theoretischenOptimumbewerten,welchesdurchdasLösenderLP‐RelaxationdesMILPmithilfedesSimplex‐Algorithmusermittelbarist[206S.234].

Zur Umsetzung dieser Vorgehensweise bieten kommerziell verfügbare Solver einenhohen Komfort. Durch das Lösen der LP‐Relaxation können sie im Rahmen desBranch‐and‐Cut‐VerfahrensdieGütedergefundenenzulässigenLösungenunmittelbarbeurteilen.Gleichzeitigerlaubensiees,bezüglichdiesesGütekriteriumsAbbruchkri‐terienzudefinierenunddiebisdahinbestegefundeneLösungauszugeben.Darüberhinaus sind die Solver in der Lage, mit einer Vorabanalyse die Komplexität desProblems durch dessen Neuformulierung zu reduzieren, bspw. durch EliminierungredundanterNebenbedingungen,diesichunterUmständenanwendungsfallspezifischergebenkönnen.ZusätzlichnutzensieHeuristiken,umdasBranch‐and‐Cut‐Verfahrenmöglichsteffektiveinzusetzen.NichtzuletztauchausdiesenGründenwirdfürdaszuentwickelndeEntscheidungsmodelleinkommerziellverfügbarerSolvergenutzt.

VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell 91

4.5.3 Abbildungdertechno‐ökonomischenBeziehungsstrukturen

FürdieUntersuchungstrategischerFragestellungenzurEnergieversorgungsicherheit,die im Zuge der Ölpreiskrisen in einigen Industriestaaten aufkamen, wurde in den1970er‐Jahren die Entwicklung optimierender systemanalytischer Ansätze vorange‐trieben.DiedarausentstandenenModellebilden inderRegeldierealeenergetischeWertschöpfungskette von den Ressourcen über die Energiebereitstellung bis zurEnergienachfrage auf Basis der zugrundeliegenden Energie‐ bzw. Stoffflüsse nach.BekannteModellesindbspw.EFOM,MARKALundMESSAGE.83MitdemFokusaufneueThemenfelder (insbesondere zum Umweltschutz) und Anpassungen an geänderteRahmenbedingungen(bspw.dieEnergiemarktliberalisierung)wurdendieAnsätzeinden letzten Jahrzehnten kontinuierlich weiterentwickelt. Im Laufe der Zeit hat sichdadurcheineVielzahlneuereigenständigerModellansätzeherausgebildet.84

Eine aufdemEFOM basierendeWeiterentwicklung ist diePERSEUS‐Modellgruppe.85AlleModellvariantendieserGruppestellentechno‐ökonomischeOptimierungsansätzedar,mit denen vorrangig Fragen zur zukünftigenGestaltung der Elektroenergiever‐sorgungvondereuropäischenbishinabzur lokalenEbeneuntersuchtwerden.Auf‐grundderstrukturellenÄhnlichkeitdieserEnergiesystemanalysenmitdemBetrach‐tungsgegenstanddervorliegendenArbeitsollgeprüftwerden,obsichhierauseinge‐eigneterAusgangspunktfürdieModellentwicklungergibt.ZunächsterfolgteinekurzeBeschreibungdergrundlegendenMethodedieserAnalyseinstrumente,derenmathe‐matischeProblemformulierunginderProgrammierspracheGAMS86umgesetztist.

4.5.3.1 DerPERSEUS‐Analyseansatz

Der techno‐ökonomische Analyseansatz derPERSEUS‐Modelle ist auf die Identifika‐tionvonausgabenminimalenEntwicklungspfadenfürdasuntersuchteEnergiesysteminnerhalb eines langfristigen, in mehrere Perioden gegliederten Betrachtungszeit‐raumsausgerichtet.DasVersorgungssystemwirdhierfüralsgerichteterGraphabge‐bildet,dessenKantendieEnergieflüsseunddessenKnotendieeinzelnenStufenderVersorgungskettenrepräsentieren.Diesesindgrob indieBereicheEnergieumwand‐lung,‐verteilungund‐nutzunguntergliedert.

83EFOM – Energy FlowOptimizationModel [102].MARKAL –MarketAllocationModel [103].MESSAGE –ModelforEnergySupplySystemAlternativesandtheirGeneralEnvironmentalImpact[6].84Vgl. bspw. [105–109/201/131/72/195/196/241/260/261]. Ein Überblick zu weiteren Modellen undPublikationenfindetsichu.a.in[169/215].85DiePERSEUS‐Modellgruppe (ProgrammePackage forEmissionReductions Strategies inEnergyUseandSupply) wurde am INSTITUT FÜR INDUSTRIEBETRIEBSLEHRE UND INDUSTRIELLE PRODUKTION (IIP) des KarlsruherInstitutsfürTechnologie(KIT)erarbeitet.Vgl.u.a.[116S.15/200S.79f./114].86GeneralAlgebraicModellingSystem[48].

92 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Als Modelltreiber werden periodisierte Energienutzungen exogen definiert, die zurBerücksichtigung der Laststrukturen auf unterjährige Zeitabschnitte heruntergebro‐chen werden. Zur Nachfragebefriedigung sind die am Startpunkt des betrachtetenVersorgungssystems verfügbaren Ressourcen bzw. Energieträger in die benötigtenEnergieformenzuüberführenundaufderNutzungsseitebereitzustellen.Dazukönnenverschiedene Technologiekategorien mit entsprechenden Energieumwandlungs‐prozessen genutzt werden, die in den Knoten der Graphenstruktur zu modellierensind.DiesenSystemgestaltungsoptionenwerdenspezifischetechnische,ökonomischeund gegebenenfalls auch umweltrelevante Parameter hinterlegt. Die technischenCharakteristika beschreiben realitätsnah die Einsatzmöglichkeiten der einzelnenTechnologiensowiedieBedingungenderEnergieumwandlungund‐verteilung.Dage‐genbildendieökonomischenParameterdieGrundlagezurErfassungderentstehen‐denmonetärenKonsequenzenausderSystemgestaltung.

DieEntscheidungsfindungderPERSEUS‐ModellebasiertinderRegelaufderlinearen(fallweise gemischt‐ganzzahligen) Optimierung.Wichtige Entscheidungsgrößen sinddie Energieflusslevel, die Aktivitätsniveaus der Umwandlungsprozesse und die Ent‐wicklung der Anlagenkapazitäten innerhalb der Technologiekategorien. Als die zuminimierende Zielgröße ist die auf das Startjahr des Analysezeitraums bezogeneSumme der Systemausgabenbarwerte definiert. Die Systemausgaben umfassen dienotwendigenAnfangsauszahlungenzurÄnderungderVersorgungstruktur,welchealsperiodisierteAusgabengröße (Annuität) aufdieNutzungsdauerder jeweiligenAnla‐genimAnalysezeitraumverteiltwerden.87HinzukommendiePeriodenausgabenzurEnergiebereitstellung auf der Nachfrageseite u.a. für die Brennstoffe, den Energie‐transport und den Anlagenbetrieb. Da die Ausgaben verschiedener Produzenten,Distributoren und Abnehmer bzw. Konsumenten gleichwertig in die Zielfunktioneingehen,unterliegtdemAnalyseinstrumenteinenormativerAnsatz,deralleSystem‐gestaltungsoptioneneinemeinheitlichenwirtschaftlichenBewertungsmaßstabunter‐wirft [100S.89].DieModellentscheidungenkönnensomitnichtdierealenHandlungs‐motive und Entscheidungsgrundlagen der verschiedenen Akteure innerhalb desbetrachtetenVersorgungssystemsberücksichtigen,sondernbasierenaufeinerandiegesamtwirtschaftliche Perspektive angelehnten Sichtweise.88 Hauptadressaten der

87Durch die Erfassung der Anfangsauszahlungen als Periodenausgaben über die AnlagennutzungsdauergehenindieZielfunktionnurdieAnteilederAnfangsauszahlungenein,diedemAnalysezeitraumzuzurech‐nensind.SomitwerdenausschließlichperiodisierteGrößenbetrachtetundaufdieBewertungderökono‐mischenKonsequenzenaußerhalbdesabgebildetenAnalysezeitraumskannverzichtetwerden.88Produktion, Distribution, Konsum bzw. Abnahme und Umwelteinflüsse werden als Elemente bzw.Auswirkungen des Energieversorgungssystems integriert betrachtet. Weitere aus gesamtwirtschaftlicherSichtrelevanteWechselwirkungen,bspw.mitanderenWirtschaftszweigen,zurBeschäftigungsentwicklungoderbezüglichderSteuereinnahmen,bleibeninderRegelaberunberücksichtigt.

VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell 93

Analysen sind deshalb politische Entscheidungsträger, denen damit bspw. Informa‐tionen für den Entwurf und die Bewertung von umwelt‐ und energiepolitischenInstrumentenbereitgestelltwerdenkönnen.

DasformaleGrundgerüstallerPERSEUS‐ModellebildenEnergiebilanzgleichungenundKapazitätsungleichungen, welche einerseits die Einhaltung der Wirkungsketten imEnergieflussgraphenundandererseitsdieBereitstellungderAnlagenkapazitätenzurDeckung der Energienachfrage sicherstellen. Durch die Bilanzgleichungen wird anjedem Knoten des Netzwerkes – unter Berücksichtigung der in ihnen erfolgendenEnergietransformation – das energetische Gleichgewicht zwischen den Zu‐ und Ab‐flüssen innerhalb eines betrachteten Zeitabschnitts gewahrt. Die AktivitätsvariablenderProzesseundFlüsseumfassengleichzeitigdieModellentscheidungenhinsichtlichdes Energieträgereinsatzes und der Energieweiterleitung bzw. ‐verteilung. Die Pro‐zessaktivität beinhaltet zusätzlich die Entscheidungen zum zeitlich differenziertenEinsatz der Anlagen. Die erforderliche Kapazität einer Anlage ergibt sich aus dermaximalenLeistungsabgabederihrzugewiesenenUmwandlungsprozesse.DurchdieErweiterungoderdenRückbauvonBestandsanlagensowiedenZubauneuerAnlageninnerhalb der vorgegebenen Technologiekategorien repräsentieren die Kapazitäts‐variablendieModellentscheidungzurEntwicklungdertechnischenSystemstruktur.

DiesesmathematischeGrundgerüstwirdjenachAnwendungsfallundUntersuchungs‐gegenstandumzusätzlicheNebenbedingungenergänzt,welchedenEinbezugweiterersystemtechnischer Gegebenheiten aber auch politischer Vorgaben und rechtlicherRahmenbedingungenermöglichen.Modellanwendungender jüngerenVergangenheitwerdenbspw.in[93/94/138]beschrieben.

4.5.3.2 ZurÜbertragbarkeitdesPERSEUS‐Analyseansatzes

DieModellierungsmethode derPERSEUS‐Modelle ist zur Abbildung der technischenGegebenheiten für das zu erstellende Analyseinstrument offensichtlich geeignet.DurchdieVerwendungeinesEnergieflussgraphenkönnendievorhandenenWechsel‐wirkungen der Systemgestaltungsoptionen entlang der gebäudeinternen Versor‐gungskette aber auch zwischen den Elementen auf den einzelnen Stufen in zweck‐mäßigerWeiseberücksichtigtwerden.DerinRelationzurUntersuchungübergeord‐neter Versorgungsstrukturen erheblich geringere Systemumfang erlaubt zugleicheinen höheren Detailierungsgrad bei der Betrachtung der technischen Wirkungs‐beziehungen.Sokönnenbspw.dieTechnologienzurBeeinflussungdesNutzenergie‐bedarfs und ihr Zusammenspiel mit der Energiebereitstellungsseite differenziert in

94 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

dieUntersuchungeinbezogenwerden.89GleichzeitigisteinenichtzuunterschätzendeStärkedesAnsatzesinseinerAnwendungsflexibilitätzusehen.DieVerwendungvonstandardisierten Abbildungselementen mit separater Parametrierung gewährleisteteine hohe Anpassungsfähigkeit an verschiedene Ausgangslagen und Entscheidungs‐situationen.

DarüberhinausbietetderPERSEUS‐Analyseansatzbereits fastalleVoraussetzungenzurAlternativenbewertungfürdieZielgröße„Primärenergiebedarf“(vgl.Unterkapitel4.4S.81). Bei den relevantenEnergieträgeranteilenhandelt es sich ausschließlichumsolche,dievonexternenVersorgernbezogenwerden.DieserEnergiebezug ist ledig‐lich mit den dazugehörigen Primärenergiefaktoren zu multiplizieren und mithilfeeinerentsprechendenZielfunktionzuminimieren.UmfangreichereErgänzungensindimHinblickaufdenangestrebtenDetaillierungsgradbeiderAbbildungderSystemge‐staltungsoptionenunddesAnlageneinsatzeserforderlich.HierfürsindneueadäquateModellierungsmethodenbzw.Abbildungselementezuentwickeln.

Eine weitere Anpassung betrifft die Strukturierung des Analysezeitraums. Energie‐systemmodellen für überregionale Versorgungsstrukturen unterliegt zur ReduktionderProblemgrößeoftmalseineabstrahierteZeitstrukturmitwenigenStützjahrenundeiner stark vereinfachten Typtag‐Darstellung der unterjährigen Energieinanspruch‐nahme. Bei den PERSEUS‐Modellen stellen die Stützjahre gleichzeitig auch immermöglicheUmsetzungszeitpunktefürÄnderungenanderSystemstrukturdar.Zwaristdiese Abbildungsmethode für den geplanten Anwendungsfall prinzipiell geeignet,allerdingssollvondieserVorgehensweisedurchdieKennzeichnungeinzelnerModell‐jahrealsmöglicheZeitpunktezurMaßnahmenumsetzungetwasabgewichenwerden.DieProblemgrößenreduktionkannsomitflexibelundanwendungsfallspezifischdurchdie Beschränkung der Handlungszeitpunkte auf die gewünschte Anzahl erreichtwerden,ohneaufeinedetaillierte jährlicheErfassungderEntscheidungskonsequen‐zenverzichtenzumüssen.BeiderVorgabeeinergrobenStützjahrstrukturmitlangen,nichtdifferenziertbetrachtetenZwischenzeiträumenwäredasdagegenderFall.

Obwohl derPERSEUS‐Analyseansatz auch die Erfassung der ökonomischen Auswir‐kungenderSystemgestaltungleistet,wirdschnelldeutlich,dassdiezugrundeliegendeBewertungsmethode die Anforderungen für den geplanten Anwendungsfall nichtbefriedigenkann.Diesliegtu.a.darinbegründet,dasssichdieeingenommenegesell‐

89Aufgrund des ursprünglichen Anwendungsfokus derPERSEUS‐Modelle auf Fragestellungen zur Gestal‐tungderEnergiebereitstellungsseitebliebenOptionenzurReduktiondesEnergiebedarfsaufderEnergie‐nutzungsseitelangeZeitweitgehendunberücksichtigt. InzwischenwerdenaberzunehmendauchTechno‐logien, welche den Energiebedarf beeinflussen und die in den Entscheidungsbereich der Konsumentenfallen, in die Modellanwendungen einbezogen. Aufgrund der zu beschränkenden Optimierungsproblem‐größekönnendieseinderRegelnurmitreduziertemUmfangundstarkvereinfachtberücksichtigtwerden.

VorüberlegungenzurModellierungs‐undAnalysemethodefürdaszuentwickelndeModell 95

schaftlichePerspektivederPERSEUS‐ModellenichtohneweiteresaufdieSichtweiseeines Investors übertragen lässt. Der gesellschaftliche Blickwinkel rechtfertigt, dieSystemgestaltungzurGewährleistungderEnergiebedarfsdeckungalleinanderMini‐mierungderdafürerforderlichenAusgabenauszurichtenundgleichzeitigdieökono‐mischenHandlungsmotiveundBelangeeinzelnerWirtschaftssubjekteauszublenden.Für die Investitionsentscheidung einzelner Akteure ist die ausschließliche Betrach‐tungderAusgabenseitealsBewertungsgrundlagejedochkritischzuhinterfragen.

Mit derÜbertragbarkeit derAnalysemethode auf die Sichtweise eines einzelnen, anGewinngrößen orientierten Investors setzen sich FICHTNER [100] und GÖBELT [116]auseinander. In beiden Arbeiten wird ein PERSEUS‐Modell zur strategischen Ent‐scheidungsunterstützung eines Energieversorgungsunternehmens (EVU) herange‐zogen. FICHTNER stützt seine Analysen auf die ausgabenexklusive Betrachtung undargumentiert,dassfüreinegewinnorientierteHandlungsweisedieAusgabenminimie‐rungzielführend ist, soferndieEinnahmendurchdie Investitionsentscheidungnichtbeeinflusst werden können.90 Diese Sichtweise wäre bei der EntscheidungsfindungeinesGebäudeeigennutzersgrundsätzlichvertretbar.BeschränktsichdieAnalyseaufdie Befriedigung seiner Anforderungen an die Gebäudenutzbarkeit, d.h. derWohn‐raumistausreichendbeheizt,Warmwasser ist imerforderlichenUmfangvorhandenunddieelektrischeEnergieversorgungerfolgtausschließlichdurchFremdanbieter,istder ausgabenminimierende Ansatz hinsichtlich einer Gewinnmaximierung für denEigentümerzielführend.

Für die Entscheidungssituation eines Vermieters greift diese Vorgehensweise aller‐dingszukurz,dahierdiegetätigtenInvestitioneneinenEinflussaufdieEinnahmen‐seitehaben.GleichesgiltfüreinenGebäudeeigentümer,welcherdieBewirtschaftungeinerKWK‐bzw.PV‐AnlageinErwägungzieht.InbeidenFällenkönnteeineErhöhungder Ausgaben zusätzliche Einnahmen generieren, die in Summe zu einem höherenGewinnfürdenInvestorführen.DieBerücksichtigungderEinnahmenseiteistdeshalbzwingendindasökonomischeBewertungsschemazuintegrieren.EinedahingehendeModifikation des PERSEUS‐Analyseansatzes nimmt GÖBELT in seiner Arbeit vor unduntersucht die von ihm betrachtete EVU‐Entscheidungssituationmit dem Ziel einerGewinnmaximierung für entscheidungsabhängige Einnahmen.91 Dennoch ist sein

90FICHTNER[100]untersuchtdieEntscheidungssituationunterdenBedingungeneinesreguliertenEnergie‐marktes mit Monopolstellung des EVU‘s im zugeordneten Versorgungsgebiet. Unter vernachlässigbarenPreiselastizitäten kann in diesem Fall die Unabhängigkeit des Energieabsatzes von den Investitionsent‐scheidungendesEVU‘sunterstelltwerden.91Im Gegensatz zuFICHTNER[100] untersuchtGÖBELT[116] die Entscheidungssituation eines EVU‘s unterdenBedingungendes liberalisiertenEnergiemarktes, indemdieUnabhängigkeitdesEnergieabsatzesvondenInvestitionsentscheidungendesEVU‘snichtmehrvereinfachendunterstelltwerdenkann.

96 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Ansatz für den geplantenModelleinsatz ungeeignet. Der Grund ist in dem von ihmimplementiertenBewertungsverfahrenzusehen,welchesdenAnforderungenandaszu entwickelnde Analyseinstrument nicht vollständig gerecht werden kann. DieseDiskussionwirdimAbschnitt4.6.2S.99weitervertieft.

Die akteursunabhängige Perspektive des PERSEUS‐Analyseansatzes bedingt eineweitere notwendige Neuentwicklung für die zu untersuchende Modernisierungs‐entscheidung,welchedieErfassungverschiedener Investorenbetrifft.DieserAspektbleibtauchindenArbeitenvonFICHTNERundGÖBELTunberücksichtigt,dasielediglichdenEinflussbereicheineseinzelnenInvestorsbetrachten.DaszuentwickelndeModellsolldagegen inderLagesein,dieEntscheidungssituationausdemBlickwinkeleinerEigentümergemeinschaft mit mehreren Entscheidungsträgern zu beleuchten. DiesekönnenaufgrundheterogenerRahmenbedingungenundderunterschiedlichenParti‐zipationanderGebäudemodernisierungdurchauszueinerabweichendenBeurteilungeinundderselbenMaßnahmegelangen.NebenderZuordnungeinzelnerInvestitions‐anteile ist deshalb die Erfassung der Entscheidungstendenz jedes Teileigentümerserforderlich,dieletztendlichindiezutreffendeeinheitlicheEntscheidungderEigen‐tümergemeinschaftzurUmsetzungvonModernisierungsmaßnahmeneinfließt.

Zusammenfassendistfestzustellen,dassdieModellierungmithilfeeinesEnergiefluss‐graphenzurDarstellungdertechnischenEntscheidungsaspekteundderenWirkungs‐beziehungen für das zu entwickelnde Modell geeignet ist. Die dafür notwendigenmathematischenFormulierungenkönnenmit geringemAnpassungsaufwand für daszuentwickelndeEntscheidungsmodellausdemPERSEUS‐Analyseansatzübernommenwerden. Darüber hinaus ist der Ansatz allerdings nicht in der Lage, die gestelltenAnforderungenandieBetrachtungderModernisierungsentscheidungzubefriedigen.AufbauendaufdenformalenGrundbausteinenzurAbbildungdesEnergieflussgraphenist deshalb die Entwicklung eines neuen Analyseinstruments notwendig, das dengestelltenAnsprüchengerechtwird.HierfüristeinadäquatesRestriktionensystemzuerarbeiten, welches die relevanten Entscheidungsgrundlagen und die spezifischenRahmenbedingungen für die verschiedenen Eigentümerrollen (Vermieter, Selbst‐nutzerundKWK‐/PV‐Anlagenbetreiber)beschreibt.WesentlicheHerausforderungensind die Modellierung der technischen Handlungsoptionen, die keine Energieum‐wandlungsanlagen darstellen, sowie die Berücksichtigung der WechselwirkungenzwischendenMaßnahmenderEnergiebereitstellungs‐undderEnergienutzungsseite.Gleiches gilt für die Erfassung und Bewertung der ökonomischen Entscheidungs‐konsequenzen unter Berücksichtigung der Finanzierungsmittelwahl undder steuer‐rechtlichen Aspekte. Letztere Punkte erfordern die Implementierung eines neuenBewertungsschemas. Die Vorüberlegungen dazu werden im folgenden Unterkapitelvorgenommen.

VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 97

4.6 VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell

DiemonetäreBewertungderMaßnahmenwahlsteht imMittelpunktderGewinnziel‐setzungundstelltgleichzeitigeineNebenbedingungbeiderZielsetzungzurMinimie‐rungdesPrimärenergiebedarfsdar,daindiesemFalldieMaßnahmenwirtschaftlich‐keit gewährleistet sein soll. Die Vorüberlegungen zum ökonomischen Bewertungs‐schema werden im Abschnitt 4.6.1 mit einer Charakterisierung der betrachtetenProblemstruktur aus Sicht der Investitionsrechnung eingeleitet. Für die Beurteilungder monetären Konsequenzen einer Entscheidung bietet die Investitionsrechnungverschiedene Verfahren. Diese divergieren u.a. hinsichtlich der betrachteten Ent‐scheidungsfreiheitsgradeundderunterstelltenRahmenbedingungenfürdenInvestor.Die geeignete Methode für das zu entwickelndeModell wird im Abschnitt 4.6.2S.99erörtert.92Darauf aufbauendwerden imAbschnitt 4.6.3S.102 die Eckpunkte zurUm‐setzungdesökonomischenBewertungsschemaserarbeitet.

4.6.1 ProblemstrukturausSichtderInvestitionsrechnung

BevordieErörterungeinesgeeignetenBewertungsverfahrenserfolgt,wirddieModer‐nisierungsentscheidung zunächst aus dem Blickwinkel der Investitionsrechnungnäher charakterisiert. In diesem Zusammenhang ist zu überlegen, was als einzelneInvestition (auch Investitionsprojekt oder ‐objekt) zu interpretieren ist. Damit ver‐bunden istdieFrage, inwieferneineseparateoderaggregierteBewertungeinzelnerModernisierungsmaßnahmenerfolgenkannbzw.muss.

Zunächst ist festzustellen, dass einzelne Systemgestaltungsoptionen sich gegenseitigausschließen, nicht ausschließen oder sogar bedingen können. Im Hinblick auf dieresultierendenEin‐undAuszahlungenkönnenihnenkeineseparatenbzw.unabhängi‐genZahlungsfolgen zugeordnetwerden. FürdenEigennutzer istdiesdadurchgege‐ben, dass sämtliche Maßnahmen die bewertungsrelevanten EnergienutzungskostenbeeinflussenunddabeiWechselwirkungenunterliegen.FürdenVermietersindzwardie Modernisierungsumlagen eindeutig den einzelnen Maßnahmen zuordenbar,allerdingsbestehengegenseitigeAbhängigkeitenbspw.hinsichtlichdererreichbaren92FüreineumfassendeDarstellungdereinzelnenVerfahrenseiaufdieeinschlägigeFachliteraturverwiesen(bspw. [39/117/120/172/235]). Da die statischen Verfahren in der modernen Investitionsrechnungpraktisch keine Rollemehr spielen, sind sie von der folgenden Betrachtung ausgeschlossen. Ebenso un‐berücksichtigtbleibendiedynamischenVerfahrenzurAmortisationsrechnung,deninternenZinssätzenundden Sollzinssätzen. Zwar erfreuen sich diese Methoden in der Praxis einer recht hohen Beliebtheit[216S.109], dennoch sind sie aufgrund ihrermethodischen Schwächen und der damit verbundenenman‐gelnden Aussagekraft für das zu entwickelnde Bewertungsschema von vornherein abzulehnen (vgl. u.a.[117S.106,110/172S.29,92]).

98 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Vergleichsmietniveaus und den damit verbundenen Mietsteigerungsmöglichkeiten.Hierdurchwird deutlich, dass eine separate Bewertung einzelnerModernisierungs‐maßnahmennichtzielführendseinkann.93

Weiterhinistzubeachten,dassdieeinzelnenSystemgestaltungsoptionenunterschied‐liche Nutzungszeiträume aufweisen können. Einerseits handelt es sich um Anlagenund Bauteile, die nach ihrer Nutzungsdauer definitiv ersetzt werden müssen, wiebspw. ein Hauptwärmeerzeuger oder ein Fenster. Andererseits existieren System‐optionen,derenWegfalldieGebäudenutzbarkeitnichtbeeinflussenwürde,wiebspw.eine Aufdach‐PV‐Anlage oder die Außenwanddämmung. Beinhaltet der Planungs‐zeitraummehrereUmsetzungszeitpunkteundistdieDurchführungeinerMaßnahmezu einem bestimmten Zeitpunkt nicht zwingend vorgesehen, sind zusätzlich dieEntscheidungen zum Investitionszeitpunkt und zur (Rest‐)Nutzungsdauer bzw. demErsatzzeitpunkt für einzelneAnlagen undBauteile für die ökonomischeBeurteilungrelevant.

JedeEinzelmaßnahmekönnte als ein separates Investitionsprojektgesehenwerden.MitdiesemBlickwinkelwäredieGebäudemodernisierungalsInvestitionsprogramm‐entscheidung zu interpretieren, da sich die einzelnen Projekte gegenseitig nichtvollständigausschließen [172S.204].WerdenmindestenszweimöglicheUmsetzungs‐zeitpunkte betrachtet, handelt es sich um einemehrstufige Programmentscheidung[117S.47]. Ein Investitionsprogramm beinhaltet für jeden Umsetzungszeitpunkt desPlanungszeitraums ein zulässiges Maßnahmenbündel, wobei auch die UnterlassungderSystemänderungberücksichtigt ist.DieErfassungdermonetärenKonsequenzenmussaggregiertaufderProgrammebeneerfolgen, fürdieeindeutigeZahlungsfolgenermittelbar sind. Für das „leere“ Investitionsprogramm, d.h. die Unterlassung jegli‐cher Systemänderungen im gesamten Planungszeitraum, existiert ebenfalls eineeindeutigeZahlungsfolge.

Alternativkönnteauch jedes Investitionsprogrammselbstalseinzelnes Investitions‐projektgesehenwerden.IndiesemFallschließensichdieInvestitionsprojekteunter‐einander vollkommenaus, da bei einerKombinationmindestens eine Systemgestal‐tungsoption gleichzeitigmehrere Ausprägungen annehmenwürde. Die BestimmungdervorteilhaftestenHandlungsweisewäremitdieserSichtweiseeineEinzelentschei‐dung,welcheaufderVorteilhaftigkeitsbeurteilungderAlternativenberuht.Obessich

93EineZahlungsfolgenunabhängigkeitließesichgegebenenfallszwischenderWärme‐undElektroenergie‐versorgungimZusammenhangmitdemBetriebeinerPV‐Anlagekonstruieren.DaimRahmendieserArbeitaber nur Akteure als Anlagebetreiber betrachtet werden, die gleichzeitig in der Rolle eines Gebäude‐(teil)eigentümersauftreten,wirdauchdieseTrennungspätestensbeimEinbezugderelektrischenAntriebs‐undHilfsenergienfürdieWärmeversorgungoderbeiderKonkurrenzeinerPV‐Anlagemiteinersolarther‐mischenAnlageumdieverfügbareDachflächehaltlos.

VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 99

beiderbetrachtetenEntscheidungssituationnunumeineEinzel‐oderumeinePro‐grammentscheidung handelt, ist somit abhängig vom eingenommenen Blickwinkelund definitorischer Natur. Da für das zu entwickelnde Entscheidungsmodell keineexogeneVorgabevon Investitionsprogrammenvorgesehen ist, sonderndieMaßnah‐menkombination und die Ermittlung der daraus resultierenden Zahlungsfolgen TeilderProblemlösungsind,entsprichtdiezuformulierendeProblemstrukturehereinerProgrammentscheidung(auchProgrammplanung).

InderLiteraturwerdenzahlreicheModellentwicklungenzurBewertungvonInvesti‐tionsprogrammen – vorrangig für Unternehmen des Produktionsbereichs – vorge‐stellt. Erste einfachereModelle beruhen auf der Erstellung vonRanglisten zur Aus‐wahl einzelner Investitions‐ und gegebenenfalls unterschiedlicher Finanzierungs‐möglichkeiten.94 Komplexere Modelle – teilweise mit stärkerem Fokus auf einersimultanenBetrachtungderProduktionsplanungundgegebenenfallsmitBerücksich‐tigung von Steuern – nutzen dagegen dieMethoden des Operations Research.95 DieÜberlegungen der folgenden beiden Abschnitte zur Wahl des Investitionsrechen‐verfahrensundzurUmsetzungdesBewertungsschemasstützensichu.a.aufArbeitenausdiesemSchrifttum.

4.6.2 DiskussionundAuswahldesInvestitionsrechenverfahrens

WiebeinahezujederInvestitionsentscheidungbestehtauchbeiderModernisierungs‐planungdieProblematik,dasssichdieeinzelnenInvestitionsprogrammehinsichtlichder Höhe und dem Zeitpunkt der erforderlichen Anfangsauszahlungen sowie derzeitlichenStrukturderZahlungsströmeunterscheiden,welchesiebedingen.UmeinesinnvolleVergleichbarkeitzugewährleisten,sinddieeinzelnenHandlungsmöglichkei‐tendurchdenEinbezugvonErgänzungsfinanzierungenundErgänzungsinvestitionenin sogenannte „echte“ Alternativen zu überführen [172S.34ff.]. Vor allem die dabeiunterstelltenRahmenbedingungen,mitdenen sichder InvestorbeiderAnlageoderAufnahme von liquidenMitteln amKapitalmarkt konfrontiert sieht, sind ausschlag‐gebendfürdieEignungderzurVerfügungstehendenInvestitionsrechenverfahren.

FürdenEinsatzderKapitalwertmethodeoderderAnnuitätenmethodealsetablierteklassische Investitionsrechenverfahren sindbekanntlich starkeVereinfachungenderRahmenbedingungen zu akzeptieren. Diese beruhen auf der Annahme, dass alle94Als Rangordnungskriterium wird bspw. der Kapitalwert (LUTZ& LUTZ[183]) oder der interne Zinsfuß(DEAN[71])derHandlungsoptionenverwendet.95Impulsgebend waren u.a. die Publikationen von ALBACH[7], CHARNESETAL.[62],HAX[136], JACOB[151],MASSÉ&GIBRAT[191], SWOBODA[253] und WEINGARTNER[276]. Umfassendere und auch wesentlich kom‐plexereModellansätzewerdenbspw.vonBLUMENTRATH[40],GRUNDMANN[122],HABERSTOCK[129],HAEGERT[130],MEYHAK[197],ROSENBERG[225],SCHWEIM[239]undWALDMANN[272]vorgestellt.

100 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

relevanten InformationenverfügbarsindunddamituneingeschränkteSicherheit fürdiezukünftigenErwartungenherrscht.DemInvestorbietetsichdeshalblediglicheineMöglichkeitzurergänzendenKapitalaufnahmebzw.‐anlagemitidentischemZinssatz(Kalkulationszinsfuß) für beide Vorgänge [172S.82]. Hinsichtlich des Volumens derInanspruchnahmeliegenkeineBeschränkungenvor.DieUnterstellungeinessolchenvollkommenen,unbeschränktenKapitalmarktesbringtvieleVorteilemit sich.Einer‐seits sind unter diesen Bedingungen Vermögensmaximierung und Einkommens‐maximierungkomplementäreZieleundmüssennichtdifferenziertbetrachtetwerden[172S.72].Andererseitsistesmöglich,eineInvestitionsentscheidungvölligunabhängigvon den Konsumpräferenzen zu treffen [235S.111]. Eine Überlegung zur Wahl derFinanzierungsform bezüglich des Einsatzes von Eigen‐ und Fremdmitteln ist nichterforderlich.DarüberhinausistdieBetrachtungderLiquiditäthinfällig,daderInves‐torsichunbegrenztverschuldenkann.AufdieserVereinfachungderrealenRahmen‐bedingungenberuhenalleimUnterkapitel4.2S.67vorgestelltenOptimierungsansätze,welche zur Entscheidungsfindung ein Investitionsrechenverfahren nutzen. Auch derPERSEUS‐AnalyseansatzstütztsichaufdieseAbstraktion.

MitdengestelltenAnforderungenandaszuentwickelndeModell istderEinsatzderklassischenVerfahrenfürdasBewertungsschemaallerdingskritischzuhinterfragen–selbstdann,wenndiezuerwartendenKonsequenzendereinzelnenAlternativenalssicher erachtet werden könnten. Durch den staatlichen Markteingriff in Form vongefördertenDarlehenmitunterschiedlichenZinskonditionensindRahmenbedingun‐gen für denGebäudeeigentümer vorhanden, die sich ebennichtmit denAnnahmenzum vollkommenen Kapitalmarkt vereinen lassen. Insbesondere die unterstellteEgalität der Finanzierungsstruktur bei den klassischen Verfahren ist vor diesemHintergrund problematisch [113S.59]. Ferner dürfte sich der GebäudeeigentümerkauminderLagebefinden,KapitalanlagenmitdenselbenVerzinsungsansprüchenzuplatzieren,zudenenerFremdmittelaufnehmenkann.EinGrundhierfür istmindes‐tens in den Transaktionskosten zu sehen, welche durch die Vermittlung entstehen[140S.132].WirdderUnsicherheitsaspekthinzugezogen,siehtsicheinGebäudeeigen‐tümer auch nicht mehrmit der Möglichkeit konfrontiert, unbeschränkt auf Fremd‐kapitalzugreifenzukönnen.DieSicherstellungderLiquiditätistdeshalbeinewichtigeNebenbedingungbeiderBewertungseinerHandlungsalternativen.

Eine Maßnahme zur realitätsnäheren Abbildung der Entscheidungssituation imRahmen der klassischen Methoden wäre die Anwendung eines Mischzinssatzes alsKalkulationszinsfuß,derzunächstdasVerhältnisvonFremd‐undEigenkapitaleinsatzmit differenzierter Verzinsung berücksichtigen kann.96 Durch diese Modifikationen

96AufdieseVorgehensweiseverweisenbspw.DISCHER[80S.40]undSTOLTE[250S.40].

VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 101

würden zwar einige der Analyseanforderungen erfüllt, allerdings bleiben anderekritisch zu bewertende Effekte bestehen. Die Ursache ist darin zu sehen, dass derKalkulationszinsfußsämtliche,sichdurchdiedifferenzierteBetrachtungergebendenZinssätze in einer Zahl konzentriert [120S.84]. Zwar wird die erwartete Mindest‐renditeder Investition inAbhängigkeitdergewähltenAnfangsfinanzierungsstrukturerfasst, allerdings wird dieser Zinssatz methodenbedingt auch für spätere Ergän‐zungsfinanzierungen und ‐investitionen unterstellt. Für letztere bleibt die Annahmebestehen,dassder Investor lediglicheineMöglichkeitKapitalaufnahmebzw. ‐anlagehat. Beide Vorgänge weisen nach wie vor denselben Zinssatz auf, welcher nun dieanfängliche Finanzierungstruktur der Investition widerspiegelt. Davon abgesehenergäbe sich aus dieser Vorgehensweise ein nichtlinearer Zusammenhang, da derKalkulationszinsfuß aufgrund seiner Abhängigkeit zur Finanzierungsentscheidungendogenzubestimmenwäre.

Eine andere Möglichkeit zur realitätsnäheren Erfassung des FinanzierungsaspektesbietetsichdurchdenAnsatzverschiedenerZinssätzefürdieErgänzungsfinanzierungund ‐investition im Rahmen der Vermögensendwertmethode [117S.92].97 AllerdingsbleibtauchbeidieserVorgehensweiseeineweitereProblematikbestehen,welchediedifferenzierteErfassungderKapitalbindungsdauernbetrifft.Derlangfristigausgerich‐tetenModernisierungsinvestitionwird eine nachwie vor kurzfristige Kapitalanlagegleichberechtigt gegenübergestellt. Investitionen mit langfristigen Zahlungsfolgenunterliegen aber tendenziell einer höherenUnsicherheit, als Investitionenmit kurz‐fristigerLaufzeit.HieraussolltenlaufzeitabhängigeVerzinsungsansprücheresultieren[172S.83].98 Eine weitere Schwäche der Vermögensendwertmethode ist darin zusehen,dasssienureinenZinssatzfürdieInanspruchnahmevonFremdkapitalzulässt[117S.115].

97MitdemAnsatzunterschiedlicherVerzinsungssätzefürdieErgänzungsfinanzierungunddieErgänzungs‐investition(d.h.AuflösungderAnnahmeeinesvollkommenenKapitalmarktsmitzulässigemeinheitlichenKalkulationszinsfuß) wird auch der Übergang von der für die klassischen Verfahren typischen Barwert‐ermittlung(Diskontierung)zurEndwertermittlung(Askontierung)notwendig [218S.368]. ImGegensatz zudenklassischenVerfahrenwerdendieeinzelnenpositivenodernegativenPeriodenüberschüssenichtmehrseparat, sondern als fortschreitend kumulierter Bestand an liquiden Mitteln verzinst. Gleichzeitig wirddamit eine Voraussetzung zur Berücksichtigung von Sachinvestitionen geschaffen, welche mit einempositivenMittelbestand in einerPeriode alternativ zurAnlage amKapitalmarkt getätigtwerdenkönnten[151S.61].98AuchGÖBELT [116] verweist aufdiesenUmstandundversucht in seinemModell denunterschiedlichenKapitalbindungsdauerngerechtzuwerden,indemermithilfeeinesWichtungsfaktorsdieEinflussstärkederSystemgestaltungsausgabengegenüberdenlaufendenEinnahmenundAusgabendesSystembetriebsinderZielfunktion variiert. Im Prinzip fingiert er damit einen gespaltenen Zinsfuß hinsichtlich der Kapitalbin‐dungsdauer,dieeraufgrunddesvon ihmgewähltenKapitalwertverfahrensnichtexplizitberücksichtigenkann.

102 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Die angesprochenen Probleme machen deutlich, dass das klassische Kapitalwert‐verfahren bzw. das Annuitätenverfahren aufgrund der Annahme vollkommenerunbeschränkter Kapitalmärkte für das zu entwickelnde Analyseinstrument ungeeig‐netsind.AuchdieVerwendungvonMischzinssätzenwürdezukeinembefriedigendenErgebnis führen. Die Vermögensendwertmethode erscheint vom Grundansatz herzwar geeignet, allerdings wird sie durch ihre Beschränkung auf lediglich zwei ver‐schiedeneZinssätzedenAnforderungen fürdaszuentwickelndeModell– insbeson‐dere zur Berücksichtigung der Konditionenvielfalt staatlich geförderterModernisie‐rungsdarlehen–nichtweitreichendgenuggerecht.DieökonomischeBewertungderModernisierungsmaßnahmen muss deshalb zu einer vollständigen Finanzplanungausgeweitet werden. Dieses Verfahren nutzen bei den vorgestellten Arbeiten zurMaßnahmenbewertung KIEßLING [163] und PFNÜR ETAL.[217]. Von Vertretern derImmobilienwirtschaft wird diese Methode zur Beurteilung von Modernisierungenebenfalls präferiert [113S.67]. Auch die im vorangegangenen Abschnitt angespro‐chenen umfassenderen Programmplanungsmodelle für Unternehmen stützen sichvorrangigaufdiesesBewertungsinstrument.

Die Grundzüge der vollständigen Finanzplanung werden bereits 1962 von Heister[139] konzeptionell erarbeitet. DieMethode unterscheidet sich von den klassischenVerfahren hauptsächlich dadurch, dass nicht nur die originären, sondern auch diederivativen Zahlungsströme detailliert erfasstwerden [120S.104ff.]. Auf die impliziteBetrachtung der ergänzenden Kapitalanlage und ‐aufnahme in Form eines einheit‐lichenKalkulationszinsfußeswirdsomitverzichtet [119S.2,6]. ImGegensatzzurVer‐mögensendwertmethodeerlaubtdievollständigeFinanzplanungdenEinbezugvielerseparatdefinierbarer Investitions‐undFinanzierungsmöglichkeitenmit spezifischenZinssätzen.GleichzeitigistsieimRahmeneinerlinearenProblemformulierungimple‐mentierbar[136S.446].DieEckpunktezuihrerUmsetzungimModellwerdenimnächs‐tenAbschnitterarbeitet.

4.6.3 EckpunktezurUmsetzungdervollständigenFinanzplanung

VerlässtmandieidealisierteWeltdesvollkommenen,unbeschränktenKapitalmarktesunderwägt,dierealenRahmenbedingungeneinesInvestorsineinBewertungsschemazuintegrieren,stößtmanschnellandieGrenzederProblemhandhabbarkeit.DieersteSchwierigkeit ergibt sich ausderTatsache, dassdasSeparationstheoremvonFISHER[104] seine Gültigkeit verliert [141]. Dementsprechend wäre die Entscheidung zurModernisierungsinvestition von den Konsumpräferenzen des Eigentümers abhängigzumachen[235S.180].InpraxidürfteeseinemGebäudeeigentümerallerdingsschwerfallen, exakte Substitutionsraten für eine zeitliche Konsumverlagerung anzugeben[172S.12]. Für dieModellentwicklung soll deshalb davon ausgegangenwerden, dass

VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 103

der Eigentümer zumindest eine grobe Aussage treffen kann, wann und in welcherHöheliquideMittelimRahmenderbetrachtetenEntscheidungssituationzumKonsumbereitstehensollen.99DiesererstenvereinfachendenModellprämissewurdeimUnter‐kapitel4.4S.81durchdieDefinitionderGewinnzielgrößen„Einkommen“und„Vermö‐gen“bereitsvorweggegriffen.

InderRegelwirdessichbeiderbetrachtetenImmobilienurumeinenVermögensaus‐schnitt des Eigentümers handeln, d.h. er verfügt gegebenenfalls über liquideMittelzumaktuellenPlanungszeitpunkt,weitereVermögensgegenständeundüber(zusätz‐liche)100Einnahmequellen.HinsichtlicheinerkonsequentenGewinnmaximierung fürdenInvestormüsstenimPrinzipseingesamtesVermögenundalleseineHandlungs‐möglichkeiten in die Analyse einbezogen werden. Eine derartige Totalplanung istallerdings weder umsetzbar noch aus Sicht der Aufgabenstellung in dieser Arbeitsinnvoll [164S.40]. Die Modernisierungsentscheidung soll deshalb mithilfe einesPartialmodells betrachtetwerden,woraus sichdieNotwendigkeit zurVereinbarungweitererPrämissenergibt[129S.27].DieseberuhenjedochnichtaufderIdealisierungder Rahmenbedingungen, wie bei den klassischen Bewertungsverfahren, sondernwerden durch die Abgrenzung bzw. Beschränkung des realen ökonomischenHand‐lungsspielraumserreicht(imFolgendenals„Bewertungsrahmen“bezeichnet),dermitdemBewertungsschemaerfasstwerdensoll.

4.6.3.1 FinanzielleAbgrenzungdesBewertungsrahmens

Die zweite Modellprämisse betrifft zunächst die Handlungsoptionen bezüglich desGebäudes.NebeneinerModernisierungkönntederEigentümerauchdenVerkaufderImmobilie erwägen, um den Erlös für Konsum, alternative Sachinvestitionen oderKapitalanlagen zu verwenden, welche in einem nahezu unbeschränkten Umfangvorhandensind.AlsBedingungzurModellanwendungwirdgefordert,dassderVer‐kaufdesGebäudes–zumindestinnerhalbdesAnalysezeitraums–nichtgeplantist.

Die dritte Prämisse definiert die Abgrenzung der finanziellen Sphäre des Gebäude‐eigentümers als Investor, welche in die Beurteilung einbezogen wird. Das liquideEigenmittelbudget, das zu Beginn des Analysezeitraums für die Modernisierungs‐planung verfügbar sein soll, wird als Festlegung des Eigentümers gesehen, die ervorabzutreffenhat.EshandeltsichdabeinichtumdenBetrag,derauchdefinitivin

99InderLiteraturvorgestellteProgrammplanungsmodelle fürUnternehmenstützensichaufeineanalogePrämisse.Vgl.bspw.[40S.57/129S.31/136S.436].100DassimVermietungsfalldasbetrachteteGebäudedieeinzigeEinnahmequelledesEigentümersdarstellt,wäreeinSpezialfall,deraberunterUmständen füreingrößeresMehrfamilienhausmithohemMietpreis‐niveaugegebenseinkönnte.

104 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Modernisierungsmaßnahmen zu investieren ist, sondern lediglich umMittel, die erzumPlanungszeitpunktnichtfürsofortigenKonsumoderInvestitionenaußerhalbderbetrachteten Entscheidungssituation vorgesehen hat. Dies können bspw. gebildeteRücklagenfürInstandsetzungs‐bzw.Modernisierungsmaßnahmensein.

DarüberhinausbeinhaltetderBewertungsrahmendiemitdemanalysiertenGebäudein Zusammenhang stehenden Zahlungen. Neben den Anfangsauszahlungen für diemöglichenModernisierungsmaßnahmenumfassendiese fürdenVermieterdieMiet‐einzahlungen und die Auszahlungen zur Gebäudebewirtschaftung. Für den Eigen‐nutzersinddagegendieregelmäßigenAuszahlungenfürseineEnergienutzungmaß‐gebend. Im Fall eines Stromanlagenbetreibers ergänzen die Ein‐ und Auszahlungender Anlagenbewirtschaftung die betrachteten Zahlungsfolgen. Weiteren Einflusshaben die Kapitaldienste bei der Inanspruchnahme von Krediten zur Maßnahmen‐finanzierungund–inAbhängigkeitderEigentümerrolle–auchdieAuswirkungenderInvestitionenaufseineSteuerlast.

Zur Komplexitätsreduktion wird es für die vorliegende Entscheidungssituation alsvertretbar erachtet, auf die unterjährige Aufschlüsselung der Zahlungsfolgen zuverzichten.SämtlicheZahlungsvorgängesollenvereinfachtbetrachtetamBeginnbzw.am Ende eines Modelljahres anfallen. Hinsichtlich des Erfassungsumfangs der Zah‐lungenistvomverbreitetenMehrertragsansatz(sieheAbschnitt4.2.1S.68)Abstandzunehmen.DerGrund istdarinzusehen,dassbeimAlternativenvergleichohneUnter‐stellungeinesvollkommenenKapitalmarktesmithilfeendwertbasierterVerfahrenwiedervollständigenFinanzplanung,dieVorteilhaftigkeitsbeurteilungnichtmehrzuver‐lässigaufdieBetrachtungvonDifferenzinvestitionengestütztwerdenkann[39S.77].

Ergänzend zum Eigenmittelbudget am Beginn des Analysezeitraums soll auch derzusätzlicheEintragvon liquidenEigenmittelnzuspäterenZeitpunktenmöglichsein.Diese Vorgehensweise dient vor allem der sinnvollen Abbildung der Selbstnutzer‐entscheidung.FürdiesenAnwendungsfallweistdieZahlungsfolgenurAuszahlungenauf,welchederSelbstnutzerinderRegelausjährlichenEinnahmenbestreitet,derenQuellenundVolumennichterfasstwerden.DieEigenmittel,welchederSelbstnutzerimUnterlassungsfall(keineMaßnahmenumsetzung)zurEnergieversorgungimAnaly‐sezeitraum regelmäßig einsetzenmüsste, sollen als jährlicher Eigenmitteleintrag indasBewertungsschemaeingehen.101

DievierteModellprämisseberührtdieVerwendungderliquidenMittelinnerhalbdesBewertungsrahmens sowie den Zugang zu Fremdmitteln. Als Sachinvestitionsmög‐lichkeiten werden nur Instandsetzungs‐ bzw. Modernisierungsmaßnahmen für das

101AufeineentsprechendeVorgehensweisestützenauchPFNÜRETAL.[217S.11]ihreAnalysen.

VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 105

Gebäudebetrachtet.Umdiesezu„echten“Alternativenzuvervollständigenunddamitihre Vergleichbarkeit zu gewährleisten, ist mindestens eine Ergänzungsinvestitionvorzusehen [225S.57]. Hierfür wird eine kurzfristige Möglichkeit zur Kapitalanlage(bspw. ein Tagesgeldkonto) definiert. Würde eine Maßnahmeninvestition geradedieselbeRenditederkurzfristigenKapitalanlageerreichen,wärederInvestorindiffe‐renthinsichtlichdesEinsatzesseinerEigenmittel.DadieMaßnahmenumsetzungabermit einer längerfristigen Kapitalbindung einhergeht ist es nachvollziehbar, dass erhierfür auch einen höheren Verzinsungsanspruch geltend macht, als er mit einerkurzfristigenKapitalanlageerreichenkann.AusdiesemGrundsollenamBeginneinesjedenModelljahresdieverfügbarenEigenmittelalternativauchineinerlangfristigenKapitalanlagemithöhererVerzinsunggebundenwerdenkönnen.

Auf Seiten der Ergänzungsfinanzierung wird ebenfalls eine kurzfristige Handlungs‐möglichkeit in Form einer Kreditaufnahme mit einjähriger Laufzeit vorgesehen[225S.55f.]. Es sollte sich jedoch nicht – wie vereinzelt vorgeschlagen (bspw.[120S.188])–umeinenDispo‐bzw.Kontokorrentkredithandeln.Zwardienenderarti‐geKrediteregelmäßigzurÜberbrückungkurzfristigerLiquiditätsengpässe,allerdingsfür solche, die sich aus ungeplanten Vorkommnissen ergeben. In einer langfristigenFinanzierungsplanung sollte diese Reserve aber nicht von vornherein ausgeschöpftwerden[122S.38].EinweiteresGegenargumentbetrifftdieanzusetzendeVerzinsung,welchefürKontokorrent‐bzw.DispokrediteaufgrundihrerpauschalenVerfügbarkeitverhältnismäßig hoch ist. Im Rahmen einer langfristigen Planung besteht für denInvestoraberdieMöglichkeit,vorabgünstigereKonditionenfüreinensolchenÜber‐brückungskredit zu vereinbaren. Letztendlich muss es sich aufgrund des partiellenCharaktersdesEntscheidungsmodellsauchnichtzwingendumFremdkapitalhandeln.Zur kurzfristigen Ergänzungsfinanzierung könnte der Gebäudeeigentümer durchausinderLageundbereitsein,zusätzliche,nichtvonvornhereineingeplanteEigenmittelzeitlich beschränkt in den Bewertungsrahmen einzubringen, sofern entsprechendeVerzinsungsansprücheerfülltwerden.ZurlangfristigenErgänzungsfinanzierungsinddie Zugriffsmöglichkeiten auf verschiedene Varianten von KfW‐Krediten für denGebäudeeigentümervorgesehen.Diesesindaufgrund ihrerZweckgebundenheitaus‐schließlichindenUmsetzungszeitpunktenzurFinanzierungderMaßnahmenanfangs‐auszahlungenverfügbarundsollennichtzurzwischenzeitlichenkurzfristigenErgän‐zungsfinanzierungherangezogenwerdenkönnen.

4.6.3.2 ZeitlicheStrukturundAbgrenzungdesBewertungsrahmens

DiefünfteundletztePrämisseadressiertdiezeitlicheStrukturierungundAbgrenzungdes Bewertungsrahmens sowie die damit im Zusammenhang stehende zeitpunkt‐bezogeneWertermittlungeinzelnerHandlungsoptionen.FürdieAnalysederbetrach‐

106 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

tetenEntscheidungssituationisteinendlicherPlanungszeitraumanzusetzen,mitmin‐destenseinemUmsetzungszeitpunktfürModernisierungsmaßnahmen.102DieVorgabeweitererUmsetzungszeitpunkte imPlanungszeitraumkann zurAbbildungvon (vor‐rangigbestehenden)Systemkomponentenerforderlichsein,derenNutzungsdauervordemErreichendesPlanungshorizontesendet.Gleichzeitigkannaberauchdiegegebe‐nenfallsvorteilhaftevorzeitigeErneuerungbzw.DeinstallationeinzelnerAnlagenundBauteile durch die Definition zusätzlicher Umsetzungszeitpunkte ohne Handlungs‐zwangindieAnalyseeinbezogenwerden.

HinsichtlichderFestlegungderPlanungszeitraumlängewäreeswünschenswert,dieökonomischenKonsequenzenderModernisierungsmaßnahmenüberderen gesamteNutzungsdauer zu erfassen.DieseVorgehensweise gestaltet sich für die betrachteteEntscheidungssituation vor allemaus zweiGründenproblematisch. Zumeinenkön‐nen einzelne Systemkomponenten sehr lange Standardnutzungsdauern (bspw. dieAußenwanddämmung ca. 40 Jahre [11]) aufweisen. Für derart weitreichende Zeit‐räume unterliegen die erforderlichen Annahmen zur Entwicklung der relevantenRahmendaten einer sehr hohen Unsicherheit. Zum anderen ist aufgrund der unter‐schiedlichen Nutzungsdauern sowie dem erforderlichem Ersatz einzelner Anlagenund Bauteile in der Regel erst durch den Rückbau des Gebäudes am Ende seinesLebenszyklus ein einheitliches Nutzungsende für alle seine Komponenten gegeben.

DieserZeitpunktkannunterUmständennochwesentlichweiterinderZukunftliegen,alsdielängsteNutzungsdauereinerbetrachtetenSystemgestaltungsoption.

EinegeeigneteHandhabungdieserProblematikwirderkennbar,wenndieGebäude‐modernisierungalsrollierendePlanungsaufgabeverstandenwird.Dasbedeutet,dasslediglich die unmittelbar anstehenden Entscheidungen des ersten Umsetzungszeit‐punkts einen endgültigen Charakter und damit die höchste Relevanz aufweisen[130S.14]. Mit dieser Perspektive kann weitgehend unabhängig von der Anzahl derdefinierten Umsetzungszeitpunkte und den verschiedenen Nutzungsdauern derSystemkomponenten ein Planungszeitraum gewählt werden, der zumindest einengenügendweitreichendenBetrachtungshorizont zur sinnvollenBewertungder lang‐fristig wirkenden Handlungsoptionen des ersten Umsetzungszeitpunktes aufweist[151S.553].Gleichzeitigwird eineBeschränkungderPlanungszeitraumlängemöglich,mit der die Prognosefehler der exogenen Einflussgrößen in einem überschaubaren

102Die Notwendigkeit zur Beschränkung der Planungszeitraumlänge ergibt sich einerseits aus der man‐gelndenvollkommenenVoraussichtdesEntscheidungsträgersundandererseitsausGründenderProblem‐handbarkeit [129S.28]. Das Ende des Planungs‐ bzw. Analysezeitraums wird im Folgenden als Planungs‐bzw.Analysehorizontbezeichnet.

VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 107

Rahmen gehalten werden können.103 In der Immobilienwirtschaft wird hierfür einPlanungszeitraumvon20Jahrenempfohlen[113S.70/163S.135],derimRahmendieserArbeitauchfürdenEigennutzerfallalsgeeigneterachtetwird.

Aufgrund der bestehendenWechselwirkungen sind bei der Analyse derHandlungs‐optionen des ersten Umsetzungszeitpunktes die technischen und ökonomischenModellentscheidungenderspäterenJahrezuantizipieren.LetzteresindaberzunächstnurvonvorläufigerNatur.RückteinimModellabgebildeterZeitpunktinderRealitätheran,werdendievorläufigenFestlegungenfürdiesenZeitpunktanhandderdannzurVerfügung stehenden Informationen mit entsprechend nach hinten verschobenemPlanungshorizont überprüft, gegebenenfalls modifiziert und umgesetzt. Dabei sindunter Umständen auch die ursprünglichen Entscheidungen für die nachfolgendenZeitpunkteanzupassen,welcheerneutvorläufiggetroffenwerden[237S.33].

Da die Entscheidungen zur Ausprägung und zum Einsatz der technischen System‐optionen sowie zur langfristigen Fremdkapitalinanspruchnahme nur für definierteUmsetzungszeitpunkte zu fällen sind, ist ihre Anzahl zur Problemgrößenbeschrän‐kungmöglichst klein zuhalten.Gleichzeitig sollte sich ihreVorgabe auf denAnfangdesAnalysezeitraums konzentrieren, umdemFokus einer rollierendenPlanung aufdie direkt anstehenden Entscheidungen gerecht zuwerden [197S.40]. Alternativ zurendogenenErsatz‐bzw.RückbauentscheidungamNutzungsdauerendekannfüreineSystemoptionzudiesemZeitpunktaucheineReparatur‐bzw.Instandsetzungsauszah‐lung fix vorgegebenwerden, durchwelche ihreNutzungsdauermindestensbis zumPlanungshorizontverlängertwerdenkann.MitdieserVorgehensweiseistesmöglich,dieAnzahldereinbezogenenUmsetzungszeitpunkte imPlanungszeitraumzusätzlichzu reduzieren. Sie sollte allerdings vorrangig zur Vermeidung von Umsetzungszeit‐punkten nahe dem Planungshorizont genutzt werden, deren Entscheidungen imMomentohnehinnursehrvagegetroffenwerdenkönnenundfürdiedieInterdepen‐denzenmitdenzeitnahanstehendenEntscheidungeneherschwachausgeprägtsind.

AufgrundderzeitlichenBeschränkungdesBewertungsschemasstellt sichdieFrage,wiedieMaßnahmen,derenNutzungsdauerüberdenbetrachtetenPlanungszeitraumhinausreicht, an dessen Ende zu bewerten sind. Eine übliche Vorgehensweise zurmonetären Wertbestimmung von Sachinvestitionen mit möglicher Weiternutzung

103DieserAspektunterliegtnatürlicheinersubjektivenBeurteilung.So terminiertKRÜMMEL [171S.229]denweitreichendstennochsinnvollenPlanungshorizontdurchdenZeitpunkt,jenseitsdemdieGlaubwürdigkeitdes Eintritts der Plandaten vom Entscheidungsträger bezweifelt wird. In anderen Arbeiten wird derPlanungshorizont als erreicht angesehen, wenn Entscheidungen nach diesem Zeitpunkt keinen wesent‐lichenEinflussmehraufdiezeitnahzutreffendenEntscheidungenhaben(vgl.u.a.[7S.226/27S.57/150S.51]).IndiesemZusammenhangschlägtBLUMENTRAHT[40S.219ff.]einrechtaufwendigesVerfahrenzurApproxima‐tiondesPlanungshorizontsvor,dessenpraktischerMehrwertallerdingshinterfragtwerdenkann[129S.48].

108 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

nachdemBewertungszeitpunktbasiertaufderBetrachtung ihrer(fiktiven)Liquida‐tion[172S.41].HierfürwirdderBlickwinkeleinespotenziellenKäuferseingenommen,derseineZahlungsbereitschaftanhanddervonihmerwartetenRückflüsseinnerhalbder verbleibendenRestnutzungsdauermithilfe desKapitalwertverfahrensbemessenwürde.DementsprechendsinddiedurchdasInvestitionsobjektbedingtenZahlungenjenseits des Analysezeitraums auf den Planungshorizont als Liquidationszeitpunktabzuzinsen.FürdievorliegendeEntscheidungssituationistdabeizuberücksichtigen,dass viele Versorgungsanlagen und Bauteile für sich allein genommen keinen bzw.keinen nennenswerten Gebrauchtmarktwert aufweisen, sondern ihr Wert sichvorrangig im eingebauten Zustand bzw. im funktionalen Zusammenhang mit demgesamten Gebäude begründen lässt.104 Die Restwertbeurteilungmüsste deshalb aufeinerfiktivenLiquidationdesGebäudesberuhen[113S.71].

Abgesehendavon,dassderGebäudemodernisierungsgradzwareineAuswirkungaufden Liquidationserlös haben sollte [217S.19], diese aber gegebenenfalls stark vonanderen Beurteilungskriterien (bspw. Standortfaktoren) überlagert wird, ist dieseVorgehensweisefürdiegeplanteModellentwicklungausdenfolgendenzweiGründenkritischzusehen.ZumeinenistdiehoheUnsicherheitweit inderZukunft liegenderRückflüssezunennen,derenBarwertimPlanungshorizontbeiderMaßnahmenbeur‐teilungabereinengroßenEinflusshabenkann.105IndiesemZusammenhangistauchdie Schwierigkeit zur Bestimmung eines geeigneten Abzinsungsfaktors anzuführen.ZumanderenwäreesfüreinensinnvollenVorteilhaftigkeitsvergleichmehrererMaß‐nahmenoptionenmitdivergierendenRestnutzungsdauernamPlanungszeitraumendenotwendig,dieökonomischenKonsequenzen jenseitsdavoneindeutigdeneinzelnenMaßnahmen zuzuordnen. Aufgrund der vorhandenen Wechselwirkungen ist diesjedochkaummöglich.

Der alternativeWeg besteht darin, die Entscheidungsfindung auf die ökonomischenKonsequenzen innerhalb des Planungszeitraums zu stützen ohne die unsicherenErwartungen für nachfolgende Zeiträume einzubeziehen. Da die InterdependenzenzwischendeneinzelnenHandlungsoptionendurchdasBewertungsschemavollständigerfasst werden, ist diesseits des Planungshorizontes eine maßnahmenspezifischeZuordnung vonRückflüssen nicht erforderlich. Bei der Vorteilhaftigkeitsbeurteilung

104Eine Ausnahme bildenwomöglich KWK‐ und PV‐Anlagen. Hier hat sich auch für „betagtere“ AnlageninzwischeneinMarktentwickelt.Zuberücksichtigenistaber,dassmitBlickaufdiestaatlichenFörderricht‐linien die zu erwartetenRückflüsse im Fall desWeiterbetriebs der eingebautenBestandsanlage von denRückflüssen im Fall der Neuinstallation derselben Anlage anderorts, aufgrund der unterschiedlichenInbetriebnahmezeitpunkteunddesAnlagenstatus(neu/gebraucht)voneinanderabweichenkönnen.105So zeigt sich bspw. bei der von KIEßLING [163] vorgenommenen Maßnahmenbewertung, dass erst inAbhängigkeit des Barwerts der angenommenen Rückflüsse nach dem Ende des Planungszeitraums einpositivesEndwert‐DeltagegenüberderUnterlassungsalternativeerreichtwerdenkann.

VorüberlegungenzumökonomischenBewertungsschemafürdaszuentwickelndeModell 109

wird derWertverzehr der einzelnen Systemkomponente bis zum Planungshorizontbetrachtet, umderDiskrepanz zwischen beschränktemAnalysezeitraumundunter‐schiedlich lang darüber hinausreichender Nutzungsdauern Rechnung zu tragen[151S.553]. Eine lineare Wertminderung unterstellend, ist der Restwert einer ein‐zelnenSystemgestaltungsoption imAnalysehorizontausderAnfangsauszahlungunddem Verhältnis des verbleibenden Nutzungsdaueranteils außerhalb des Planungs‐horizontes zur technischen Gesamtnutzungsdauer zu bestimmen. Auch diese Vor‐gehensweise kannkritisch gesehenwerden, da dieGefahr besteht, den realenWerteiner Modernisierungsmaßnahme im Sinne einer marktwertbasierten Vermögens‐betrachtung imPlanungshorizontgegebenenfallsdeutlichzuunterschätzen.106Aller‐dingsbietetsiedenVorteil,dassjedereinzelnenMaßnahmeeineindeutigerRestwertzugeordnetwerden kann und die Abhängigkeit der Entscheidungsfindung von sehrunsicherenPlandatenzumindestgemildertwird.

BeideWegezurWertbestimmungeinerSystemkomponenteimAnalysehorizontsindnichtvollständigbefriedigend.AufgrunddergenanntenVorteileunddereinfacherenUmsetzung im Rahmen der mathematischen Problemformulierung wird für dieModellentwicklungdieBetrachtungdesWertverzehrsbevorzugt.Durcheinenzusätz‐lichenKorrekturfaktor sollder soermittelteRestwert abervariiertwerdenkönnen.Somit bleibt es demModellanwender überlassen, sich auch der andern Perspektiveanzunähern. Gleichzeitig ergibt sich die Möglichkeit, Einfluss auf die geforderteAmortisationsdauer einzelner langfristig nutzbarer Modernisierungen zu nehmen.Wird derRestwert einer Systemgestaltungsoption bspw. auf null gesetzt,würde sienur gewählt, wenn sie sich bis zum Analysehorizont unter Berücksichtigung vonVerzinsungsansprüchenderinvestiertenMittelvollständigamortisiert.

Mit Blick auf die Beschränkung des Planungszeitraums sind abschließend noch dieFestlegungenfürdieeinbezogenenökonomischenHandlungsoptionenzuformulieren.Diese betreffen lediglich die langfristigen wirksamen Entscheidungen, da das Nut‐zungsdauerende der kurzfristigenAnlage‐ undAufnahmemöglichkeit liquiderMittelaufgrund der jeweils angenommen einjährigen Laufzeit immer mit dem Ende desPlanungszeitraums zusammenfällt. Für alle langfristigen Ergänzungsinvestitionenwird die Festlegung getroffen, dass diese imAnalysehorizont aufgelöstwerden. DieLaufzeitdieserKapitalanlagenergibtsichdamitausderZeitspannezwischenAnalyse‐horizont und demAnfang desModelljahres, an dem sie vorgenommenwerden. Diejeweils anzusetzenden Verzinsungsansprüche spiegeln die verschiedenen Bindungs‐dauernwider.106UnterdemGesichtspunkteinerGebäudeliquidationimPlanungshorizontwäresiegerechtfertigt,fallsderpotenzielleKäuferseinePreisbereitschaft fürdieModernisierungenausschließlichandenursprünglichenHerstellungsauszahlungenunterBerücksichtigungderverbleibendenNutzungsdauerorientiert.

110 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Eine entsprechende Anforderung wird auch für die langfristige Fremdfinanzierungformuliert.UmdieBewertungvonRestschuldenzumPlanungshorizontzuumgehen,sollen alle betrachteten Kreditvarianten bis zu diesem Zeitpunkt vollständig getilgtsein. Mit dieser Vorgabe wird die Vielfalt zur langfristigen KfW‐Fremdfinanzierungvor allem für eventuell einbezogene späte Umsetzungspunkte natürlich zunehmendeingeschränkt.Auchhier istaberzuberücksichtigen,dass imRahmenderrollieren‐den Modernisierungsplanung die im Moment zu treffenden vorläufigen Entschei‐dungen zeitnah vor ihrer Umsetzung mit entsprechend nach hinten verschobenemPlanungshorizontunddendannzurVerfügungstehendenKreditvariantenerneutzubeurteilensind.

TrotzdesFokusaufdieökonomischenKonsequenzen innerhalbeinesbeschränktenPlanungszeitraumsunterliegendiePlandatenmehroderwenigerstarkausgeprägtenUnsicherheiten. Ursache hierfür ist ihre Abhängigkeit von Rahmenbedingungen,welchedurchdenEntscheidungsträgerselbstnichtbeeinflusstwerdenkönnen.DieserAspektderModernisierungsentscheidungunddessenHandhabungimzuentwickeln‐denModellwerdenimnächstenUnterkapitelnäherbeleuchtet.

4.7 VorüberlegungenzurBerücksichtigungvonUnsicherheitenderModernisierungsplanung

EineBewertungvonHandlungsalternativenberuhtregelmäßigaufAnnahmen,dasichdierealenAuswirkungenerstnachihrerUmsetzungzeigenkönnen.DieEntwicklungderRahmenbedingungenbzw.Umweltlagen,welcheeinenwesentlichenEinflussaufdie Entscheidungskonsequenzen haben, unterliegt dabei verschiedenen (Un‐)Sicher‐heitsgraden.107InderRegelistdiesichereKenntnisdeszukünftigenZustandeseinerEinflussgröße nicht gegeben. Gleiches gilt für die exakte Vorhersage von Eintritts‐wahrscheinlichkeitenmöglicher Zustände. Allerdings können hierfür oftmals relativverlässliche objektive oder zumindest gute subjektive Prognosen getroffenwerden.Natürlich lassen sich auch für schwer vorhersehbare Einflussgrößenzustände Ab‐schätzungen formulieren. Gründen diese jedoch auf vagen Vermutungen oder lässtsich nicht für jeden eine Eintrittswahrscheinlichkeit bestimmen, liegt Ungewissheitvor[20S.68].EineEntscheidungwirddeshalbregelmäßigunterRisiko(PrognosederEintrittswahrscheinlichkeiten ist möglich), in Abhängigkeit verfügbarer belastbarerInformationenaberauchunterUngewissheitzutreffensein.

107ZurausführlichenDefinitionder indiesemZusammenhangnachfolgendverwendetenBegriffe „Sicher‐heit/Gewissheit“ sowie „Unsicherheit“ mit den Unterkategorien „Risiko“ und „Ungewissheit“ vgl. bspw.[20S.19/83S.49/127S.141f.].

VorüberlegungenzurBerücksichtigungvonUnsicherheitenderModernisierungsplanung 111

ImAllgemeinen kann von einer Risikoaversion des Entscheidungsträgers ausgegan‐genwerden [164S.117].DemnachsollteeraneinermöglichstrobustenEntscheidunginteressiert sein, die mit niedriger Empfindlichkeit gegenüber der unsicherenEinflussgrößenentwicklung bestmöglich zu seinen Zielsetzungen beitragen kann[237S.90ff.]. Das gilt insbesondere dann, wenn einmal umgesetzte (Fehl‐)Entschei‐dungennurmitbeträchtlichemKapitaleinsatzzurevidierensind.FürGebäudemoder‐nisierungenistdiesregelmäßigderFall.Somitistzudiskutieren,wieUnsicherheitenim Rahmen dermodellgestützten Entscheidungsvorbereitung zur Gebäudemoderni‐sierungBerücksichtigungfinden.

Grundsätzlich kann die Modernisierungsentscheidung dem sogenannten „Here andnow“‐Problemtyp [187] zugeordnetwerden, welcher als Optimierungsaufgabe erst‐malsvonDANTZIG[70]undzeitnahauchvonBEALE[26]publiziertwurde.BeidiesemProblemtypisteineendgültigeEntscheidungzutreffenundumzusetzen,wobeiindieAlternativenbewertungspätereintretendeunsichereUmweltlageneinfließen,gegen‐über denen sie sich bewähren muss [237S.195]. Allerdings trifft das nicht auf alleEntscheidungenimdemzuentwickelndenModellgleichermaßenzu.AufdiezeitlicheNähevonPlanung/EntscheidungundUmsetzung/RealisationmitderDifferenzierungnachendgültigundvorläufigzu treffendenEntscheidungenwurdebereits imUnter‐abschnitt 4.6.3.2S.105 näher eingegangen. Ein zweiter Aspekt wurde lediglich ange‐deutetund soll deshalbandieser Stellenochmaldeutlicherhervorgehobenwerden.Dieser betrifft die Bindungsdauer einer Entscheidung. Hierunter soll der Zeitraumverstandenwerden,innerhalbdemdieÄnderungeinerumgesetztenEntscheidungmiterheblichenAuszahlungenverbunden istbzw. sichaus rechtlicherSichtausschließt.Vor diesem Hintergrund zählen zu den langfristig bindenden Entscheidungen dieUmsetzung der Modernisierungsmaßnahmen und deren Finanzierung, sowie derEigenmitteleinsatz für die langfristige Kapitalanlage am Beginn eines Modelljahresjeweils bis zum Analysehorizont. Von kurzfristiger Bindungsdauer sind neben denKapitalanlagenundKreditenmiteinjährigerLaufzeitbspw.auchdieEntscheidungenzumAnlageneinsatzoderdiePreispolitikdesAnlagenbetreibersfürdieobjektinterneElektroenergieversorgung.

Festzustellen ist, dass die Vorteilhaftigkeit der verschiedenen technischen und öko‐nomischen Handlungsmöglichkeiten des Gebäudeeigentümers unterschiedlich starkvoneinzelnenunsicherenEinflussgrößenabhängt.Ferneristzuberücksichtigen,dasseinzelne denkbare Handlungsoptionen nur bei entsprechender Entwicklung derrelevanten Rahmenbedingungen realisiert werden können. Für die betrachteteEntscheidungssituationmuss deshalb davon ausgegangen werden, dass keine (per‐fekte)Lösung fürdie technischeSystemgestaltung,denAnlageneinsatzunddieAus‐prägungderökonomischenEntscheidungsaspekteexistiert,welchefüralledenkbaren

112 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

Zustandsentwicklungen der unsicheren Einflussgrößen sowohl zulässig als auchoptimal ist. Somit ist eineKompromisslösungzu identifizieren,diemöglichst robustundumfassendinderLageist,zudenZielsetzungendesGebäudeeigentümersbeizu‐tragen[237S.72f.].

EinerseitskanneinePlanungbzw.Entscheidungalsrobustangesehenwerden,wennsiesichalsstabilerweist.Dasbedeutet,dasssieauchbeiAbweichungenderprognos‐tizierten Einflussgrößen ohne oder nur mit geringfügigen Anpassungen zulässigumsetzbar istundgleichzeitigeinehohepositiveZielwirkungerreicht.UnterdiesenBedingungen wäre der ursprüngliche Plan also weitestgehend unabhängig von derEntwicklung der Rahmenbedingungen. Andererseits ist eine Lösung als robust zubezeichnen,wennsiemangelndeStabilitätdurcheinausreichendesMaßanFlexibili‐tätausgleichenkann.Dasbedeutet,dasssieMöglichkeitenzurAnpassungbeinhaltet,welchedieZielerreichungfördern.108

Mit den kurzfristigen und den vorläufigen langfristigen Entscheidungen weist dieModernisierungsplanung bereits ein gewissesMaß an Flexibilität auf,welches nichtnur ungünstigenUmweltlagen entgegenwirken, sondern auch Chancen (bspw. nichterwarteteMietsteigerungspotenziale)nutzenkann.MöglichkeitenzurSchaffungvonzusätzlicherFlexibilitätimRahmenderendgültigenlangfristigenEntscheidungbeste‐henbspw.durchdieKombinationsichergänzenderWärmeerzeugermitunterschied‐lichenEnergieträgern.EbensobeinhaltetdieDimensionierungvonEnergiespeicherneingewissesFlexibilitätspotenzial.DieVorhaltungvollständigredundanterbzw.starküberdimensionierter Versorgungsanlagen stellt in der Regel aber keine sinnvolleOptiondar.109AufderSeitederlangfristigenFremdfinanzierungwärealsflexibilitäts‐förderndbspw. derAbschluss vonKreditenmitMöglichkeit zur Sondertilgungoderkurzen Zinsbindungsdauern einzuschätzen. Letzteres birgt allerdings Gefahren undChancen gleichermaßenundwäre von einem risikoaversen Investor im Sinne einerrobustenPlanungeherabzulehnen.AuchdasZurückstellenvonMaßnahmen,die imMomentnichtdringenderforderlichsind,kannsich flexibilitätssteigerndauswirken.Insgesamtistdastechno‐ökonomischePotenzialzurSchaffungvonFlexibilitätbeiderModernisierungsplanung jedoch eher als beschränkt einzuschätzen, sodassmit demZieleinerrobustenEntscheidungsfindungderIdentifikationeinerstabilenLösungdiegrößereBedeutungbeizumessenist.

108DavonAbzugrenzenistderimFolgendenverwendeteBegriff„Elastizität“.DieserbeschreibtebenfallsdieAnpassungsfähigkeit einer Planung, jedoch ohne Bezug auf die Zielwirkung zu nehmen. Damit werdensämtlichePlanfreiheitsgradeadressiert,unabhängigdavon,obsiesichpositiv,negativoderüberhauptnichtaufdieZielerreichungauswirken[237S.93ff.].109DurchdieseVorgehensweisewürdesichzwardieElastizitätaberkaumdieFlexibilitätsteigernlassen.

VorüberlegungenzurBerücksichtigungvonUnsicherheitenderModernisierungsplanung 113

UmeinerobusteModernisierungsentscheidungzufällen,sindverschiedenemöglicheZustandsentwicklungen der Einflussgrößen in Form von Szenarien in die Analyseeinzubeziehen.ZurdirektenBerücksichtigungderSzenarienwäreeinstochastischesOptimierungsmodellzuerstellen,welchesinseinerInstanzmehrwertige(unsichere)Parameter aufweist und unmittelbar eine robuste Lösung ausgeben kann. Mit dervorgesehenenModellierungsmethodeistzuerwarten,dassnichtnurdieZielfunktionsondern auch Parameter in den Nebenbedingungen von Unsicherheiten betroffensind,sodasseinzelneAlternativennurmitbestimmtenWahrscheinlichkeitenzulässigwären.DabeikönneninAbhängigkeitdesSzenariosUnzulässigkeitenaufdertechni‐schenSeiteausdernotwendigenDeckungdesEnergiebedarfsundaufderökonomi‐schenSeiteausderLiquiditätsanforderungentstehen.EineVorgehensweiseimSinnedes Chance‐Constrained‐Ansatzes [61/237S.74], bei dem Nebenbedingungen nurmiteiner bestimmten Wahrscheinlichkeit eingehalten werden müssen, ist deshalb imvorliegendenFall kaumgeeignet. Indie zulässigeLösungsmengewürdendannauchAlterativen eingehen, die imExtremfall dieNichtnutzbarkeit desGebäudes oderdieInsolvenzdesEigentümersbedingenkönntenunddaherallenfallsmitderSichtweiseeines sehr risikoaffinen Gebäudeeigentümers vereinbar sind. Das zu erstellendeModell sollte durch den Einbezug der vorläufigen und kurzfristigen Entscheidungs‐aspekte allerdings eine ausreichende Elastizität gegenüber denkbaren Szenarienaufweisen.DadieAuswirkungendieserAusgleichmöglichkeitenaufdieZielerreichungerfasstwerdenkönnen,liegtimPrinzipeineProblemstrukturimSinnedesKompensa‐tionsansatzes vor [237S.74]. Auf der technischen Seite bestehen entsprechende Aus‐gleichspotenziale bspw. durch die Anpassung des Anlageneinsatzes. Auf der finan‐ziellenSeitewäredieAufnahmeeineskurzfristigenKreditsoderdieAuflösungeinesGuthabensalsmöglicheKompensationsmaßnahmenzuinterpretieren.

Eine umfassende stochastische Analyse erhöht die Problemgröße beträchtlich. Deralternative Weg besteht in der indirekten Berücksichtigung der Unsicherheiten.HierdurchwirddieModellkomplexitätnichtgesteigert,dadiemehrwertigenInforma‐tionen für eine Modellentscheidung zu einem Ersatzwert verdichtet werden. DieUnsicherheitenbleibenzunächstaußenvorunddenEinflussgrößenwirddurch ihrefixierteZustandsausprägungGewissheitunterstellt.DieAnalyseerfolgtdannanhanddieses deterministischen Ersatzwertmodells [164S.52]. Die Wahl der Ersatzwerteerfolgt entsprechend der Risikopräferenz des Entscheidungsträgers. Differenziertwirdzwischenrisikoneutral(dieErsatzwerteentsprechendenErwartungswertenderEinflussgrößen) und risikoavers (als Ersatzwerte werden um Sicherheitszuschlägebzw.‐abschlägekorrigiertenErwartungswertevorgegeben).LetzterewerdenauchalsKorrekturwertebezeichnet.

114 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

NaturgemäßistmiteinerderartigenInformationsverdichtungaucheinInformations‐verlust verbunden, sodass im Hinblick auf eine robuste Entscheidung zusätzlicheAnalysen im Nachgang zur eigentlichen Modellentscheidung notwendig sind. DieRobustheiteinergefundenendeterministischenLösunggegenüberanderenmöglichenUmweltlagenkannmittelsParametermodulationimRahmeneinerSensitivitätsanalysegeprüft werden. Hierbei wird der Bereich der Ersatzwertabweichung ausgelotet,indem die Basislösung stabil bleibt [204S.119f.]. Im vorliegenden Fall beinhaltet dieBasislösung lediglich die endgültigen Entscheidungen des ersten Umsetzungszeit‐punkts.DieSensitivitätsanalysekannfürdieVariationeinzelnerParameterbefriedi‐gendeErgebnissefürLP‐ModelleliefernundwirdteilweiseauchvonkommerziellenSolverngeleistet.ImvorliegendenFalleinesMILPistihreEignungzumFindeneinerrobustenLösunginderRegelstarkeingeschränkt.110DasProblembestehtdarin,dassdiebestedeterministischermittelteAlternativeeinesSzenariosdurchaussehrinstabilgegenüber kleinen Variationen der Eingangsparameter sein kann. Schon einemini‐male Änderung der Eingangsgrößen führt dann dazu, dass sich eine völlig andereBasislösung als szenariooptimal zeigt.111 Eine Möglichkeit zum Umgang mit dieserProblematik könnte darin bestehen, höhere Sicherheitskorrekturen für die Erwar‐tungswertevorzunehmen,umdadurchgegebenenfallszueinerstabilerenBasislösungzu gelangen. Ebenso denkbar wäre der Versuch, ähnliche Teile der BasislösungenverschiedenerSzenarioläufezueinerKompromisslösungzukombinieren.Allerdingsist diese Vorgehensweise hinsichtlich des Auffindens einer möglichst nah am Opti‐mumliegendenLösungnichtzwingendzielführend.112

EinweitererWegzurindirektenIdentifikationeinermöglichstrobustenLösungbietetsichmiteinernachgelagertenSzenarioanalyse.Hierfür istdieermittelteBasislösungjedes Szenarios zu fixieren und im Rahmen einer Eingangsdatenmodulation denParameterzuständenderjeweilsanderenSzenarienzuunterwerfen[154S.15].Tretenfür ein Szenario Unlösbarkeiten auf, d.h. die bestehenden Kompensationsmöglich‐keiten des Gebäudeeigentümers sind nicht ausreichend, ist diese Basislösung zuverwerfen.Ausdensoermittelten(diskreten)Zielfunktionswertverteilungenderzu‐lässigenBasislösungenkanndierobustesteLösungmithilfevonbekanntenEntschei‐dungsregelnund gegebenenfalls unterBeachtungderRisikopräferenzdesGebäude‐eigentümersidentifiziertwerden.BeispielhaftseinenandieserStelledas(μ,σ)‐PrinzipbeiRisikooderdieHurwicz‐RegelbeiUngewissheitgenannt[20S.92,113].Offensichtlichistaber,dasshierauseinsehrhoherModellierungs‐undModellanwendungsaufwandresultiert.ZwarkannsichdieRechenzeitdurchdieFixierungderBasislösungverrin‐

110Vgl.[154S.13]und[237S.189]mitVerweisauf[66/271/285].111DieserUmstandwirdalsPenny‐Switching‐EffektoderauchBang‐Bang‐Effektbezeichnet[256S.60].112Vgl.[237S.193]mitVerweisauf[273].

ZusammenfassendemethodischeEinordnungdeszuentwickelndenModells 115

gern, allerdings ist für jedes Szenario und jede Basislösung ein Modelllauf vorzu‐nehmen.DementsprechendistdieseVorgehensweisenurfüreinesehrkleineAnzahlvon Szenarien geeignet und muss sich somit auf einzelne wenige AusprägungenunsichererParametermithoherEinflussstärkebeschränken.

Zuresümieren ist,dassdemstochastischenOptimierungsmodellprinzipiellderVor‐rang zu gebenwäre, da es eine robuste Lösung für die betrachtete Entscheidungs‐situation unmittelbar bestimmen kann. Allerdings besteht für die vorgeseheneAufgabenstellungdieGefahr, schnellProblemgrößenzuerreichen,dienichtmehr inakzeptablen Rechenzeiten lösbar sind. Aus diesem Grund wird für die Modell‐entwicklung der alternative Weg zur indirekten Unsicherheitsberücksichtigungbeschritten.Obwohl für rollierendePlanungsaufgabenwie im vorliegenden Fall, eindeterministischerModellansatzzurEntscheidungsunterstützungalsvertretbarerach‐tet werden kann [197S.42], sind die Möglichkeiten zum Erkennen einer robustenBasislösung für ein breites Spektrum an unsicheren Einflussgrößen stark einge‐schränkt. Mit der nachgelagerten Szenarioanalyse besteht zumindest für eine sehrgeringe Anzahl an denkbaren Umweltlagen die Option, eine relativ ergebnisstabileundzulässigeLösungfürdiebetrachtetenSzenarienzuidentifizieren.DerAbstandzurbestenstochastischenLösunglässtsichallerdingsnichtunmittelbarbeurteilen.

4.8 ZusammenfassendemethodischeEinordnungdeszuentwickelndenModells

BasierendaufdenmethodischenVorüberlegungenundFestlegungenindenvorange‐gangenenUnterkapitelnkannderzuerstellendeAnalyseansatznunindiebestehendeModelllandschaft zur ökonomisch ausgerichteten Entscheidungsunterstützung imRahmenderenergetischenGebäudeauslegungeingeordnetwerden.

MitderimFolgendenvorgesehenModellentwicklungwirdeinAnalyseansatzerarbei‐tet,welchersimultandieBildungvonHandlungsalternativenundderenökonomischeVorteilhaftigkeitsbewertung imRahmeneinerGebäudemodernisierungsplanung leis‐tet und daraus optimale Handlungsempfehlungen für den Eigentümer bestimmenkann.BestehendeUnsicherheitenhinsichtlichderEntwicklungentscheidungsrelevan‐terRahmenbedingungenundEinflussgrößenkönnenausGründenderKomplexitäts‐reduktionnurindirektberücksichtigtwerden.

Die bei den existierenden Optimierungsmodellen bislang vernachlässigten AspektederEntscheidungssituationwerdeninderModellentwicklungaufgegriffen.Sowirdesmöglich sein, neben der Selbstnutzerperspektive auch die Sichtweise eines vermie‐tenden Gebäudeeigentümers einzunehmen und die Handlungsoptionen zur Bewirt‐

116 VorüberlegungenzurModellentwicklung Kapitel4

schaftungvonstromerzeugendenAnlagenumfassendzubetrachten.DieökonomischeBeurteilung der Modernisierungsoptionen beruht auf einer vollständigen Finanz‐planung.DiesesVerfahrenerlaubt,dieFinanzierungsseitezurMaßnahmenumsetzungvor dem Hintergrund der differenzierten staatlichen Förderinstrumente und diesteuerlichenAspektedetailliertindieEntscheidungsfindungeinzubeziehen.

Die Bildung und Beurteilung zulässiger Handlungsalternativen stützt sich auf einimplizitesRestriktionensystem.DaszuentwickelndeModell ist somitderdritten imSchrifttum vorgestellten Gruppe von Analyseansätzen: „Optimierungsmodelle ohneintegrierteGebäudesimulation“zuzuordnen.

Kapitel5 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells

Gegenstand dieses Kapitels ist die Entwicklung des Modells „BRIAMO“ (BuildingRefurbishment Investment Advising by Mathematical Optimization). Hierfür ist dieEntscheidungssituation eines Gebäudeeigentümers im Rahmen der Planung vonModernisierungsmaßnahmen in die mathematische Formulierung eines gemischt‐ganzzahligenlinearenOptimierungsproblemszuüberführen.DievorgeseheneModel‐lierungsmethode „Energieflussgraph“ wurde bereits im Unterabschnitt 4.5.3.1S.91anhanddesPERSEUS‐Analyseansatzeskurzvorgestellt. ImZugederÜbertragungaufdieEntscheidungssituation„Wohngebäudemodernisierung“sindeinigeAnpassungenund Erweiterungen erforderlich,welche im Zusammenhangmit den grundlegendenVereinbarungenzurAbbildungderEnergiesystemstrukturdesGebäudes,zurGliede‐rungdesAnalysezeitraumsundzurErfassungderEigentümer‐bzw.InvestorstrukturindenUnterkapiteln5.1bis5.3erörtertwerden.

Darauf aufbauendwird das Restriktionensystem für dasBRIAMO‐Modell erarbeitet.DerFokusdesUnterkapitels5.4S.124liegtzunächstaufderModellierungdesEnergie‐flussgraphen, bevor mit den Unterkapiteln 5.5S.126 und 5.6S.143 der Einstieg in dieAbbildungdertechnischenundökonomischenAspektederModernisierungsentschei‐dung erfolgt. Die Nebenbedingungen zur Energiebilanzierung an den Knoten desEnergieflussgraphen,dieKonsistenzgleichungenzurBerücksichtigungverschiedenerZeitbezügederModellgrößensowiedieRestriktionenzurZustandsausprägung113derEnergieumwandlungsanlagen werden nahezu unverändert aus einem bestehendenPERSEUS‐Modell114übernommen.SiesindalswesentlicheModellbestandteile indenAbschnitten5.4.2S.124und5.5.1S.127derVollständigkeithalberbeschrieben.

AufbauendaufdiesenGrundbausteinenwirdeinneuerModellansatzentwickelt,derdiegestelltenAnalyseanforderungenerfüllenkann.DiewesentlicheHerausforderung113ZumBegriffsverständnissieheAbschnitt4.5.1S.85.114Vgl.[100/116/200].

118 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

besteht darin, dieModellentscheidungen unter Berücksichtigung der akteursspezifi‐schen Rahmenbedingungen auf einen realitätskonformen Lösungsraum einzuengen.Gleichzeitig ist eine Problemlösung in vertretbaren Rechenzeiten zu gewährleisten.AlsSchwerpunktederformalenModellentwicklungsindzunennen:

die Abbildung von Systemgestaltungsoptionen, die keine Energieumwand‐lungsanlagen darstellen, sowie die Erfassung desHilfsenergiebedarfs (sieheAbschnitte5.5.2S.128bis5.5.6S.138),

die Verknüpfung der Modellentscheidungsgrößen zur Zustands‐ und Ände‐rungsausprägung115derSystemoptionen(sieheAbschnitt5.5.7S.139),

dieFormulierungdesFinanzplans(sieheAbschnitt5.6.1S.143), dieBestimmungder erforderlichenAnfangsauszahlungenundderFinanzie‐

rungsstrukturfürdieMaßnahmenumsetzungsowiedieBerücksichtigungderAnforderungenfürdie InanspruchnahmestaatlicherFördermittel(sieheAb‐schnitt5.6.2S.146),

dieBestimmungder laufendenAuszahlungenfürKapitaldienste, Instandhal‐tungundAnlagenbetrieb(sieheAbschnitte5.6.3S.150und5.6.4S.153)

die Bestimmung der laufenden Einzahlungen aus Gebäude‐ und KWK‐/PV‐Anlagenbewirtschaftung(sieheAbschnitte5.6.5S.154und5.6.6S.156)sowie

dieErfassungderAfA(sieheAbschnitt5.6.7S.160).

Im letztenUnterkapitel 5.7S.162 erfolgt schließlichdieBeschreibungder verschiede‐nenZielfunktionendesModells.

DermathematischeModellteilvonBRIAMOwird inderOptimierungssoftwareGAMSumgesetzt. Aufgrund der Vielzahl der erforderlichen Restriktionen zur adäquatenModellierung der betrachteten Entscheidungssituation werden in den folgendenAbschnitten nur die Wesentlichen formal dargestellt. Weitere NebenbedingungenwerdenmitVerweis auf ihre Funktion lediglich imText erwähnt.DieAngaben zumGeltungsbereich bzw. zu den Gültigkeitsbedingungen der Restriktionenwerden ausGründenderÜbersichtlichkeitaufdenobligatorischenUmfangbeschränkt.VereinzeltsindzusätzlicheBedingungendefiniert,welchezurReduktionderProblemgrößeoderzur Beschleunigung desModellaufbaus dienen. Eine Übersicht zuder im FolgendenverwendetenSymbolikistinderNomenklaturS.255ff.zufinden.116

115ZumBegriffsverständnissieheAbschnitt4.5.1S.85.116Der vollständige mathematische GAMS‐Code des BRIAMO‐Modells kann am Karlsruher Institut fürTechnologie(KIT),InstitutfürIndustriebetriebslehreundIndustrielleProduktion(IIP)eingesehenwerden.

ModellierungderGebäudeenergiesystemstruktur 119

5.1 ModellierungderGebäudeenergiesystemstruktur

Die Modellierung eines realen Systems erfordert zunächst die Klassifikation seinereinzelnen Bestandteile. Hierfür werden mit der folgenden Aufzählung Abbildungs‐elementedefiniert,dieeinerHierarchiezurStrukturierungdesbetrachtetenEnergie‐systemsunterliegen(sieheAbbildung8).

Gebäude( ) stellen die oberste Hierarchieebene dar. Für den Analysefalleines Einzelgebäudes entspricht diese Gliederungsstufe derSystemgrenze.117

Zonen( ) gliedern als zweithöchste Hierarchieebene ein Gebäude ineinzelne ihm eindeutig zugewiesen Bereiche. Die ZonierungerfolgtunterdenGesichtspunktenderDIN18599Teil1 zumZusammenfassen von Räumen, die eine homogene NutzungundKonditionierungaufweisen.FürdieModellierungwerdenalszusätzlicheZonierungskriteriendefiniert:

einheitliche Eigentümer‐Nutzer‐Relation bezüglich Selbst‐nutzung,VermietungoderGemeinschaftseigentumund

einheitliche ökonomische Rahmenbedingungen (insbeson‐dereMietpreise,ortsüblicheVergleichsmietenetc.).

Abbildung8: StrukturelementezurModellierungdesGebäudeenergiesystems(inAnlehnungan[200S.83])

117DieAnwendungsfälleimRahmendieserArbeitbeschränkensichaufeineinzelnesGebäude.DasModellist allerdings auch für eine Ausweitung der Analyse auf mehrere Gebäude ausgelegt. Die sich darausergebendenAnalysemöglichkeitenwerdenimUnterkapitel7.4S.228kurzangerissen.

Import‐ fluss

Gebäude

Zone

KnotenderGraphenstruktur

System(gestaltungs)option

Prozess

Zone

KnotenderGraphenstruktur

Systemgrenze

interner

Fluss System(gestaltungs)option

Prozess

Export‐ fluss

120 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Knoten( ) repräsentieren vereinfacht betrachtet Gebäudebestandteile,RäumeodereineKomponentedesVersorgungssystems(bspw.dasDach,denHausanschlussraumoderdieWärmeverteilung)undsindjeweilseindeutigeinerZonezugewiesen.

Flüsse unterliegenzwarnichtderSystemhierarchie,könnenaberderEbene derKnoten zugeordnetwerden,welche sie alsKantendes Energieflussgraphen verbinden. Sie sind innerhalb derSystemgrenzendurcheinenStartknoten (Quelle),einenZiel‐knoten (Senke) und durch den transportierten Energie‐trägeroderdietransportiertenEnergieform charakterisiert.Modellentscheidungsgröße ist ihr Aktivitätslevel als Energie‐bzw.Arbeitsgröße.FürdenEnergieeintrag indasbetrachteteSystemhineinwerden Importflüssedefiniert.Dagegen reprä‐sentierenExportflüssedasEndedesgerichtetenEnergiefluss‐graphenunddienenalsTreiberdesModells.EinKnotenzuflussstelltseineEnergieallenSystemoptionenimZielknotenbereit.Entsprechend kann ein Knotenabfluss ausmehreren System‐optionendesStartknotensgespeistwerden.

Systemoptionen stellendietechnischenAnlagenundBauteiledar(bspw.einenWärmeerzeuger,einFensterodereineAußenwanddämmung).Sie sind jeweils eindeutig einem Knoten zugeordnet undmittechno‐ökonomischenParameternhinterlegt(u.a.zuAnschaf‐fungspreisen und technischen Nutzungsdauern). Modellent‐scheidungsgrößensind ihreZustands‐undÄnderungsausprä‐gung(vgl.Tabelle6S.87).

Prozesse( ) bildendie technischeFunktionsweisederSystemoptionenab,denen sie zugeordnet sind. Ihnen werden ebenfalls techno‐ökonomische Parameter hinterlegt. Energieumwandlungs‐prozesse sind im Wesentlichen durch eine Inputenergiecharakterisiert,dieunterBerücksichtigungdesvorgegebenenWirkungsgrades in eine odermehrere Outputenergien trans‐formiert wird. Sonderformen stellen die Speicher‐, Dämm‐,Energiebedarfsprofil‐undHilfsenergieprozessedar,dieindenfolgendenAbschnittenausführlicherbeschriebenwerden.DieModellentscheidungsgrößefürdieProzessestelltderenAktivi‐tätslevel als Energie‐ bzw. Arbeitsgröße dar, womit sie auchden zeitlichen Einsatz von Systemoptionen mit steuerbaremBetriebwiderspiegeln.

ModellierungderAnalysezeitraumstruktur 121

5.2 ModellierungderAnalysezeitraumstruktur

DerAnalysezeitraumwirdineinzelneModelljahre untergliedert.AbgegrenztwirderdurchdasStartjahr unddenPlanungshorizontbzw.dasEndjahr (sieheAbbil‐dung9). InnerhalbdesAnalysezeitraumeswerdeneinzelneModelljahre definiert,indenenderOptimierungsalgorithmusÄnderungenandertechnischenSystemgestal‐tung vornehmen kann. Diese Änderungen sollen vereinfacht betrachtet ohne Dauerjeweils am Anfang dieserModelljahre erfolgen undwirksamwerden (Umsetzungs‐zeitpunkt).

Abbildung9: ModellierungderAnalysezeitraumstruktur

FürdenZeitraumzwischenzweiUmsetzungszeitpunktenbleibendieAusprägungderSystemoptionen und der Anlageneinsatz sowie der jährliche Energiebedarf unver‐ändert.118 Diese Zeiträume werden als (Systemgestaltungs‐)Perioden bezeichnet, diejeweils demUmsetzungszeitpunkt amPeriodenanfang zugeordnet sind unddeshalbebenfallsdurchden Index adressiertwerden.UnabhängigvonderPeriodenlängekann die Entwicklung ökonomischer Parameter (Energiepreise, Kreditkonditionen,Mieterwechselraten etc.) jährlich variierend vorgegebenwerden. Dem Startjahr desAnalysezeitraums wird ein Bestandsjahr vorangestellt, in dem der Systemaus‐gangszustandmitdervorhandenentechnischenGebäudeausstattungunddemaktuel‐lenDämmstandardabgebildetwird.Gleichesgilt fürdiebestehendenökonomischenRahmenbedingungen(bspw.dieaktuellenMietpreise).118DieSystemgestaltungdesletztenUmsetzungszeitpunktesistbiszumAnalysehorizontmaßgebend.

2014Bestandsjahr

2015Startjahr

…TW1 TWW

Typtag 100:00– 00:15Uhr

RollierendeTypwochen(TW)mitWichtung imModelljahr

……:…– …:…Uhr23:45– 00:00Uhr

Typtag T

2017

2016 2018 ... 2034Endjahr

2 5

...

...

Modell‐jahre

Analysehorizont

Analysezeitraum

Periode Periode

Zeitscheiben...

... ... ...

.........

Umsetzungszeitpunkte

122 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

ZurBerücksichtigungdersaisonalundtageszeitlichvariierendenEnergieinanspruch‐nahmewirdjedemalsUmsetzungszeitpunktdefiniertenModelljahreineunterjährigeZeitstrukturhinterlegt.DiesebestehtausrepräsentativenTyptagen,diezurollieren‐den Typwochen zusammengefast werden.119 Durch die Vorgabe eines Wichtungs‐faktors wird die Häufigkeit der Typwoche im realen Jahresablauf festgelegt. JederTyptagwirdineinzelneZeitschrittegegliedert,welcheimFolgendenalsZeitscheibenbezeichnetwerden.

FüreineZeitscheibewirdderDurchschnittderindendazugehörigenZeitraumfallen‐denLeistungswerteeinesrealenLastgangsbetrachtet.DieseVorgehensweisehatzurFolge,dasseinzelneLastspitzenund‐senkenausgeglichenwerden.MitabnehmenderAnzahlanZeitscheibenwürdedieAnalysedeshalbdenCharaktereinerenergetischenJahresbilanzierung für das Gebäude annehmen und die detaillierte Betrachtung deszeitlichenAnlageneinsatzeszunehmendeinschränken.Dagegenwürdeeinesehrhohezeitliche Auflösung eine Prognosesicherheit des Lastverlaufes unterstellen, die auf‐grundderunmöglichexaktvorherzusehendenEinflussfaktoren(Außentemperaturen,Nutzerverhaltenetc.)fürgrößereZeiträumenichtgegebenist.BeiderFestlegungderunterjährigen Zeitstruktur ist deshalb ein geeigneterMittelweg zu beschreiten, derdurchdieVorgabesaisonalundtageszeitlichcharakteristischerProfilefürdenEner‐giebedarf oder die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien eine sinnvolle Analyse desAnlageneinsatzerlaubtundgleichzeitigdenRechenaufwandaufeinvertretbaresMaßbeschränkt.

5.3 ModellierungderInvestor‐undFinanzplanstruktur

DasModell istsowohlfürdenFalleineseinzelnenGebäudeeigentümersalsauchfürdenFalleinerEigentümergemeinschaftanwendbar.GleichzeitigstelltdieBetrachtungvonverschiedenenEigentümer‐Nutzer‐RelationenebensoeineAnalyseoptiondar,wieder Betrieb von KWK‐ und PV‐Anlagen. Um die Eigentumsverhältnisse sowie dieunterschiedlichenrechtlichenundsteuerlichenGegebenheiten inderBewertungderHandlungsoptionenberücksichtigenzukönnen,istfürjedenInvestorinAbhängigkeitseinerRolle als Eigennutzer und/oderVermieterundgegebenenfalls Stromanlagen‐betreibereineseparateZahlungsfolgezuermitteln.

119DieVorgabederunterjährigenZeitstrukturkannvomAnwenderfreigestaltetwerden.EinTyptagkanneinen oder mehrerer reale Wochentage repräsentieren. Eine Typwoche repräsentiert jeweils einen be‐stimmtenAbschnitt eines realen Jahresundmussnicht auf eine realeWochebeschränkt sein.Es gilt dieKonvention,dassdieTyptageentsprechendihrerVorgabereihenfolgedirektaufeinanderfolgen,wobeiderletzteTyptageinerTypwochedirektandenerstenTyptagderselbenTypwocheanschließt.

ModellierungderInvestor‐undFinanzplanstruktur 123

HierfürwirdbeiderModellierungdesGebäudeszwischenselbstgenutztenZonen undvermietetenZonen unterschieden(sieheAbbildung10).ZusammenbildensiedieNutzerzonen,diejeweilseineeinzelneGebäudeteileinheitodermehrerehinsicht‐lich der Zonierungskriterien homogene Gebäudeteileinheiten repräsentieren. AlleFlächenmitgemeinschaftlicherNutzungwerdendagegeningebäudezentralenZonen zusammengefasst, wie bspw. das Dach oder der Hausanschlussraum. Sämtliche

Systemoptionenwerden durch den Faktor anteilsmäßig denNutzerzonen zuge‐ordnet.DezentraleAnlagen innerhalb einerZone,wiebspw. eineEtagenheizung füreineWohneinheit,sinddieservollständigzugewiesen( 1).FürgebäudezentraleSystemoptionen ist bei einheitlicherNutzungsstruktur in der Regel das Flächenver‐hältnisderZonenfürdenAnteilsfaktormaßgebend.

FürjedenInvestorwirdeineigenerFinanzplan ∈ –imFolgendenauchalsFinanz‐plankontobezeichnet–erstellt.EinInvestoristeinGebäude(teil)eigentümerinGestalteinereinzelnenPersonodereinerEigentümergemeinschaft.120 JedeNutzerzonewirdeindeutigeinemFinanzplankontozugeordnet( , ∈ ).FürdenFalldesKWK‐oderPV‐AnlagenbetriebswirdzusätzlichderFaktor vorgegeben.DieserFaktordrücktdenBetreiberanteildeseinzelnenEigentümersanderAnlageaus,welcherinseinemFinanzplanzuerfassenist.

Abbildung10: ModellierungderInvestor‐undFinanzplanstruktur

120Mehrere Eigentümer einer abgeschlossenenWohneinheitwerden generell als ein Investor betrachtet.WerdenmehrereseparateGebäudeeinheitenmitunterschiedlichenEigentümernzueinerZonezusammen‐gefasst,wirddieseEigentümergruppeebenfallsalseinInvestorbetrachtet.

FinanzplanInvestor1

KWK‐Anlage

FinanzplanInvestor2

Nutzerzone1Vermietung

Nutzerzone2Vermietung

Nutzerzone3Eigennutzung

ZentraleZone

Nutzerzone4Eigennutzung

FinanzplanInvestor3

Zuordnung

, , , , ,,

,

∈ ∪

,

∈

∀ ∈

, ∈ , , ∈ ,, ∈ ,, ∈ ,

,

124 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

5.4 ModellierungdesEnergieflussgraphen

Durch den Energieflussgraphen werden die einzelnen Stufen des Gebäudeenergie‐systems abgebildet und die Wirkungsbeziehungen zwischen ihnen hergestellt. Diedafür benötigten Nebenbedingungen werden zusammen mit der Modellierung desGebäudeenergiebedarfsundderEnergiebereitstellunganderGebäudegrenze indenfolgendenAbschnittenerläutert.

5.4.1 Modelltreiber–DeckungdesEnergiebedarfs

TreiberdesEnergieflussgraphenistderzudeckendejährlicheNutzenergiebedarfdesBestandsgebäudes.DieserBedarfwirdgetrenntnachNutzerzonenunddenEnergie‐anwendungen fürRaumwärme,WarmwasserundgegebenenfallsKälte inFormvoneinzelnen Exportflüssen modelliert. Die Exportflussaktivitäten sind Variablen desOptimierungsproblems.DieVorgabedererforderlichenEnergiemengenfürdieeinzel‐nen Energieanwendungen erfolgt durch die Fixierung der unterjährigen oder jähr‐lichen Exportflussaktivitäten. Im Fall einer unterjährigen Fixierung ist die zeitlicheEnergieinanspruchnahme bei der Festlegung der Flussaktivität für die einzelnenZeitscheiben zu berücksichtigen.Wird die jährliche Exportflussaktivität fixiert, ver‐teilen vorgelagerte Bedarfsprofilprozesse diese Energiemenge durch vorzugebendeAnteilsfaktoren auf die unterjährigen Zeitscheiben. Die sich daraus ergebendeBedarfsstrukturistmaßgebendfürdieSystemgestaltungunddenAnlageneinsatzaufdenvorgelagertenStufendesEnergieflussgraphen.

DieModellierungdesHeizwärmebedarfs,welcheraufgrundseinerAbhängigkeitvoneinzelnenSystemgestaltungsoptionenselbstTeilderModellentscheidung ist,wird indenAbschnitten5.5.4S.135und5.5.5S.138vertieft.DerBedarf fürelektrischeEnergie‐anwendungen, für die keine Systemgestaltungsoptionen in die Untersuchung einbe‐zogenwerden,wirdalsaggregierteEndenergienachfragefürjedeNutzerzoneexogenvorgegeben. Der elektrische Antriebs‐ bzw. Hilfsenergiebedarf von Systemgestal‐tungsoptionenkanndagegeninAbhängigkeitdesAnlageneinsatzesendogenbestimmtwerden(sieheAbschnitt5.5.6S.138).

5.4.2 KnotenenergiebilanzgleichungenundKonsistenzgleichun‐genzurBerücksichtigungverschiedenerZeitbezüge

Die Knotenenergiebilanzgleichungen dienen zur Einhaltung der durch den Energie‐flussgraphen abgebildeten Wirkungsketten. Durch sie wird für jeden Knoten desNetzwerkesdasenergetischeGleichgewichtzwischenseinenZu‐undAbflüsseninner‐halbeinesModellzeitschrittsgewahrt(sieheGleichung5.1).

ModellierungdesEnergieflussgraphen 125

, , , , , , ,∈ ∶

, , ∙ , ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

(5.1)

, , , , , , ,∈ ∶

, , ∙ , ,

,∙ ,

∈ ∶∃ , ∈ ,

, ,

,∙ , ,

∈ ∖ ∶∃ , ∈ ,

∀ ∈ ∖ ∪ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈

DieNebenbedingungfordert,dassdieabfließendeEnergiemengedurchderenBereit‐stellungalsProzessoutputimKnotenund/oderdirektdurchentsprechendeKnoten‐zuflüsse gedecktwerdenmuss.Gleichzeitigwird sichergestellt, dassdie zufließendeEnergiemenge durch entsprechende Knotenabflüsse und/oder durch Prozesse imKnoten aufzunehmen ist (Prozessinput). Im Falle der Energietransformation stellendamitdieAktivitätsniveausderProzessedieverknüpfendeModellgrößezwischendenKnotenzuflüssen und den Knotenabflüssen dar. Eine zweite, ähnlich aufgebauteGleichung beschränkt sich auf die Bilanzierung der Jahresenergiemengen ohne dieunterjährige Zeitscheibenstruktur zu berücksichtigen. Diese Nebenbedingung wirdnurzurBerücksichtigung jährlicherExportflussaktivitätenbenötigtoder für Import‐flüsse angewendet, für die eine unterjährige Betrachtung der Flussaktivität nichtentscheidungsrelevantist[100/116/200].

Zur SicherstellungderKonsistenz zwischenunterjährigenund jährlichenAktivitäts‐variablen gewährleisten Nebenbedingungen, dass die Summe der Aktivitäten allerZeitscheiben eines Jahres der Gesamtjahresaktivität entsprechen muss. Neben‐bedingung5.2 zeigt diese Forderung für dieProzessaktivität. AnalogeRestriktionensind für die Variablen der unterjährigen und jährlichen Flussaktivitäten formuliert[100/116/200].

, , ,

∈

∀ ∈ ;∀ ∈ (5.2)

126 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

5.4.3 EnergiebereitstellunganderGebäudegrenze

DerEnergiebezugüberdieHausanschlüsse(Gas,elektrischeEnergie,Fernwärmeetc.)imRahmeneinesLiefervertragesmiteinemEVUbzw.BrennstoffhändlerwirdmithilfevonImportflüssenfürdasGebäudeenergiesystemmodelliert.InderRegelgenügtdieBetrachtung der beanspruchten Jahresenergiemengen. Eine unterjährige Aufschlüs‐selung istnurzurBerücksichtigungtageszeitlichodersaisonalvariierenderEnergie‐preisesinnvoll,wiesiebspw.beieinemZweitarifvertragfürelektrischeEnergieoderbeispeziellenGasbezugsverträgenanzutreffensind.DasModellbietetdieMöglichkeit,derartigeOptionenindieAnalyseeinzubeziehen.DurchdieImportflüssewerdenauchdiedirektamGebäudezurVerfügungstehendenUmweltenergienbspw.zurNutzungvonPV‐undSolarthermieanlagenabgebildet.

Für den umgekehrten Energiebereitstellungfall an der Gebäudegrenze, d.h. für dieEinspeisungvonimObjekterzeugterelektrischerEnergieinsöffentlicheNetz,werdendagegen Exportflüsse mit unbeschränktem Aktivitätsniveau definiert. Zur Berück‐sichtigungsaisonalvariierenderEinspeisevergütungen(bspw.quartalsweisefürelek‐trische Energie aus KWK) kann das Exportflussniveau gegebenenfalls unterjährigdifferenziertbetrachtetwerden.

5.5 ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte

NachdemdieRegelungenzurModellstrukturvereinbartsindunddergrundsätzlicheAufbaudesEnergieflussgraphenerläutertwurde,erfolgtmitdiesemUnterkapitelderEinstiegindieAbbildungdertechnischenAspektederModernisierungsentscheidung.Gegenstand der Betrachtung ist zunächst die Modellierung der einzelnen System‐gestaltungsoptionen.DargestelltsindjeweilsnurwesentlicheNebenbedingungenzurBeschreibung ihrer Wirkungsweise und zur Bestimmung ihrer Zustandsausprä‐gungen. IhreEinbettung indenEnergieflussgraphenwirdebenfallskurzangerissen.Begonnen wird mit den Anlagen zur Energieumwandlung und ‐speicherung. An‐schließendwirdaufdieModellierungderWärmeverteilungunddieMaßnahmenein‐gegangen,welchedenHeizwärmebedarf beeinflussen.Die beiden letztenAbschnittedesUnterkapitels befassen sichmit derErmittlungdesHilfsenergiebedarfs undderVorgehensweisezurErfassungderSystementwicklung.

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 127

5.5.1 Energieumwandlungsanlagen

DieerforderlicheZustandsausprägung(auchKapazität)derEnergieumwandlungsan‐lagenwirdanhandihrerAktivitätbestimmt.Nebenbedingung5.3gewährleistet,dassdie Kapazität einer Anlage in jedem Modellzeitschritt mindestens der aggregiertenLeistungsabgabederihrzugeordnetenProzesseentsprechenmuss[100/116/200].

, ∙ , ,

∈ ∖ ∶∃ , ∈ ,

, , ∙ ,

(5.3)

∀ ∈ ∶ ∄ , ∈ , ∶ ∈ ∪ ∪ ;∀ ∈ ;∀ ∈

Der Faktor bietet die Möglichkeit, die Kapazitätsbestimmung bei Kuppel‐produktion auf einen Teilprozessoutput zu beziehen (bspw. auf den elektrischenOutputeinerKWK‐Anlage).DerFaktor dientzurzeitweisenBeschränkungderverfügbaren Anlagenkapazität als Anteil an der installierten Kapazität. Durch dieunterjährige Variation von wird u.a. die fluktuierende Energiebereitstellungeiner Solarenergieanlage modelliert. Abbildung 11 zeigt schematisch einen KnotendesEnergieflussgraphenmitEnergieumwandlungsanlagen.

Abbildung11: ModellierungvonEnergieumwandlungsanlagen

InputProzessOutput

KnotenVersorgungsanlagen

SystemoptionKWK‐Anlage

Knotenzufluss

Knotenabfluss

KnotenabflussSystemoptionBrennwertkessel

InputProzessOutput

Gas

Strom

Heizwärme

128 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

5.5.2 Energiespeicher

ImModellkönnensowohlthermischealsauchelektrischeSpeicheralsSystemgestal‐tungsoptionvorgegebenwerden.AufgrundihrerspezifischenCharakteristikasindsiegetrenntnachderEnergieformingesondertgekennzeichnetenSpeicherknoten( fürWärme, fürStrom)zudefinieren.DieVorgabeerfolgtgrundsätzlichanalogzuder von Energieumwandlungsanlagen. Im einfachsten Fall wird ein Speicher alsAnlagemiteinemProzessdefiniert,dessenAktivitätdenEnergieinhaltnachBefüllungund/oderEntladungineinerZeitscheiberepräsentiert(sieheAbbildung12).

Abbildung12: ModellierungvonEnergiespeichern

BeiVorgabevonZu‐undAbflüssenmitidentischenEnergieträgernbzw.‐formenamSpeicherknoten wird der entsprechende Speicherprozess genutzt, wenn zu einemZeitpunkt Energie gespeichert werden soll. Nur in diesem Fall wird eine Zustands‐ausprägung größer null für den dazugehörigen Speicher gefordert. Soll dagegen einKnotenzufluss genutzt werden, der ausschließlich unter Verwendung des Speicher‐prozesseseinenKnotenabflussdeckenkann,wirdinjedemFalleineZustandsausprä‐gung größer null für den Speicher gefordert. Diese Abbildungsweise ist für Versor‐gungssysteme anzuwenden, die üblicherweise das Vorhandensein eines Speicherserfordern. Ein Beispiel dafür sind bivalente Speicher‐Wassererwärmermit NutzungvonSolarthermie.

DieimFolgendenbeschriebenenBilanzgleichungengelteneinheitlichfüralleEnergie‐speicher im Untersuchungsraum. Auf die spezifischen ModellierungscharakteristikavonelektrischenundthermischenSpeichernwirdimAnschlussdaraneingegangen.

InputProzessOutput

KnotenWärmespeicher

SystemoptionHeizwärmepufferspeicher

Knotenzufluss Knotenabfluss

KnotenabflussSystemoptionSpeicher‐Wassererwärmer

InputProzessOutput

Heizwärme

Knotenzufluss

Solarwärme

Heizwärme

Warmwasser

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 129

5.5.2.1 EnergiebilanzanSpeicherknoten

Eine sinnvolle Berücksichtigung von Energiespeichern im Gebäude erfordert einedetaillierte Betrachtung ihrer Betriebsweise. Die Bilanzierung an Speicherknotenerfolgt deshalb ausschließlich auf der Ebene der unterjährigen Zeitscheiben. DaNebenbedingung5.1S.125einAusgleichzwischendenamKnotenanliegendenZu‐undAbflüssen innerhalb jeder Zeitscheibe fordert, ist für Knoten mit SpeicheranlagendurchNebenbedingung5.4eineabgewandelteEnergiebilanzierungvorzugeben.

, , , , , , ,∈ ∶

, , ,

∈ ∶∃ , ∈ , ∧

, ,

(5.4)

, , , , , , ,∈ ∶

, , ,

∈ ∶∃ , ∈ , ∧

, ,

∀ ∈ ∪ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈

ÄquivalentzurNebenbedingung5.1könnenanSpeicherknoten innerhalbeinerZeit‐scheibe Abflüsse direkt durch Zuflüsse mit identischem Energieträger bzw. identi‐scher Energieform gedeckt werden. Auf der Zuflussseite überschüssige Energie‐mengenkönnen eingespeichert, fehlendeEnergiemengen aufderAbflussseitedurchEntladungderSpeicherausgeglichenwerden.Zuerkennenist,dassimUnterschiedzudenUmwandlungsprozessendieParameter und lediglichzurSpezifikationdesIn‐ und/oderOutputs eines Speicherprozessesdienen undnicht als Faktoren in dieSpeicherknotenbilanzeingehen.DemzufolgekönnenalleInputenergieneinesProzes‐ses den Speicher unabhängig voneinander laden, alle Outputenergien unabhängigvoneinanderentladen.

Die verbindendeModellgröße zwischendemEin‐undAusspeichern ist dieProzess‐aktivität ,welchedieEnergiespeicherungzwischenzweiZeitschrittenrepräsentiert.Diese wird durch Gleichung 5.5 bestimmt und ergibt sich aus der gespeichertenEnergieinderdirektvorgelagertenZeitscheibesowieausderSummeallerAufladun‐gen undEntladungen inderbetrachtetenZeitscheibe.121

121EntsprechendderFestlegungenzurStrukturierungdesAnalysezeitraums imUnterkapitel5.2S.121gehtdasSpeicherlevelderletztenZeitscheibeeinerTypwocheindieBilanzierungdesSpeicherlevelsdererstenZeitscheibederselbenTypwocheein.

130 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

, , , , ∙ 1 , ∙

, ∙ ,∈ ∶∃ , ∈ , ∧

∃ , ∈ , ∶ ∈

(5.5)

, , ∙ , , ,∈ ∶, ,

1

, , ∙ , , ,

∈ ∶, ,

∀ ∈ ∶ ∃ , ∈ , ∶ ∈ ∪ ;∀ ∈ ;∀ ∈

Ein‐ bzw. Ausspeicherverluste, wie sie bspw. bei Akkumulatoren auftreten, werdendurchdieFaktoren bzw. abgebildet.DieVerlustevonthermischenSpei‐chern inAbhängigkeit der gespeichertenEnergiemengeundderdaraus resultieren‐den Speicherinnentemperatur werden beim Energieübertrag aus der vorgelagertenZeitscheibe erfasst. Hierfür werden die Wärmeverlustrate sowie die Speicher‐dauerberücksichtigt.LetztereentsprichtdereinfachenDauer dervorangegan‐genenZeitscheibe.

5.5.2.2 SpeicherfürelektrischeEnergie

DieerforderlicheZustandsausprägungfürElektroenergiespeicherwirddurchUnglei‐chung5.6alsSpeicherkapazitätinkWhbestimmt.

, ∙ , , ∙ , ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

(5.6)

∀ ∈ ∶ ∃ , ∈ , ∶ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈

AbnahmeratenderzurVerfügungstehendenSpeicherkapazitätüberdieZeit(Kapazi‐tätsdegression) können mit dem Verfügbarkeitsfaktor vereinfacht berück‐sichtigtwerden.GleichzeitigkannderFaktoraberauchfürdieModellierungzeitlich

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 131

beschränktzurVerfügungstehenderSpeicherinvorhandenenElektrofahrzeugenderGebäudenutzerdienen.122Mithilfeweiterer,hiernichtdargestellterNebenbedingun‐genkannauchdiemaximaleLade‐undEntladeleistungderSpeicherbegrenztwerden.

5.5.2.3 Wärmespeicher

DieBetrachtungausschließlichenergetischerFlussgrößeninnerhalbdesGebäudever‐sorgungssystemserfordertfüreinemöglichstrealitätsnaheModellierungvonthermi‐schenSpeichernzusätzlicheKonventionen.AlsZustandsausprägungvonWärmespei‐chernwirddieMasseihresSpeichermediumsbetrachtet.UmdiebenötigteSpeicher‐masse aus der Energiespeicherung der zugeordneten Prozesse ableiten zu können,werden diese Anlagen durch die maximal zugelassene Innentemperatur sowie die spezifische Wärmekapazität des Speichermediums charakterisiert.123WeiterhinwirdeineBezugstemperaturbenötigt,welchedas„Null‐Energielevel“,d.h.denleerenSpeicherrepräsentiert.DiesewirdvordemHintergrund,dassdieSpeicher‐innentemperaturdurchStandverlustenichtunterdasUmgebungsniveausinkenkann,aufdieTemperaturdesSpeicheraufstellortes festgelegt.

ZurBestimmungderSpeichermassefordertNebenbedingung5.7,dassdieseinjederZeitscheibe mindestens die aggregierte Energiespeicherung aller Speicherprozesseinnerhalb der Temperaturspreizung zwischen Knotentemperatur und maximalerSpeicherinnentemperaturaufnehmenkann.

, ∙ , , ∙ ,

∙

∈ ∶∃ , ∈ ,

, ,

, ∈ ∶∃ , ∈ ,

, ,

(5.7)

∀ ∈ ∶ ∃ , ∈ , ∶ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈

122ZurBerücksichtigungvonElektrofahrzeugenkönnen zusätzlichdie vorhandenenLadezustände zuBe‐ginn und gegebenenfalls die erforderliche Ladezustände zumEnde eines Verfügbarkeitszeitfensters überVariablenschranken definiert werden. Gleiches gilt für die vorhandene Gesamtkapazität dieser mobilenSpeicher,diekeineModellentscheidungdarstelltundexogenvorzugebenist.123Die spezifischeWärmekapazität, die Dichte und der Druckwerden vereinfacht als konstant über denzulässigenInnentemperaturbereichdesSpeichersangenommen.

132 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Zur Berücksichtigung der notwendigen Systemtemperaturen bei der Speicherent‐ladung(bspw.VorlauftemperaturimHeizkreislaufoderZapftemperaturenfürWarm‐wasser)dientNebenbedingung5.8.Diesestelltsicher,dasseineAusspeicherungnuroberhalb einer vorzugebendenMindesttemperatur erfolgendarf, indemsiefordert, dass in den entsprechenden Zeitscheibenwenigstens die Energiemenge imSpeicher verbleibt, welche mit der Mindestabgabetemperatur einhergeht. ErfolgtkeineAusspeicherung,kannderEnergieinhaltdesSpeichersaufgrundvonStandver‐lustenaberbiszumNull‐Energielevelabsinken.

, , , ∙∙ , , , ,

∈ ∶∃ , ∈ ,

(5.8)

∙ , ∙ ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

∙ , , 1

∀ ∈ ∶ ∃ , ∈ , ∶ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ; , ,

DieendogeneBetrachtungderAusspeicherungmithilfederBinärvariable ,welchedurcheineweitereNebenbedingungimFalleeinerSpeicherentladungdenWerteinsannimmt,erhöhterheblichdenUmfangdesOptimierungsproblems.FürWärmespei‐cherbeidenendieAbgabezeitenfestgelegtsind(bspw.durchfixeBetriebszeiteneinerZirkulationsanlage)kanndeshalbaufeinealternativeFormderNebenbedingung5.8zurückgegriffenwerden.DiesewirdnurfürdieentsprechendenZeitscheibendefiniertundverzichtetaufdenTermderBinärvariablen.ZurLegionellenabwehrkannmithilfeeinerletztenRestriktionzurWärmespeicherabbildungsichergestelltwerden,dassdieSpeicherinnentemperatur mindestens einmal innerhalb eines vorzugebenden Zeit‐raums60°Cüberschreitet.

NebenMischspeichern,mit nahezu einheitlicher Innentemperatur, besteht auch dieMöglichkeitzurvereinfachtenModellierungvonSpeichervariantenmitBereitschafts‐volumen und Schichtladung. Hierfür sind dem Speicher mehrere Prozesse zuzu‐weisen, die in Abhängigkeit des Faktors jeweils einen Teil der Gesamtspei‐chermasse repräsentieren. Diese Speicherprozesse können unabhängig voneinanderbe‐bzw.entladenwerden,wobeidaserforderlicheEnergieniveauzurErreichungderMindestabgabetemperatur bezüglich des jeweiligenMasseanteils ermitteltwird.Diemaximale Innentemperatur ist dagegen nur für die Gesamtspeichermasse relevant.

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 133

Wird innerhalb eines Speicherbereiches erreicht, ist eineweitere Energie‐einspeicherung in den dazugehörigen Prozess als zunehmende Erwärmung der an‐grenzendenBereichezuinterpretieren.Damitistauchdas„Durchheizen“desgesam‐ten Speichers durch einen einzelnen Prozess abbildbar, welcher bspw. aus einerSolarthermieanlagegespeistwird.

5.5.2.4 Latentwärme‐undKältespeicher

DieWärmespeichermodellierungkannimPrinzipauchzurAbbildungvonKälte‐undLatentwärmespeichern mit kurzfristiger Speicherdauer genutzt werden. Bei einemKältespeicher geht die Speicherentladung nicht mit der Senkung sondern mit derSteigerung der Innentemperatur einher und die entnahmeunabhängigen VerlustebegründensichdurchungewollteWärmegewinne.DementsprechendsinddieTempe‐raturparameter bei der Abbildung vorzugeben. Als Bezugstemperatur für das Null‐Energielevel wirdwiederum die Bezugstemperatur des Aufstellortes definiert, überwelche die Speicherinnentemperatur durch Standgewinne nicht steigen kann. ZurErmittlung der Speichermasse nach Nebenbedingung 5.7 entspricht der Parameter

der Summe aus und dem Temperaturdelta zwischen und derminimalmöglichenSpeicherinnentemperatur.

Zur Modellierung von Latentwärmespeichern wird die Temperaturspreizung zwi‐schen und vereinfachtauf1Kelvinfestgelegtsowiemit dieaufge‐nommene bzw. frei werdende Energiemenge beim Phasenübergang vorgegeben.Zusätzlich kann für nicht steuerbare Speichervorgänge (bspw. bei PCM‐Putzen) dieBe‐ und Entladung näherungsweise durch eine zeitliche Beschränkung der Zu‐ undAbflussaktivitätenamSpeicherknotenvorgegebenwerden.

5.5.3 GebäudeinterneWärmeverteilung

DieModellierungderWärmeenergieverteilungausgebäudezentralenVersorgungsan‐lagendientvorrangigzurBerücksichtigungderdabeientstehendenVerluste.StelltdieDämmungderVersorgungsleitungeneineHandlungsoptiondar,werdendieeinzelnenDämmvariantenalsseparateSystemoptionenmitjeweilsspezifischenKenngrößenineinem Wärmeverteilungsknoten modelliert. Abbildung 13 zeigt schematisch einBeispiel für die Warmwasserverteilung mit zwei Dämmvarianten. Erfolgt die Ver‐sorgung–wiehierunterstellt–übereinZirkulationssystemmitfestenBetriebszeiten,werdendiedabeientstehendenentnahmeunabhängigenWärmeverlusteindeneinzel‐nenZeitscheibenalszusätzlicherExportflussvorgegeben.

134 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Abbildung13: ModellierungvonDämmmaßnahmenfüreinezentraleWarmwasserverteilungmitZirkulation

Wie inAbbildung13zuerkennen ist,wirdderzubefriedigendeWarmwasserbedarfderangeschlossenenZonen(Knotenabfluss)direktdurchdenKnotenzuflussohnedieNutzung der Wärmeverteilungsprozesse gedeckt. Der Treiber für die Aktivität derWärmeverteilungsprozesse ist ausschließlich der Exportfluss für den Zirkulations‐verlust.DerInputderWärmeverteilungsprozesseerhöhtsodieAktivitätdesKnoten‐zuflussesumdieVerteilungsverluste,welchedurchdievorgelagertenUmwandlungs‐bzw.SpeicheranlagenzurWarmwasserversorgungzusätzlichbereitzustellensind.

DurchdieDefinitioneineszweitenOutputsfürdieWärmeverteilungsprozessegelingtdie Erfassung der Heizwärmegutschrift aus den Zirkulationsverlusten, welche diebereitzustellende Heizwärme aus den Versorgungsanlagen reduziert. Die VorgabenfürdenProzesswirkungsgrad sowiedieeinzelnenInput‐undOutputfaktoren( und )sindinAbhängigkeitdesDämmstandardsdereinzelnenVariantenaufeinan‐derabzustimmen.

BeieinerWärmeverteilungohneZirkulationodermitbedarfsgesteuerterZirkulation(d.h.mitvariablenBetriebszeiten)kannaufdieVorgabedesExportflusseszurAbbil‐dung der entnahmeunabhängigen Verluste verzichtet werden. Die Verluste bei derWarmwasserentnahmewerdendannvereinfachtüberdenWirkungsgradderWärme‐verteilungsprozesseerfasst.

KnotenWärmeverteilung

Knotenzufluss

Knotenabfluss

Knotenabfluss

SystemoptionWarmwasserzirkulation(WWZ)ungedämmt (Bestand)

InputProzessOutput

Warmwasser

Warmwasser

Heizwärme(GutschriftvonWWZ‐Verlusten)Systemoption

WarmwasserzirkulationmitEnEV‐Dämmstandard

InputProzessOutput

Knotenabfluss

Wärmeverlust(Bestand)

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 135

5.5.4 MaßnahmenanderGebäudehülle

ModernisierungsmaßnahmenanderGebäudehüllewirkensichsowohlaufden jähr‐lichen Heizwärmebedarf als auch auf die unterjährige Heizlaststruktur aus. DasModellerlaubt,dieHandlungsoptionendifferenziertnachBauteilenbzw.Bauteilgrup‐pen zu betrachten. Hierfür ist dieModellierungsmethodik auf die Berücksichtigungder einzelnen und kombinierten Maßnahmeneffekte hinsichtlich des Heizwärme‐bedarfs ausgerichtet. Die Ermittlung der benötigten Parameter kannmitHilfe einesGebäudesimulationstools erfolgen. Grundsätzlich ist bei derModellierung derMaß‐nahmenoptionen an der Gebäudehülle zwischen transparenten und opaken Flächenzuunterscheiden.

5.5.4.1 TransparenteFlächen

Verschiedene Fenster‐ bzw. Bauteilvarianten für transparente Hüllflächen weisenkonstruktionsbedingtnursprunghafteÄnderungenderenergierelevantenParameter(U‐Wert und g‐Wert) auf. Gleichzeitig haben die vom g‐Wert abhängigen solarenWärmegewinne einen signifikanten Einfluss auf die Heizlaststruktur des Gebäudes.Eine kontinuierliche Betrachtung dieser Ausprägungen ist daher nicht zweckmäßig.SowohldievorhandenenBauteileimGebäudeausgangszustandalsauchdiemöglichenAustauschvarianten werden deshalb als einzelne Systemoptionen mit jeweils fixenbauphysikalischenParameternmodelliert.

DieAbbildungerfolgtineinemzentralenKnoten.DieserKnotenstelltdieQuelleeinesExportflussesdar,dessenjährlichesAktivitätsniveaufürdenAnalysezeitraumaufdenjährlichenHeizwärmebedarfder zugeordnetenZonenbeiunverändertemAusgangs‐zustandderthermischenHüllflächenfixiertwird(sieheAbbildung14).

Abbildung14: ModellierungdesHeizwärmebedarfs–Fensterbzw.transparenteHüllflächen

KnotenFensterKnotenzufluss(kontinuierlich)

Knotenabfluss

SystemoptionFenster(Bestand)

InputProzessOutput

Heizwärme(BedarfsreduktiondurchDämmmaßnahmen)

Heizwärmebedarf(Bestand)SystemoptionFenster(EnEV‐Standard)

InputProzessOutput

Knotenzufluss(kontinuierlich)

Heizwärme(GutschriftvonWWZ‐Verlusten)

Knotenzufluss(unterbrechbar)

Heizwärme(BereitstellungausVersorgungsanlagen)

136 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

JederFenstervariantewirdeinBedarfsprofilprozess ∈ zurDeckungdesExport‐flusses zugeordnet. Das hinterlegte Bedarfsprofil spiegelt die fensterspezifischeHeizlaststruktur wider und berücksichtigt gleichzeitig die Reduktion des jährlichenHeizwärmebedarfsgegenüberdemAusgangszustanddesGebäudes.DasunterjährigeAktivitätsniveau des Knotenzuflusses repräsentiert damit den von der gewähltenFenstervariante abhängigen Heizwärmebedarf in jeder Modellzeitscheibe, welcherdurch die Versorgungsanlagen bereitzustellen ist, wenn auf eine Änderung desDämmstandardsderopakenGebäudehüllflächenverzichtetwird.

5.5.4.2 OpakeFlächen

DieDämmmaßnahmenanopakenFlächenwerdengetrenntnacheinzelnenBauteilen(bspw.Außenwand,Kellerdecke,Dach)ineinemspeziellenzentralenGebäudehüllen‐knoten ∈ definiert. Als Zustandsausprägung für diese Systemoptionen wirddieU‐Wert‐VerringerungderentsprechendenBauteilegegenüber ihremungedämm‐ten Zustand oder ihrem Dämmstandard im Ausgangszustand betrachtet. Die Wir‐kungsweise der Dämmungen wird durch Prozesse abgebildet, deren Output denresultierenden Heizwärmebedarf der gewählten Fenstervariante teilweise deckenkann. Sie reduzieren damit den verbleibenden Anteil des Heizwärmebedarfs derZonen,welcher letztendlichdurchdieWärmeversorgungsanlagenbereitzustellen ist.EineschematischeDarstellungderModellierungimEnergieflussgraphenistinAbbil‐dung15widergegeben.DaessichbeidiesenMaßnahmennichtumEnergieumwand‐lungsanlagenhandelt,werdenGebäudehüllenknotenohneZuflüsseunddiedazugehö‐rigenDämmprozessenurmitdemOutputvorgegeben.

Abbildung15: ModellierungdesHeizwärmebedarfs–DämmungopakerHüllflächen

KnotenopakeHüllflächen

Knotenabfluss

SystemoptionDachdämmung

InputProzessOutput

Heizwärme(BedarfsreduktiondurchDämmmaßnahmen)

SystemoptionAußenwanddämmung

InputProzessOutput

SystemoptionKellerdeckendämmung

InputProzessOutput

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 137

FürjedeseparatbetrachteteFlächederGebäudehülleistfürjedeFenstervarianteeinDämmprozess zudefinieren,derdenEffektderBauteildämmung inVerbindungmitderFenstervariantewiderspiegelt.UngewollteMaßnahmenkombinationen,wiebspw.die Dämmung der Außenwand ohne Austausch der Bestandsfenster, können durchUnterlassen der entsprechenden Prozessdefinition von vornherein ausgeschlossenwerden. Jedem Dämmprozess wird ein spezifisches Heizwärme‐Reduktionsprofilzugewiesen, dessen Werte auf eine U‐Wert‐Verringerung von 1W/m²K desdazugehörigenBauteilsnormiertsind.

DieAktivitätenderDämmprozessebestimmensichausderNebenbedingung5.9undwerdendurchNebenbedingung5.1S.125aufdieKnotenabflüsseübertragen.DieBau‐teilinteraktionenwerdendurchKorrekturwerte berücksichtigt.DieseWertesindaufeineU‐Wert‐Reduktionvon1W/m²KdesinteragierendenBauteilsnormiertund passen so den Bauteileinzeleffekt auf die Heizwärmereduktion im Falle derMaßnahmenkombination an. Die Bestimmung der Reduktionsprofilwerte undder Korrekturprofilwerte wird anhand der Modellanwendungsfälle imAbschnitt6.2.3S.171erläutert.

, , , , ∙ ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

(5.9)

, , , ∙ ,

∈ ∶

, , , ,

∀ ∈ ∶ ∃ , ∈ , ∶ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈

DieHilfsvariablen und dienenlediglichzurSicherstellungderLösbarkeitfüreinzelneSystemzustände.SieunterliegenzusätzlichenRestriktionen,dieandieserStelle nicht dargestellt sind. Gleiches gilt für weitere Nebenbedingungen, die denVorrangderBedarfsreduktioneinerpermanentwirkendenDämmmaßnahmevorderBedarfsdeckung aus wärmebereitstellenden Anlagen mit unterbrechbarem Betriebgewährleisten.DieseRestriktionensindoptionalundnurdannerforderlich, fallsdieWirkungeinerinstalliertenDämmungineinzelnenZeitscheibenvernachlässigtwird.Eine solche unzulässige Situation kann unter Umständen beim Einbezug von KWK‐AnlagenalsSystemgestaltungsoptionentstehen.

138 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

5.5.5 LüftungundHeizwärmerückgewinnung

DieWärmeverluste,diesichausdemerforderlichenLuftwechselergeben,sindbeiderVorgabe des Heizwärmebedarfs mit berücksichtigt. Werden Systemgestaltungs‐optionenzurWärmerückgewinnunginErwägunggezogen,wirdihreWirkungsweisedurchProzesseabgebildet,derenOutput–ähnlichwiedieDämmmaßnahmen–denvon der gewählten Fenstervariante abhängigen Heizwärmebedarf teilweise decken.Auch sie reduzieren damit die durch die Versorgungsanlagen bereitzustellendeWärme.DieModellierungerfolgtdeshalbauch inFormeiner zusätzlichen (fiktiven)„Dämmmaßnahme“, wobei das fix vorgegebene Energiebereitstellungsprofil den Wärmerückgewinnungseffekt widerspiegelt. Die Bestimmung der Zustandsaus‐prägungdieserSystemoptionenbeschränktsichallerdingsnuraufdieBetrachtung,obeinesolcheAnlageinstalliertistodernicht.

5.5.6 Hilfsenergiebedarf

Obwohl der Hilfsenergiebedarf zum Betrieb des Versorgungssystems im Vergleichzum privaten elektrischen Energiebedarf der Nutzer eher von untergeordneter Be‐deutungist,darferbeiderAnalysenichtvernachlässigtwerden.ZumeinengehterindieenergetischeBilanzierungdesGebäudeseinundwirktsichdamitaufdenZugangzu staatlichen Fördermitteln aus. Zum anderen ist er für den wirtschaftlichen Ver‐gleich einzelner Systemgestaltungsoptionen relevant – auch im ZusammenhangmitderNutzungvonobjektinternerzeugterelektrischerEnergie.

ZurErfassungdesHilfsenergiebedarfseinerAnlageistfürsieeinHilfsenergieprozess∈ zudefinieren,derlediglicheinenProzessinputfürdiebenötigteHilfsenergie

aufweist. Das Aktivitätsniveau der Hilfsenergieprozesse wird durch Gleichung 5.10festgelegtundkannbestimmtwerden:

aus der Leistungsaufnahme der Betriebsnebeneinrichtungen derAnlage,

aus einem fix vorgegebenen Hilfsenergiebedarf , welcher entsteht,fallsdieSystemoptioninstalliertist,

als prozentualer Anteil an dem Energieoutput der Anlagenhaupt‐prozesseoder

als entscheidungsunabhängiger sonstiger Hilfsenergie‐ bzw. allgemeinerStrombedarf , welcher exogen vorgegeben in der energetischenGebäudebilanzbzw.fürdenStromanlagenbetriebzuberücksichtigenist.

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 139

, , , , ∙ ∙ , ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

(5.10)

, , ∙ ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

, , ∙ , ,

∈ ∖ ∶∃ , ∈ ,

∈ ∶∃ , ∈ ,

, ,

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈

EinezusätzlicheNebenbedingungstellt fürdiebinäreAnlagenaktivitätsvariable sicher,dasssiedenWerteinsannimmt,sofernmindestenseinAnlagenhauptprozessinderentsprechendenZeitscheibeaktiv ist.Gleichesgilt fürdieBinärvariable sofern die Anlage zu einem Umsetzungszeitpunkt eine Zustandsausprägung größernull aufweist. InderRegel istderHilfsenergiebedarf fürSystemgestaltungsoptionenmithilfe des zweiten oder dritten Terms der rechten Gleichungsseite hinreichendgenaumodellierbar. Die Erfassung über die Leistungsaufnahme der Betriebsneben‐einrichtungen erlaubt zwar die größte Realitätsnähe, bedingt aber aufgrund derVielzahlganzzahligerEntscheidungsvariableneinensehrhohenKomplexitätsgradfürdieOptimierungsaufgabe.

5.5.7 Systementwicklung

DieSystementwicklungergibtsichdurchdieVerknüpfungderEntscheidungsgrößenzur Zustands‐ undÄnderungsausprägungder Systemoptionen.BevordieRestriktio‐nenzurErfassungderSystementwicklungformuliertwerdenkönnen,istzunächstdasVerständniseinerSystemoptionundihrerAusprägungenimKontextderAbbildungs‐methodiknochmalsgenauerzubeleuchten(sieheauchAbschnitt4.5.1S.85).

Eine modellierte Systemoption kann entweder mehrere identische Apparaturen(TypA) oder eine modular aufgebaute Einzelanlage darstellen (TypB). Bei einerTypA‐Systemoption repräsentiert die Zustandsausprägung die Summe mehrererautonomerEinzelobjekte inFormeinerabstrakten (virtuellen)Gesamtanlage.Ände‐rungsausprägungensinddamitstetsalsZu‐bzw.Rückbauvoneinanderunabhängiger

140 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Einheiten innerhalbdieserTechnologiekategoriezu interpretieren,dieaufgrundderaggregiertenAbbildungeineeinheitlicheBetriebsweiseaufweisen.DiesePerspektiveeignet sich für technische Einrichtungen, die in größerer Anzahl und homogenerAusprägungimGebäudevorkommen,wiebspw.dezentraleDurchlauferhitzer,diedenWarmwasserzapfstelleneinerZonevorgeschaltetsind.DaderWarmwasserbedarffürdiesen Gebäudebereich aggregiert und nicht separat für die einzelnen Zapfstellenvorgegebenwird,isteineEinzelabbildungdieserAnlagenunnötig.

Die TypB‐Systemoptionen stellen dagegen Anlagen dar, deren ZustandsausprägungdurchdenZubauoderRückbauvonTeilkomponenten (Segmenten,Modulen,Aggre‐gatenetc.)zueinemUmsetzungszeitpunkterhöhtoderverringertwerdenkann.DieseVorgehensweise ist bspw. für Solaranlagensysteme zweckmäßig, deren maximaleLeistungsabgabeabhängigvondermodularzusammengesetztenKollektorflächeist.

Für TypA‐ und TypB‐Systemoptionen ist charakteristisch, dass zu einem Umset‐zungszeitpunkt eine Änderungsausprägung weitgehend unabhängig von der beste‐henden Zustandsausprägung der Vorperiode möglich ist.124 Für eine realitätsnaheModellierung der Entscheidungssituation ist deshalb noch ein TypC zu definieren,welcher nicht modular aufgebaute Einzelanlagen repräsentiert. Für diesen Typ istsignifikant,dassbeiderErstinstallationdieZustandsausprägungderSystemoptionenfrei bestimmtwerden kann, diese aber zu einem späteren Zeitpunkt nichtmehr inTeilen erweiterbar oder rückbaubar ist. Das trifft bspw. auf eine Außenwanddäm‐mungoderdenErzeugereinerzentralenWärmeversorgungsanlagezu.

Die Bestimmung der Zustandsausprägung in Abhängigkeit der Änderungsaus‐prägungen (Zubau)und (Rückbau)basiertfüralleTypenvonSystem‐optionen auf Nebenbedingung 5.11. ist als semi‐kontinuierliche Variabledefiniert. Dadurch können technologie‐ bzw. marktbedingte oder gesetzlich gefor‐derte Mindestausprägungen im Zubaufall berücksichtigt werden. Gleichzeitig ist esmöglich, den Erweiterungsbereich einer Systemoption in einzelne, sich nicht über‐lappendeTeilabschnitte zuuntergliedern,diezurdetailliertenVorgabedererfor‐derlichen Anfangsauszahlungen für verschiedene Zubaugrößen genutzt werdenkönnen (siehe Abschnitt5.6.2S.146). Der Parameter drückt die vorhandeneZustandsausprägung einer Systemoption am Anfang des Analysezeitraums vor demerstenUmsetzungszeitpunktaus.

124EineAbhängigkeitbestehtnurdahingehend,dassdieRückbau‐Änderungsausprägungmaximalsogroßseinkann,wiedieZustandsausprägungderVorperiode.

ModellierungdertechnischenEntscheidungsaspekte 141

, , , ,∈

, (5.11)

, , , ,

∈

,

∀ ∈ ;∀ ∈ ∶

MitNebenbedingung5.12wirdderteilweisebzw.vollständigeRückbauderZustands‐ausprägung einer Systemoption erzwungen, sofern die technische NutzungsdauereinzelnerModulebzw.derGesamtanlageimbetrachtetenUmsetzungspunkterreichtist.DaaberaucheinvorzeitigerRückbaubzw.AustauschdertechnischenEinrichtun‐geneinemöglicheModellentscheidungseinsoll,istdieNebenbedingunginFormeinerAusprägungsbilanz über den Zeitraum vom Startjahr bis zum jeweils betrachtetenUmsetzungszeitpunkt formuliert. Der zu erzwingende Rückbau ergibt sich aus derSumme des erforderlichen Rückbaus aufgrund überschrittener Nutzungsdauern biszum betrachtetenUmsetzungszeitpunkt abzüglich des bereits realisierten RückbauszufrüherenUmsetzungszeitpunkten.

, , ,∈∈ ∶

, ,

,

(5.12)

, , ,∈∈ ∶

, ,

,

,

∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ; ∀ ∈ ∶ , ,

Für TypC‐Systemoptionen werden zusätzlich die Nebenbedingungen5.13 und 5.14definiert. Sie gewährleisten, dass im Falle einer Ausprägungsänderung zunächst dievorhandeneZustandsausprägungvollständig zurückzubauen ist.EineZustandsände‐rungstelltdamitstetseineNeuinstallationmit dar.

142 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

, , ∙ 1 , (5.13)

, , ∙ 1 ,

∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ; , , ,

, 1∙ , , ,

∈

(5.14)

∀ ∈ ;∀ ∈ ; , , ,

∈

Weitere Restriktionenmit Einfluss auf die Systementwicklung sollen im Folgendennurgenanntwerden.HierbeihandeltessichumNebenbedingungen,diedenganzzah‐ligen (diskreten) Zu‐ und Rückbau erzwingen oder Flächen‐ und Raumbeschrän‐kungen bei der Entscheidung zur Zustandsausprägung berücksichtigen können.Letztere sind bspw. hinsichtlich der begrenzten Dachfläche zum Einsatz von Solar‐thermie undPV‐Anlagen oder der räumlichenBeschränkungen beimAufstellen vonVersorgungsanlagenimHausanschlussraumrelevant.

Weiterhin sind Nebenbedingungen implementiert, die unmögliche Kombinationenvorgegebener Systemoptionen verhindern, wie bspw. den gleichzeitigen Einsatzzweier Fenstervarianten für ein und dieselbe Maueröffnung. Ergänzt werden dieseRestriktionen durch eine Reihe von Variablenschranken, mit denen eine Zustands‐oder Änderungsausprägung zu einem Umsetzungszeitpunkt erzwungen und/odereingegrenzt werden kann. Diese Analyseoptionen können u.a. zur Abbildung vonPrämissenbzw.nichtmonetärenZielendesGebäudeeigentümers(bspw.zumEinsatzbestimmterTechnologien)genutztwerden.

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 143

5.6 ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte

MitdiesemUnterkapitelerfolgtdieÜberleitungzurModellierungderökonomischenAspektederEntscheidungssituation. ZentralesElement zurBestimmungder ökono‐mischen Konsequenzen aus der Systemgestaltung sind die Finanzplankonten, überdiealleEin‐undAuszahlungenerfasstwerden. ImerstenAbschnitt ist zunächstdieStruktur der Konten dargelegt, bevor in den daran anschließenden Abschnitten dieVorgehensweisezurBestimmungdereinzelnenZahlungsgrößenvorgestelltwird.

5.6.1 Finanzplankonten

FürjedenbetrachtetenEigentümerwirdeinseparatesFinanzplankontoerstellt(sieheNebenbedingung 5.15). Die linke Gleichungsseite verdeutlicht die grundlegendeForderung der vollständigen Finanzplanung. Diese besteht darin, dass für jedesModelljahr einAusgleich zwischendenaufder rechtenGleichungsseite angeführtenEin‐ und Auszahlungen erreicht werden muss. Ist das der Fall, ist die Solvenz desEigentümers imRahmenderbetrachtetenEntscheidungssituationsichergestellt.FürdienachfolgendbeschriebenenZahlungsvorgängewirdvereinfachendangenommen,dasssiealskumulierterJahreswertamBeginnbzw.EndeeinesModelljahresanfallen.DerjeweiligeBezugszeitpunktistinNebenbedingung5.15angegeben.

DerersteTermderrechtenGleichungsseiterepräsentiertdieEntscheidungdesEigen‐tümerszurVerwendungdesliquidenMittelbestandes vomEndedesVorjahres.Diese Mittel können am Anfang des aktuellen Jahres zur Finanzierung vonModernisierungsmaßnahmenoder fürdie langfristigeKapitalanlage eingesetztwerden. Hierfür nicht genutzte Mittel werden in der kurzfristigen Kapitalanlagegebunden und stehen am Ende des aktuellen Jahres zuzüglich der erreichten Ver‐zinsungundabzüglichderKapitalertragssteuerwieder zurVerfügung. Fürdie lang‐fristigeKapitalanlagegiltdieFestlegung,dassdiedafüreingesetztenMitteljeweilsbiszum Analysehorizont gebunden bleiben. Der zweite Term berücksichtigt die jährli‐chenRückflüsseausderVerzinsungsowiedieRückzahlungdesKapitalsamEndedesAnalysezeitraums.DerMitteleinsatz fürModernisierungsinvestitionenwirdimAbschnitt5.6.2S.146näherbeleuchtet.

TermdreierfasstdiemonetärenKonsequenzenausderEntscheidungzurFremdkapi‐talnutzung.ErbeinhaltetzunächstdieTilgungderamVorjahresendeaufgenommenenFremdmittel zur kurzfristigen Ergänzungsfinanzierung. Diese sind annahme‐gemäß nach einjähriger Laufzeit und mit entsprechender Verzinsung vollständigzurückzuzahlen.

144 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

0 (5.15)

, , , ,

∈∈ ∶∙ 1 , ∙ 1 ,

, ∙ ∙ 1 ,∈ ∶

,∈ ∶

, ,

, ∙ 1 , , , , , , , , ,

, , , , ∙ , , ∙ , ∈∈ ∶

∈

,

∈ ∶∃ , ∈ ,

, , , ∙ , ∈ ∶

∈

1 , ∙ , , , , ,∈ ∶

∈

1 , ∙

, ∙ 1 , , ,

∈ ∶∃ , ∈ ,

, , ,∈ ∶

∈

, , , ,

∀ ∈ ;∀ ∈

AuszahlungenfürSelbstnutzungdesGebäudesundggf.zulässigeSteuergutschrift(Jahresende)

VerwendungderliquidenMittel(Jahresanfang)

Ein‐undAuszahlungenausGebäudebewirtschaftung(Jahresende)

LangfristigeKapitalerträge(Jahresende)

Mitteleinlageund‐entnahme,kurzfristigeErgänzungsfinanzierungundliquideMittel(Jahresende)

Ein‐undAuszahlungenausAnlagenbewirtschaftung(Jahresende)

Kapitaldienste(Jahresende)

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 145

Werden zurMaßnahmenfinanzierung langfristigeDarlehen inAnspruch genommen,repräsentiert im dritten Term die aufzubringende jährliche Ratenzahlung –bestehendausZinsundTilgung.EinezulässigeSteuergutschriftfürdieZinszahlungenwirdausdemRestschuldbetrag zumJahresanfangermittelt.SoferndieMög‐lichkeitbesteht,könnenauchSondertilgungen getätigtwerden.DieAbbildungvonFremdkapitalvariantenunddieEntscheidungzurInanspruchnahmesindInhaltedes Abschnitts5.6.2S.146. Die Kapitaldienstermittlung wird im Abschnitt5.6.3S.150vertieft.

DieAuszahlungendesGebäudeeigennutzers fürdie InstandhaltungunddenBetriebderVersorgungsanlagen sindmit im viertenTermberücksichtigt.DieBestim‐mung wird im Abschnitt5.6.4S.153 beschrieben. Um den Anwendungsbereich fürtheoretischeAnalysenzuerweitern,istaucheineSteuergutschriftinAbhängigkeitderzulässigen Abschreibungsbeträge als optionale Zahlungsgröße für die Eigen‐nutzervorgesehen.DerfünfteTermadressiertdieBewirtschaftungvonKWK‐undPV‐Anlagen.DieEinzahlungenausEnergielieferungendrücktdieVariable aus.DieAuszahlungen fürdenEnergiebezugunddenAnlagenbetrieb sowie die steuerlichenAbschreibungsbeträgewerdendurchdieModellgrößen und beschrie‐ben. Auf die Modellierung der KWK‐ und PV‐Anlagenbewirtschaftung wird im Ab‐schnitt5.6.5S.154eingegangen.

HandeltessichbeidemEigentümerumeinenVermieter,werdendieZahlungsgrößenfür die Gebäudebewirtschaftung durch den sechsten Term erfasst. Sein zu versteu‐erndesEinkommenergibtsichalsSaldoderMieteinzahlungen ,dernichtum‐lagefähigenAuszahlungen fürInstandhaltungundAnlagenbetrieb,derzusätz‐lichen Auszahlungen während der Leerstandzeit bei einem Mieterwechselsowie der steuerlichwirksamen Abschreibungen . Auszahlungen an Dritte fürdie Gebäudeverwaltung können als Anteil an den Mieteinzahlungen in dieAnalyseeinbezogenwerden.DieBestimmungderZahlungsgrößenwirdimAbschnitt5.6.6S.156 für die Mieten und im Abschnitt5.6.7S.160 für die Abschreibungsbeträgeeingehendererörtert.

Der letzte Term der rechten Gleichungsseite dient schließlich zum Erreichen einesausgeglichenenFinanzierungssaldos.HierfürwerdenzunächstnochdieEigenmittel‐einlagen bzw.dieEntnahmen desEigentümerserfasst.Ergibt sichausdenbisherbetrachtetenZahlungsgrößeneinEinzahlungsüberschuss,stehtdieserdemEigentümer als liquider Eigenmittelbestand am Jahresende zur Verfügung. Im FalleinesEinzahlungsdefizits ist der Fehlbetragdurchdie kurzfristigeErgänzungsfinan‐zierung auszugleichen. Die Inanspruchnahme der kurzfristigen Ergänzungs‐finanzierung ist allerdings nicht nur auf die Jahresfehlbeträge beschränkt, sondernkanngenerellzurErhöhungderliquidenMittel amJahresendegenutztwerden.

146 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

5.6.2 AnfangsauszahlungenundFinanzierungsstruktur

Die Bestimmung der anfänglichen Maßnahmenfinanzierung wird getrennt von denFinanzplankonten der Gebäudeeigentümer betrachtet. Durch die Trennung wirdvermieden, dass die zweckgebundenen langfristigen Fremdmittel zur kurzfristigenErgänzungsfinanzierungoder füreineMittelentnahmedurchdenEigentümerheran‐gezogen werden. Gleichzeitig ist es möglich, die Nutzung einzelner Fremdfinanzie‐rungsvariantennurfürbestimmteSystemoptionenzuzulassen,umbspw.technologie‐spezifische Förderprogramme betrachten zu können. Bevor die Finanzierungsent‐scheidungbeleuchtetwird,istzunächstaufdieBestimmungderAnfangsauszahlungenfürdieMaßnahmenumsetzungeinzugehen.

DieAnfangsauszahlungenzurMaßnahmenumsetzungkönnen für jede Systemoptionauseinemfixen(vomAusmaßderÄnderungsausprägungunabhängigen)undeinemvariablen(vomAusmaßderÄnderungsausprägungabhängigen)Bestandteilermitteltwerden(sieheGleichung5.16).DerParameter beinhaltetdieBasisauszahlung,diegrundsätzlichimFalleeinerMaßnahmenumsetzungerforderlichist,wiebspw.dieEinrüstung des Gebäudes für Arbeiten an der Außenwand. Der zweite Bestandteilergibt sich aus dem Maßnahmenumfang, indem die Änderungsausprägung derSystemoptionmitdemAuszahlungsfaktor multipliziertwird.125

, , , ∙ , , , , ∙ , ,

∈

(5.16)

, , , ∙ , , , , ∙ , , ∙ ,∈

∀ ∈ ∶ ∃ , ∈ , ∶ ∈ ;∀ ∈ ∶ ;∀ ∈

Für eine Reihe von Systemoptionen wird sich der variable Auszahlungsanteil nichtproportionalzumUmfangderÄnderungsausprägungverhalten.FürdieBetrachtunggrößererAusprägungsbereichekannesdeshalberforderlichsein,denFaktor als einenvonderAusprägungsänderungabhängigenParametervorzugeben.Hierfürwird der mögliche Ausprägungsbereich in Teilbereiche gegliedert (sieheAbbildung 16). Für jedes kann eine lineare Approximation der erforderlichen125DerBegriff„Änderungsausprägung“beziehtsichhiernuraufdenZubauvonSystemgestaltungsoptionen.Auszahlungen für deren Rückbau werden nicht separat betrachtet. Sie können indirekt bei derErsatzanlageoderüberdie imAbschnitt5.6.4S.153beschriebenenParameteramEndederNutzungsdauererfasstwerden.

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 147

AnfangsauszahlungenausrealenAngebotspreiseninnerhalbdesTeilbereichesvorge‐nommen werden. Die Teilbereichsgrenzen bilden die Schranken und ,welche für die semi‐kontinuierliche Zubauvariable die jeweiligen Zulässig‐keitsbereichedefinieren.DerParameter repräsentiertdenAnstiegderlinearenTeilbereichsfunktionen. Die Ordinatenschnittpunkte der Teilbereichsfunktionen ent‐sprechen .

Abbildung16: SchrittweiselineareApproximationdererforderlichenAnfangsauszahlungen

DieÄnderungenanderSystemstruktur sollen jeweils amAnfangeinesdafürvorge‐sehenen Modelljahres erfolgen. Die Bestimmung der anfänglichen Maßnahmen‐finanzierungübernimmtNebenbedingung5.17.Siefordert,dassjederEigentümerdenaufihnentfallenenAnteilderAnfangsauszahlungen vollständigdurchEigenmittelund/oderFremdkapitalzudeckenhat.DasEigenmittelbudgetamEndeeinesModell‐jahres–gegebenenfallsergänztumeinekurzfristigeErgänzungsfinanzierung–wurdeim vorangegangenen Abschnitt erörtert. Aus diesem liquidenMittelbestand könnendieAnfangsauszahlungen amBeginndesFolgejahresbestrittenwerden.

‐10

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Anfangsauszahlung[Tsd.€]

AusprägungderSystemoptionbspw.Nennleistung[kW]

Bereich1 Bereiche2und3 Bereich4 Angebotspreise

invfix1

invfix2,3

invfix4

crbup1crblo2

crbup3crblo4

crbup2crblo3

crblo1

148 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

, ∙ , ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

(5.17)

, , , , , ,

1 ,∈ ∪

, , , ,

∈

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶

Die Entscheidung für zusätzliche bzw. alternative Finanzierungsmöglichkeiten wirddurch den zweiten und den dritten Summanden der rechten Gleichungsseite abge‐bildet.HierbeihandeltessichumlangfristigeDarlehenundZuschüsse,dieingängigenStandardvarianten berücksichtigt werden können. Die Vorgabe erfolgt differenziertnachdendreiGrundformen:

Annuitätendarlehen , Tilgungsdarlehen(konstanteTilgungsrate) und reineInvestitionszuschüsse .

DieModellvariable drückt den Restschuldbetrag einer amAnfang von inAnspruchgenommenenFremdfinanzierungsvariantezuBeginndesJahres aus.MitderGeltungsbeschränkung fürNebenbedingung5.17werdendurchdenzwei‐tenSummandenderrechtenGleichungsseitealsodieanfänglichenDarlehensbeträgeerfasst.DerParameter dientzurVorgabeeinesInvestitionszuschussesinAbhän‐gigkeitdesDarlehensbetrags.

Der dritte Summand repräsentiert dagegen reine Zuschüsse. Da sich hieraus keineKapitaldienste ergeben, stellt fürdiesenFinanzierungstypnurdieZuschuss‐höhezueinemUmsetzungszeitpunktdarundwird fürdieFolgejahrenichtalsRest‐schuldbetrag betrachtet. Die Berücksichtigung eines solchen Zuschusses alsModell‐entscheidungistnursinnvoll,fallsdieBewilligungvonBedingungenabhängigist,dieTeilderModellentscheidungsind. IndiesemFallkannderFörderbetragnichtdirektbeiderVorgabevon und fürdieAnfangsauszahlungbeachtetwerden.126

126Das trifft bspw. auf das KfW‐Förderprogramm430 zu, bei dem die Zuschussquote und dermaximaleFörderbetragvomerreichtenenergetischenGebäudestandardabhängigsind.

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 149

Für Investitionszuschüsse und langfristige Darlehen können folgende Merkmalespezifiziertwerden:

Maximalbetragund/oderzulässigerAnteilandergesamtenMaßnahmenfinanzierung,

Laufzeit,ZinsenundZinsbindungsdauern(Darlehen), tilgungsfreieAnfangsjahreundTilgungszuschüsse(Darlehen), ZulässigkeitvonSondertilgungen(Darlehen), Bewilligungsanforderungen(KfW‐Effizienzhaus‐Standards)und ZulässigkeitderKombinationmitanderenFremdfinanzierungen.

Auf die Darstellung der einzelnen Restriktionen zur Begrenzung der Fremdmittel‐beträgeundzumAusschlussunzulässigerFinanzierungskombinationwirdandieserStelle verzichtet. Die Kapitaldienstermittlung aus den Verzinsungs‐ und Tilgungs‐konditionen ist Gegenstand des nächsten Abschnitts. Einzugehen ist noch auf dieBerücksichtigungvonenergetischenBewilligungsanforderungenfüreinzelnezinsver‐billigteDarlehens‐undZuschussvariantenderKfW‐Bankengruppe.

EinzuerfüllendesKriteriumfürdieInanspruchnahmedieserFördermittelbetrifftdenPrimärenergiebedarfdesGebäudes.DieserwirdalsspezifischeGrößeausderAktivi‐tät bzw. und dem jeweils zugewiesenen Primärenergiefaktor bzw. derFlüssesowiederanzurechnendenNutzflächen , mitNebenbedin‐

gung5.18bestimmt.

,

∈ ∶∃ , ∈ ,

∈

, , ∙ , ,

∈ ∶

, , , ∙ , , ,

∈ ∶∃ , ∈ ,

,

(5.18)

∀ ∈ ;∀ ∈

Durch das Zusammenspiel der Nebenbedingungen 5.19 und 5.20wird die NutzungeinesDarlehensbzw.Zuschusses unterbunden,fallsderspezifischeGebäudeprimär‐energiebedarf nach der Maßnahmenumsetzung über dem maximal zulässigenWert zurBewilligungderFinanzierungsmittelliegt.

150 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

, , , , (5.19)

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ , ,

, , , ,∈ ∶

∃ , ∈ ,∈

∙ 1 , , (5.20)

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ , , , , ,

Die zweite gestellte Bewilligungsanforderung zur Beschränkung des Transmissions‐wärmeverlustes beeinflusst in gleicherWeise die Binärvariable . Auf dieseNebenbedingungkannaberinderRegelverzichtetwerden,dadiegeforderteBegren‐zungdesPrimärenergiebedarfskaumzuerreichenist,ohnedassgleichzeitigauchdieAnforderungzumTransmissionswärmeverlusterfülltwird.

5.6.3 KapitaldienstefürlangfristigeFremdfinanzierung

FürAnnuitäten‐ und Tilgungsdarlehenwird die jährliche aufzubringendeRatenzah‐lung –bestehendausdemTilgungs‐undZinsanteil–durchNebenbedingung5.21 errechnet. Der erste Zeitindex von beschreibt wiederum den Zeitpunktder Darlehensaufnahme (Anfang von ). Der zweite Zeitindex bezeichnet dasModelljahr, an dessen Ende die Ratenzahlung anfällt. Für enspricht damitdererstenRatenzahlungimJahrderDarlehensaufnahme.

Die Entwicklung der Darlehensverzinsung kann jährlich variierend vorgegebenwerden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Zinsbindungen über mehrere Jahre derDarlehenslaufzeit zu definieren. Hierfür wird zwischen einer ersten Zinsbin‐dungsperiode mit der Dauer und den folgenden Perioden – jeweils mit derDauer –unterschieden.InnerhalbdieserZeiträumegiltkonstantdervorgege‐beneZinssatzdeserstenJahresderjeweiligenBindungsperiode.

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 151

, , , , , , , , ∙ , , (5.21)(a)

, , , , , , , , ∙ , , (b)

, , , , , , , , ∙ , , , , , , ∙ , , (c)

, , , , , , , ,

, ,

,

∙ , , (d)

, , , , , , , ,

, ,

,

∙ , ,

, , , , ∙ , , (e)

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∪ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈

∀ ∈ ∶ 1 , , ;

∀ ∈ ∶ , , , ∶ , , ;

∀ ∈ ∶ , , , , ,

Für Annuitätendarlehenwird die jährliche Rate jeweils für eine Zinsbindungsdauerkonstantgehalten.FürTilgungsdarlehengiltdiesnurfürdenTilgungsanteilderRate.Sofern eine tilgungsfreie Anfangszeit vereinbart wird, entspricht die Rate indiesemZeitraumfürbeideDarlehensformenlediglichdenanfallendenZinszahlungen(siehe Gleichung5.21a). Für den Folgezeitraum bis zum Ablauf der ersten Zinsbin‐dungsperiode errechnet sichdie jährlicheRatenzahlung fürAnnuitätendarlehenausdem anfänglichen Darlehensbetrag und dem Faktor (siehe Gleichung5.21b).LetztererwirdalsAnnuitätenfaktornachFormel5.22inAbhängigkeitderDarlehens‐laufzeitunddertilgungsfreienAnfangszeitberechnet.

, , 1 , ,

, , ∙ , ,

1 , ,, , 1

(5.22)

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ∶ , , , ∶ , ,

152 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Für Tilgungskreditewird der jährlicheTilgungsbetrag für den ersten Zinsbindungs‐zeitraum aus der anfänglichen Darlehenshöhe und dem Faktor bestimmt,welcher sich unter Beachtung der tilgungsfreien Anfangsjahre nach Formel5.23errechnet. Die jährliche Ratenzahlung für diese Darlehensform ergibt sich aus demTilgungsbetragergänztumdenZinsbetrag(sieheGleichung5.21c).

, , 1

, ,

(5.23)

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ∶ , , , ∶ , ,

Für die Zeiträume nach der ersten Zinsbindungsperiode erfolgt die Ermittlung derRatenzahlungenäquivalent.Hierfürwirdder jeweiligeRestschuldbetragzumBeginndereinzelnenBindungsperiodenmit multipliziert,welcherinAbhängigkeitderDarlehensrestlaufzeitunddesdanngültigenZinssatzesberechnetwird.FürTilgungs‐darlehensindwiederdieZinszahlungenseparatzuberücksichtigen(sieheGleichun‐gen5.21dunde).

DieRestschuld einesamAnfangvon inAnspruchgenommenenDarlehenszu Beginn eines Modelljahres bestimmt sich aus der Restschuld zu Beginn desVorjahresabzüglichdesTilgungsanteilsderRatenzahlung,eineseventuellgewährtenTilgungszuschusses undeinergegebenenfallsmöglichenSondertilgung amEndedesVorjahres(sieheNebenbeding5.24).

, , , , , , , , ∙ 1 , , , , , , (5.24)

, , , , , , , , , , , ,

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∪ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶

HöheundZeitpunktderSondertilgungendurchdenInvestorsindinAbhängigkeitderVerfügbarkeit liquider Mittel Modellentscheidungen. Die zulässigen Zeiträume undder Umfang der Sondertilgungen können beschränkt werden. Die Hilfsvariable

istanweitere,hiernichtaufgeführteNebenbedingungengebunden.Siever‐ringertdiegeforderteRatenzahlungineinemModelljahr,fallsdiesediedurchvorge‐lagerteSondertilgungenreduziertenVerbindlichkeitenübersteigenwürde.

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 153

5.6.4 AuszahlungenfürInstandhaltungundAnlagenbetrieb

Die Auszahlungen für die Instandhaltung und den Anlagenbetrieb umfassen dieKostenfürdenEnergiebezugsowiedieKostenfürdieInspektion,Wartung/Reinigung,Reparatur/InstandsetzungundsonstigeKosten(bspw.Versicherungetc.)derAnlagenbzw. Bauteile während ihrer Nutzungsdauer. Die spezifischen EnergiebezugspreisewerdenmitdemParameter denImportflüssenundmitdemParameter den internen Flüssen zugewiesen. Die sonstigen Betriebs‐ und die Instandhaltungs‐auszahlungenfüreineSystemoptionkönnendurchdieParameter:

alsfixeKosten, alsvonderZustandsausprägungabhängigeKostenund alseinsatzabhängigeKostenvorgegebenwerden.

Gleichung5.25ermitteltdieInstandhaltungs‐undBetriebsauszahlungen,welchedenEigennutzerzonen zuzurechnen sind. Die Energiebezugsmenge einer Systemoptionwird anhand der Aktivität ihrer Prozesse erfasst. Die Energiekosten ergeben sichdurchdieMultiplikationderProzessaktivitäten mitdenPreisfaktoren bzw.

der Flüsse,welche den Prozessinput am dazugehörigen Knoten bereitstellen.Da die Energieabgabe der Prozesse repräsentiert, ist dabei noch der Prozess‐wirkungsgrad zuberücksichtigen.

(5.25)

,

, ∙ , , ∙ ,

, ∙ ,

, , ∙ , ,

,∈

∙

, , ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

, , , ,∈ ∶

∈ ∶∃ ,∈ ,

∈

∈ ∶∃ ,∈ ,

∈∈ ∶∃ ,∈ ,

∙ ,

∀ ∈ ∪ ;∀ ∈

154 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Die Energiekosten werden zusammenmit den restlichen Kosten durch den Anteil‐faktor aufdieangeschlossenenZonenverteiltundbildendieZahlungsgröße imFinanzplaneinesEigennutzers(sieheAbschnitt5.6.1S.143).

EineähnlicheNebenbedingungwirdzurKostenerfassung fürdenBetriebvonKWK‐bzw.PV‐Anlagenformuliert.DortübernimmtderAnteilsfaktor dieVerteilungderKostenaufdieeinzelnenAnlagenbetreiber,welchealsZahlungsgröße inihremFinanzplanerscheinen.UmdieBetrachtungeinerwarmmietenneutralenModernisie‐rung zu ermöglichen (siehe Abschnitt 5.6.6S.156), ist auch für die Mieterzonen eineentsprechende Gleichung implementiert. In dieser Gleichung werden die jährlichenKosten der Versorgungsanlagen durch einen zusätzlichen Faktor auf den umlage‐fähigenAnteilbeschränkt.DernichtumlagefähigeAnteil istdurchdenVermieterzutragenundbildetdieZahlungsgröße indessenFinanzplan.

5.6.5 EinzahlungenausderBewirtschaftungvonKWK‐undPV‐Anlagen

DieErfassungderEinzahlungenausdemBetriebvonKWK‐undPV‐Anlagen istengverknüpft mit der Modellierung der Energielieferungen im Energieflussgraphen.Abbildung17zeigtschematischdieUmsetzungfürdenBeispielfalleinesVermieters,derauchalsKWK‐Anlagenbetreiberauftritt.

Abbildung17: ModellierungderKWK‐AnlagenbewirtschaftungdurcheinenVermieter

KnotenKWK‐Stromsplit

Knotenzufluss

KnotenabflussStrom(Netzeinspeisung)

InputProzesseOutput

Strom(ausKWK‐Anlage)

KnotenabflussStrom(Antriebs‐ &Hilfsenergieetc.)

KnotenLiefervertrag(Betreiber)

Knotenzufluss

Strom(EVU)

VertragskonstellationB

VertragskonstellationA

KnotenLiefervertrag(Mieter)

Knotenzufluss

Strom(EVU)

InputProzesseOutput

KnotenabflussStrom(interneLieferung)

Knotenzufluss

Strom(interneLieferung)

PreisA

PreisB

Knotenabfluss

StrombedarfderMieter

InputProzesseOutput

VertragskonstellationB

VertragskonstellationA

InputProzessOutput

InputProzessOutput

ExterneVersorgung

InputProzessOutput

Strom

Strom

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 155

ZurBerücksichtigungderdreiverschiedenenNutzungs‐bzw.Vermarktungsmöglich‐keiten für die erzeugte Elektroenergie, speist der Knoten mit der KWK‐Anlage zu‐nächst einenEnergieverteilungsknoten. In diesemVerteilungsknotenwerden fiktiveUmwandlungsprozesse definiert, welche die erzeugte elektrische Energie in objekt‐interneVersorgungsenergie fürdasGebäude(Hilfs‐undAntriebsenergie,allgemeineBeleuchtungetc.), inobjektinterneVersorgungsenergie fürdieMieterund inobjekt‐externeVersorgungsenergietransformieren.DieobjektexterneLieferung–indiesemFall an denNetzbetreiber der vorgelagerten Netzebene –wirdmithilfe eines unbe‐schränkten Exportflusses abgebildet. Die objektinterne Elektroenergiebereitstellungfür die private Stromnutzung derMieterwirdmithilfe von zwei Knotenmodelliert,welchedasVersorgungsvertragsverhältnisdarstellen.DereineKnoten repräsentiertdie Vertragsseite des Anlagenbetreibers als Energielieferant und der andere dieVertragsseitederMieteralsEnergieabnehmer.

Diese Modellierungsmethode erlaubt, verschiedene Konstellationen von Vertrags‐verhältnissen in die Analyse einzubeziehen. Für den dargestellten Beispielfall seiangenommen,dass füreinenLieferpreisAdieHälftederMieterbereitwären,einenVersorgungsvertragmit demAnlagenbetreiber abzuschließen. Für einen geringerenLieferpreisBwärendagegenalleMieterdesGebäudesbereit,sichdurchdenAnlagen‐betreibermitElektroenergieversorgenzulassen.DiedritteMöglichkeitbestehtdarin,dass der Eigentümer von der Bewirtschaftung einer PV‐ oder KWK‐AnlageAbstandnimmtbzw.alleMietereinenLiefervertragmiteinemexternenAnbieterabschließen.DiesedreiKonstellationenwerdenalseinzelneVertragsvarianten inFormseparaterSystemoptionenmit jeweils einem Prozess im Vertragsknoten der Abnehmer abge‐bildet.DieMieter, die sich externversorgen, decken ihrenEnergiebedarfdurchdenImportfluss,derandiesemKnotenanliegt.

Im Vertragsknoten des Anlagenbetreibers werden die objektinternen Versorgungs‐verträge ebenfalls als einzelne Systemoptionenmit Prozessenabgebildet. ZusätzlichwirdauchandiesemKnoteneinImportflussfürdenElektroenergiebezugvoneinemexternen Anbieter benötigt. Über diesen Fluss bezieht der Anlagenbetreiber diefehlendeEnergiemengezurBelieferungseiner internenKunden,welcheernichtausseinerKWK‐Anlagebereitstellenkann(Reststrombezug).

DiespezifischenLieferpreiseAbzw.BwerdendurchdenParameter deninter‐nenLieferflüssenhinterlegt.ZusammenmitdemAktivitätsniveaudesdazugehörigenVertragsprozesses ergeben sich hieraus die Energiebezugskosten der angeschlos‐senenNutzerzone (sieheNebenbedingung5.25S.153).DieAuszahlungenderEnergie‐nutzer stellen gleichzeitig Einzahlungen für den Anlagenbetreiber dar. Die internenLieferflüsse werden deshalb durch den Faktor anteilsmäßig den Anlagen‐betreibernzugeordnet.DarüberhinausermöglichtderFaktorauchdieAnpassungder

156 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Einzahlungshöhe.SodientereinerseitszurReduktionderEinzahlungenumAbgabenundUmlagen(bspw.EEG‐Umlageetc.),diefürdenAnlagenbetreibernureinendurch‐laufendenPostendarstellen,vondenEnergienutzernaberzuzahlensindunddeshalbin enthaltenseinmüssen.Andererseitskönnendurch dieEinzahlungenumBeträgeerhöhtwerden,diemit nichtberücksichtigwerdenkönnen,dasiekeine Auszahlungen für den Energienutzer darstellen. Ein Beispiel ist der KWK‐Zuschlag,denderAnlagenbetreiberalsstaatlicheFördermaßnahmefürjedeerzeugtekWhelektrischeEnergie erhält, unabhängigdavon,wie sie genutztbzw. vermarktetwird.

DieEinzahlungen füreinenAnlagenbetreiberergebensichausGleichung5.26undwerden in seinem Finanzplankonto erfasst (siehe Abschnitt 5.6.1S.143). Die Ex‐portflussparameter und dienen zur Vorgabe der Konditionen für dieobjektexterneEnergielieferung.

,

, , , , ∙ , , , , ∙ , , ,∈ ∶

, , , ∙ , , , ∙ , ,

∈∈ ∶

∃ , ∈ ,

∈

∈

(5.26)

∀ ∈ ;∀ ∈

DasBeispielsolllediglichdasGrundprinzipzurModellierungderBewirtschaftungvonstromerzeugendenAnlagenverdeutlichen.Anlagengrößen‐und/oderenergiemengen‐spezifischeSonderregelungen,wiebspw.dieBagatellgrenzefürdiereduzierteEigen‐strom‐EEG‐Umlage, können mit der vorgestellten Abbildungsmethode ebenfallsberücksichtigt werden. Hierfür ist allerdings in Abhängigkeit des Sonderregelungs‐umfangseineetwasaufwendigereModellierungdesEnergieflussgraphenerforderlich,alsinAbbildung17dargestellt.

5.6.6 EinzahlungenausderGebäudebewirtschaftung

DieBestimmungderMieteinzahlungen imFinanzplaneinesVermieters(sieheAbschnitt5.6.1S.143)erfolgt inAbhängigkeitderBestandsdauerderMietverhältnisseinseinerNutzerzone.Nebenbedingung5.27zeigtzunächstdieErmittlungdergültigenMietpreise imbetrachtetenJahr (zweiterZeitindexvon ),differenziertfürdieJahre,indenendieMietverhältnissebegonnenhaben(ersterZeitindexvon ).

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 157

, , , ∙ , ∙ 1 , ∙ , ∙ , ∈ ∶

∃ , ∈ ,

(5.27)(a)

, , , , , , , , ,∈ ∶

(b)

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ; ∀ ∈ ∶

DerEinstiegsmietpreisfürNeumieterimJahr orientiertsichandemVergleichsmiet‐preisniveaudesGebäudestandorts(sieheGleichung5.27a).DasNiveaufürdenbeste‐hendenGebäudezustandamBeginndesAnalysezeitraumswirddurchdenParameter

vorgegeben.MitdemFaktor kanneineKorrekturdeserreichbarenEinstiegs‐mietpreises, d.h. eine mögliche Überhöhung oder notwendige Unterschreitung desVergleichspreises,vorgenommenwerden.

DurchdieUmsetzungvonModernisierungsmaßnahmenkönnen füreineNutzerzonegegebenenfalls ein höheres Vergleichsmietpreisniveau und entsprechend höhereEinstiegsmieten für den Folgezeitraum erreicht werden. Zur Modellierung einessolchen Mietspiegeleffekts werden Merkmalskategorien ∈ für verschiedene

Vergleichsmietpreisedefiniert,denenjeweilsdieFaktoren und zurAnpas‐

sungder erreichbarenEinstiegsmietpreise zugeordnet sind.DieseAnpassungsfakto‐renkommenzumTragen,soferndievorgegebenenKriterienderMerkmalskategorieerfülltsind,d.h. denWerteinsannimmt.

Mit der dargestellten Form vonNebenbedingung 5.27 können VergleichsmietpreisefüraufeinanderaufbauendeMerkmalskategorienberücksichtigtwerden.Dasbedeu‐tet,dasszumErreicheneinesPreisniveausgleichzeitigauchalleKriterienderdarun‐terliegendenNiveauserfülltseinmüssen.EinBeispielhierfüristeinMietspiegel,deralsMerkmaldenPrimärenergiebedarfdesGebäudesbetrachtet.FürdiesenFallunter‐liegt einer Nebenbedingung, die ähnlich wie bei der InanspruchnahmestaatlicherFördermittel imAbschnitt5.6.2S.146prüft,obderGebäudeprimärenergie‐bedarfunterdemgefordertenGrenzwertfürdasjeweiligePreisniveauliegt.Darüberhinaus ist es aber auchmöglich, voneinander unabhängige Kriterien,wie bspw. dieUmsetzungeinzelnerMaßnahmenoderbestimmterMaßnahmenkombinationen,zumErreichenhöhererVergleichsmietpreisniveaus indieAnalyseeinzubeziehen.AufdieformaleUmsetzunghierzuwirdandieserStellejedochnichteingegangen.

158 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

DerEinstiegsmietpreis derNeumieter istAusgangspunkt für ihreMietpreisentwick‐lung in den Folgejahren, in denen sie dann als Bestandsmieter zu sehen sind. DerMietpreisfürBestandsmieterimJahr ergibtsichausdemVorjahresmietpreiszuzüg‐licheinerSteigerung bzw. und/oderderModernisierungsumlage

,fallseineModernisierungvorgenommenwurde(sieheGleichung5.27b).Fürdie bestehenden Mietverhältnisse am Anfang des Analysezeitraums bildet der imBestandsjahr gültigeMietpreisdenAusgangspunktfürihreMietpreisentwicklung.

DieModellvariable repräsentierteineMietpreisanpassungnach§558BGB.SiewirddurchNebenbedingung5.28aufdieDifferenzzwischendemaktuellansetz‐baren Vergleichsmietpreis für den Vorjahresgebäudezustand und dem Vorjahres‐mietpreisbeschränkt.Dabeiistzubeachten,dassderVergleichsmietpreisumFörder‐mittelfürModernisierungenzuverringernist,dienachdemBeginneinesMietverhält‐nissesinAnspruchgenommenwurden.DieseAufgabeübernimmtdieModellvariable

, welche in Abhängigkeit der genutzten Zuschüsse und Zinsverbilligungen fürDarlehenermitteltwird.DieBinärvariable nimmtdenWerteinsan,soferneine Mietsteigerung vorgenommen wird. Sie dient zur Sicherstellung derLösbarkeit von Nebenbedingung 5.28, falls die Summe aus dem Vorjahresmietpreisund den zu berücksichtigen Fördermitteln größer ist, als der anzusetzende Ver‐gleichsmietpreis.DieserUmstandkanndurchvorgelagerteModernisierungsumlagenund/odereinenüberhöhtenEinstiegsmietpreiseintreten.

, , , ∙ 1 , ∙ ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

(5.28)

, , , , ∙ 1 , ,

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ; , , , ,

Für einenUmsetzungspunkt mitDurchführung vonModernisierungsmaßnahmenrepräsentiert dieAnpassungdesMietpreisesandenVergleichsmietpreisvorderModernisierung.NachderAnpassungkannsofortdieModernisierungsumlageinaufgeschlagenwerden. stelltdagegendiealternativeMöglichkeitfüreine

Mietpreisanpassung zu einemUmsetzungszeitpunkt dar. In diesem Fallwird zuerstdieModernisierungsumlageaufdieVorjahresmietpreiseaufgeschlagen.AnschließendkannimselbenJahreineMietpreisanpassungandenansetzbarenVergleichsmietpreis

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 159

nach derModernisierung erfolgen, sofern noch ein entsprechenderHandlungsspiel‐raum besteht. Hierfür ist einer zur Nebenbedingung 5.28 ähnlichen Be‐schränkung unterworfen. Sie gilt lediglich für die Umsetzungszeitpunkte undunterscheidet sich dadurch, dass für derWert für anzusetzen ist undeine vorgenommene Modernisierungsumlage in die Möglichkeit zur Preisstei‐gerung über den Weg der Mietpreisanpassung gegebenenfalls schmälert. Sowohl

als auch unterliegen zwei weiteren Restriktionen, welche dieEinhaltung der gesetzlichen Vorgaben zur Sperrfrist und zur Kappungsgrenze beiMietpreisanpassungensicherstellen.

Zur Beschränkung der Modernisierungsumlage werden vier Nebenbedin‐gungen formuliert. Die erste begrenzt auf den anrechenbarenModernisie‐rungsanteil an denAnfangsauszahlungen für dieMaßnahmenumsetzung.Die zweiteNebenbedingung berücksichtigt, dass auch für Modernisierungsumlagen die Miet‐preisüberhöhungsgrenze gilt. Die dritte Nebenbedingung dient optional zur verein‐fachtenBerücksichtigungderwirtschaftlichenMieterbelange, indemdieModernisie‐rungsumlage auf ein vorzugebendes Vielfaches der Energiekostenreduktion im Jahrder Maßnahmenumsetzung beschränkbar ist. Mithilfe der vierten NebenbedingungkannzusätzlichdasErreicheneinerWarmmietenneutralitätinnerhalbeinesvorzuge‐bendenZeitraumsnach jedemUmsetzungszeitpunktgefordertwerden.Hierfürwird

vereinfachtaufdiedurchschnittlichejährlicheReduktionderumlagefähigenInstandhaltungs‐ und Betriebskosten beschränkt, die innerhalb dieses ZeitraumsdurchdieMaßnahmenumsetzungdenMieternzugutekommt.DalediglichdieModer‐nisierungsumlage als Bezugsgröße für die Warmmietenneutralität betrachtet wird,könntedieseVorgabe allerdingsdurchdieMieterhöhungsmöglichkeitennach § 558BGB in gewissem Umfang umgangen werden, sofern durch die Modernisierung einhöheresVergleichsmietpreisniveauerreichtwird.DieserUmstandwirdhierzunächstinKaufgenommen,daAnpassungenandenVergleichsmietpreisfürdenGebäudeaus‐gangszustandauchohneModernisierungmöglichseinmüssen.

Die Bestimmung der jährlichen Mieteinzahlungen für den Finanzplan einesVermieters erfolgt letztendlich nach Gleichung 5.29. Der Parameter drückt dieAnzahlderseitdemJahr bestehendenMietverhältnisseimbetrachtetenJahr aus.ErwirdausderAnzahlderexistierendenMietverhältnissezuBeginndesAnalysezeit‐raumsunddervorzugebendenMieterfluktuationbiszumAnalysehorizonterrechnet.Vereinfachend wird davon ausgegangen, dass die neuen Mietverhältnisse stets dieältesten Mietverhältnisse ersetzen. Weiterhin wird unterstellt, dass die AuflösungeinesMietverhältnissesimmeramEndeeinesJahreserfolgt.Für entspricht derAnzahlderneuenMietverhältnisseimbetrachtetenJahr.

160 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

,

, ∙ , ∙ , ∙ , ,

∈ ∶

∙ 1 , ∙ , ∙ , ∙ ,∈ ∶

∃ , ∈ ,

, , ∙ , ,

∈ ∶

∙ , ∙ 12 (5.29)

∀ ∈ ;∀ ∈

DerParameter reduziertdieMieteinzahlungenderNeumieter imEinzugsjahrumdieMietausfällewährendderLeerstandzeit vordemBeginndesneuenMietverhält‐nisses. Da der Modernisierungsgrad des Gebäudes oftmals einen wesentlichen Ein‐flussaufdieDauerderLeerstandzeitenhat,wirdzusätzlichderFaktor definiert,mitdemdieerreichbareLeerstandzeitreduktiondurchModernisierungsmaßnahmenberücksichtigtwerdenkann.DieDauerderLeerstandzeitbeeinflusstgleichzeitigauchdieLeerstandkosten imFinanzplandesVermieters.

5.6.7 AbsetzungfürAbnutzung

Die Ermittlung der AfA‐Beträge erfolgt aufgrund der aus steuerrechtlicher Sichtunterschiedlich zu behandelnden Bereiche Eigennutzung, Vermietung und Anlagen‐bewirtschaftung getrennt für die jeweils zurechenbaren Investitionsanteile einesEigentümers. Das Modell beschränkt sich auf den Ansatz linearer Absetzungen, dadiesedenRegelfalldarstellen.

Für Investitionsanteile, die den Nutzerzonen zuzurechnen sind, wird der jährlicheAbsetzungsbetrag für eine Systemoption in Abhängigkeit der Absetzungsdauer durch Nebenbedingung 5.30 bestimmt. Eine ähnliche Nebenbedingungwird für dieAfA‐Beträge imBereichderAnlagenbewirtschaftung formuliert.DieMöglichkeit dersteuerlichenBerücksichtigungvonModernisierungenfürEigennutzerwirdalsAnaly‐seoptionimplementiert.

ModellierungderökonomischenEntscheidungsaspekte 161

, , ,

∈ ∶∃ , ∈ ,

, , ∈ ∪

, , , ,

, , , ,

∙ ,

, ∈ ∶∃ , ∈ ,

,

,

(5.30)

∀ ∈ ;∀ ∈ ∪ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ;∀ ∈

InderRegelstehtderAbsetzungszeitraumfüreineMaßnahmevonvornhereinfest.Erist abhängigdavon, obdieMaßnahmealsHerstellungs‐ oderErhaltungsaufwand zuinterpretieren ist und ob sie ein selbständiges Wirtschaftsgut oder einen Teil desWirtschaftsgutes „Gebäude“ betrifft. In diesem Fall ist Nebenbedingung5.30 zurBestimmungderAfA‐Beträgeausreichend.FürvermieteteZonenistdieBesonderheitzu beachten, dass Modernisierungsmaßnahmen, die für sich allein genommen Auf‐wendungen zum Erhalt des Gebäudes darstellen, in Abhängigkeit desMaßnahmen‐umfangs gegebenenfalls als Herstellungsaufwand zu sehen sind (Standardsprung‐regelung).DieAbsetzungszeiträumestehenindiesemFallnichtvonvornherein fest,sondern ergeben sich erst aus der Modellentscheidung zur gesamten Maßnahmen‐umsetzungimAnalysezeitraum.

Um diese Gegebenheiten berücksichtigen zu können, ist Nebenbedingung5.30 alsUngleichung formuliert. Siebeschränkt sich aufdieBegrenzungdesmaximalmögli‐chenJahresabschreibungsbetrags,indemfürdenParameter deraussteuerrecht‐licherSichtkürzesteAbschreibungszeitraumvorgegebenwird.DieBeschränkungderAfA‐BeträgefürdenFalleinesStandardsprungesübernimmtNebenbedingung5.31.

162 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

, , ,

∈ ∶∃ , ∈ ,

, , ∈ ∪

, , , ,

, , , ,

∙ ,

, ∈ ∶∃ , ∈ ,

,

,

(5.31)

∙ 1 ,

∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ;∀ ∈ ∶ ; ∀ ∈ ; ,

Die Binärvariable in dieser Ungleichung ist an weitere Nebenbedingungengebunden.Siestellensicher,dass denWerteinsannimmt,soferndieKriterienfür einen Standardsprung innerhalb eines vorzugebenden Bezugszeitraums erfülltsind. In diesem Fall werden alle in diesem Zeitraum durchgeführten und der ZonezurechenbarenMaßnahmenalsHerstellungsaufwandbetrachtetundüberdensteuer‐lichen AfA‐Zeitraum der Zone linear abgesetzt. Als StandardsprungkriterienkönnenbestimmteMaßnahmenkombinationenund/oderdiedurchschnittlicheMiet‐preissteigerunginnerhalbdesBezugszeitraumsfestgelegtwerden.

5.7 Zielfunktionen

EntsprechenddenimUnterkapitel4.4S.81herausgearbeitetenZielsetzungenEinkom‐mensmaximierung, Vermögensmaximierung und PrimärenergiebedarfsminimierungwerdenfürdasModelldreialternativeZielfunktionenformuliert.DieersteAnalyseva‐riantemitZielfunktion5.32dientderEntscheidungsunterstützungvonGebäudeeigen‐tümern,diedenVermögenswert amEndedesPlanungszeitraumsmaximierenmöchten.Dieser ergibt sich ausderSummedes liquidenMittelbestandes unddenRestwerten derSystemkomponentenzudiesemZeitpunkt.GeplanteMittel‐entnahmenwährenddesAnalysezeitraumskönnenfixvorgegebenwerden.

Zielfunktionen 163

max (5.32)

,

, , ∙ ,

∙ , , ∈ ∶

∃ , ∈ ,

∈∈

∈∈ ∶

∙

beinhaltet keine Mittel aus der kurzfristigen Ergänzungsfinanzierung, da an‐nahmegemäß sämtliche Fremdmittel bis zum Analysehorizont getilgt sein sollen.EnthaltensindaberdieAnfangsauszahlungenfürdielangfristigenKapitalanlagen,dadieseamEndedesPlanungszeitraumszurückgezahltwerden.DerRestwert einerzumZeitpunkt umgesetztenMaßnahmeamEndedesPlanungszeitraumswirdausderAnfangsauszahlung unddemVerhältnis der noch verbleibendenNutzungsdauerzurgesamtentechnischenNutzungsdauerbestimmt.DerParameter erlaubteineKorrektur dieses Restwertes, um einen vom linearen Werteverzehr abweichenden

Wertberücksichtigenzukönnen.Tretenmehrere InvestorenalsTeileigentümerdesbetrachteten Gebäudes auf, ist einMaßnahmenbündel umzusetzen, das die Zustim‐mung aller Beteiligten findet. DerWichtungsfaktor spiegelt den Entscheidungs‐einflussdeseinzelnenTeileigentümerswider.

Die zweite Analysevariante mit Zielfunktion 5.33 richtet die Modernisierungs‐entscheidung an der Entnahmemöglichkeit liquider Mittel aus. Maximiert wird dieMittelentnahme , die derMittelentnahme im ersten Jahr des Analyse‐zeitraumsentspricht.

max (5.33)

,

∈∈ ∶

∙

164 EntwicklungdesBRIAMO‐Modells Kapitel5

Mithilfe der zusätzlichenNebenbedingung 5.34 für diese Analysevariantewird eineBeziehung zwischen des ersten Jahres und aller folgenden Jahrehergestellt.Der Faktor dient zur Vorgabe des Entnahmeverhältnisses zwischen den Jahren.EineweitereNebenbedingung fordertdieEinhaltungeinesvorzugebendenMindest‐vermögenswertes für jedenEigentümeramEndedesAnalysezeitraums.DieserEnd‐wert ergibt sichwiederumausderSummeseines liquidenMittelbestandesunddenRestwertanteilenderSystemkomponenten,welcheihmzuzurechnensind.

, , ∙ , ∈ ∶

(5.34)

∀ ∈ ;∀ ∈ ∶

Die dritte Analysevariante mit Zielfunktion 5.35 führt die Modelllösung zur größt‐möglichenReduktiondesGebäudeprimärenergiebedarfsimAnalysezeitraum,welchedurchdenbzw.dieEigentümerunterdenvorgegebenenRahmenbedingungenfinan‐zierbar ist. Dabei können für jeden Eigentümer geplante Entnahmen von liquidenMitteln berücksichtigt unddieEinhaltung einesMindestvermögensendwertes gefor‐dert werden.Wird dieser auf den Endwert der Unterlassungsalternative festgelegt,zeigtdieModelllösungdiewirtschaftlicheGrenze zurReduktiondesPrimärenergie‐bedarfsauf.

min (5.35)

∈

∈

∈ ∶∃ , ∈ ,

,

∈ ∶

∈ ∶

,

Kapitel6 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung

Im Folgenden wird die Anwendung und Aussagekraft desBRIAMO‐Modells anhandvon zwei exemplarischen Fallstudien demonstriert. Deren Charakterisierung erfolgtzusammenmitderVorstellungderzubetrachtendenSzenarien imUnterkapitel6.1.ImUnterkapitel6.2S.167werdendiewichtigstenEingangsdatenfürdieUntersuchun‐gen aufgeführt. Die Analyseergebnisse werden in den Unterkapiteln 6.3S.186 und6.4S.199 erörtert. Unterkapitel6.5S.210 beinhaltet noch einige allgemeine Informa‐tionenzumModellsowiezurProblemgrößederdurchgeführtenModellläufe.

6.1 DefinitionderFallstudienundSzenarien

Die Modernisierungsentscheidung wird für ein exemplarisches Mehrfamilienhausanalysiert. Das 1974 errichtete freistehende Gebäude umfasst zwölf gleichgroßeWohneinheiten,die sichübervierGeschosseverteilen.DerbegehbareDachraum istnicht ausgebaut. Die Wärmeversorgung erfolgt über ein gebäudezentrales Heiz‐wärme‐ und Warmwasserversorgungssystem. 1994 wurden bereits einige energie‐relevante Modernisierungen durchgeführt. Diese beinhalteten den Austausch desWärmeerzeugers und des Warmwasserspeichers. Gleichzeitig umgesetzte Wärme‐schutzmaßnahmenbeschränktensichaufdieDämmungderoberstenGeschossdecke.An den Außenwänden wurde eine Instandsetzung der vorhandenen BausubstanzinklusiveeinesneuenAnstrichsvorgenommen.DieFenstersindregelmäßiggewartetworden.GemäßdenBestimmungenderEnEVwurde inzwischeneineDämmungderfrei zugänglichen Versorgungsleitungen außerhalb der thermischen Hülle nach‐gerüstet.EinhydraulischerAbgleichderHeizungsanlageistbereitserfolgt.

166 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

DiesesBeispielgebäudestelltfürbeideFallstudiengleichermaßendenAusgangspunktdar. Für den ersten Anwendungsfall wird unterstellt, dass das Wohngebäude aus‐schließlichvonEigennutzernbewohntwird.DieModernisierungsentscheidungwirdaus Sicht der Wohnungseigentümergemeinschaft als einzelner Investor betrachtet.DerzweiteAnwendungsfallnimmtdiePerspektiveeinesGebäudebewirtschaftersein,deralseinzelnerEigentümeralleWohneinheitenvermietet.FürjedederbeidenFall‐studienwirddieEntscheidungssituationunterdreiverschiedenenGesichtspunkteninFormvonBasisszenarienuntersucht(sieheTabelle7).

Tabelle7: ÜbersichtzudenFallstudienundSzenarien

Fallstudien Basisszenarien SzenarienmitParametervariation

Eigennutzer(E)

OhnegeplanteInstandsetzung(FREI)EsbestehenkeineHandlungszwängeZielsetzung:Vermögensendwertmaximierung

keine

MitgeplanterInstandsetzung(INST)AustauschWärmeerzeuger,Warmwasser‐speicherundFenstersowieAußenwandanstrichZielsetzung:Vermögensendwertmaximierung

VariationderEntwicklungdesEnergiepreisniveaus(EP++/+/‐/‐‐)unddesZinssatzniveaus(ZS++/+/‐/‐‐)

MinimierungdesPrimärenergiebedarfs(MPEB) keine

Vermieter(V)

OhnegeplanteInstandsetzung(FREI)EsbestehenkeineHandlungszwängeZielsetzung:Vermögensendwertmaximierung

keine

MitgeplanterInstandsetzung(INST)AustauschWärmeerzeuger,Warmwasser‐speicherundFenstersowieAußenwandanstrichZielsetzung:Vermögensendwertmaximierung

VariationderEntwicklungdesVergleichsmietpreisniveaus(MP++/+/‐/‐‐)unddesZinssatzniveaus(ZS++/+/‐/‐‐)

MinimierungdesPrimärenergiebedarfs(MPEB) keine

DasersteBasisszenarioderFallstudien(FREI)betrachtetdieEntscheidungssituationunterderAnnahme,dassInstandsetzungennochnichtalsnotwendigerachtetwerdenundmöglichstlanghinauszuzögernsind.ZumbetrachtetenUmsetzungszeitpunktsindalso keine Instandsetzungen vorgesehen. Mit diesen Szenarien wird untersucht, obeine sofortige Durchführung von Modernisierungsmaßnahmen aus rein wirtschaft‐lichen Beweggründen heraus für die Eigentümer vorteilhaft wäre. Deshalb werdenhier die ordnungsrechtlichen Zwänge der EnEV 2014 hinsichtlichNachrüstpflichtenund einzuhaltender Kennwerte bei den zu empfehlenden Maßnahmen bewusstignoriert.AlsZielsetzungwirddieMaximierungdesVermögensendwertesbetrachtet.

In den Szenarien mit geplanten Instandsetzungen (INST) wird dagegen unterstellt,dasseinErsatzdesWärmeerzeugers,desWarmwasserspeichersundderFenster imRahmenderturnusmäßigenErneuerungenbzw. Instandsetzungenzumbetrachteten

ModellaufbauundDatengrundlage 167

Umsetzungszeitpunkt vorgesehen ist. Zusätzlich soll die Außenwand einen neuenAnstricherhalten.DieAnforderungenderEnEV2014sindzuerfüllen.AlsZielsetzungderEigentümerwirdebenfallsdieMaximierungdesVermögensendwertesbetrachtet.Analysiertwird,welcheErsatzmaßnahmenzuempfehlensindund inwiefernzusätz‐licheMaßnahmen imZugeder geplantenArbeiten auswirtschaftlicher Sicht gleich‐zeitigmitdurchgeführtwerdensollten.

MitdemdrittenBasisszenarioderFallstudien(MPEB)wirdschließlichdiewirtschaft‐licheGrenze einer sofortigen,möglichsthohenReduktiondesPrimärenergiebedarfsausgelotet. Hierbei wird gefordert, dass der Endwert mindestens das Niveau derUnterlassungsalternativeerreichenmuss.

Für die zwei Basisszenarien mit geplanter Instandsetzung wird mithilfe weitererSzenarien zusätzlich die Empfindlichkeit der Modellentscheidungen gegenüberunsicheren Eingangsparametern untersucht. Die Auswahl der Parameter orientiertsich einerseits am Unsicherheitsgrad und andererseits an der zu erwartenden Ein‐flussstärke ihrer Variation auf dasModellergebnis. Für den Eigennutzerfall werdenunterschiedliche Energiepreisentwicklungen betrachtet. Für den Vermieterfall wirddagegen die Abweichung erwarteter Vergleichsmietpreise analysiert. Für beideAnwendungsfälle wird zusätzlich eine Variation des zukünftigen Zinssatzniveausvorgenommen.

6.2 ModellaufbauundDatengrundlage

DieZonierungdesbetrachtetenGebäudesunddieGliederungdesAnalysezeitraumswerden aufmöglichst kurze Rechenzeiten für die Anwendungsfälle ausgerichtet. Eswird davon ausgegangen, dass eine einheitliche Nutzungsstruktur und einheitlicheökonomische Rahmenbedingungen für die Wohneinheiten des Gebäudes vorliegen.AlleWohneinheitenwerdendeshalbineinerNutzerzonezusammengefasst.

AlsBestandsjahrwirddasJahr2014festgelegt.DieLängedesAnalysezeitraumswirdauf20 Jahrebeschränkt (Anfang2015bisEnde2034).Eswird lediglicheinUmset‐zungszeitpunktamBeginndesAnalysezeitraumsbetrachtet(Umsetzungszeitpunkt=Anfang2015).FürvorhandeneBauteileundAnlagen,dievoraussichtlichnichtmehrbis zum Analysehorizont einsetzbar sind, werden im Laufe des AnalysezeitraumsAuszahlungen für Instandsetzungs‐ bzw. Ersatzmaßnahmen berücksichtigt. DerRestwert von Systemgestaltungsoptionen, deren übliche Nutzungsdauer über denAnalysehorizont hinausreicht, ergibt sich aus den Anfangsauszahlungen und derlinearenWertminderungbiszudiesemZeitpunkt.

168 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Zur Abbildung der unterjährigen Energiebedarfsstruktur und zurAnalyse des Anla‐geneinsatzeswerden lediglich 3 Typwochenmit jeweils einem Typtag definiert. ImFolgenden wird deshalb nur noch die Bezeichnung „Typtag“ verwendet. Der ersteTyptagrepräsentiertdiekältestenWintertage.DerzweiteTyptagstehtstellvertretendfürdieTagederheizfreienSommerzeit.DierestlichenTagedesJahreswerdendurchden dritten Typtag für die Übergangszeiten dargestellt. Jeder Typtag ist in viertel‐stündliche Zeitschritte untergliedert. Eine Ausnahme bilden die Nachtstunden zwi‐schen23:00Uhrund4:30Uhr.DiesewerdenzueinerZeitscheibezusammengefasst.EinJahrwirddamitdurchinsgesamt225Zeitscheibenrepräsentiert.

ImFolgendenwerdenwesentlicheEingangsdatenfürdieAnalysenvorgestellt.Sofernnichtandersgekennzeichnet,handeltessichumeigeneAnnahmenfürdieFallstudien.Die techno‐ökonomischen Parameter der Systemoptionen orientieren sich weitge‐hendanvergleichbarenWertenausderLiteratursowieanHerstellerangaben(Stand2014).AufdieberücksichtigtenQuellenwirdanentsprechenderStelleverwiesen.

6.2.1 Gebäudeausgangszustand

InTabelle8sindAngabenzudenFlächen,zudenvorhandenenVersorgungsanlagenund zum energetischen Ausgangszustand des betrachteten Gebäudes zusammen‐gefasst.DieKennwertewurdenmiteinerzugelassenenSoftwarezurBerechnungderenergetischenNiveausfürKfW‐EffizienzhäusernachDINV4108‐6/4701‐10ermittelt.

Tabelle8: KennwertedesbetrachtetenGebäudesimAusgangszustand

GebäudenutzflächeANWohnflächeNutzerzone

1010m² 840m²(12Wohneinheitenzuje70m²)

Dachflächen(Satteldach)AusrichtungNord/Südjeweils163m²mit30°Neigung(130m²nutzbarfürPV‐undsolarthermischeAnlagen)

ThermischeHülle(Fläche|U‐Wert)

ObersteGeschossdecke: 267m² | 0,56W/m²KAußenwandNord:Opak: 229m² | 0,90W/m²KTransparent: 58m² | 2,80W/m²KAußenwandSüd:Opak: 218m² | 0,90W/m²KTransparent: 69m² | 2,80W/m²KAußenwändeOst/Westjeweils:Opak: 107m² | 0,90W/m²KTransparent: 23m² | 2,80W/m²KKellerdecke: 267m² | 1,05W/m²K

Versorgungsanlagen GaskesselohneBrennwertnutzung 65kWSpeicher‐Wassererwärmer 750l

Spez.PrimärenergiebedarfqpBestandsgebäude 173,3kWh/m²aReferenzwertvergleichbarerNeubau 53,3kWh/m²a

Spez.TransmissionswärmeverlustHT'Bestandsgebäude: 1,11W/m²KReferenzwertvergleichbarerNeubau: 0,50W/m²K

ModellaufbauundDatengrundlage 169

DieWärmeversorgungdesGebäudeswirdimAusgangszustanddurcheinenzentralenGaskessel ohne Brennwertnutzung und einen Speicher‐Wassererwärmer sicherge‐stellt. Beide befinden sich außerhalb der thermischen Hülle im Kellergeschoss. DieVorlauftemperaturdesHeizsystemsbeträgtfürdenWintertyptagca.70°C.WährendderÜbergangszeitverringertsiesich imMittelauf45°C.DieAbgabetemperaturdesWarmwasserspeichersistaufmindestens60°Czuhalten[85].DieZirkulationsanlagewirdzwischen23:00und4:30Uhrabgeschaltet.

6.2.2 SystemgestaltungsoptionenzurModernisierung

Als Systemgestaltungsoptionen zur energetischenModernisierungwerden verschie‐dene Wärmebereitstellungsanlagen, Wärmespeicher, Dämmstandards und Fenster‐varianten in Betracht gezogen. Tabelle 9 zeigt eine Aufstellung zusammenmit denangenommenentechno‐ökonomischenParametern.DieAuszahlungenfürdieInstand‐haltungorientierensichandenMittelwertenderVDI2067überdieNutzungsdauernder Systemoptionen sowie an Herstellerangaben und Angeboten entsprechenderServicedienstleister(Stand2014).FürdieEntwicklungderInstandhaltungsausgabenwirdeinejährlicheSteigerungsratevon1,5%unterstellt.

Die vorhandenen Versorgungsanlagen können mit hoher Wahrscheinlichkeit nichtmehrbiszumAnalysehorizontgenutztwerden.UmdieVergleichbarkeitzwischenderzumbetrachtetenUmsetzungszeitpunktmöglichenMaßnahmenunterlassung(Szena‐rio FREI) und der sofortigen Maßnahmenumsetzung (Szenario INST) zu gewähr‐leisten,werdenfolgendeFestlegungenzumErsatzbzw.zurInstandsetzungderbeste‐hendenKomponentenimLaufedesAnalysezeitraumsgetroffen:FürdenvorhandenenGaskesselunddenSpeicher‐Wassererwärmerwirddavonausgegangen,dassdieseinspätestens 10Jahren auszutauschen sind. Zu diesem Zeitpunkt fallen AuszahlungenfürentsprechendeErsatzanlagenan,fallsdersofortigeAustauschunterbleibt.FürdieBestandsfensterunddieAußenwandwirdspätestensin10JahreneineGrundüberho‐lung inklusiveeinesneuenAnstrichsnotwendig.DieAuszahlungenhierfürentfallen,falls zumUmsetzungszeitpunkt neue Fenster eingesetztwerden bzw. dieDämmungderAußenwanderfolgt.

GrundsätzlichwirddieFestlegunggetroffen,dassdieDämmungderAußenwandnurim Zusammenhang mit dem Austausch der Bestandsfenster vorgenommen werdensoll.ÄnderungenandenAnlagenzurHeizwärmeverteilungbzw.‐übergabesindindenFallstudiennichtvorgesehen.ImHinblickaufdieobengenanntenTemperaturniveauszurWarmwasser‐ undHeizwärmeversorgung sind die Einsatzbedingungen für eineelektrische Kompressionswärmepumpe nicht ideal. Zwar bieten einige HerstellerAnlagenan,welchedievorgegebenenTemperaturenbereitstellenkönnen,jedochnur

170 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

unterInkaufnahmerelativgeringerLeistungszahlen.DieerreichbarenNutzungsgradewerdendementsprechendniedrigangesetzt,umdasEnergieeinsparpotenzialunddieWirtschaftlichkeitdieserVersorgungsoptionnichtzuüberschätzen.

Tabelle9: SystemgestaltungsoptionenmitausgewähltenParametern127

Systemgestaltungsoption TechnischeParameterÖkonomischeParameter

fixeAuszahlungen

größen‐/einsatzabhängigeAuszahlungen

Gasbrennwertkesselinkl.Schornsteinsanierung 0,98 25a

4.300110

€€

902€/kW€/kW

ElektrischbetriebeneWasser‐Wasser‐Kompressionswärmepumpeinkl.Brunnen ü

2,24,42,8

25a18.000

350€€

1902€/kW€/kW

KWK‐Anlage(Gasmotor)inkl.NetzanschlussundAbnahme

      <4kWel 0,25

0,63

20a 12.000 €

4.0000,05

€/kWel

€/kWhel

4–10kWel2.2000,05

€/kWel

€/kWhel

>10kWel 0,29

0,59 1.3000,04

€/kWel

€/kWhel

SolarthermieanlageFlachkollektor(BezugBruttokollektorfläche)

PotenziellerErtrag:550kWh/m²a

25a 3.850140

€€

2506,5

€/m²€/m²

PV‐Anlageinkl.NetzanschlussundAbnahme

Ertrag:950kWh/kWp

25a 1.000330

€€

2.0005,5

€/kWp€/kWp

Speicher‐Wassererwärmer/Warmwasser‐speicher

monovalent3,1 kWh/d 25a

600 €

4.80050

€/m³€/m³

bivalent 5.30050

€/m³€/m³

Heizwärmepufferspeicher 3,3 kWh/d 25a 2.70030

€/m³€/m³

DämmungderWarmwasserzirkulationnachEnEV‐Standardinkl.Instandsetzung

SieheAbschnitt6.2.3

50a 8.000 €

DämmungobersteGeschossdecke

0,24–0,15kWh/m²K50a 8.500 €

70 €/(kWh/m²K)

<0,15kWh/m²K 180 €/(kWh/m²K)

DämmungAußenwand

0,24–0,18kWh/m²K40a 77.000 €

40 €/(kWh/m²K)

<0,18kWh/m²K 135 €/(kWh/m²K)

DämmungKellerdecke

0,3–0,20kWh/m²K50a 8.500 €

35 €/(kWh/m²K)

<0,20kWh/m²K 120 €/(kWh/m²K)

FernsterWärme‐schutzverglasung

2‐fach1,3kWh/m²K40a

65.000 €

3‐fach0,8kWh/m²K 75.000 €

127In Anlehnung an [13/35/36/95/101/147/202/222/248/284] sowie verschiedene Hersteller‐/Dienst‐leisterangaben und eigene Annahmen. Nutzungsgrad der gasbetriebenen Anlagen bezogen auf Hi.Bereitschaftswärmeaufwand proTagbei45KelvinTemperaturdifferenz.Indizes:wi=HeizungWinter‐typtag,üb=HeizungÜbergangstyptag,ww=Wassererwärmung,el=elektrisch, th= thermisch.Anfangs‐auszahlungen inkl.Anlage/Material,LieferungundMontage.Auszahlungen fürInstandhaltungundBetrieb(ohneAuszahlungenfürEnergiebezug)inkl.Inspektion,Reinigung,Wartung,Reparatur/Verschleiß‐teilaustausch und Instandsetzung/Generalüberholung sowie zusätzliche Energiezählermieten und Versi‐cherungen.FürdiePV‐unddieKWK‐AnlagesindNettobeträgeangegeben.

ModellaufbauundDatengrundlage 171

6.2.3 Energiebedarfsstruktur

DasbetrachteteGebäudehatimAusgangszustandeinenjährlichenHeizwärmebedarfvon90.600kWh.DerWärmebedarffürWarmwasserbeläuftsichauf12.600kWhproJahr. Der jährliche elektrische Energiebedarf für eineWohneinheit wirdmit durch‐schnittlich2.500kWhangenommen. ZurAbbildungderEnergieinanspruchnahme indenZeitscheibenderTyptagewerdenBedarfsprofileimModellhinterlegt.

Zur Bestimmung der unterjährigen Struktur des Heizwärmebedarfs wird zunächstder Heizlastverlauf des Gebäudes im Ausgangszustandmit der SimulationssoftwareTRNSYS ermittelt. Die Simulation erfolgt mit viertelstündlicher Schrittweite für einJahr.AufGrundlagedes simuliertenLastgangswird eineHeizlastprofilerstellung fürdie drei Typtage vorgenommen. Der Wintertyptag repräsentiert den durchschnitt‐lichenLastverlaufderkältestenTage,derenHeizwärmebedarfmindestens60%desmaximalen Tagesheizwärmebedarfs im Jahr erreicht. Die restlichen Tage mit Heiz‐wärmebedarfwerdenzurProfilerstellungfürdenÜbergangstyptagherangezogen.Umdie Änderung der Heizlaststruktur in Abhängigkeit der gewählten Fenstervariantesowie des Außenwand‐ und Deckendämmstandards zu bestimmen,werdenweitereSimulationenmitVariationderentsprechendenBauteilparameterdurchgeführt.

Im ersten Schritt werden die Einzeleffekte der transparenten Flächen untersucht.Abbildung18 zeigt für denWintertyptagdenEinfluss der Fenstervarianten aufdenHeizlastverlaufbeiunverändertemDämmstandardderopakenthermischenHülle.

Abbildung18: Heizlastverlauf am Wintertyptag in Abhängigkeit der genutzten Fenster‐variantebeiunverändertemDämmstandardderopakenthermischenHülle

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Heizlast[kW

]

Tageszeit

Wintertyptag

2‐fachIsolierver‐glasung(Bestand)U‐Wert2,8W/m²Kg‐Wert0,76

2‐fachWärme‐schutzverglasungU‐Wert1,3W/m²Kg‐Wert0,63

3‐fachWärme‐schutzverglasungU‐Wert0,8W/m²Kg‐Wert0,41

OpakeFlächen(konstant):U‐WerteBestand OGD0,56W/m²K AW0,90W/m²K KD1,05W/m²KFenster:

172 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Zu erkennen ist die Absenkung der Heizlast in Abhängigkeit des Fenster‐U‐Wertessowie die Auswirkung des Gesamtenergiedurchlassgrads (g‐Wert) auf die solarenWärmegewinneüberdieTagesstunden.AusdiesenLastwertenwerdendieBedarfs‐profilwerte fürdieFensterprozesse(sieheUnterabschnitt5.5.4.1S.135)durchMulti‐plikationmitJahreszeitscheibendauer undeineNormierungaufden jährlichenHeizwärmebedarfdesGebäudesimAusgangszustandgebildet.

Im zweiten Schritt wird der Dämmeffekt der einzelnen opaken Flächen – obersteGeschossdecke (OGD), Außenwand (AW) und Kellerdecke (KD) – separat für jedeFenstervarianteuntersucht.Abbildung19 zeigtdieHeizlastprofile fürdie zweifacheWärmeschutzverglasungjeweilsinKombinationmiteinerDämmmaßnahme.Betrach‐tet wird die Anhebung des Dämmstandards der opaken Flächen vom Ausgangs‐zustandaufdasgeforderteEnEV‐Niveau.DiedadurcherreichteReduktionderHeiz‐lastwirdmitJahreszeitscheibendauer multipliziertundmitderentsprechendenU‐Wert‐Verringerung des entsprechenden Bauteils normiert. Diese Werte werdendem Parameter zugewiesen und bilden das Heizwärme‐Reduktionsprofil dereinzelnenDämmmaßnahmen(sieheUnterabschnitt5.5.4.2S.136).

Abbildung19: Heizlastverlauf am Wintertyptag für die Fenstervariante mit zweifacherWärmeschutzverglasung in Abhängigkeit der Dämmung einzelner opakerFlächenderthermischenGebäudehülle

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Heizlast[kW

]

Tageszeit

Wintertyptag

U‐WerteBestandOGD0,56W/m²KAW0,90W/m²KKD1,05W/m²K

OGD0,24W/m²KAWBestandKDBestand

OGDBestandAWBestandKD0,30W/m²K

OGDBestandAW0,24W/m²KKDBestand

Fenster(konstant): U‐Wert1,3W/m²K g‐Wert0,63OpakeFlächen:

ModellaufbauundDatengrundlage 173

Im dritten Schritt sind noch die Wechselwirkungen zwischen den opaken Einzel‐bauteildämmungen bei einer Kombination dieser Maßnahmen zu berücksichtigen.Abbildung 20 zeigt die Gegenüberstellung des durchAggregation der Einzelbauteil‐effekteerrechnetenHeizlastverlaufs(basierendaufdenebenermitteltenWertenfürund )unddemsimuliertenProfilverlaufderselbenMaßnahmenkombination.

Abbildung20: GegenüberstellungdessimuliertenunddesausdenEinzeleffektenerrechnetenHeizlastverlaufsfürdieKombinationvonWärmeschutzmaßnahmen

Für das betrachtete Gebäude ist festzustellen, dass sich die Einzeleinflüsse auf dasHeizlastprofil durch die Dämmstandardänderung von oberster Geschossdecke undKellerdecke kaum gegenseitig beeinflussen. Für dieseMaßnahmenkombination ent‐sprichtdassimulierteHeizlastprofildemerrechnetenSummenprofilausdenEinzel‐effekten. Die in Abbildung 20 erkennbaren Abweichungen treten zutage, wenn derDämmstandardderAußenwandalsgrößteHüllflächezusammenmitdemDämmstan‐dardderobersteGeschossdeckeund/oderderKellerdeckeangehobenwird.FürdieseMaßnahmenkombinationen ist deshalb der Einzeleinfluss der Außenwand auf dasHeizlastprofilzukorrigieren.HierfürwerdendieAbweichungenderProfilverläufeinAbbildung 20 zunächst der obersten Geschossdecke und der Kellerdecke anteiligzugeordnetund–wiederummultipliziertmitderJahreszeitscheibendauer –mitder entsprechenden U‐Wert‐Verringerung der obersten Geschossdecke bzw. derKellerdeckenormiert.DieseWertebildendieKorrekturwerte (sieheUnter‐abschnitt 5.5.4.2S.136), welche dem Dämmprozess der Außenwand im Energiefluss‐graphenalsKorrekturprofilzugewiesenwerden.

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Heizlast[kW

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Tageszeit

Wintertyptag Fenster(konstant): U‐Wert1,3W/m²K g‐Wert0,63 OpakeFlächen(konstant): U‐Werte OGD0,24W/m²K AW0,24W/m²K KD0,30W/m²K

SimulierteHeizlastfürMaßnahmen‐kombinationAusdenEinzel‐bauteileffekten errechneteHeizlastfürMaßnahmen‐kombination

174 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

DiemittlerenBedarfsprofilederNutzerzonefürelektrischeEnergieundWarmwassersindinAbbildung21wiedergegeben.DiezeitlicheInanspruchnahmevonWarmwas‐seristfüralledreiTyptageidentisch.DieangenommenedurchschnittlicheEntnahmebeträgt27LiterproPersonundTagbei55°CZapftemperatur.DieAbweichungenfürdenWarmwassernutzenergiebedarfzwischendenTyptagenbegründensichdurchdieunterschiedlichenTrinkwassertemperaturen amHausanschluss. Für denWintertyp‐tag wird eine mittlere Zulauftemperatur von 6°C unterstellt. Am Übergangstyptagbzw.amSommertyptagbeträgtdasTemperaturniveaudesZulaufs10bzw.16°C(vgl.bspw.[118S.4]).

DiejährlichenVerlustederWarmwasserzirkulationbelaufensichimAusgangszustandauf 34.700kWh.DieserVerlust kanndurchdieDämmungder Zirkulationsleitungenauf16.100kWhgesenktwerden.GleichzeitigverringertsichmitdieserMaßnahmedieHeizwärmegutschriftfürdenGebäudeausgangszustandvon18.900auf8.000kWhproJahr.

Abbildung21: MittlereBedarfsprofilederNutzerzonefürElektroenergieundWarmwasser

Zur Berücksichtigung des Hilfsenergiebedarfs werden durchschnittliche Kennwertefür Hilfsantriebe, Pumpen und Regelung angesetzt [152]. Der sonstige allgemeineElektroenergiebedarfdesGebäudeswirdmit2.000kWhproJahrangenommen[64].

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0,2

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0,6

0,8

1

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21:00

06:00

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12:00

15:00

18:00

21:00

ViertelstündlicherEnergiebedarf[kW

h]

Tageszeit

WintertyptagÜbergangszeittyptagSommertyptag

Elektoenergiebedarf(privat) NutzenergiebedarffürWarmwasser

ModellaufbauundDatengrundlage 175

6.2.4 AnlageneinsatzundEnergiebedarfsdeckung

DiegrundlegendeForderungfürdasalsEnergieflussgraphabgebildeteGebäudeener‐giesystembestehtdarin,dasszujedemModellzeitpunktderEnergiebedarfvollständigdurch die objektinternen Versorgungsanlagen bzw. den Energiebezug von externenLieferanten gedeckt wird. Erfolgt die Systemanalyse auf Basis einer aggregiertenunterjährigen Zustandsabbildung mit Typtagen und Zeitscheiben, können die Vor‐gaben jedoch nur Mittelwerte darstellen. Die Bedarfswerte der durch die TyptagerepräsentiertenrealenTageundZeitpunktewerdennachobenunduntenabweichen.

DerMittelwertansatz imSinneeinerbilanziellenBetrachtung fürgrößereZeiträumeist weitgehend unproblematisch, wenn Mittelwertabweichungen zu einzelnen Zeit‐punktenkeineAuswirkungaufdie jährlichenEin‐undAuszahlungenhabenundderAnlageneinsatz lediglich von der Energienachfrage beeinflusst wird. Für einige dervorgegebenen Versorgungsanlagen ist dies jedoch nicht der Fall. Die Energiebereit‐stellung aus den Solaranlagen ist von der Verfügbarkeit bzw. der Intensität solarerStrahlungsenergie abhängig. Für die Bewertung der KWK‐ und der PV‐Anlage istrelevant, welche Anteile der bereitgestellten Elektroenergie für Lieferungen an dieNutzer, für Hilfsenergien und zur Netzeinspeisung eingesetzt werden, da hierausunterschiedlicheZahlungsvorgängeresultieren.InAbhängigkeitdesDetailgradesderunterjährigenModellzeitstruktursinddeshalbfolgendedreiAspektebeiderAnalysedes Anlageneinsatzes und der gebäudeinternen Energieverwendung zu berücksich‐tigen,welchesichgegenseitigüberlagernundinSummedieAnlagenwirtschaftlichkeitmaßgeblichbeeinflussen.

DerersteAspektbetrifftgrundsätzlichdasEnergiebereitstellungspotenzialimTages‐verlauf. ImwärmegeführtenBetrieb istderEinsatzderKWK‐AnlageandieWärme‐nachfrage gebunden. Die Solaranlagen werden entsprechend der vorgegebenenAusrichtung und Neigung der verfügbaren Dachfläche ihr größtes Energiebereit‐stellungspotenzialvorrangigüberdieMittagsstundenerreichen.

DerzweiteAspektadressiertnutzer‐undwetterbedingteMittelwertabweichungenzueinzelnenZeitpunkten.AufderBedarfsseitebegründensiesichdurchdasvariierendeVerhaltenderGebäudenutzerbeiderEnergieinanspruchnahme.InsbesonderebeiderNutzung von Elektroenergie ist in der Regel eine hohe Fluktuation zu verzeichnen,sodassdierealenNachfragewerteinderRegeldeutlichvondenMittelwertenabwei‐chenwerden.AufderBereitstellungsseiteunterliegenvorallemdieErträgeausdenSolaranlagen kurzfristig wetterbedingten Schwankungen. Durch den Einsatz vonEnergiespeichernwirddieRelevanzdiesesAspektesallerdingsabgeschwächt.

Der dritte Aspekt betrachtet saisonale und witterungsbedingte Abhängigkeiten derEnergienachfrageund‐bereitstellung,alsodieMittelwertabweichungeninnerhalbder

176 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

durch die einzelnen Typtage vertretenen Zeiträume eines Jahres. Tendenziell steigtderpotenzielleEnergieertragderSolaranlagenmitzunehmenderNähezumSommerhinan,währendsichderWärme‐undElektroenergiebedarfgleichzeitigverringert.

Bei der Energiesystemmodellierung wird der erste Aspekt grob durch die Vorgabevon Mittelwertprofilen für die einzelnen Typtage berücksichtigt. Der Einsatz derKWK‐AnlageistgrundsätzlichdurchdieimvorangegangenenAbschnittvorgestelltenWärmebedarfsprofile fürWarmwasser und Heizen beschränkt. In Abhängigkeit desWärmespeichervolumens kann hier kurzfristig eine gewisse Einsatzflexibilität er‐reichtwerden.FürdiePV‐unddieSolarthermie‐AnlagewirdzunächsteinbezüglichderAnlagengrößenormiertesEnergiebereitstellungsprofilentsprechendderAusrich‐tungundNeigungderverfügbarenDachflächesowiedesdurchschnittlicherreichba‐renEnergieertragspotenzialsfürjedeneinzelnenTyptagvorgegeben.ZurNormierungder solaren Energiebereitstellungsprofile wird der mittlere jährliche Energieertragder PV‐Anlage mit 950 kWh/kWp angenommen [242]. Die Solarthermieanlage sollbezogenaufdieBruttokollektorflächeundunterBerücksichtigungderSystemverlustebis zur Einspeicherung ein jährliches Energiebereitstellungspotenzial von 550kWh/m² aufweisen. Der nutzbare Energieertrag aus dieser Anlage ergibt sich aller‐dingserstdurchdieModellentscheidungzurKollektorflächen‐undWärmespeicher‐größe sowie zum Anlageneinsatz zur Wassererwärmung und gegebenenfalls zurHeizungsunterstützung.

Unter den gegebenen Rahmenbedingungen zur Vergütung bzw. zum Verkauf dererzeugten Elektroenergie (siehe Abschnitte6.2.5 und 6.2.6) steigt die ökonomischeVorteilhaftigkeitderstromerzeugendenAnlagenmitzunehmendemAnteilderobjekt‐interngenutztenElektroenergie.GleichesgiltfürdiesolarthermischeAnlagehinsicht‐lich des nutzbaren Anteils an ihrem gesamten Energiebereitstellungspotenzial imJahresverlauf. Erfolgt die Anlageneinsatzanalyse auf Basis der gewählten Modell‐zeitstrukturmit lediglichdreiTyptagenunddenentsprechendenMittelwertprofilenfürEnergiebereitstellungund‐bedarf,würdedieszueinerdeutlichenÜberschätzungdeswirtschaftlichenPotenzialsdieserAnlagenführen.DerGrundistdarinzusehen,dassdieobengenanntenAspekte zweiunddreiderAnlageneinsatzbewertungnichtausreichenderfasstsind.

Um eine Annäherung an die realen Einsatzmöglichkeiten dieser Systemoptionen zuerreichen, sind deshalb zusätzliche Festlegungen zu treffen. In Abhängigkeit desangestrebten Deckungsgrads der Energiebedarfsmittelwerte der Zeitscheiben wirdfürdiestromerzeugendenAnlagengleichzeitigeineMindesteinspeiserateinsVersor‐gungsnetz gefordert. Dieser Vorgehensweise liegt folgender Gedanke zugrunde: BeisteigendemEigenversorgungsanteilsindzunehmendrealeNachfragewertezubefrie‐digen, die über dem jeweiligen Bedarfsmittelwert liegen. Dementsprechend ist das

ModellaufbauundDatengrundlage 177

EnergiebereitstellungspotenzialderAnlageauchzunehmendgrößerauszulegenalseszurDeckungdesMittelwerts erforderlichwäre.Gleichzeitig verringert sichdernot‐wendigeZukaufvonexternbereitgestellterElektroenergiewährendeinzunehmenderAnteil der intern erzeugten Elektroenergie ins Netz einzuspeisen ist. LetzteresbegründetsichdurchdiegrößerwerdendeAnzahlrealerNachfragewerte,dieunter‐halb des Energiebereitstellungspotenzials der Anlagen liegen. Äquivalent ist dieVorgehensweise zurEnergieertragsbeschränkungder solarthermischenAnlage.Hiererhöht sichmit steigenderWärmebedarfsdeckungsrate allerdings die StillstandszeitderAnlageundderAnteildesnutzbarenEnergieertragsanderpotenziellenEnergie‐bereitstellungwirdzunehmendreduziert.

Die Berücksichtigung dieser Gegebenheiten ist vor allem für den Übergangstyptagrelevant, welcher mit insgesamt 224 Realtagen den größten Zeitraum eines Jahresrepräsentiert.InTabelle10sinddieangenommenKorrekturwertefürdiesenTyptagzum Einsatz der KWK‐ und PV‐Anlage zur Deckung des Elektroenergiebedarfs derGebäudenutzersowiederSolarthermieanlagezurWärmebedarfsdeckungangeführt.

Tabelle10: KorrekturwertezumEnergiebereitstellungspotenzialderKWK‐AnlageundderSolaranlagenfürdenÜbergangstag128

Deckungsanteil‐bereiche

andenEnergie‐bedarfsmittelwerten

dereinzelnenZeitscheiben

MindesteinspeiseanteilderbereitgestelltenEnergiezur

DeckungdesElektroenergiebedarfsderGebäudenutzeraus:

NichtnutzbarerAnteildesEnergiebereitstellungspotenzials

derSolarthermieanlagebeiDeckungdesWärmeenergiebedarfsfür:

KWK‐Anlage PV‐Anlage Warmwasser Heizung

≤10% 0% 20% 0% 25%

> 10 % und ≤30% 40% 80%

> 30 % und ≤40% 60%

10% 50%

> 40 % und ≤60% >90%

50% >80%

> 60 %  >90% >85%

EntsprechendeVorgabenwerdenauch fürdenSommer‐unddenWintertyptagdefi‐niert. Diese repräsentieren allerdings wesentlich kürzere und im Vergleich zumÜbergangstyptagrelativhomogeneZeiträumedesJahres,sodasssaisonaleundwitte‐rungsbedingteMittelwertabweichungenwenigerstarkinsGewichtfallen.

128DieKorrekturwertedereinzelnenDeckungsbereichebauenaufeinanderauf.

178 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

6.2.5 Energiepreise

In den Fallstudien werden mit Ausnahme für den Betrieb einerWärmepumpe nursaison‐ und tageszeitunabhängigeTarife für elektrischeEnergie undGas betrachtet.Tabelle11gibteinenÜberblickzuderangenommenenPreisstrukturfürdenEnergie‐bezug von externen Lieferanten. Für den Betrieb derWärmepumpe werden nebendem Strombezug zum Standardtarif zwei weitere Tarifoptionen vorgegeben. DiesekönnenjedochnurzumEinsatzkommen,wenndieWärmeversorgungauchbeieinerUnterbrechung des Strombezugs für die Wärmepumpe von dem externen Energie‐lieferanteninnerhalbderangegebenSperrzeitensichergestelltist.

Dieangenommene jährlichePreissteigerungsrate fürdenGasbezugorientiertsich indenBasisszenarien anderGaspreisentwicklung fürHaushalteder letzten Jahre. ZurFortschreibungdesStrompreiseswirddagegeneinegeringereSteigerungsrateange‐nommen, als inder jüngerenVergangenheit zuverzeichnenwar.MaßgeblichenEin‐flussaufdendeutlichenPreisanstiegderletztenJahrehattenUmlagenzurSubventio‐nierung von EE‐Technologien. Durch die EEG‐Reform 2014 wird versucht, dieserEntwicklungentgegenzuwirken.DievorgeseheneVariationderPreissteigerungsratenfürdieSensitivitätsszenarienistebenfallsTabelle11zuentnehmen.

Tabelle11: PreisefürdenEnergiebezugvonexternenLieferanten129

Energiebezugspreisefür2015(brutto,inklusiveallerUmlagenundSteuern)

jährlicheSteigerungsrate

EP‐‐ EP‐ Basis EP+ EP++

Gas 6,6ct/kWh 1,5% 2,0% 2,5% 3,0% 3,5%

StromStandardtarif 26,0ct/kWh

2,2% 2,5% 2,8% 3,1% 3,4%

Sondertarif1fürWärmepumpenstrom(WP‐StromST1)mitmöglichenSperrzeitenvon:

10:00–11:00Uhr13:00–14:00Uhr19:00–20:00Uhr

06:00–21:00Uhr:23,9ct/kWh

21:00–06:00Uhr:19,5ct/kWh

Sondertarif2fürWärmepumpenstrom(WP‐StromST2)mitmöglichenSperrzeitenvon:

09:00–10:00Uhr12:00–14:00Uhr17:00–19:00Uhr

06:00–21:00Uhr:22,7ct/kWh

21:00–06:00Uhr:18,3ct/kWh

129InAnlehnungan[265–267].

ModellaufbauundDatengrundlage 179

6.2.6 RahmenbedingungenderAnlagenbewirtschaftung

Falls eineKWK‐oderPV‐Anlage installiertwird, ist diese vollständigdemBetreiberalsUnternehmer zugeordnet. In derEigennutzerfallstudie betreibendieEigentümerdie Anlagen gemeinsam. Die relevanten Rahmendaten für die Bewirtschaftung derAnlagen sind in Tabelle 12 zusammengefasst. Die objektexterne Stromlieferung auseinerKWK‐AnlageerfolgtandenBetreiberdervorgelagertenNetzebene.PV‐Strom‐EinspeisungenwerdenaufGrundlagedergefördertenDirektvermarktungvorgenom‐menundübereinenentsprechendenDienstleisterabgewickelt.

FürdieStromlieferungandieMieterwirdinderVermieterfallstudievonzweidenk‐baren Vertragskonstellationen ausgegangen (siehe auch Abschnitt 5.6.5S.154). ZueinemPreisvon23ct/kWhkanneinLiefervertragmitderHälftederMieterparteienzustande kommen. Zu einem Preis von 20ct/kWh wären dagegen alle Bewohnerdaran interessiert, sichvomVermietermitelektrischerEnergieversorgenzu lassen.Strommengen, die den objektinternen Abnehmern nicht aus der KWK‐/PV‐Anlagebereitgestellt werden können, bezieht der Anlagenbetreiber von einem externenLieferantenzudeminTabelle11angegebenenStandardtarif.

Tabelle12: RahmendatenfürdieBewirtschaftungvonKWK‐undPV‐Anlagen130

Wertefür2015jährlicheSteigerungsrate

EP‐‐ EP‐ Basis EP+ EP++

KWK‐Zuschlag(für10Jahre) 5,41ct/kWh ‐

EinspeisevergütungKWK(netto,∅EPEX‐Baseload‐QuartalpreisundvermiedeneNetznutzungsentgelte) 3,79ct/kWh 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0%

GeförderteDirektvermarktungfürPV‐Strom(netto,für20Jahre)

12,84ct/kWh(≤10kWp)

‐12,5ct/kWh(>10kWp)

PreisefürobjektinterneStromversorgungDritter(brutto,inkl.EEG‐Umlagen)

23,0ct/kWh(6Mieter) entsprechendStrompreisentwicklung

inTabelle1120,0ct/kWh(alleMieter)

EEG‐Umlage(beiStromeigennutzung>10MWh/abzw.ausAnlagen>10kWelsinddavonabzuführen:30%ab2015,35%ab2016,40%ab2017)

6,17ct/kWh 4,0% 3,5% 3,0% 2,5% 2,0%

GasbezugspreisfürKWK‐Anlagen(netto,ohneEnergiesteuer) 4,9ct/kWh entsprechendGaspreisentwicklung

inTabelle11

Die Berücksichtigung der EEG‐Umlage bei der Stromeigennutzung entspricht denRegelungen des EEG 2014. Unterhalb der angegebenen Bagatellgrenzen fällt keineEEG‐Umlage an. Für die Sensitivitätsszenarien zur Energiepreisentwicklung ist zu130Vgl.KWKG2012,EEG2014undinAnlehnungan[1/2/86/193/266/267].

180 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

beachten, dass die EEG‐Umlage bei niedrigeren EPEX‐Baseload‐Preisen tendenziellhöher ausfallen sollte und umgekehrt, da den Anlagenbetreibern im Rahmen dergeförderten Vermarktung unabhängig von der Entwicklung der GroßhandelspreiseeineMindestvergütungzugesichertist.Zuerwartenist,dassdieEEG‐Umlagebis2025ihrenScheitelpunkt erreichthabenunddanach fallen sollte [208]. FürdenAnalyse‐zeitraum wird dennoch eine konstante jährliche Zuwachsrate unterstellt. DiesepessimistischeSichtweise soll dazudienen, daswirtschaftlichePotenzial der Strom‐erzeugungsanlagen etwas zu dämpfen, um die Unsicherheiten hinsichtlich der Ent‐wicklungenderEEG‐UmlageunddeszuzahlendenAnteilsfürdieEigenstromnutzung(nach2017alskonstantangenommenen)zuberücksichtigen.

Die Stromerzeugungsanlagen werden vollständig unternehmerisch betrieben. AlsBemessungsgrundlagezursteuerlichenBerücksichtigungvonPrivatentnahmeninderEigennutzerfallstudiewerden fürdenKWK‐StromdiedadurchentgangenenEinzah‐lungenausderNetzeinspeisungherangezogen.AusVereinfachungsgründensolldiesauch für die Eigenstromversorgung aus der PV‐Anlage gelten. Für die KWK‐Wärmewerden dagegen die Selbstkosten inklusive Energiebezug, Instandhaltung sowieanteiliger AfA betrachtet. Davon werden den Gebäudenutzern in der Vermieterfall‐studie lediglich die umlagefähigen Kostenanteile in Rechnung gestellt. DiemöglicheStromversorgungderMieterzurDeckungihresprivatenBedarfswirdhinsichtlichderUmsatzbesteuerunggenerellalseigenständigeHauptleistunggesehen.

6.2.7 RahmenbedingungenderVermietung

Das Mietpreisniveau der Bestandsmieter 2014 beträgt 6,10 €/m² monatlich. AlleWohneinheiten sind vermietet. Die letzte Mietsteigerung liegt bereits drei Jahrezurück.FürdenGebäudestandortexistierteinMietspiegel,deralsMietpreiskriteriumden Primärenergiebedarf des Gebäudes betrachtet. Die entsprechenden Vergleichs‐mietpreisesindinTabelle13angeführt.

Tabelle13: VergleichsmietpreiseamGebäudestandortundLeerstandzeiten

Vergleichsmietpreisefür2015underwartetemittlereLeerstandzeitenbeimMieterwechsel

jährlicheSteigerungsrate

MP‐‐ MP‐ Basis MP+ MP++

GebäudeausgangszustandLeerstandzeit:3Monate

6,30€/m²

0,5% 0,75% 1,0% 1,25% 1,5%

Primärenergiebedarf≤150kWh/m²aLeerstandzeit:3Monate

6,43€/m²

Primärenergiebedarf≤100kWh/m²aLeerstandzeit:2Monate

6,62€/m²

Primärenergiebedarf≤50kWh/m²aLeerstandzeit:1Monat

6,74€/m²

ModellaufbauundDatengrundlage 181

Für dieMietpreisentwicklungwird in den Basisszenarien von einem konsolidiertenMietmarktamGebäudestandortausgegangen[113S.74].MitdenSensitivitätsszenarienwird untersucht, welchen Einfluss eine schwächere bzw. dynamischere Vergleichs‐mietpreisentwicklung auf die Modellergebnisse hat. Es ist davon auszugehen, dassdurchschnittlichallezweiJahreeinMieterwechselerfolgt,wobeifürdenGebäudeaus‐gangszustandimMittelmitdreiMonatenLeerstandzurechnenist.Eswirdunterstellt,dass diese Leerstanddauer durch eine energetische Modernisierung des Gebäudesverringertwerden kann. Die Leerstandkostenwerden pauschalmit 1.300 Euro proWohneinheitundJahrangesetztundbeinhaltenumlagefähigeKosten,welchefürdenLeerstandzeitraumvomVermieterzu tragen sind.FürneueMietverhältnisse istderjeweils gültige Vergleichsmietpreis als Einstiegsmietpreis erreichbar. Die Bestands‐mietenkönnen innerhalb vondrei Jahrenummaximal20%gesteigertwerden. FürdieDienstleistungeneinesexternenVerwalterswerdenzusätzlichca.4%derMiet‐einnahmenproJahrfällig.

ZurBestimmungderModernisierungsumlagefürdieMieterwerdendieinTabelle14angeführtenModernisierungsanteileherangezogen.SiebasierenaufRichtwertenausder angegeben Literatur und eigenen Annahmen. Letztere orientieren sich an denanrechenbaren zusätzlichen Anfangsauszahlungen gegenüber der alternativenMaß‐nahmemitdengeringstenAnfangsauszahlungen.Umdie finanziellenAuswirkungenaus dem recht hohen modernisierungsbedingten Mietsteigerungspotenzial für dieBestandsmieter im Umsetzungsjahr abzufedern, wird für alle Szenarien der Ver‐mieterfallstudie zusätzlich die Festlegung getroffen, dass innerhalb von drei JahrennachderMaßnahmenumsetzungeineWarmmietenneutralitäterreichtseinsoll.

Tabelle14: UmlagefähigeModernisierungsanteilezumUmsetzungszeitpunkt131

Systemoption UmlagefähigerAnteilandenAnfangsauszahlungen

Gasbrennwertkessel 10%

Wasser‐Wasser‐Kompressionswärmepumpe 60%

KWK‐AnlageGasmotor     ≤10kWel 45%>10kWel 40%

Solarthermieanlage 100%

Warmwasserspeicher(‐system)monovalent 5%

bivalent 10%Heizpufferspeicher 100%

DämmungWarmwasserzirkulation 50%

DämmungobersteGeschossdeckeundKellerdecke 100%

DämmungAußenwand 50%

FernsterWärmeschutzverglasung2‐fach 10%3‐fach 20%

131InAnlehnungan[28/91/203/251/264]undeigeneFestlegungen.

182 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

6.2.8 RahmenbedingungenderFinanzplanung

AmAnfangdesAnalysezeitraumssteheninbeidenFallstudien100.000€alsInstand‐haltungsrücklage an Eigenmitteln zur Verfügung,welche auch fürModernisierungs‐maßnahmen eingesetztwerden können. Für die Vermieterfallstudiewird angenom‐men,dassfür2015eineEntnahmevon30.000€geplantist.ImFolgezeitraumsollendie Entnahmen jährlich um 1,5% steigen. Für die Eigennutzerfallstudie werdendagegenjährlicheMittelbereitstellungeninHöhederlaufendenInstandhaltungs‐undBetriebsauszahlungenimGebäudeausgangszustandundinAbhängigkeitderszenario‐spezifischenPreisentwicklungen sowie eine Instandhaltungsrücklagevon500€proJahr und Eigentümer in der Finanzplanung berücksichtigt. Der Steuersatz für alleEinkünfte beträgt einheitlich 42%. Mit Ausnahme der KWK‐ und der PV‐Anlage,welche über 10 bzw. 20 JahreNutzungsdauer abzuschreiben sind [41], können alleanderenMaßnahmenalsErhaltungsaufwandangesetztwerden.InallenSzenarienderbeidenFallstudien soll amEndedesAnalysezeitraumserneut eine Instandhaltungs‐rücklage(liquideMittel)vonmindestens100.000€vorhandensein.

VomAnsatzeinerumfassendenVollkostenbetrachtungfürdasGebäudewirdinsoweitabgewichen, als dass für die Modellentscheidung irrelevante jährlich anfallendeAuszahlungen(bspw.Grundsteuer,Kaltwasserkosten,Energieverbrauchmessungund‐abrechnung etc.) nicht berücksichtigt sind. Gleiches gilt für Instandhaltungsaus‐zahlungen,diekeinederindieAnalyseeinbezogenenAnlagenundBauteilebetreffen.FürdenVermieterhandeltessichhierbeiteilweiseumumlagefähigeKosten.Dienichtumlagefähigen und für seine Einkommensteuer relevanten sonstigen Auszahlungenwerdenpauschalmit1.000€proJahrveranschlagt.DerEigennutzerbestreitetsolcheAuszahlungendagegengenerellausEinnahmequellen,dienichtimFinanzplanerfasstsind. Sonstige größere Instandsetzungen des Gemeinschaftseigentums, die aus derRücklagezufinanzierenwären,sindfürdenAnalysezeitraumnichtgeplant.ZuBeginndesAnalysezeitraumsbestehenkeineKapitaldienstverpflichtungenfürdasGebäude.

Zur langfristigen Fremdfinanzierung der Modernisierungsmaßnahmen können zumUmsetzungszeitpunkt Mittel aus den KfW‐Förderprogrammen 151, 152 und 167sowie fürdieEigennutzerfallstudie zusätzlich ausdemProgramm430 genutztwer‐den.DarüberhinausbestehtdieMöglichkeit, fürdieInstallationeinerPV‐AnlageaufFinanzierungsmittel aus dem KfW‐Programm 274 zurückzugreifen. Die wichtigstenKonditionen der einbezogen langfristigen Fremdfinanzierungsmöglichkeiten sindzusammen mit den vorgesehenen Zinssatzvariationen der Anschlussfinanzierungnach der angegebenen Zinsbindungsdauer in Tabelle 15 zusammengefasst. Darausergeben sich für die Vermieterfallstudie insgesamt 16 und für die Eigennutzerfall‐studie insgesamt22Zuschuss‐bzw. langfristigeDarlehensvariantenderKfW,diefürdieEntscheidungsfindungbetrachtetwerden.

ModellaufbauundDatengrundlage 183

Tabelle15: LangfristigeFremdfinanzierungsmöglichkeitenderKfW(Stand2014)132KfW‐Program

m

Effizienzhaus‐

Standard

Bewilligungs‐anforderungen Konditionen Zinssatzder

Anschlussfinanzierung

QpundHt‘gegenüberReferenzgebäude

MaximalesVolumenproWohn‐einheit

Zuschuss‐anteilanDarlehens‐summebzw.

Investition

Laufzeit/tilgungsfrei/Zinsbindung

Zins‐satz ZS‐‐ ZS‐ Basis ZS+ ZS++

[€] [%] [a] [%] [%] [%] [%] [%] [%]

151/152Energieeffizient

Sanieren(Darlehen) ohne

SpezifischeAnlagen‐undBauteilanforde‐rungen(vgl.[161])

50.000 ‐

10/2/10oder

20/3/101,00 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0

115 Qp≤115%HT'≤130%

75.000

2,5

100 Qp≤100%HT'≤115% 5,0

85 Qp≤85%HT'≤100% 7,5

70 Qp≤70%HT'≤85% 12,5

55 Qp≤55%HT'≤70% 17,5

167Ener‐

gieeffizient

Sanieren

(Darlehen) Ergänzungsdarlehen

beiInanspruchnahmevonBAFA‐ZuschüssenohneErreicheneinesKfW‐Effizienzhaus‐standards[16/162]

50.000 ‐ 10/2/10 1,51 ‐

430Energieeffizient

Sanieren(Zuschuss) ohne

SpezifischeAnlagen‐undBauteilanforde‐rungen(vgl.[161])

5.000 10,0

‐ ‐ ‐

115 Qp≤115%HT'≤130% 7.500 10,0

100 Qp≤100%HT'≤115% 9.375 12,5

85 Qp≤85%HT'≤100% 11.250 15,0

70 Qp≤70%HT'≤85% 15.000 20,0

55 Qp≤55%HT'≤70% 18.750 25,0

274

Erneuerbare

Energien

(Darlehen)

NurfürdiePV‐Anlage(derenFinanzierungüberdieanderenKfW‐Programmeausge‐schlossenist)

100%der

Anfangs‐aus‐

zahlungen

‐ 5/1/5 1,26

‐‐ 10/2/10 1,56

‐ 20/3/20 2,55

NebenderKfW‐FörderungwerdenInvestitionszuschüssedesBAFAfürSolarthermie‐undKWK‐AnlagenindieAnalyseeinbezogen(sieheTabelle16).133EineKombinationder BAFA‐mit denKfW‐Mitteln für einzelneMaßnahmen ist grundsätzlichmöglich,sofern in Summe einKfW‐Effizienzhausstandard durch dieModernisierung erreicht

132FürweitereInformationenzudeneinzelnenProgrammenwirdauf[158]verwiesen.133Der BAFA‐Zuschuss fürWärmepumpen bleibt unberücksichtigt, damit den getroffenenAnnahmen zudenEinsatzbedingungenderAnlagedieFörderanforderungennichterfülltwerden.

184 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

wird.ImFallderDurchführungvonEinzelmaßnahmenohneErreicheneinesdefinier‐ten Standards können die BAFA‐Zuschüsse jedoch nur mit Mitteln aus dem KfW‐Programm167füreinunddieselbeMaßnahmeinAnspruchgenommenwerden.

Tabelle16: EinbezogeneInvestitionszuschüssedesBAFA(Stand2014/15[17])

Förderbereich Anlagengröße Investitionszuschuss

InnovationsförderungSolar(Warmwasserbereitung)

20‐100m²Bruttokollektorfläche 1.800€+090€/m²(>20m²)

InnovationsförderungSolar(WarmwasserbereitungundHeizungsunterstützung)

20‐100m²Bruttokollektorfläche 3.600€+180€/m²(>20m²)

Mini‐KWK‐Anlagen

<1kWel

1–4kWel

4–10kWel

10–20kWel

1.900€1.900€+300€/kWel(>01kWel)2.800€+100€/kWel(>04kWel)3.400€+010€/kWel(>10kWel)

Hinsichtlich der Finanzierungsmöglichkeiten der Modernisierungsmaßnahmen undderdarausresultierendenKonsequenzenwerdenfolgendeweitere, teilweiseverein‐fachendeFestlegungenfürdieFallstudienanalysengetroffen:

AufeineDifferenzierungderZinssätzenachderHöhederDarlehenssummewirdverzichtet. Es wird unterstellt, dass die Investoren eine ausgezeichnete Bonitätaufweisen und damit unabhängig von der werthaltigen Besicherung der Preis‐klasseAzugeordnetwerdenkönnen.134DarüberhinauswirdfürdieEigennutzer‐studiekein,fürdieVermieterstudiedagegenein30‐prozentigerMindestfinanzie‐rungsanteilausEigenmittelngefordert.

Möglichkeiten zur Sondertilgung bleiben generell unberücksichtigt. In diesemZusammenhangwerdendieTilgungszuschüsseimKfW‐Programm151auchnichtalsgeförderteSondertilgungnachAbschlussderMaßnahmensondernalsprozen‐tualer Investitionszuschuss an der Darlehenssumme behandelt, welcher deneigentlichenDarlehensanfangsbetrag direkt reduziert undnicht bei derBestim‐mung der Kapitaldienstrate erfasst wird. Durch diese Vereinfachung wird dieTilgung dieser Darlehen etwas unterschätzt und die Zinszahlung entsprechendleichtüberschätzt.DieseAbweichungenwerdenimRahmenderFallstudienaller‐dingsalsvertretbarangesehenundsolltenkeinenmaßgeblichenEinflussaufdieEntscheidungsfindunghaben.

134ImMoment (StandNovember2014)bestehen fürdie einbezogenenFinanzierungsmöglichkeitenZins‐unterschiedeinAbhängigkeitderKfW‐Preisklassen[159]ohnehinnurfürdasKfW‐Programm274.

ModellaufbauundDatengrundlage 185

Zur Bestimmung der bei einer Mietpreiserhöhung zu berücksichtigenden Zins‐verbilligungwird entsprechendder aktuell sehr niedrigen Zinsen für vergleich‐bare erstrangige Hypotheken mit zehnjähriger Laufzeit ein Zinssatz von 1,7%undfüreineLaufzeitvon20JahreneinZinssatzvon2,2%angenommen[31].

DaüberdasKfW‐Programm167keineKWK‐Anlagengefördertwerden,wirdfürdieseModernisierungsoptionangenommen,dassnebendemBAFA‐Zuschusseinzusätzlicher Kredit zur Fremdfinanzierung herangezogenwerden kann (im Fol‐gendenKWK‐Ergänzungskreditgenannt).Eswirdunterstellt,dassdieserErgän‐zungskreditdieselbenKonditionen (Laufzeit, Zinssatz, tilgungsfreieAnfangszeit)wieeinKreditdesKfW‐Programms167aufweist.

Die anzusetzenden Konditionen für die kurz‐ und langfristigen Ergänzungsinvesti‐tionensinddavonabhängig,welcheMöglichkeitenvondemInvestorzuralternativenEigenmittelverwendunginErwägunggezogenwerden.SiespiegelngleichzeitigseineMindestrenditeerwartung für den Eigenkapitaleinsatz wider. Tabelle 17 zeigt dieunterstelltenVerzinsungsanforderungenindeneinzelnenSzenarien.

Tabelle17: ZinssätzefürdiekurzfristigeunddielangfristigeErgänzungsinvestitionsowiediekurzfristigeErgänzungsfinanzierung

Fallstudie PositionVorgabemaximalesVolumen

Zinssatz2015

JährlicheVerzinsungimletztenJahrdesAnalysezeitraums

ZS‐‐ ZS‐ Basis ZS+ ZS++

Eigennutzer

KurzfristigeErgänzungsinvestition unbeschränkt 1,5%

2,0% 2,5% 3,0% 3,5% 4,0%Langfristige

Ergänzungsinvestition unbeschränkt 3,0%

KurzfristigeErgänzungsfinanzierung keine ‐ ‐

Vermieter

KurzfristigeErgänzungsinvestition unbeschränkt 2,5%

3,0% 3,25% 3,5% 3,75% 4,0%Langfristige

Ergänzungsinvestition unbeschränkt 6,0%

KurzfristigeErgänzungsfinanzierung

20.000[€/a] 4,0% 6,0% 7,0% 8,0% 9,0% 10,0%

Für die Eigennutzer sind die Verzinsungsansprüche an aktuelle Zinssätze für Fest‐geldanlagenmit entsprechenden Laufzeiten angelehnt (Stand 2014 [281]). Die Ziel‐renditen eines Gebäudebewirtschafters werden dagegen höher angesetzt [217S.26].Sie orientieren sich an der durchschnittlichen Verzinsung offener (kurzfristige An‐lage) und geschlossener (langfristige Anlage) Immobilienfonds [32/240]. In beidenFallstudienwirdvoneinemzukünftigsteigendenZinsniveauausgegangen.

186 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

FürdieinTabelle17angeführtenAnlagezinssätzeerfolgtimAnalysezeitraumverein‐fachteinelineareAnpassungzwischendenVorgabewertendeserstenunddesletztenJahres. Der Verzinsungsanspruch der langfristigen Kapitalanlage erreicht vom Aus‐gangswert für 2015 bis zum Analysehorizont entsprechend der kürzer werdendenLaufzeitendenZinssatzderkurzfristigenKapitalanlageimletztenModelljahr.

WieinTabelle17erkennbar,werdenhinsichtlichderkurzfristigenErgänzungsfinan‐zierungebenfallsunterschiedlicheFestlegungenfürdiebeidenFallstudiengetroffen.FürdieVermieterfallstudiewird zur kurzfristigenErgänzungsfinanzierungdieMög‐lichkeitzurAufnahmeeinesKreditsmiteinjährigerLaufzeitvorgegeben.Dagegensollim Eigennutzerfall die Aufnahme eines zusätzlichen kurzfristigen Kredits bzw. dieMöglichkeitzurErhebungvonSonderumlagennichtvonvornhereinindielangfristigePlanungeinbezogenwerden.

6.3 ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse

ImFolgendenwerdendieErgebnissederModellanwendungfürdiebeidenFallstudienvorgestelltund interpretiert.BetrachtetwerdenzunächstdieModellentscheidungenzudenBasisszenarien.ImAnschlussdaranerfolgtimUnterkapitel6.4S.199eineUnter‐suchung der Auswirkungen einer Variation unsicherer Eingangsparameter auf dieHandlungsempfehlungen der Szenarien mit geplanter Instandsetzung (SzenarienINST). Die Ergebnisse der Basisszenarien werden im Unterkapitel7.2S.216 erneutaufgegriffenundzusammenfassendgegenübergestellt,umdarausSchlussfolgerungenfürdasbetrachteteGebäudeabzuleiten.ZurUnterstützungderErgebnisinterpretationwerden vereinzelt zusätzliche Modellläufe vorgenommen. Die Erkenntnisse darausfließenanentsprechenderStelle indieAuswertungmit ein.DieFinanzplänezudenBasisszenariensindimAnhang(Tabelle20bisTabelle27)dargestellt.ZurSzenario‐definitionsieheUnterkapitel6.1S.165.

6.3.1 Fallstudie„Eigennutzer“–ErgebnissederBasisszenarien

FürdiedreiBasisszenarienderEigennutzerfallstudiesinddieempfohlenenModerni‐sierungsmaßnahmenundderenanfänglicheFinanzierungsstrukturinTabelle18dar‐gestellt. Zum Vergleich ist auch der Endwert der Unterlassungsalternative (keineDurchführungvonMaßnahmenzumUmsetzungszeitpunkt)mitangegeben.

ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse 187

Tabelle18: ErgebnissederBasisszenarienfürdieFallstudie„Eigennutzer“

AnalysefallundenergetischeGebäudekennwertenachMaßnahmen‐umsetzung135

MaßnahmenzumUmsetzungszeitpunkt

AnfangsfinanzierungderMaßnahmen

Endwert(davonliquideMittel)

E_FREI(ohnegeplanteInstandsetzung)

qp 135,6 kWh/m²aHT' 1,0W/m²K

Ausbau:Gaskessel,Warmwasserspeicher

Installation:Gasbrennwertkessel 55 kWKWK‐Anlage 2,5 kWelWarmwasserspeicher 400 lPV‐Anlage 16,7 kWp

Dämmung:Kellerdecke 0,20W/m²KWarmwasserzirkulationnachEnEV

Anfangsauszahlungen 92,7 Tsd.€Eigenmitteleinsatz (35%) 32,6Tsd.€Fremdmitteleinsatz (65%) 60,1Tsd.€Investitionszuschüsse:KfW‐Progr.430 3,6Tsd.€BAFA‐Mini‐KWK 2,4Tsd.€

Darlehen10JahreLaufzeit:KWK‐Ergänzungskredit 19,7Tsd.€

Darlehen20JahreLaufzeit:KfW‐Progr.274 34,4Tsd.€

403Tsd.€

(366Tsd.€)

E_INST(mitgeplanterInstandsetzung)

qp 75,8 kWh/m²aHT' 0,36W/m²K

Ausbau:Gaskessel,Warmwasserspeicher,Fenster

Installation:Gasbrennwertkessel 30 kWKWK‐Anlage 2,5 kWelWarmwasserspeicher 400 lPV‐Anlage 16,7 kWp

Dämmung:obersteGeschossdecke 0,24W/m²KAußenwand 0,18W/m²KKellerdecke 0,20W/m²KWarmwasserzirkulationnachEnEV

Fensterneu:2‐facheWSchVergl. 1,30W/m²K

Anfangsauszahlungen 261,2Tsd.€Eigenmitteleinsatz (29%) 76,0Tsd.€Fremdmitteleinsatz (71%) 185,2Tsd.€Investitionszuschüsse:BAFA‐Mini‐KWK 2,4Tsd.€

Darlehen10JahreLaufzeit:KfW‐Progr.152 130,0Tsd.€KWK‐Ergänzungskredit 18,4Tsd.€

Darlehen20JahreLaufzeit:KfW‐Progr.274 34,4Tsd.€

360Tsd.€

(251Tsd.€)

E_MPEB(minimaler

Primärenergie‐bedarf)

qp 37,2 kWh/m²aHT' 0,28W/m²K

Ausbau:Gaskessel,Warmwasserspeicher,Fenster

Installation:W/W‐Wärmepumpe 25 kWSolarkollektor 22,5 m²Warmwasserspeicherinsg. 1350 lPV‐Anlage 13,9 kWp

Dämmung:obersteGeschossdecke 0,10W/m²KAußenwand 0,18W/m²KKellerdecke 0,20W/m²KWarmwasserzirkulationnachEnEV

Fensterneu:3‐facheWSchVergl. 0,80W/m²K

Anfangsauszahlungen 294,7 Tsd.€Eigenmitteleinsatz (0%) 0,0Tsd.€Fremdmitteleinsatz(100%) 294,7Tsd.€Zuschüsse:BAFA‐Solar‐Innovation 2,0Tsd.€KfW‐Tilgungszuschuss 33,0Tsd.€

Darlehen20JahreLaufzeit:KfW‐Progr.274 28,7Tsd.€KfW‐Progr.151(EH70) 264,0Tsd.€

284Tsd.€

(155Tsd.€)

E_Unterlassung

qp 173,3 kWh/m²aHT' 1,11W/m²K

284Tsd.€

(261Tsd.€)

135DieindenModellrechnungenverwendetenPrimärenergiefaktorensindderDINV18599‐1entnommen,wobei die Festlegungen im Anhang 1 der EnEV 2014 Berücksichtigung finden. Die primärenergetischeBewertungderKWK‐AnlageistandasVerfahrenBimAbschnitt5.1.7derDINV18599‐9angelehnt.

188 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

6.3.1.1 BasisszenarioE_FREI(ohnegeplanteInstandsetzung)

DiesesBasisszenario soll denmaximal erreichbarenEndwert für dieGebäudeeigen‐tümer unter den getroffenen Annahmen aufzeigen und eine Einschätzung ermögli‐chen, inwiefern Modernisierungsmaßnahmen dazu beitragen können. Annahme‐gemäßbleibtderordnungsrechtlicheRahmenderEnEVdabeiaußenvor,sodasssichder Handlungsspielraum um rechtlich unzulässige Maßnahmenbündel erweitert.Jedochzeigtsich,dassdieserFreiheitsgradungenutztbleibt.

DasvorgeschlageneMaßnahmenbündelumfasstdensofortigenErsatzdesbestehen‐denWärmeerzeugersdurcheineKombinationausBrennwertkesselundeinerkleinenKWK‐Anlage als Grundlasterzeuger. Ebenso sollte die Dämmung der Warmwasser‐zirkulationundderAustauschdesWarmwasserspeichers inAngriffgenommenwer‐den.DieMaßnahmenandenFlächenderthermischenHüllebeschränkensichaufdieDämmungderKellerdecke.DämmmaßnahmenanderAußenwandimZusammenhangmitdemErsatzderBestandsfenstersinddagegenkeinTeilderHandlungsempfehlung.

Vor allem die nach der Maßnahmenumsetzung verringerten Wärmeverluste derWarmwasserzirkulationaberauchdieleichtreduzierteHeizlasterlauben,denWarm‐wasserspeichergegenüberdemSystemausgangszustanddeutlichkleinerauszulegen.Hierin ist der wesentliche Grund für die Empfehlung zum Ersatz des vorhandenenSpeichers zu sehen. Die geringeren Wärmeverluste des neuen Speichers fallen beidieserEntscheidungdagegenkauminsGewicht.

Auch die KWK‐Anlage hat wegen ihrer vergleichsweise geringen Leistung keinenmaßgeblichen Einfluss auf die Größenauslegung des Warmwasserspeichers. SieerreichtunterdengegebenenBedingungeneinesehrhoheAuslastungvonüber6.400VollaststundenproJahr.Mitca.10.900kWhkönnenknapp68%dererzeugtenElekt‐roenergieobjektinterngenutztwerden.EinModelllaufohneEinsatzvonKWKzeigt,dass sich die Austauschempfehlung des bestehenden Wärmeerzeugers nicht alleindurchdieVorteilhaftigkeitderKWK‐Anlagebegründet.AuchindiesemFallwäreeinsofortigerErsatzdurcheinenBrennwertkesselsangeraten.DieUrsacheistvorallemin dem vergleichsweise geringen Nutzungsgrad des Bestandskessels zu sehen, wel‐cherhiermit82%angesetztwird.

Neben denwärmebedarfsrelevantenMaßnahmen ist auch die Installation einer PV‐Anlage Teil der Handlungsempfehlung. Hierfür wird die gesamte verfügbare Dach‐flächegenutzt.DermittlerejährlichePV‐Stromertragbeträgtannähernd15.900kWh.Davonwerden unter den getroffenAnnahmen ca. 28%objektintern genutzt. Durchden Betrieb der beiden stromerzeugenden Anlagen sind die Gebäudenutzer in derLage, inetwa40%ihresprivatenundmehrals85%desallgemeinenStrombedarfszudecken.Rund18.200kWhwerdeninSummeweiterhinvoneinemexternenLiefe‐

ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse 189

ranten bezogen. Aufgrund der Anlagengröße kann die Bagatellregelung zur EEG‐Umlagebefreiung für den Strom aus der PV‐Anlage nicht angewandt werden. Diezulässige Höchstmenge der umlagebefreiten Eigenstromnutzung wird jedoch durchdieKWK‐Anlagevollständigausgeschöpft.DiemittlerenkalkulatorischenKostenderEigenversorgung aus den stromerzeugenden Anlagen betragen für den PV‐Strom23ct/kWh, für dieKWK‐Wärme12,9ct/kWhsowie für denKWK‐Strom5,6ct/kWhinnerhalb des zehnjährigen Zuschlagzeitraums bzw. 13,3ct/kWh danach.136 DieZusammensetzungderKostenistinAbbildung22dargestellt.

Abbildung22: ZusammensetzungdermittlerenkalkulatorischenKostenderEigenversorgungdurchdiestromerzeugendenAnlagenfürdasSzenarioE_FREI

Durch die aus rein ökonomischer Sicht vorteilhaften Maßnahmen ohne geplanteInstandsetzungwirdindiesemSzenarioeineReduktiondesPrimärenergiebedarfsumannähernd22%gegenüberdemAusgangszustanderreicht.DieZugriffsmöglichkeitenauf staatliche Fördermittel sind dabei eingeschränkt. Für die KWK‐Anlagewird derInvestitionszuschussdesBAFAinKombinationmitdemangenommenenErgänzungs‐kredit genutzt. Die Anfangsauszahlung für die PV‐Anlage wird vollständig über einDarlehen aus dem KfW‐Programm274 finanziert. Die Umsetzung der restlichenModernisierungsmaßnahmen wird im Wesentlichen aus Eigenmitteln bestritten.LediglicheinkleinerInvestitionszuschussausdemKfW‐Programm430mitBeschrän‐kung auf 10% der Maßnahmenanfangsauszahlungen wird zusätzlich in Anspruchgenommen.

136Ermittelt aufGrundlageeiner linearenAbschreibungüberdenvorgegebenenNutzungszeitraum inklu‐siveKWK‐Zuschlag,gegebenenfallsabzuführenderEEG‐UmlageundUStfürdiePrivatentnahme.

‐10

‐5

0

5

10

15

20

25

ØJahr1‐10 ØJahr11‐20 ØJahr1‐20 ØJahr1‐20

KWK‐Strom KWK‐Wärme PV‐Strom

KalkulatorischeKosten[ct/kW

h]

EEG‐Umlage

USt

EK‐Zinsen

FK‐Zinsen

Energiebezug

Instandhaltung

AfA

KWK‐Zuschlag

190 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

6.3.1.2 BasisszenarioE_INST(mitgeplanterInstandsetzung)

FürdaszweiteBasisszenariogiltdieAnnahme,dassdie Instandsetzungbzw.Erneu‐erungderWärmeversorgungsanlagen,derFensterundderAußenwandzumbetrach‐tetenUmsetzungszeitpunkterfolgensoll.DasimZusammenhangmitdiesengeplantenArbeiten vorgeschlagene Modernisierungsmaßnahmenbündel umfasst neben derDämmung der obersten Geschossdecke auch die Dämmung der Kellerdecke, derAußenwandundderWarmwasserzirkulation.AlsErsatzmaßnahmefürdieBestands‐fensterwird die zweifacheWärmeschutzverglasung gewählt. Ergebnis derMaßnah‐menumsetzungisteineReduktiondesJahresheizwärmebedarfsumca.59.000kWh.

AuchfürdiesesSzenarioistalsErsatzfürdenHauptwärmeerzeugereineKombinationausBrennwertkesselundKWK‐Anlagealsvorteilhaft zubewerten.LetztereerreichtbeigleicherLeistungmitknapp5.600VollaststundenproJahreinegeringereAuslas‐tung als im Szenario E_FREI. Entsprechend liegen die mittleren kalkulatorischenKostenderKWK‐Eigenversorgungetwashöher.Siebetragennun13,3ct/kWhfürdieWärmeund5,8ct/kWhfürdenStrominnerhalbdeszehnjährigenZuschlagzeitraumsbzw.13,4ct/kWhimFolgezeitraum(sieheAbbildung23).

Abbildung23: ZusammensetzungdermittlerenkalkulatorischenKostenderEigenversorgungdurchdiestromerzeugendenAnlagenfürdasSzenarioE_INST

Der geringfüge Eigenkapitaleinsatz zur Anlagenfinanzierung in diesem Szenario hatmit0,1ct/kWhkeinenmaßgeblichenEinflussaufdenAnstieg.GleichzeitigwirktderWegfall der EEG‐Umlage kostenreduzierend. Der objektintern nutzbare StromertragderAnlageerrechnetsichzu9.700kWh/a.DievonderEEG‐UmlagebefreiteHöchst‐

‐10

‐5

0

5

10

15

20

25

ØJahr1‐10 ØJahr11‐20 ØJahr1‐20 ØJahr1‐20

KWK‐Strom KWK‐Wärme PV‐Strom

Kalkulatorischekosten[ct/kW

h] EEG‐Umlage

USt

EK‐Zinsen

FK‐Zinsen

Energiebezug

Instandhaltung

AfA

KWK‐Zuschlag

ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse 191

menge für die Eigenstromnutzung wird damit immer noch fast vollständig ausge‐schöpft. Zusammenmit der PV‐Anlage, deren Installation ebenfalls wieder Teil derHandlungsempfehlung ist, fallen die internen Deckungsraten für den privaten bzw.denallgemeinenStrombedarfmit38%bzw.77%jedochinsgesamtetwasniedrigeraus.

DurchdieMaßnahmenumsetzungreduziertsichderPrimärenergiebedarfdesGebäu‐des um nahezu 100kWh/m²a. Der Referenzwert des vergleichbaren Neubaus wirddennochummehrals40%überschritten.Ein fürdieMaßnahmenfinanzierungrele‐vanterKfW‐EffizienzhausstandardwirdsomitauchindiesemSzenarionichterreicht.DieFinanzierungsstrukturzurAnschaffungderKWK‐undderPV‐AnlageentsprichtinetwaderdesSzenariosE_FREI.DieAnfangsauszahlungenfürdieanderenMaßnahmenwerden zum überwiegenden Teil durch ein Darlehenmit zehnjähriger Laufzeit ausdemKfW‐Programm152finanziert.

6.3.1.3 BasisszenarioE_MPEB(minimalerPrimärenergiebedarf)

Mit dem letzten Basisszenario der Eigennutzerfallstudie wird unter der Bedingung,dass mindestens der Endwert der Unterlassungsalternative zu erreichen ist, diewirtschaftliche Grenze der größtmöglichen Primärenergiebedarfsreduktion für dasbetrachteteGebäudeermittelt.WiedasErgebnisderModellrechnungzeigt,kannderPrimärenergiebedarfunterdieserPrämissedeutlichgesenktwerdenundbeträgtmitrund37kWh/m²anurnoch21%desBedarfsimAusgangszustand.DieerforderlichenMaßnahmen hierfür beinhalten eine deutliche Anhebung des Dämmstandards derGebäudehülle.DieBestandsfensterwerdendurchFenstermiteinerdreifachenWär‐meschutzverglasungersetzt.

AlsHauptwärmeerzeuger kommtdieWärmepumpe zumEinsatz. Trotz der verhält‐nismäßiggeringangesetztenNutzungsgradeundderwesentlichschlechterenprimär‐energetischen Bewertung des Energieträgers Strom, kann sich diese Anlage gegen‐überGas‐Wärmeerzeugerndurchsetzen.EinGrund ist indererreichbarenEndener‐gieeinsparungzusehen.Diesewirdhiertendenzielletwasunterschätzt,dazumindestfürdieVersorgungmitHeizwärmedasVorlauftemperaturniveauaufgrundderumfas‐senden Dämmmaßnahmen im Mittel reduziert werden kann. Der Gesamtnutzungs‐gradderAnlagekönntesomithöherausfallen,alsangenommen.

Ein zweiterwesentlicherGrund istdarin zu sehen,dass inderZielfunktionderPri‐märenergiebedarf des gesamten Analysezeitraums erfasst wird. Dahin gehend hatauchdie inderEnEV2014vorgeseheneSenkungdesanzusetzendenPrimärenergie‐faktors fürStromvon2,4auf1,8abdemzweitenModelljahreinenerheblichenEin‐flussaufdieEntscheidungsfindung.UnterderAnnahme,dassderFaktor1,8biszum

192 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Analysehorizontkonstantbleibt,beträgtdererrechnetemittlerePrimärenergiebedarfrund 28kWh/m²a. Ergänzt wird die Wärmeversorgung durch eine Solarthermie‐anlage zurWarmwasserbereitung. Der erwartete Solarertrag fällt durch Stillstands‐zeitenmitrund510kWh/m²aetwaskleineraus,alsdasvorgegebeneEnergiebereit‐stellungspotenzialderAnlage.Knapp40%desEnergiebedarfszurWarmwasserver‐sorgunginklusivederZirkulationsverlustekönnenhiermitgedecktwerden.

Betrachtet man die Finanzierungsstruktur wird deutlich, dass es sich hier um einextremes Szenario handelt. Da in dieser Fallstudie annahmegemäß kein Eigenanteilgefordertist,kanndieFinanzierunghiervollständigüberFremdkapitalerfolgen.Fürdie Inanspruchnahme der Fördermittel ist jedoch nicht dermittlere Primärenergie‐bedarf für denAnalysezeitraumsondernder inTabelle 18 angegebeneBedarfswertzum Umsetzungszeitpunkt maßgebend. Dieser erfüllt die Anforderungen des KfW‐EH70‐Standards. Dementsprechend kann auf Mittel aus dem KfW‐Programm151zugegriffenwerden.GewähltwirdeinlangfristigesDarlehenmit20‐jährigerLaufzeit,durch das sämtliche Maßnahmen mit Ausnahme der PV‐Anlage finanziert werden.Aufgrund des erreichten Effizienzhausstandards ist hier für die SolarthermieanlageeineKombinationderKfW‐MittelmitdemInvestitionszuschussdesBAFAzulässig.

6.3.2 Fallstudie„Vermieter“–ErgebnissederBasisszenarien

FürdieVermieterfallstudiezeigtTabelle19eineZusammenfassungderempfohlenenModernisierungsmaßnahmenundFinanzierungsstrukturenfürdiedreiuntersuchtenBasisszenarien. ImUnterschiedzurEigennutzerfallstudiewird fürdieVermieterfall‐studiegrundsätzlichein30‐prozentigerMindesteigenmittelanteilzurMaßnahmenan‐fangsfinanzierungunterstellt.

6.3.2.1 BasisszenarioV_FREI(ohnegeplanteInstandsetzung)

MitdemerstenBasisszenarioderFallstudiewirdzunächstwiederuntersucht,welcheSofortmaßnahmenauseinemreinökonomischenBeweggrundherausfürdenGebäu‐deeigentümerhinsichtlicheinerEndwertmaximierungvorteilhaftsind.Zuempfehlenist eineErweiterungderbestehendenWärmeversorgungumeineWärmepumpealsGrundlasterzeuger,währendderBestandsgaskesselweiterhinalsSpitzenlasterzeugergenutzt wird. Der vorhandene Warmwasserspeicher wird durch einen bivalentenSpeicher ersetzt, welcher im Zusammenhang mit der Dämmung der Warmwasser‐zirkulationsleitungendeutlichkleinerausgelegtwerdenkann.DieMaßnahmenanderGebäudehüllebeschränkensichaufdieDämmungderKellerdecke.

ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse 193

Tabelle19: ErgebnissederBasisszenarienfürdieFallstudie„Vermieter“

AnalysefallundenergetischeGebäudekennwertenachMaßnahmen‐umsetzung137

MaßnahmenzumUmsetzungszeitpunkt

AnfangsfinanzierungderMaßnahmen

Endwert(davonliquideMittel)

V_FREI(ohnegeplanteInstandsetzung)

qp 100,0 kWh/m²aHT' 1,0W/m²K

Ausbau:Warmwasserspeicher

Installation:W/W‐Wärmepumpe 23 kWWarmwasserspeicher 400 l

Dämmung:Kellerdecke 0,21W/m²KWarmwasserzirkulationnachEnEV

Anfangsauszahlungen 49,4Tsd.€Eigenmitteleinsatz (62%) 30,5Tsd.€Fremdmitteleinsatz (38%) 18,9Tsd.€Darlehen20JahreLaufzeit:KfW‐Progr.152 18,9Tsd.€

334Tsd.€

(295Tsd.€)

V_INST(mitgeplanterInstandsetzung)

qp 50,0 kWh/m²aHT' 0,36W/m²K

Ausbau:Gaskessel,Warmwasserspeicher,Fenster

Installation:Gasbrennwertkessel 30 kWW/W‐Wärmepumpe 8 kWSolarkollektor 12,5 m²Warmwasserspeicher 750 l

Dämmung:obersteGeschossdecke 0,24W/m²KAußenwand 0,18W/m²KKellerdecke 0,20W/m²KWarmwasserzirkulationnachEnEV

Fensterneu:2‐facheWSchVergl. 1,30W/m²K

Anfangsauszahlungen 233,3Tsd.€Eigenmitteleinsatz (30%) 70,0Tsd.€Fremdmitteleinsatz (70%) 163,3Tsd.€Zuschüsse:KfW‐Tilgungszuschuss 8,2Tsd.€

Darlehen20JahreLaufzeit:KfW‐Progr.151(EH100) 163,3Tsd.€

318Tsd.€

(210Tsd.€)

V_MPEB(minimaler

Primärenergie‐bedarf)

qp 42,3 kWh/m²aHT' 0,29W/m²K

Ausbau:Gaskessel,Warmwasserspeicher,Fenster

Installation:W/W‐Wärmepumpe 28 kWSolarkollektor 20 m²Warmwasserspeicherinsg. 1200 l

Dämmung:obersteGeschossdecke 0,15W/m²KAußenwand 0,18W/m²KKellerdecke 0,20W/m²KWarmwasserzirkulationnachEnEV

Fensterneu:3‐facheWSchVergl. 0,80W/m²K

Anfangsauszahlungen 250,8Tsd.€Eigenmitteleinsatz (30%) 75,2Tsd.€Fremdmitteleinsatz (70%) 175,6Tsd.€Zuschüsse:BAFA‐Solar‐Innovation 1,8Tsd.€KfW‐Tilgungszuschuss 13,0Tsd.€

Darlehen20JahreLaufzeit:KfW‐Progr.151(EH85) 173,8Tsd.€

311Tsd.€

(195Tsd.€)

V_Unterlassung

qp 173,3 kWh/m²aHT' 1,11W/m²K

311Tsd.€

(288Tsd.€)

137DieindenModellrechnungenverwendetenPrimärenergiefaktorensindderDINV18599‐1entnommen,wobei die Festlegungen im Anhang 1 der EnEV 2014 Berücksichtigung finden. Die primärenergetischeBewertungderKWK‐AnlageistandasVerfahrenBimAbschnitt5.1.7derDINV18599‐9angelehnt.

194 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Mit diesemMaßnahmenpaket kannder errechnetePrimärenergiebedarf desGebäu‐des auf 100kWh/m² jährlich gesenkt werden. Dies entspricht gerade dem oberenAnforderungswert für das dritte Vergleichsmietpreisniveau des vorgegebenenMiet‐spiegels (sieheTabelle13S.180).AufGrundlageder§§559und559aBGBkönnte fürdieumgesetztenMaßnahmeneinemaximaleModernisierungsumlagevonmonatlichrund35ct/m² gegenüberdenBestandsmietern geltend gemachtwerden.AllerdingsbestehtdiezusätzlicheAnforderung,dassfürdieseMieterinnerhalbvondreiJahreneineWarmmietenneutralitäterreichtwerdensoll.DiedurchdieMaßnahmenerreich‐temittlereReduktionderumlagefähigenmonatlichenInstandhaltungs‐undBetriebs‐kosten für diesen Zeitraum beträgt jedoch nur 8,1ct/m². Auf diesenWertwird dieModernisierungsumlage beschränkt. Die jährliche Umlage beträgt damit lediglich2,4%deranrechenbarenModernisierungsauszahlungen.

DiegeringeModernisierungsumlageistauchausschlaggebendfürdiegewählteMiet‐preisbildungsstrategie,welchefürdieBestandsmieterinAbbildung24dargestelltist.AufdiemöglicheVergleichsmietpreisanpassungvon6,10auf6,30€/m²vorderMaß‐nahmenumsetzungwirdverzichtet, sonderneswirdzunächstdieMietsteigerung imSinnedes§559BGBnachderModernisierunggeltendgemacht.Direkt imAnschlusserfolgt die Anpassung der Miete an das durch die Modernisierung erreichte neueVergleichsmietpreisniveaunach§558BGB.DasVergleichsmietpreisniveauvon6,62€wirddabeinichtvollständigausgeschöpft.DererrechnetemonatlicheNettomietpreisfür die Bestandsmieter liegt nach derMaßnahmenumsetzungmit 6,60€/m² jedochnurgeringfügigdarunter.UrsachedafüristdieInanspruchnahmeeineskleinenzins‐verbilligtenDarlehensausdemKfW‐Programm152zurMaßnahmenanfangsfinanzie‐rung.BevorzugtwirdeineLaufzeitvon20Jahren.

Abbildung24: EntwicklungdesmonatlichenNettomietpreises derBestandsmieter zumUm‐setzungszeitpunktfürdasSzenarioV_FREI

5,8

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

MonatlicherNettomietpreis[€/m

²]

Mietpreisanpassung(§558BGB)

Modernisierungsumlage(§559BGB)

Bestandsmietpreis(Vorjahresniveau)

VergleichsmietpreisAusgangszustand

≈ 0

Vergleichsmietpreisqp≤50kWh/m²a

Vergleichsmietpreisqp≤100kWh/m²a

Vergleichsmietpreisqp≤150kWh/m²a

Jahr

ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse 195

DieMietpreissteigerungaufdaserreichteortsüblicheVergleichsmietpreisniveaukannerstnachdem10‐jährigenFörderzeitraumerfolgen.DiedeutlichansteigendenZinsenderAnschlussfinanzierungnachderBindungsfristwirken sich aufgrundder steuer‐lichen Geltendmachung der Zinszahlungen weniger stark auf die Entscheidung zurDarlehenslaufzeit aus, als bei derEigennutzerfallstudie.Dennochwirdder überwie‐gendeAnteilderMaßnahmendurchEigenmittelfinanziert.

6.3.2.2 BasisszenarioV_INST(mitgeplanterInstandsetzung)

Im Zusammenhang mit geplanten Instandsetzungen zum Umsetzungszeitpunkt istauch in der Vermieterfallstudie ein wesentlich umfangreicheres Modernisierungs‐maßnahmenbündel zu empfehlen. Dieses beinhaltet Dämmmaßnahmen an allenFlächen der thermischen Gebäudehülle sowie für die Warmwasserzirkulation. DiebestehendenFensterwerdendurchFenstermit zweifacherWärmeschutzverglasungersetzt. Als Hauptwärmeerzeuger kommt ein Gas‐Brennwertkessel zum Einsatz.ErgänztwirddasWärmeversorgungssystemumeineSolarthermieanlagezurWasser‐erwärmungsowieumeinekleineWärmepumpe.

Der jährliche Energieertrag der Solarthermieanlage beträgt 550kWh/m² unter Be‐rücksichtigungderSystemverlustebis zurWärmespeicherung.Damitkönnenknapp24% des Energiebedarfs zurWarmwasserbereitstellung inklusive der Zirkulations‐verluste gedeckt werden. Die Wärmepumpe dient überwiegend zur Warmwasser‐bereitung, leistet aber auch vorrangig in den Übergangszeiträumen ca. 30% derJahresheizwärmeversorgung.FürihrenStrombezugkanneinLiefervertragmitmögli‐cherBetriebsunterbrechungdurchdasEVUinAnspruchgenommenwerden.Gewähltwird die Sondertarifvariante1 (siehe Tabelle 11S.178). Selbst bei vollständiger Inan‐spruchnahmederSperrzeitenfürdieWärmepumpehättederBrennwertkesselledig‐licheinenAnteilvonca.3%anderWarmwassererzeugung.DieserAnteilwirdinderRegelnochgeringerausfallen,dadasEVUdieOptionzurBetriebssteuerungnurbeiBedarf inAnspruchnimmtunddieserFallerfahrungsgemäßsehrselteneintritt.DieSystemauslegung ist aberdarauf ausgerichtet, dassderBrennwertkessel dieWarm‐wasserversorgungauchbeigegebenenfallsunzureichenderEnergiebereitstellungausderSolarthermieanlagejederzeitproblemlossicherstellenkann.

DurchdieMaßnahmenumsetzungreduziertsichderPrimärenergiebedarfdesGebäu‐des auf 50kWh/m²a.Dies entspricht geradedemoberenAnforderungswert fürdasvierteVergleichsmietpreisniveaudesangesetztenMietspiegels(sieheTabelle13S.180).DerReferenzwertdesvergleichbarenNeubauswirddamitknappunterschritten.Fürdie Maßnahmenanfangsfinanzierung kann deshalb auf ein Darlehen aus dem KfW‐Programm151mitAnforderungenandenEH100‐Standardzurückgegriffenwerden.

196 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

GewähltwirdwiederumeineDarlehenslaufzeitvon20 Jahren.Der festgelegtemaxi‐maleFremdmittelanteilanderMaßnahmenanfangsfinanzierungwirddabeivollstän‐digausgereizt.

Durch die Modernisierung reduzieren sich die umlegbaren Instandhaltungs‐ undBetriebskostenfürdieBestandsmieterinnerhalbdererstendreiJahrenachderMaß‐nahmenumsetzungimMittelum62ct/m²monatlich.DieserWertbeschränktwiede‐rumdieModernisierungsumlageundentsprichteinerjährlichenUmlagevonca.6,2%deranrechenbarenAnfangsauszahlungen.EinBlickaufdieMietpreisentwicklungderBestandsmieterzumUmsetzungszeitpunktinAbbildung25zeigt,dasssichindiesemSzenario die Inanspruchnahme staatlicher Förderinstrumente wesentlich stärkerauswirkt,alsbeimSzenarioV_FREI.

Abbildung25: EntwicklungdesmonatlichenNettomietpreises derBestandsmieter zumUm‐setzungszeitpunktfürdasSzenarioV_INST

Im ersten Schritt erfolgt die mögliche Mietpreisanpassung an das ortsübliche Ver‐gleichsniveau um 20ct/m². Durch dieModernisierungsumlagewird nach derMaß‐nahmenumsetzungeinMietpreiserreicht,dermitknapp2,7%leichtüberdemneuenvergleichbaren Preisniveau liegt. Diese Überschreitung verhindert zunächst eineMietpreiserhöhungindenFolgejahren.ErstimviertenJahrnachderModernisierungwird der Vergleichsmietpreis unterschritten. Allerdings ist eine Anpassung nach§558BGB zu diesem Zeitpunkt noch nicht möglich, da Fördermittel in Höhe vonmonatlichca.12ct/m²zuberücksichtigensind.ErstimsechstenJahrnachderMaß‐nahmenumsetzung wäre eine entsprechende Preisanpassung zulässig. Diese wirdjedochzugunsteneinerhöherenSteigerungbiszumFolgejahrverzögert, inwelchemaufgrundderSperrfristeineerneuteAnpassungsonstunzulässigwäre.

5,8

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

MonatlicherNettomietpreis[€/m

²]

Modernisierungsumlage(§559BGB)

Mietpreisanpassung(§558BGB)

Bestandsmietpreis(Vorjahresniveau)

VergleichsmietpreisAusgangszustand

≈ 0

Vergleichsmietpreisqp≤50kWh/m²a Vergleichsmietpreis qp≤100kWh/m²a Vergleichsmietpreis qp≤150kWh/m²a

Jahr

ErgebnissedermodellgestütztenFallstudienanalyse 197

Auch nach der 10‐jährigen Zinsförderperiode kann das Vergleichsmietpreisniveaunoch nicht vollständig ausgeschöpft werden. Ursache hierfür ist der in Anspruchgenommene KfW‐Tilgungszuschuss, welcher in den Modellrechnungen mit jährlich11%übereinenZeitraumvon12 JahrenBerücksichtigung findet.DeranzusetzendeFörderbetraghierfürbeläuftsichaufmonatlich4ct/m².FürdieBestandsmieterkannsomit erstwieder im13. JahrnachderMaßnahmenumsetzungdas ortsüblicheVer‐gleichsmietpreisniveauerreichtwerden.

6.3.2.3 BasisszenarioV_MPEB(minimalerPrimärenergiebedarf)

Mit der Zielsetzung zur Minimierung des Primärenergieeinsatzes kann in der Ver‐mieterfallstudie unter den gegebenen Rahmenbedingungen nur noch eine kleineBedarfsreduktionum7,7kWh/m²agegenüberdemV_INST‐Szenarioerreichtwerden.Das Maßnahmenbündel umfasst den Ersatz der bestehenden Wärmeversorgungs‐anlagen durch eine Wärmepumpe, eine Solarthermieanlage und einen bivalentenWarmwasserspeicher. Zusätzlich wird vor allem der Dämmstandard der oberstenGeschossdeckedeutlich erhöht. Fürdie Fenster kommtdie dreifacheWärmeschutz‐verglasungzumEinsatz.DerSolarthermieertragbeläuftsichaufjährlich534kWh/m²Bruttokollektorflächeunddecktca.37%desEnergiebedarfszurWarmwasserbereit‐stellung inklusive der Zirkulationsverluste. Ein Sondertarif für denWärmepumpen‐stromkannwegenderfehlendenRedundanzanlagezurSicherstellungderWärmever‐sorgungwährenddermöglichenSperrzeitenallerdingsnichtinAnspruchgenommenwerden.

DiegewählteSystemgestaltungzurPrimärenergiebedarfsminimierungistimWesent‐lichen auf dieselben Gründe zurückzuführen, die schon bei der Ergebnisvorstellungzum Szenario E_MPEB der Eigennutzerfallstudie im Unterabschnitt 6.3.1.3S.191 ge‐nannt sind. Die Forderungen zum Eigenmitteleinsatz, zu den jährlichen EntnahmensowiezurWarmmietenneutralitätderBestandsmieterverhindernjedocheineumfas‐sendere Ausschöpfung des technischen Minderungspotenzials der vorgegebenenSystemgestaltungsoptionen. Allein die Aufhebung letzterer Prämisse würde bereitseine Primärenergiebedarfsreduktion auf rund 35kWh/m²a ermöglichen. Allerdingswäre in diesem Fall für die Bestandsmieter vor der Maßnahmenumsetzung keineWarmmietenneutralität bis zum Analysehorizont erreichbar. Die Reduktion derumlegbarenInstandhaltungs‐undBetriebskosteninnerhalbdererstendreiJahredesBetrachtungszeitraums fällt trotz des niedrigeren Primärenergiebedarfs mit durch‐schnittlich57ct/m²sogaretwasgeringeraus,alsimSzenarioV_INST.Ursachehierfürsind vor allem die höheren Energiebezugskosten. Zur Einhaltung derWarmmieten‐neutralitätsprämisse beträgt in diesem Szenario die Umlage der anrechenbarenModernisierungsauszahlungenlediglich5%proJahr.

198 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Die erreichte Verringerung des Primärenergiebedarfs erfüllt die AnforderungendesKfW‐EH‐Standards 85. ZurMaßnahmenanfangsfinanzierungwird auch einDarlehenausdemProgramm151gewählt.Dieseswirdergänztumdengeforderten30‐prozen‐tigen Mindesteinsatz an Eigenmitteln sowie um einen kleinen Investitionszuschussdes BAFA für die Solarthermieanlage. Letztere erreicht mit 20m² Bruttokollektor‐flächegeradedieUntergrenzedesvonderAnlagegrößeabhängigenFörderbereiches.

DieinAbbildung26dargestellteMietpreissteigerungsstrategiefürdieBestandsmieteram Beginn des Analysezeitraums gestaltet sich ähnlich zum Szenario V_INST. Auchhier erfolgt zunächst die Mietpreisanpassung nach §558 BGB um 20ct/m² an dasortsübliche Vergleichsniveau vor der Maßnahmenumsetzung und die Erhöhung imSinne des §559 BGB im Anschluss daran. Bedingt durch die geringereModernisie‐rungsumlage zur Einhaltung derWarmmietenneutralität innerhalb des gefordertenBezugszeitraums wird bereits im dritten Jahr das ortsübliche Vergleichsmietpreis‐niveau nach der anfänglichen Preisüberhöhung zum Umsetzungszeitpunkt wiederunterschritten.

Abbildung26: EntwicklungdesmonatlichenNettomietpreises derBestandsmieter zumUm‐setzungszeitpunktfürdasSzenarioV_MPEB

Die bei der Mietpreisbildung anzurechnenden Fördermittel betragen monatlich9ct/m²fürdieZinsverbilligungundweitere9ct/m²fürTilgungs‐undInvestitionszu‐schüsse.DienächstezulässigeMöglichkeitzurMietpreisanpassungnach§558ergibtsich somit auch in diesemSzenario erst im sechsten JahrnachderMaßnahmenum‐setzung.DieAnpassungwirdwiederumzugunsteneinerhöherenMietpreissteigerungumeinJahrnachhintenverschoben.

5,8

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

MonatlicherNettomietpreis[€/m

²]

Modernisierungsumlage(§559BGB)

Mietpreisanpassung(§558BGB)

Bestandsmietpreis(Vorjahresniveau)

VergleichsmietpreisAusgangszustand

≈ 0

Vergleichsmietpreisqp≤50kWh/m²a Vergleichsmietpreis qp≤100kWh/m²a Vergleichsmietpreis qp≤150kWh/m²a

Jahr

AuswirkungeinerVariationunsichererParameter 199

6.4 AuswirkungeinerVariationunsichererParameter

DieErgebnissederModellanwendung indenvorangegangenAbschnittenzeigendievorteilhaftesten Handlungsempfehlungen für den bzw. die Eigentümer des betrach‐teten Gebäudes vor dem Hintergrund alternativer Eigentümer‐Nutzer‐Beziehungen,Instandsetzungsplanungen und Zielsetzungen. Ergänzend dazu werden in diesemUnterkapitelmithilfeweitererSzenariorechnungendieAuswirkungenverschiedenerEntwicklungspfade unsicherer Eingangsgrößen auf dieHandlungsempfehlungen derBasisszenarien mit geplanter Instandsetzung (E_INST und V_INST) betrachtet. ImRahmen einer klassischen Sensitivitätsanalyse dient eine solche Untersuchung zurAuslotungdesParametervariationsbereichs,indemdieBasislösungstabilbleibtbzw.zur Bestimmung der Einflussstärke einzelner Parameter auf die Zielgröße. LetztereerfolgtgegebenenfallsauchunterInkaufnahmeeinerBasislösungsänderungundwäreindiesemFallderparametrischenOptimierungzuzuordnen[204].InderRegelwirdhierfür jeweils eine einzelneModelleingangsgröße in kleinen Schritten und oftmalsunabhängigvonderRealitätsnähedesVariationsbereichsmodifiziert,wobeifür jedeWertvorgabeeinseparaterModelllauferforderlichist.

Der Fokus der folgenden Analyse mit verschiedenen Parameterentwicklungspfadenliegt weder auf der vollständigen Ermittlung des Robustheitsbereiches der Basis‐lösung noch auf der alleinigen Beurteilung der Endwertänderung. Letztere wäreaufgrundderBandbreitedererfasstenEntscheidungsteilaspektenurwenigaussage‐kräftig,sofernnichtauchdieAuswirkungenaufdietechnischeSystemgestaltungunddieökonomischenHandlungsempfehlungenbeleuchtetwerden.DesWeiterenisteinekombinierte Betrachtung unsicherer Eingangsgrößen vorgesehen, um den Erkennt‐nisgewinnausderUntersuchungzuerhöhen.ZurBeschränkungderhierfürerforder‐lichen Anzahl an Modellrechnungen werden allerdings nicht einzelne Parameter,sondernParametergruppenfürjeweilsviervomBasisszenarioabweichendeEntwick‐lungspfademodifiziert.FürdasSzenarioE_INSTerfolgteineVariationdeszukünftigerwartetenEnergiepreisniveaus(EP‐‐/‐/+/++)zusammenmitunterschiedlichenZins‐satzniveaus(ZS‐‐/‐/+/++).FürdasSzenarioV_INSTwirddagegendasZinssatzniveauinVerbindungmitderVergleichsmietpreisentwicklung(MP‐‐/‐/+/++)variiert.

DiegleichzeitigeÄnderungvonmehrerenParameternerfolgtnichtnurzurBeschrän‐kungderSzenarienanzahl,sondernistauchdeshalberforderlich,daeineunabhängigeEntwicklung einiger Eingangsgrößen nicht gegeben ist. So wäre es bspw. wenigzweckmäßig,denZinssatzder langfristigenAnschlussfinanzierungvölligunabhängigvonderZinssatzentwicklungderkurzfristigenFremdfinanzierungunddenEigenkapi‐talanlagenzuuntersuchen,dadadurchauchunsinnigebzw.starkrealitätsferneHand‐lungsempfehlungenprovoziertwerdenkönnen.

200 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

MitdiesenFestlegungensindergänzendzudenBasisszenarieninSumme48weitereSzenarienzuberechnen.DievorgeseheneModifikationder jährlichenEntwicklungs‐raten für die betrachteten Eingangsgrößen sind in Tabelle 11 bis Tabelle 15S.178 ff.angeführt. Auch wenn mit dieser Vorgehensweise keine detaillierte Analyse desStabilitätsbereichesderBasislösungmöglichist,könnenzumindestgrobeAussagenzuihrerRobustheitundauchzurEinflussstärkederParametergruppenaufdieZielgrößegetroffenwerden.

6.4.1 VariationderEnergiepreis‐undderZinssatzentwicklungfürdasBasisszenarioE_INST

EineErgebnisauswahlderUntersuchungverschiedenerzukünftigerEnergiepreis‐undZinssatzniveausfürdasSzenarioE_INSTist indenDiagrammen(a)bis(j)derAbbil‐dung27dargestellt.DasDiagramm(a)zeigtzunächstdieAuswirkungenderParame‐tervariationaufdenerreichtenPrimärenergiebedarfdesGebäudesnachderMaßnah‐menumsetzung. Der Bedarfswert bewegt sich im Mittel mit 75kWh/m²a bzw.114kWh/m²aimWesentlichenaufzweiEbenen.

EinBlickaufdieAuswahlderWärmeversorgungsanlagenzeigtzunächst,dassfüralleSzenarien eine Kombination aus Brennwertkessel und einer kleinen KWK‐Anlagevorgesehenist.DerPrimärenergiebedarfwirdsomitmaßgeblichdurchdieEntschei‐dungen zur energetischenGebäudehüllengestaltung und demdaraus resultierendenNutzenergiebedarf beeinflusst. Während der Umfang der Dämmmaßnahmen anKeller‐undobersterGeschossdeckegegenüberderBasislösungkaumvariiert,istdieAußenwanddämmung trotz der unmittelbar vorgesehenen Instandsetzungsarbeitennicht in allen Szenarien Teil der Handlungsempfehlung (d). Als größte Hüllflächewirkt sich die Umsetzung dieser Maßnahme am stärksten auf den Transmissions‐wärmeverlust aus (b). Der errechnete Transmissionswärmeverlust weist auf demniedrigstenZinssatzniveauunabhängigvonderEnergiepreisentwicklungdengerings‐tenWert auf, da hier zusätzlich zurAußenwanddämmungdie Fenstermit der drei‐fachen Wärmeschutzverglasung zum Einsatz kommen, während in allen andernSzenariendieEntscheidungzurzweifachenWärmeschutzverglasungstabilbleibt(f).

DieKWK‐Anlagewirdnicht–wievielleichterwartet–mitderZunahmedesNutzer‐energiebedarfs auch mit einer größeren Leistung ausgelegt (e). Eine sehr kleineKapazitätserhöhungvonlediglich0,5kWelgegenüberderBasislösungerfolgtdafürbeiden Szenarien mit höheren Energiepreisniveaus und im Zusammenhang mit derDämmungderAußenwandunddemEinsatzderzweifachenWärmeschutzverglasung.

AuswirkungeinerVariationunsichererParameter 201

Abbildung27: Ergebnisse verschiedener Energiepreis‐ und Zinssatzentwicklungen für dasSzenarioE_INST(Hinweis:ZurbesserenErkennbarkeitvariiertdieReihenfolgederSzenarienandenAchsen)

ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

0

20

40

60

80

100

120

EP‐‐EP‐

BasisEP+

EP++ ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

EP‐‐EP‐

BasisEP+

EP++

ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

EP‐‐EP‐

BasisEP+

EP++

ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

EP‐‐EP‐

BasisEP+

EP++

ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

EP‐‐EP‐

BasisEP+

EP++

ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

2

2,5

3

EP++EP+

BasisEP‐

EP‐‐

kWel kWh/m²K

kWh/m²KkW

kWh/m²a W/m²K

(b)Transmissions‐wärmeverlust

(a)Primärenergie‐bedarf

(d)U‐WertAußenwand

(c)Auslegung Brennwertkessel

(e)Auslegung KWK‐Anlage

(f)U‐WertFenster

202 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

(FortsetzungAbbildung27)

DiesesErgebnisisteinerseitsmitderwirtschaftlichenVorteilhaftigkeitumfangreicherDämmmaßnahmenbei steigendenPreisen für dieWärmebereitstellung imGebäudezu erklären. Andererseits wird aufgrund der ebenfalls ansteigenden Preise für denexternenStrombezugindenSzenarienEP+undEP++auchdieEigenstromversorgungökonomisch zunehmend attraktiver. Durch die größere Auslegung der KWK‐Anlagekann ein höherer Eigendeckungsanteil am StrombedarfwährendderBetriebszeitenerreichtwerden.GleichzeitigverringertsichaberdieAuslastungderAnlageindiesenSzenarienumknapp600VolllaststundengegenüberdemBasisszenario.

IndenSzenarienmitniedrigeremEnergiepreisniveau istdie InstallationderAußen‐wanddämmung aus reinwirtschaftlicher Sicht kein Bestandteil der vorteilhaftestenHandlungsweise. Der größereWärmebedarf führt zu einer höheren Auslastung derKWK‐Anlage. Damit steigt zunächst das ökonomische Potenzial dieser Technologie.

ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

310

320

330

340

350

360

370

380

390

400

EP++EP+

BasisEP‐

EP‐‐

Tsd.€

ZS‐‐

ZS‐Basis

ZS+ZS++

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

EP‐‐EP‐

BasisEP+

EP++ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0

50

100

150

200

250

EP++EP+

BasisEP‐

EP‐‐

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0

50

100

150

200

250

300

EP++EP+

BasisEP‐

EP‐‐

Laufzeit20Jahre(alleanderen10Jahre)

Tsd.€

Tsd.€

(g)Darlehensbetrag KfW‐Programm152

(h)EigenanteilanderAnfangsfinanzierung

(i)Auszahlungzur Maßnahmenumsetzung

(j)Endwert

AuswirkungeinerVariationunsichererParameter 203

Gleichzeitig wird bei sinkenden Strombezugspreisen aber auch der KWK‐Einsatzzunehmendunattraktiver,sodassindiesenSzenariendieInstallationeinergrößerenAnlage zur weiteren Erhöhung des Eigenversorgungsanteils unterbleibt. Die Ausle‐gung des Brennwertkessels als Spitzenlastversorger ist den Entscheidungen zurInstallation der Außenwanddämmung und zum KWK‐Anlageneinsatz eher unterge‐ordnet (c). In Abhängigkeit des verbleibenden Anteils zur Deckung der Heizlastschwankt die Anlagenleistung zwischen 25 und 45kW. Die Entscheidungen zurAuslegungdesWarmwasserspeichersund zur InstallationderPV‐Anlage sinddage‐geninallenSzenarienzurHandlungsempfehlungdesBasisszenariosidentisch.

Entsprechend der Systemgestaltung variiert das Volumen der AnfangsauszahlungenzurMaßnahmenumsetzung (i). Es nimmt erwartungsgemäßmit sinkendenEnergie‐preisenundsteigendenZinsätzenab.WieimBasisszenariowerdennebendemKfW‐PV‐Anlagenkredit und demErgänzungsdarlehen zumBAFA‐Investitionszuschuss fürdie KWK‐Anlage Fremdmittel aus dem KfW‐Programm152 sowie Eigenmittel zurMaßnahmenfinanzierungherangezogen.DeutlicheUnterschiedezeigensichjedochinderFinanzierungsstruktur.

FürdasKfW‐Darlehen152wirdüberwiegendeine10‐jährigeLaufzeitmitFixierungderniedrigenZinssätze bevorzugt (g). Erst unterhalb einesAnschlussfinanzierungs‐zinssatzesvon4%erfolgtunabhängigvomEnergiepreisniveauderÜbergangzur20‐jährigenLaufzeit(SzenarienZS‐‐).FürdieanderenSzenarienmit10‐jährigerLaufzeiterhöht sich der Darlehensbetrag mit zunehmendem Energiepreisniveau. Dies istsowohlaufdengrößerenMaßnahmenumfangaberauchaufdiezunehmendeEnergie‐kostenreduktion durch die Maßnahmen bei steigenden Energiepreisen zurückzu‐führen.DadieEnergiekostenreduktionannahmegemäßzurRefinanzierungherange‐zogenwerdenkann,erhöhtsichdamitdasPotenzialzurDeckungvonKapitaldiensteninnerhalb des Analysezeitraums. Dies bestätigt auch ein Blick auf den Eigenmittel‐anteil anderAnfangsfinanzierungderMaßnahmen(h),welcherbeidenniedrigerenEnergiepreisniveaustendenziellhöherausfällt.DaderDarlehensbetraginnerhalbderZinsbindungsfrist vollständig getilgt wird, hat die Zinssatzvariation der Anschluss‐finanzierunghierkeinenEinfluss.

In Szenarien ZS‐‐ dominiert dagegen das Zinssatzniveau der Anschlussfinanzierungdie Entscheidungen zur Maßnahmenumsetzung und zur Anfangsfinanzierung. HierwirdsowohldiegrößteAnfangsauszahlungalsauchderhöchsteFremdfinanzierungs‐anteil erreicht. Zwar sinken die Energiekosten durch den Einsatz der dreifachenWärmeschutzverglasung gegenüber den anderen Szenarien mit ähnlich hohemDämmstandard der Gebäudehülle nur noch geringfügig, allerdings kann durch dieniedrigeren Fremdkapitalzinsen und den längeren Tilgungszeitraum in Summe eingrößeres Volumen an Kapitaldiensten gedeckt werden, ohne die Liquidität des

204 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Eigentümers imbetrachtetenBewertungsrahmen zu gefährden.Obwohl die Investi‐tionvonEigenmittelninModernisierungsmaßnahmenaufgrundderebenfallsniedri‐gerenVerzinsungalternativerKapitalanlagenanAttraktivitätgewinnt, istderEigen‐kapitaleinsatz zur Sicherstellung der Anfangsfinanzierung in diesen Szenarien amgeringsten.AuchdieseHandlungsempfehlunglässtsichdurchdielängereDarlehens‐laufzeit im Zusammenhang mit der deutlich geringeren Zinssatzdifferenz zwischenAnschlussfinanzierung und Eigenkapitalanlage nach dem 10‐jährigen Zinsbindungs‐zeitraum begründen. Der verstärkte Einsatz der erzielten Energiekosteneinsparungzur Deckung von Kapitaldiensten ist vorteilhafter, als die Reduktion der Kapital‐dienstedurcheinenhöherenEigenmitteleinsatzzurMaßnahmenanfangsfinanzierungundderdamitverbundeneVerzichtaufdieErträgeauslangfristigenKapitalanlagen.

Vor dem Hintergrund der eben beleuchteten Teilaspekte der Modernisierungsent‐scheidung ist es nun möglich, die Endwertentwicklung im Rahmen der Parameter‐variationzuinterpretieren.DieermitteltenEndwerteliegenzwischenrund340.000€fürdas SzenarioEP‐‐/ZS‐‐und390.000€ fürdasSzenarioEP++/ZS++ (j).Währendder Endwert zwischen den Szenarien ZS‐ und ZS++ auf allen Energiepreisniveauskontinuierlichwächst,kannzwischenZS‐‐undZS‐einegeringfügigeVerringerungdesEndwertes festgestellt werden. Dies ist vor allem auf die günstigen Fremdfinanzie‐rungsmöglichkeitenaufdemniedrigstenZinssatzniveauzurückzuführen,welcheeinedeutliche Reduktion der laufenden Auszahlungen durch umfangreiche Modernisie‐rungenbei besondersniedrigemEigenkapitaleinsatz erlauben.Mit steigendenEner‐giepreisenerhöhtsichdieEnergiekostenreduktion,sodassdieserEffektvonEP‐‐nachEP++zwarimmernochkleinist,aberzunehmendstärkerhervortritt.

DerEndwertanstiegzwischenZS‐undZS++indenbeidenSzenarienmitdenniedrigs‐tenEnergiepreisenbegründetsichausschließlichdurchdiezunehmendenErträgeausdenKapitalanlagen.MaßnahmenumfangundFinanzierungsstrukturändernsichhiernicht. Die Zinssatzentwicklung der Anschlussfinanzierung hat außerhalb von ZS‐‐generell keinen Einfluss, da nur Darlehen mit Zinsbindung über den gesamtenTilgungszeitraumgenutztwerden.MitsteigendenEnergiepreisenwerdenumfangrei‐chereModernisierungsmaßnahmenauchausökonomischerSichtattraktiver.AufderEbenedesBasisenergiepreisniveausverhindertdiehöhereEigenkapitalverzinsungindenSzenarienZS++undZS+zunächstnochdieUmsetzungderAußenwanddämmung.UnterhalbvonZS+istesdagegenvorteilhafter,zusätzlicheFremdmittelaufzunehmenund einen größeren Anteil der Energiekostenreduktion zur Deckung von Kapital‐diensten anstatt für Kapitalanlagen einzusetzen. Dieser Trend setzt sich auf denbeidenhöchstenEnergiepreisniveausfort.Insgesamtistfestzustellen,dassunterdengetroffenen Annahmen die Energiepreisentwicklung einen deutlich stärkeren End‐werteinflusshat,alsdieZinssatzentwicklung.

AuswirkungeinerVariationunsichererParameter 205

6.4.2 VariationderVergleichsmietpreis‐undderZinssatz‐entwicklungfürdasBasisszenarioV_INST

FürdasBasisszenarioV_INSTwerden alternativeVergleichsmietpreisentwicklungenzusammenmit verschiedenen zukünftigen Zinssatzniveaus analysiert. Abbildung 28zeigt eine Auswahl der Untersuchungsergebnisse. Insgesamt erweist sich die Basis‐lösungV_INSTalsrelativrobustimvorgegebenenParametervariationsbereich.Wederder Primärenergiebedarf noch der Transmissionswärmeverlust ändern sich. DieEntscheidungenzumFensterersatzundzumDämmstandardderGebäudehüllflächenbleibensomitfüralleSzenarienstabil.GleichesgiltfürdieWahlderVersorgungstech‐nologien.AbweichungensindjedochbeiderAuslegungunddemEinsatzderAnlagenfestzustellen.IndenDiagrammen(a)bis(g)sinddreiverschiedeneAuslegungs‐undEinsatzkonstellationen(AEK)erkennbar.

DieAEK1wirdunabhängigvonderZinssatzentwicklungimZusammenhangmitdenbeiden niedrigsten Vergleichsmietpreisanstiegen (MP‐‐ und MP‐) empfohlen. ImRahmenderuntersuchtenSzenarienwirdmitdieserAEKderhöchsteWarmwasser‐bereitstellungsanteilausderSolarthermieanlageangestrebt.DieinstallierteKollektor‐fläche beträgt 20m². Für die Wärmespeicherung wird insgesamt ein Volumen von1.200l ausgewiesen. Der erreichte Deckungsanteil der Solaranlage beträgt knapp37%desWarmwasserbedarfs inklusiveder Zirkulationsverluste.DieWärmepumpeübernimmt ca. 39% derWarmwasser‐ und 27% derHeizwärmebereitstellung. IhrEinsatzschwerpunktliegtvorallemindenMorgen‐undAbendstunden.WieimBasis‐szenariowird auchhierder Sondertarif fürdie StromversorgungderWärmepumpe(WP‐StromST1–vgl.Tabelle11S.178)gegebenenfallsmitBetriebsunterbrechungderAnlagegewählt.DerBrennwertkesselleistetnebendemHauptanteilderRaumwärme‐versorgungdie restlichen24%derWarmwasserbereitstellungundkanndieseauchimFalleunzureichenderBedarfsdeckungausderSolaranlagesicherstellen.

Oberhalb vonMP‐dominiertdieAEK2,welchederLösungdesBasisszenarios ent‐spricht(sieheUnterabschnitt6.3.2.2S.195).LediglichfürdieKombinationenderstärks‐tenVergleichsmietpreisanstiege(MP++undMP+)mitdenbeidenhöchstenZinssatz‐niveaus (ZS++und ZS+)wird dieAEK3 bevorzugt.Mit 10m²Bruttokollektorflächeund550kWh/m²aEnergieertragleistetdieSolarthermieanlageindieserAEKnurca.19%derWassererwärmung.NahezudergesamterestlicheWarmwasserbedarfsowieca. 37% des Heizwärmebedarfs werden durch die Wärmepumpe gedeckt. Um diehohenDeckungsanteilederWärmepumpezuerreichen,wirdhieraufdieInanspruch‐nahmeeinesgünstigerenStrombezugstarifsmitmöglicherBetriebsunterbrechungderAnlageverzichtet.AufgrundderpermanentenVerfügbarkeitderWärmepumpe,kannderBrennwertkesselmiteineretwaskleinerenLeistungalsindenanderenSzenarienausgelegtwerden.

206 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Abbildung28: ErgebnisseverschiedenerVergleichsmietpreis‐undZinssatzentwicklungenfürdasSzenarioV_INST(Hinweis:ZurbesserenErkennbarkeitvariiertdieReihen‐folgederSzenarienandenAchsen)

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

22

23

24

25

26

27

28

29

30

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++

m²

kW

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0

1

2

3

4

5

6

7

8

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0

200

400

600

800

1000

1200

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++

Liter

kWohneUnterbrechung(RestmitUnterbrechung)

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

MP++MP+

BasisMP‐

MP‐‐ ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++

534kWh/m²a(Rest550kWh/m²a)

(a)Auslegung Brennwertkessel

(b)AuslegungWärmepumpe

(c)Auslegung Solarthermie

(d)AuslegungWarmwasserspeicher

(f)WarmwasserdeckungdurchSolarthermie

(e)WarmwasserdeckungdurchWärmepumpe

AuswirkungeinerVariationunsichererParameter 207

(FortsetzungAbbildung28)

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

1,3

1,35

1,4

1,45

1,5

1,55

1,6

1,65

1,7

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++

€/m²a Jahre

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

6,4

6,6

6,8

7

7,2

7,4

7,6

7,8

8

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

MP++MP+

BasisMP‐

MP‐‐

€/m²a

ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

228

229

230

231

232

233

234

235

236

237

238

MP‐‐MP‐

BasisMP+

MP++ ZS++

ZS+Basis

ZS‐ZS‐‐

0

50

100

150

200

250

300

350

400

MP++MP+

BasisMP‐

MP‐‐

Tsd.€Tsd.€

(g)HeizwärmedeckungdurchWärmepumpe

(h)Modernisierungs‐umlage

(i)Reduktiondes Vergleichsmietpreises

(j)ZeitraumohneMietpreisanpassung

(k)AuszahlungzurMaßnahmenumsetzung

(l)Endwert

208 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Die Anfangsauszahlungen zur Maßnahmenumsetzung variieren bei einem Gesamt‐volumen von jeweils über 231.000€ kaum nennenswert um 6.000€ zwischen deneinzelnenAEK(k).AuchdieModellentscheidungzurMaßnahmenanfangsfinanzierungbleibtvonderParameteränderungweitgehendunberührt. In jedemSzenario istdas20‐jährigeDarlehendesKfW‐Programms151mitdenEH100‐AnforderungenTeilderLösung.DervorgegebenemaximaleFremdmittelanteilvon30%wirddabeijedesMalvollständigausgeschöpft.FürdieAEK1kannaufgrundderinstalliertenAnlagengrößezusätzlich der Investitionszuschuss des BAFA für die Solarthermienutzung in An‐spruch genommen werden. Dieser beträgt für die ausgewiesene Kollektorflächeallerdingsnur1.800€.

DadererrechneteGebäudeprimärenergiebedarfkonstantbleibt,giltfüralleSzenariendasselbe Vergleichsmietpreisniveau des Mietspiegels. Für die Mietpreisentwicklungder Bestandsmieter zum Umsetzungszeitpunkt ist festzustellen, dass in jedem Fallzunächst die Anhebung nach §558BGB auf das Vergleichsmietpreisniveau für denGebäudeausgangszustanderfolgt.NachderMaßnahmenumsetzungwirddieModerni‐sierungsumlage nach §559 BGB geltend gemacht (h). Vor dem Hintergrund derWarmmietenneutralitätsprämisserepräsentierendieseWertegleichzeitigdiemittlereKostenreduktion der Bestandsmieter in den ersten drei Jahren nach der Maßnah‐menumsetzung.SiefälltfürdieAEK1mit7,89€/m²aamhöchstenundfürdieAEK3mit6,92€/m²aamniedrigstenaus.DasdurchdieMaßnahmenerreichteVergleichs‐mietpreisniveauwirddurchdieModernisierungsumlage imUmsetzungsjahrbeiderAEK1 um 2,61€/m²a, bei der AEK2 um 2,16€/m²a und bei der AEK3 um1,64€/m²a überschritten. Zusammen mit der Vergleichsmietpreisentwicklung undunterBerücksichtigungderZinsverbilligungenundZuschüsse(i)ergebensichdarausunterschiedliche Zeiträume, in denen eine Mietpreisanpassung nach der Maßnah‐menumsetzung ausgeschlossen ist. Für die SzenarienMP++undMP+beträgt dieserZeitraum4Jahreundverlängertsichschrittweiseumjeweils2JahrefürdieSzenarienmitgeringeremVergleichsmietpreisanstieg(j).

Aus den eben beschriebenen Ergebnissen der Szenarioanalyse lassen sich für dieEndwertentwicklung(l)imParameteränderungsbereichfolgendeSchlüsseziehen:

MitdengeplantenEntnahmenimAnalysezeitraum(imMittel34.700€/a)schwankendieerreichbarenEndwertezwischenrund269.000€fürdasSzenarioMP‐‐/ZS++und368.000€ fürdasSzenarioMP++/ZS‐‐ (j).Zunächst ist festzustellen,dasswederdiePreisdifferenzierungdesMietspiegelsnochdieerreichbarenDarlehenskonditioneninAbhängigkeitdesenergetischenGebäudestandardseineAuswirkungaufdieEndwert‐änderunghaben.

AuswirkungeinerVariationunsichererParameter 209

DerEndwerteinflussdesZinssatzniveaus istrelativgering.Dies isteinerseitsaufdieweitgehend homogene Finanzierungsstruktur und die Möglichkeit zur steuerlichenGeltendmachung der Fremdkapitalzinsen zurückzuführen. Andererseits wird derEinfluss dadurch abgeschwächt, dass sich mit zunehmendem Zinsniveau zwar dieKapitaldienste erhöhen, gleichzeitig aber auch die Erträge aus den Kapitalanlagenansteigen.DieserZusammenhanggiltfürdenumgekehrtenFallebenso.

Der Endwerteinfluss der Vergleichsmietpreisentwicklung ist unter den getroffenenAnnahmen dagegen deutlich stärker ausgeprägt. Erwartungsgemäß werden mitzunehmendem Vergleichsmietpreisanstieg auch höhere Endwerte realisiert. ImZusammenhang mit den daraus resultierenden Möglichkeiten zur Steigerung derBestandsmieten nach der Maßnahmenumsetzung lässt sich auch die relativ hoheSensibilitätderErgebnissehinsichtlichderAuslegungunddesEinsatzesderVersor‐gungsanlageninnerhalbdesParametervariationsbereicheserklären.

InVerbindungmitdenunmittelbaranstehendenInstandsetzungsarbeiten ist füralleSzenarieneineModernisierungvorteilhaft,mitderdashöchsteVergleichsmietpreis‐niveau des unterstelltenMietspiegels erreichtwird (sieheTabelle 13S.180). Jede derdreiAEKerfüllthierfürgeradedieMindestanforderungzurBeschränkungdesPrimär‐energiebedarfs auf 50kWh/m²a. Durch diese Investition können dauerhaft höhereMieteneinnahmen gegenüber dem Gebäudeausgangszustand erzielt werden, welchenicht nur die umgesetzten Maßnahmen refinanzieren, sondern auch zusätzlicheErträgedarüberhinausdarstellen.AbweichungenzeigensichjedochbeidendurchdieModernisierungsumlage zulässigenÜberschreitungendesVergleichsmietpreises.DieUrsache hierfür ist in den unterschiedlichen Steigerungsraten der Vergleichsmiet‐preiseundderdavonabhängigenDauerdesZeitraumszusehen,dendasVergleichs‐mietpreisniveau benötigt, um den aktuellenMietpreis der Bestandsmieter nach derModernisierung zu erreichen. Erst danach ist die nächste Mietpreiserhöhung aufGrundlage des §558 BGB möglich. Je langsamer der Vergleichsmietpreis ansteigt,destolängerkanneinModernisierungsumlageanteil,welcherzurÜberschreitungdesVergleichsmietpreises führt, zur Refinanzierung bzw. Erwirtschaftung zusätzlicherErträgebeitragen.

VordiesemHintergrunderweistessichfürdenVermieterindenSzenarienMP‐‐undMP‐ als vorteilhaft, die geringfügig höherenAnfangsauszahlungen für dieAEK1mitverstärktemEinsatzvonSolarthermieunddengünstigerenWärmepumpenstromtarifin Kauf zu nehmen, um eine höhere Modernisierungsumlage unter Beachtung derWarmmietenneutralitätsprämisse durchzusetzen. Bei den Szenarien oberhalb vonMP‐istdieVorteilhaftigkeitderVergleichsmietpreisüberschreitungdurchdieModer‐nisierungsumlage dagegen geringer ausgeprägt, da sich durch die höheren Steige‐rungsraten der Vergleichsmietpreise hier innerhalb kürzerer Zeiträume erneute

210 ModellgestützteAnalysenderModernisierungsentscheidung Kapitel6

Mietsteigerungsmöglichkeiten auf Grundlage des §558 BGB ergeben. Dementspre‐chend wird es für den Vermieter zunehmend attraktiver, das InvestitionsvolumenzulastendererreichbarenEnergiekostenersparnisfürdieMieterzureduzieren.Eineweitere geringfügige Senkung der Anfangsauszahlungen wird durch die kleinereGesamtkapazitätderWärmeerzeugungsanlagenmitderAEK3erreicht.Hierfälltauchdie Kostenreduktion für die Mieter am geringsten aus, was hauptsächlich auf denverstärktenEinsatzderWärmepumpeunddemgleichzeitigenWegfalldesgünstige‐renWärmepumpenstromtarifszurückzuführenist.DieEmpfehlungzurAEK3erfolgtallerdingsnur imZusammenhangmitdenerhöhtenZinssatzniveaus, sodasssichdieVorteilhaftigkeit fürdenVermieter inersterLiniedurchdenreduziertenEigen‐undFremdkapitaleinsatz begründen lässt. Während die alternative Kapitalanlage anAttraktivitätgewinnt,verteuertsichgleichzeitigdieDarlehensanschlussfinanzierung.

6.5 ProblemgrößeundModellperformance

Nach der Ergebnisvorstellung für die beiden Anwendungsfälle werden in diesemUnterkapitel abschließend noch einige Informationen zur Problemgröße und zurModellperformance für die Szenariorechnungen sowie allgemein zur DatenhaltungundzumModellaufbaugegeben.

DermathematischeModellcode vonBRIAMO umfasst in derGAMS‐Syntaxmehr als100deklarierteNebenbedingungen,diejenachAnalysefallzumEinsatzkommen,undüber 200 deklarierte Parameter, mit denen die zu betrachtende Modernisierungs‐entscheidung realitätsnah charakterisiert werden kann. Zusätzlich beinhaltet derModellcode diverse Steuerungsparameter, welche die Funktion und Ausprägungeinzelner Restriktionen beeinflussen. Einige davon können zur Beschleunigung derLösungsfindung genutzt werden. Andere dienen dagegen zur Berücksichtigungmethodischer Präferenzen desModellanwenders – bspw. zum Aufbau der vollstän‐digenFinanzplanung.

Die Datenhaltung und Modellierung der Entscheidungssituation erfolgt im xlsx‐Dateiformat.Überdie standardisierteGDX‐SchnittstelltederGAMS‐Softwarewerdendie Eingangsdaten während des Modellaufbaus eingelesen. Die Modellergebnissekönnen ebenfalls im xlsx‐Format ausgegeben werden. Für viele der Eingangspara‐metersindbereitstypischeStandardwerteimModellhinterlegt,welcheinderDaten‐haltungdurchdenModelanwenderaberfallspezifischangepasstwerdenkönnen.

Dennoch istderModellierungsaufwandalsrelativhocheinzuschätzen, insbesonderedann, wenn stromerzeugende Anlagen hinsichtlich der steuerlichen Rahmenbedin‐gungen und der differenzierten staatlichen Förderbedingungen detailliert in die

ProblemgrößeundModellperformance 211

Analyseeinbezogenwerdensollen.Zubeachten istallerdings,dasses sichbeieinerumfassenden Berücksichtigung der zahlreichen Aspekte der Modernisierungsent‐scheidungumeinekomplexePlanungsaufgabehandelt,derenUmsetzungmiteinemdurchausbeträchtlichenInvestitionsvolumeneinhergehenkannundinderRegeleinelangfristigeKapitalbindungbedingt.VordiesemHintergrunderscheintderModellie‐rungsaufwandvertretbar.

FürdieModellrechnungenwirdderkommerziellverfügbareCPLEX‐Solvereingesetzt.Wesentliche Faktoren,welche die Problemgröße und Rechenzeit des Optimierungs‐modellsentscheidendbeeinflussen,sinddieAnzahlderGebäudezonen,dieAnzahlderSystemgestaltungsoptionen,dieAnzahlderFinanzierungsvarianten sowiedie Struk‐turierung des Analysezeitraums hinsichtlich der Anzahl der UmsetzungszeitpunkteundderunterjährigenZeitscheiben.

FürdenVermieteranwendungsfallkannsichzusätzlichdieBestimmungderoptimalenMietpreissteigerungsstrategie schon bei kleinen Mieterwechselraten als besondersproblematisch erweisen. Hier ist in jedem Fall zu empfehlen, unterstützend einzu‐greifen.SosolltesowohlfürdieMietpreissteigerungalsauchdenMietpreiseineobereSchrankevorgegebenwerden,diedurcheineBest‐Case‐Betrachtungvorabbestimmtwerdenkann.WeiterhinistesvordemHintergrundderzuberücksichtigendenMiet‐steigerungssperrfrist möglich, Mietpreisanpassungen zumindest für die NeumieternachdemletztenUmsetzungszeitpunktimAnalysezeitraumaufeinzelneModelljahrezu beschränken. Für dieseMieter hat dieModernisierungsentscheidungkeinenEin‐fluss auf denZeitpunkt derMietpreisanpassungen, sodass sich in derRegel die frü‐hestmögliche Anpassung nach dem Mietbeginn als vorteilhafteste Handlungsoptionerweisensollte.DurchdieseVorgabenlässtsichdieRechenzeiterheblichreduzieren(>Faktor10),ohnedassdieErgebnisqualitätbeeinflusstwird.

FürdievorgestelltenSzenarienmitlediglicheinerGebäudezone,einemUmsetzungs‐zeitpunkt und 225 unterjährigen Zeitscheiben umfassen die Problemstellungen beider Eigennutzerfallstudie im Mittel 13.200 Variablen (davon rund 500 ganzzahlig)und annähernd ebenso viele Nebenbedingungen. DieMatrix des Optimierungsprob‐lems beinhaltet ca. 126.000 Non‐Zero‐Elemente. Die Modellaufzeit bis zur Ausgabeder optimalen Lösung ohne Vorgabe eines Optimalitätskriteriums zum vorzeitigenAbbruchbeträgtaufeinemWindows‐PC(2Prozessoren3,3GHz,mitje4Kernenund2 Threads pro Kern) durchschnittlich 8,5 Minuten und schwankt zwischen 3 und11Minuten. Für die Vermieterfallstudie weisen die Szenarioproblemstellungen je‐weilsrund12.400Variablen(davonca.600ganzzahlig)undimMittel11.000Neben‐bedingungenauf,wobeidieMatrixdesOptimierungsproblemsca.60.000Non‐Zero‐Elemente beinhaltet. Die Rechenzeit beträgt hier im Mittel 34 Minuten bei einerSchwankungsbreitevon7bis163Minuten.

Kapitel7 SchlussfolgerungenundAusblick

Anhand der im vorangegangen Kapitel beschriebenen Analyse zur energetischenGebäudemodernisierungwirddieAnwendungundAussagekraftdes imRahmendervorliegenden Arbeit neu entwickelten Modells BRIAMO (Building RefurbishmentInvestmentAdvisingbyMathematicalOptimization)demonstriert.

ImZugederSchlussfolgerungenzurArbeitistzunächstdarzulegen,dassBRIAMOdereingangs vorgegebenen Zielsetzung – ein Analyseinstrument zu entwickeln, das dieEntscheidungssituation von Gebäudeeigentümern bei der Planung von Modernisie‐rungsmaßnahmen nachbildet und optimale Handlungsempfehlungen unter Berück‐sichtigungdervielfältigentechno‐ökonomischenEntscheidungsaspektebereitstellt–vollständig gerecht wird. Dies erfolgt in Verbindungmit einer zusammenfassendenmethodischenCharakterisierungdesModells.ImAnschlussdaranwerdendieErgeb‐nissederbeispielhaftenAnwendungsfälleerneutaufgegriffen,umdarausSchlussfol‐gerungenfürdasbetrachteteGebäudezuziehen.DaraufaufbauendwirdderAnalyse‐ansatzeinerkritischenReflexionunterzogen.DasKapitelschließtmiteinemAusblickauf weitere Anwendungs‐ bzw. Analysemöglichkeiten von BRIAMO wobei auch An‐satzpunktezurmethodischenWeiterentwicklungdesModellsaufgezeigtwerden.

7.1 ZumentwickeltenAnalyseinstrumentBRIAMO

Mitdem indieserArbeit entwickeltenBRIAMO‐Modellwird erstmals eineMethodikzurumfassendenAbbildungderEntscheidungssituationvonGebäudeeigentümernimZugederModernisierungsplanungvorgestellt.DerAnsatzermöglichteineintegrierteWirtschaftlichkeitsanalysederdabeibestehendenHandlungsoptionenhinsichtlichderMaßnahmenwahlund‐auslegung,desAnlageneinsatzessowiederWahlderFinanzie‐rungsinstrumenteunterBerücksichtigungvonSteuernundder entscheidungsbeein‐flussendenRahmenbedingungeninAbhängigkeitderEigentümer‐Nutzer‐Beziehung.

214 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

Der Zweck desModells ist die Ermittlung der optimalen Handlungsempfehlung fürden Gebäudeeigentümer, die jeweils an einer von drei alternativen Zielsetzungenausgerichtetwerdenkann.Hierbeihandelt es sichumdieMaximierungdesEinkom‐mens,dieMaximierungdesVermögensoderdieMinimierungdesGebäudeprimärener‐giebedarfs. FürdieModellanwendungmitdergewähltenZielsetzungkönnen jeweilsMindestanforderungenandieZielgrößenderbeidenanderenZielsetzungenvorgege‐ben werden. Mithilfe dieser drei Analysevarianten ist es möglich, die Grenzen deswirtschaftlichenHandlungsspielraumsbeiderenergetischenModernisierungfürdenGebäudeeigentümerzubestimmen.

DaderentscheidungstragendeAkteur „Eigentümer“ inverschiedenenRollenauftrittundsomitunterschiedlichenRahmenbedingungenzurökonomischenBeurteilungderModernisierungsmaßnahmen unterworfen ist, kann mit dem Modell sowohl diePerspektive der Immobilienbewirtschaftung als auch der Immobilieneigennutzungeingenommenwerden.Darüberhinaus ist es auchmöglich, dieBewirtschaftungvonPV‐ und KWK‐Anlagen sowie verschiedene Rollenkombinationen eines Eigentümers(bspw. Eigennutzer und Vermieter oder Vermieter und KWK‐Anlagenbetreiber)innerhalbdesGebäudeszubetrachten.

DerzentralemethodischeAnsatzzurAbbildungdertechnischenAspektederModer‐nisierungsentscheidung und ihrer Wirkungsbeziehungen ist die Modellierung desGebäudeenergiesystems in Form eines Energieflussgraphen. Als Treiber der Flüssewird die Nachfrage nach Energieanwendungen (Raumwärme und gegebenenfalls‐kühlung,Warmwasser und elektrischeEnergie) imAusgangszustanddesGebäudesvorgegeben. Auf den vorgelagerten Stufen des Graphen sind verschiedene energie‐relevante Systemgestaltungsoptionen in den Graphenknoten modelliert. Durch dieEntscheidungen zu ihrer Auslegung und ihrem Einsatz ist die Energienachfrage zudecken.Bei den Systemgestaltungsoptionenhandelt es sich sowohl umAnlagen zurEnergiebereitstellungoder‐speicherungalsauchumSystemkomponenten,welchedieEnergienachfrageselbstbeeinflussenkönnen,wiebspw.Wärmedämmungen.

DenEnergieflüssenundSystemgestaltungsoptionenwerdentechnischeundökonomi‐sche Parameter hinterlegt. Die technischen Größen beschreiben dieWirkungsweiseund die Einsatzfähigkeit der Systemoptionen, bspw. zur Umwandlung der an derGebäudegrenzebereitgestelltenEnergieformen indiebenötigtenEnergieformen.Dieökonomischen Parameter beschreiben diemonetären Auswirkungen der Systemge‐staltungundumfassenu.a.diePreisefürdieMaßnahmenumsetzungunddieInstand‐haltungsowiefürdenEnergiebezugunddieEnergielieferungenausdenstromerzeu‐gendenAnlagen.

ZumentwickeltenAnalyseinstrumentBRIAMO 215

Der Energieflussgraph ist einer vereinfachten zeitlichen und räumlichen Strukturie‐rung unterworfen. Die zeitliche Strukturierung dient einerseits zur Gliederung desAnalysezeitraums inModelljahre, von denen einzelne alsmögliche Umsetzungszeit‐punkte fürModernisierungsmaßnahmenzudefinierensind.AndererseitserlaubtdieunterjährigezeitlicheGliederungdesGraphen, sowohldie saisonalund tageszeitlichvariierendeEnergienachfragealsauchdieNutzbarkeitvonUmweltenergien inFormvonLastverläufenbzw.Verfügbarkeitsprofilen für typischeWochentagevorzugeben.HierdurchistdieVoraussetzunggeschaffen,dieMaßnahmenauslegunginVerbindungmitdem(gegebenenfallskombinierten)EinsatzvonVersorgungsanlagendetailliertindieAnalyseeinbeziehenzukönnen.

Durch die räumliche Strukturierung ist es möglich, Teileigentumsverhältnisse undverschiedene Eigentümer‐Nutzer‐Beziehungen für einzelne Gebäudebereichewider‐zuspiegeln. Den Gebäudebereichen werden in Abhängigkeit der Akteursrolle ihrerEigentümer Parameter hinterlegt, welche die relevanten ökonomischen und recht‐lichen Rahmenbedingungen für die Entscheidungsfindung beschreiben. Dazu zählenu.a.dieBestimmungsgrößenderEinkommensteueroderdieerforderlichenDatenzurMietpreisbildungimFallederGebäudebewirtschaftung.

DaszentralemethodischeElementzurErfassungdermonetärenKonsequenzenundzurökonomischenBeurteilungderSystemgestaltungbildeteinevollständigeFinanz‐planung.ImGegensatzzudenklassischenVerfahrenderInvestitionsrechnungerlaubtsiedie simultaneBetrachtungmehrerer, sichhinsichtlichderKonditionen (Zinssatz,Laufzeit etc.) unterscheidender Investitions‐ und Finanzierungsmöglichkeiten. DerEinsatzeinervollständigenFinanzplanungerfülltdamitdiewesentlicheZielstellung,die breit gefächerte staatliche Förderlandschaft für Gebäudemodernisierungen inFormvonZuschüssenundzinsverbilligtenDarlehenindieEntscheidungsfindungein‐beziehenzukönnen.DieAbhängigkeitderBewilligungderFördermittelvonderMaß‐nahmenwahlbzw.demerreichtenenergetischenGebäudezustandwirddabeiebensoberücksichtigt,wiedieAuswirkungihrerInanspruchnahmeaufdieMietpreisbildung.

DieEntscheidungssituationwirdalsgemischt‐ganzzahligeslinearesOptimierungsprob‐lem formuliert, um die vorteilhafteste Handlungsalternative für den Gebäudeeigen‐tümer zu bestimmen. Hierfür ist dem BRIAMO‐Modell ein umfangreiches Restrik‐tionensysteminderProgrammspracheGAMShinterlegt,dasu.a.dieWirkungsketteninnerhalb des Energieflussgraphen, die vollständige Finanzplanung und die recht‐lichenRahmenbedingungenbeschreibt.ZurLösungdesProblemskommtdasBranch‐and‐Cut‐Verfahren zum Einsatz, welches mithilfe des kommerziellen CPLEX‐Solversdurchgeführtwird.DiesesVerfahrenermöglichteineexakteLösung,kannaberauchalsHeuristikeingesetztwerden,umfürkomplexereAnwendungsfälleeinerelativguteLösunginvertretbarenRechenzeitenzuerreichen.

216 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

Mit der Abbildungs‐ und Analysemethodik des BRIAMO‐Modells ist es möglich, einbreites Spektrum an einzelnen technischen und ökonomischen HandlungsoptioneninnerhalbderModernisierungsplanungzuerfassen.DieAlternativenbildunghinsicht‐lichdesumzusetzendenMaßnahmenbündels,derzuwählendenMaßnahmenfinanzie‐rungundderBestimmungweitererökonomischerEntscheidungsgrößen(bspw.Miet‐preise)wirddurchdasModellvorgenommen.GleichzeitiggewährleistetdieVerwen‐dung von standardisiertenAbbildungselementenmit separaterParametrierungeineflexible Anpassungsfähigkeit desModells an verschiedene EntscheidungssituationenzurGebäudemodernisierung.

DasmathematischeRestriktionensystemvonBRIAMOstellteinerseitssicher,dassnureine zulässige Alternative als Handlungsempfehlung ausgegeben wird. In diesemZusammenhangwerden auch Budgetbeschränkungen und Liquiditätsanforderungendes Eigentümers beachtet. Andererseits ermöglicht es die Vorgabe von einzelnenHandlungszwängen zur Instandsetzung oder Erfüllung gesetzlicher Vorgaben sowiedieBerücksichtigungnicht (vorrangig)wirtschaftlich getriebener ZielsetzungenundPräferenzen,wiebspw.denbevorzugtenEinsatzeinerbestimmtenTechnologieoderdieForderungnacheinerwarmmietenneutralenModernisierungfürMieter.

AusSichtderInvestitionsrechnungistderAnalyseansatzdersimultanenInvestitions‐,Finanzierungs‐ und Produktionsprogramm‐/Anlageneinsatzplanung zuzuordnen, diewahlweiseein‐odermehrstufigerfolgenkann.MitBlickaufdenGebäudeeigentümerundseinenrealenHandlungsspielraumhandeltessichumeinPartialmodell,welchessich auf bestehende Handlungsoptionen im Rahmen der Modernisierungsplanungbeschränkt.DiesewirdalsrollierendePlanungsaufgabeverstanden,sodassderAnaly‐sefokus auf den zeitnah zu treffenden Entscheidungen liegt. Die dabei bestehendenUnsicherheiten der Eingangsdaten können aus Gründen der KomplexitätsreduktionnurindirektBerücksichtigungfinden.

7.2 SchlussfolgerungenausdenFallstudien

Aus den Ergebnissen der Modellanwendung für die zwei untersuchten Fallstudien(„Eigennutzer“ und „Vermieter“) werden im Folgenden Schlussfolgerungen für dasbetrachtete Beispielgebäude im Rahmen einer zusammenfassenden Gegenüberstel‐lungderuntersuchtenBasisszenariengezogen.Dabeisteheninsbesonderedieökono‐mischenKonsequenzenderermitteltenHandlungsempfehlungenimMittelpunkt.EineÜbersichtzurSzenariodefinition findetsich inTabelle7S.166.DieHandlungsempfeh‐lungensindinTabelle18S.187undTabelle19S.193zusammengefasst.Diedazugehöri‐genFinanzplänekönnendemAnhang(Tabelle20bisTabelle27)entnommenwerden.

SchlussfolgerungenausdenFallstudien 217

DieBenennunggenerell vorteilhafterHandlungsweisenzurGebäudemodernisierungist auf Grundlage einer einzelnen Gebäudebetrachtung angesichts der zahlreichenobjekt‐ und standortspezifischen Einflussfaktoren bei der Alternativenbeurteilungnatürlichnichtmöglich. Jedoch lassen sichausdenErgebnisseneinigeErkenntnisseableiten, die auch für andere, gegebenenfalls ähnlich gelagerte Entscheidungssitua‐tionenzurGebäudemodernisierungzutreffenkönnen.

7.2.1 Eigennutzerfallstudie

In der Eigennutzerfallstudie kann durch die sofortige Umsetzung von Maßnahmen,auch ohne dass Instandsetzungsarbeiten vorgesehen sind (Szenario E_FREI), derEndwert um knapp 120.000€ im Vergleich zur Maßnahmenunterlassung (keineGebäudemodernisierung) gesteigert werden. Der Zuwachs spiegelt sich fast voll‐ständigindemAnstiegdesliquidenMittelbestandesimAnalysehorizontwiderundistmaßgeblichaufdieVerringerungderjährlichenAuszahlungenzurEnergieversorgungumdurchschnittlich7.650€138zurückzuführen.DerGroßteilderEinsparungenwirdimBereichderprivatenStromnutzungerzielt.Weiterhinistfestzustellen,dassfürdasbetrachteteGebäudedieKfW‐undBAFA‐FörderungkeinenEinfluss auf dieVorteil‐haftigkeit derMaßnahmenhat. Die sofortigeUmsetzung diesesMaßnahmenbündelswäreauchohnediegenutztenZuschüsseundzinsverbilligtenDarlehenfürdieGebäu‐deeigentümerzuempfehlen.DieFörderungen tragenhier lediglichzueiner leichtenErhöhungdesEndwertesumca.3%bei,die–absolutbetrachtet–immerhin12.000€beträgt.

Die mögliche Überförderung von Modernisierungsvorhaben stellt ein generellesProblemdar,welchesu.a.dannentstehenkann,wenndieFörderhöhevorrangiganderUmsetzungvonEinzelmaßnahmenbzw.andemdadurcherreichtenenergetischenGebäudestandard orientiert wird. Bleibt der Gebäudeausgangszustand als Bezugs‐größe fürdiewirtschaftlicheBesserstellungdesEigentümersdurchdieModernisie‐rungaußenvor,kanndies–wieimvorliegendenFall–dazuführen,dassauchMaß‐nahmen gefördertwerden, die ohnehin aus ökonomischer Sicht zu empfehlen sind.DieserUmstandwirdbspw.inderArbeitvonSTENGEL[248]ausführlicheruntersucht,inwelcher fallspezifischeAusgestaltungenvonFörderinstrumentenmitunterschied‐lichenDifferenzierungsgradenidentifiziertundu.a.hinsichtlicheinerÜberförderunggegenüberstelltwerden.

138AnteilandengesamtenlaufendenAuszahlungenfürdenEnergiebezugvonexternenLieferantensowieInstandhaltung und Betrieb der Versorgungsanlagen, welcher ausschließlich der Energieversorgung derGebäudenutzerzuzurechnenist,inklusiveKWK‐Zuschlag,EEG‐UmlageundUSt.

218 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

Dermaximierte Endwert des Szenarios E_INST (mit geplanter Instandsetzung) fälltum43.000€geringerausalsimSzenarioE_FREI.DasistvorallemaufdiegeplantenArbeitenzumUmsetzungszeitpunkt–insbesonderedenErsatzderBestandsfenster–zurückzuführen, welche unabhängig von der ökonomischen Vorteilhaftigkeit nichtweiterhinausgezögertwerdensollen.Jedochistzuerkennen,dassimZusammenhangmit den geplanten Auszahlungen die Investition in Modernisierungen wesentlichumfangreicher ist.DabeizeigtsichnunauchdiegewünschteWirksamkeitderstaat‐lichenFörderinstrumentefürdasbetrachteteGebäude,daohnedieseMitteldieDäm‐mungderAußenwandtrotzdesvorgesehenenAnstrichsausreinökonomischerSichtkeinTeilderHandlungsempfehlungwäre.

DerhöhereInvestitionsumfanginMaßnahmenmitüberdenAnalysezeitraumhinaus‐reichenden Nutzungsdauern beeinflusst im Szenario E_INST den Endbestand anliquidenMitteln.Dieser istdeutlichgeringeralsbeimSzenarioE_FREI,dadermaxi‐mierte Endwert nun einen größeren Anteil an gebundenen Maßnahmenrestwertenbeinhaltet.Der liquideEndwertanteil erreicht aberbeinahedenselbenWertwie beider Unterlassungsalternative. Somit amortisieren sich die instandsetzungs‐ undmodernisierungsbedingten Anfangsauszahlungen fast vollständig innerhalb desAnalysezeitraums–selbstohneBerücksichtigungdergebundenenRestwerte,welchenurimZusammenhangmitdemVerkaufdesGebäudesliquidiertwerdenkönnten.Diedurchschnittlichen Auszahlungen für die eigene Energieversorgung inklusive derprivatenStromnutzungreduzierensichumknapp12.000€/aimVergleichzurMaß‐nahmenunterlassung. Allerdings steht dieser Reduktion auch eine erhebliche Erhö‐hungderKapitaldienstegegenüber.

Im Szenario E_MPEB (minimaler Primärenergiebedarf) entspricht der Endwert wiegefordertdemEndwertderUnterlassungsalternative.DasModellergebniszeigtsomit,dass unter Einhaltung derWirtschaftlichkeitsprämisse für das betrachtete Gebäudeeine beachtliche Primärenergiebedarfsreduktion von 173kWh/m²a im Ausgangszu‐stand auf 37kWh/m²a realisiert werden kann. Die Verringerung der Auszahlungenzur Energieversorgung der Gebäudenutzer gegenüber der Unterlassungsalternativebeträgt rund 8.700€/a und muss aufgrund der Zielsetzung zur Minimierung desPrimärenergiebedarfs wesentlich länger zur Refinanzierung der Modernisierungs‐maßnahmen beitragen. Deshalb wird hier auch trotz der hohen Zinssätze der An‐schlussfinanzierungeinlangfristigesDarlehengewählt.IndenbeidenanderenEigen‐nutzerszenarienwurdendagegenmittelfristigeDarlehenmit fixiertemZinssatzüberdiegesamteLaufzeitbevorzugt.Festzustellen istweiterhin,dasskeineAmortisationderMaßnahmen innerhalb des Analysezeitraums erreichtwird. Der Endbestand anliquiden Mitteln übersteigt zwar den geforderten Mindestwert für die Instand‐haltungsrücklage,liegtaberdeutlichunterdemWertderUnterlassungsalternative.

SchlussfolgerungenausdenFallstudien 219

Obwohl die Wirtschaftlichkeitsprämisse eingehalten wird, sind die Gebäudeeigen‐tümerimSzenarioE_MPEBausreinmonetärerSichteindeutigschlechtergestelltalsin den anderen beidenBasisszenariender Eigennutzerfallstudie. Zwar erhöhen sichdie Anfangsauszahlungen zur Maßnahmenumsetzung mit 34.000€ verhältnismäßiggeringfügig gegenüber dem Szenario E_INST, allerdings fällt diemittlere Reduktionder jährliche Auszahlungen zur eigenen Energieversorgung niedriger aus und ent‐spricht in etwa der des Szenarios E_FREI. Der Grund ist darin zu sehen, dass zurMinimierung des Primärenergiebedarfs stärker in Maßnahmen zur Reduktion desEnergiebedarfs für dieWärmeversorgung zu investieren ist. Unter den getroffenenAnnahmen weist dieser Bereich allerdings ein geringeres ökonomisches Einspar‐potenzial für die Gebäudenutzer auf, als der Bereich ihrer privaten Stromnutzung.Letzterer wird bei der primärenergetischen Beurteilung des Gebäudes nach dengeltendenBewertungsrichtlinienjedochnichterfasst.

Die Gegenüberstellung der Szenarioergebnisse unterstreicht die große Spannbreite,welchedemWirtschaftlichkeitsbegriffinnewohnt.Festzustellenbleibt,dassdieUnter‐lassungsalternative für das betrachtete Gebäude in keinem Fall eine vorteilhafteHandlungsoptiondarstellt.Auchwenn Instandsetzungsarbeitennochnichterforder‐lich sind, ist durch dieUmsetzung vonModernisierungen eine deutlichewirtschaft‐liche Besserstellung der selbstnutzenden Eigentümer zu erreichen. In diesem Fallsollte lediglich der Ersatz des vorhandenenWärmeerzeugers noch etwas hinausge‐zögertwerden,umdiesen imZugederumfangreicherenInstandsetzungderFensterundderAußenwandvorzunehmen,welchedafürzeitlichetwasvorverlagertwerdenkönnten. Diese Vorgehensweise erscheint mit einem vergleichenden Blick auf dieHandlungsempfehlungenfürdieSzenarienE_FREIundE_INSTsinnvoll.

Wiebereitserwähnt,habendieberücksichtigtenFörderinstrumentederKfWunddesBAFA im Szenario E_FREI keinen Einfluss auf die Initiierung bzw. den Umfang derModernisierungsmaßnahmen. Im Szenario E_MPEB unterstützen sie dagegen dieZielerreichungzurMinimierungdesPrimärenergiebedarfs, indemsiedieWirtschaft‐lichkeit derMaßnahmen von der Finanzierungsseite her steigern. Ohne die Förder‐mittelwäre unter den getroffenenAnnahmenundunter Einhaltung derWirtschaft‐lichkeitsprämisse eine Modernisierung finanzierbar, die einen Primärenergiebedarfvonknapp51kWh/m²anachderMaßnahmenumsetzungaufweist.

AuchfürdasSzenarioE_INSTistderEinflussderstaatlichenInstrumenteimRahmenderEinzelmaßnahmenförderungnachweisbar,dennochwirdtrotzdervorgesehenenumfangreichen Instandsetzungsarbeiten kein KfW‐Effizienzhausstandard für dasGebäude erreicht. Dahin gehend ist zu bedenken, dass aufgrund des aktuell extremniedrigen Zinsniveaus (Stand 2014) die Differenzierungsmöglichkeiten zur KfW‐Darlehenszinsverbilligung inAbhängigkeit des durchdieModernisierung erreichten

220 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

energetischenGebäudestandardsmomentannichtvorhandensind.DieFörderhöhen‐staffelungbeschränkt sichaufdieunterschiedlicheBezuschussungderMaßnahmen.Generell sollte sich ein niedriges Zinsniveau zwar positiv auf die Initiierung vonModernisierungsmaßnahmen auswirken, gleichzeitig gehen aber auchAnsatzpunktefür die staatliche Förderung zur Beeinflussung des Umfangs bzw. der Qualität derModernisierungverloren.

Weiterhin ist festzustellen,dassdieökonomischeVorteilhaftigkeitvon InvestitionenindieSelbstversorgungmitelektrischerEnergiedieHandlungsempfehlungenfürdasbetrachtete Gebäude dominiert – vor allem in den Szenarien mit Endwertmaxi‐mierung.DerEinsatzderKWK‐TechnologieerhöhtzwarleichtdiespezifischenKostender Wärmeversorgung, diese werden aber durch die erreichbaren EinsparungengegenüberdemStrombezugvonexternenLieferantenüberkompensiert.ImSzenarioE_MPEB ist die KWK‐Technologie aufgrund des deutlich reduziertenWärmebedarfskein Bestandteil der Systemgestaltung. Dagegen ist die Installation einer PV‐AnlagewegenderfehlendenAbhängigkeitzumWärmebedarfinallendreiBasisszenarienTeilderModelllösung.MitBlickaufdiebeschränkteDachflächereduziertsichimSzenarioE_MPEBallerdingsdiePV‐AnlagengrößezugunstenderSolarthermienutzung.

Die ermitteltenEigennutzungsraten fürKWK‐ undPV‐Strombeinhalten hinsichtlichderökonomischenVorteilhaftigkeitdesAnlageneinsatzesindenBasisszenariennocheinengewissenSpielraum.SoliegtfürdasbetrachteteGebäudeimRahmenderange‐nommenenEnergiepreisentwicklungdiewirtschaftlicheGrenzezurKombinationderbeiden Technologien bei einem Eigennutzungsanteil von ca. 33% an der gesamtenerzeugten Elektroenergie. Unterhalb diesesWertes setzt sich die PV‐Anlage gegen‐über der KWK‐Anlage durch. Für die PV‐Anlage lässt sich zeigen, dass unter dengetroffenenAnnahmenbereits ab einemEigennutzungsanteil von10%,welcher füreinMehrfamilienhausproblemloserreichbarseinsollte,dieInvestitionalsvorteilhaftzubewertenist.

Abschließend ist jedochnochanzumerken,dassmitdenunterstellten jährlichanfal‐lendenAuszahlungen für InstandhaltungundBetriebsowiedenangesetztenBemes‐sungsgrundlagenfürdiePrivatentnahmenwederdiePV‐nochdieKWK‐Anlagewäh‐rend des Analysezeitraums ein positives Ergebnis bei der steuerlichen Einnahmen‐überschussrechnungaufweisen.InsbesonderefürdenBetriebderKWK‐Anlage,derenNutzungsdauer annahmegemäß mit dem letzten Modelljahr endet, könnte unterUmständen die Gewinnerzielungsabsicht in Frage gestellt werden. Die PV‐Anlagesolltedagegenabden21.NutzungsjahrnachvollständigerKredittilgungundsteuer‐licherAbschreibungeinensteuerbarenGewinnerwirtschaften.

SchlussfolgerungenausdenFallstudien 221

7.2.2 Vermieterfallstudie

In der Vermieterfallstudie fallen die Endwertdifferenzen zwischen den einzelnenSzenarienundderUnterlassungsalternativemitmaximal23.000€deutlichgeringeraus,alsinderEigennutzerfallstudie.DiesistvorallemaufdieVerzinsungderalterna‐tivenKapitalanlagensowieaufdiePrämissenzumEigenfinanzierungsanteil(mindes‐tens30%)undzumErreichenderWarmmietenneutralität(innerhalbvon3Jahren)zurückzuführen. Letztere Vorgabe stellt eine indirekte Verknüpfung der Vermieter‐entscheidung mit der Energiepreisentwicklung her, die ohne diese Einschränkungunabhängig davon wäre. Die gesetzlichen Regelungen zur Mietpreisbildung alleinwürdendagegeneinwesentlichhöheresPotenzialzurEndwertsteigerunggegenüberder Unterlassungsalternative aufweisen. Die Rahmenbedingungen des unterstelltenMietspiegelsmiteinerDifferenzierungderVergleichsmietpreiseanhanddesGebäude‐primärenergiebedarfssowiediestaatlichenFördermittelbietenabertrotzderWarm‐mietenneutralitätsprämisseeinausreichendhohesPotenzial,umauchumfangreicheModernisierungsmaßnahmenfürdenVermieterökonomischattraktivzugestalten.

Bei der Gegenüberstellung der Vermieter‐Basisszenarien zeigt sich ebenfalls erwar‐tungsgemäß, dass im Szenario V_FREI (ohne geplante Instandsetzung) mit rund334.000€derhöchsteEndwerterreichtwird.DurcheinerelativgeringeAnfangsaus‐zahlungfürModernisierungsmaßnahmenlässtsichderGebäudeprimärenergiebedarfauf100kWh/m²areduzieren.Damit istdieAnforderungzumErreichendeszweitenVergleichsmietpreislevelsüberdemAusgangsniveaugeradeerfüllt.AufdieserGrund‐lagekönnendieMieteinnahmeninnerhalbdesAnalysezeitraumsimMittelum3.600€/agesteigertwerden.Wiederumistfestzustellen,dassdieUmsetzungderMaßnah‐menauchohnedieZugriffsmöglichkeitaufZuschüsseundzinsverbilligteDarlehenfürden Vermieter zu empfehlen wäre. Die Förderung erhöht den Endwert um rund13.000€undbeeinflusstlediglichdenDämmstandardderKellerdecke,welcherohnedieFördermitteldenEnEV‐Anforderungswertleichtüberschreitenwürde.GleichzeitigbeschleunigendieFördermitteldieAmortisationderInvestition,welchebereitskurzvor dem Analysehorizont erreicht wird. Dies zeigt ein vergleichender Blick auf dieliquiden Endmittelbestände von Szenario V_FREI und der Unterlassungsalternative.DieVorteilhaftigkeitderMaßnahmenindiesemSzenarioistsomitfastausschließlichauf den Mietspiegeleffekt zurückzuführen. Ohne seine Mietpreisdifferenzierunganhand energetischer Gebäudekennwerte – d.h. unabhängig vomModernisierungs‐gradgiltdasVergleichsmietpreisniveaudesGebäudeausgangszustandes–würdenausreinwirtschaftlicherSichtkeineMaßnahmenzumUmsetzungszeitpunktinitiiert.

222 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

Etwas anders stellt sich die Situation im Szenario V_INST (mit geplanter Instand‐setzung) dar. Zunächst ist wieder zu erkennen, dass sich für den Eigentümer dieAttraktivität vonModernisierungen auch bei der Vermieterfallstudie erhöht, sofernInstandsetzungsarbeiten unmittelbar anstehen. Gleichzeitig ergänzen sich hier dieWirkungendesMietspiegelsundder staatlichenFörderinstrumente.OhnedieDiffe‐renzierungderVergleichsmietpreiseabermitZugriffsmöglichkeitaufKfW‐undBAFA‐FördermittelwärenzusätzlichzurInstandsetzungfürdenVermieterModernisierun‐gen vorteilhaft, mit denen der Gebäudeprimärenergiebedarf auf rund 61kWh/m²abeschränktwerdenkönnte.Dies entsprichtgeradedenAnforderungenandenKfW‐Effizienzhaus‐Standard115. FürdenumgekehrtenFall, d.h. ohneFördermittel abermitderVergleichsmietpreisdifferenzierung,würdedieHandlungsempfehlunginetwaderdesSzenariosV_FREIentsprechen.Beide Instrumente inKombination führenzueiner Beschränkung des Primärenergiebedarfs auf 50kWh/m²a. Damit werden dieBedingungenfürdasdritteVergleichsmietpreisniveaugeradeerreichtundgleichzeitigdieMindestanforderungenandenKfW‐Effizienzhaus‐Standards100leichtübererfüllt.ImAnalysezeitraummittelkönnendieMieteinnahmendurchdieMaßnahmenumca.5.300€/agegenüberderUnterlassungsalternativegesteigertwerden.

Im Gegensatz zur Eigennutzerfallstudie ist für die Vermieterentscheidung aus demVergleich der Szenarien V_FREI und V_INST zu resümieren, dassModernisierungenstärkerandenErfordernissenzur InstandhaltungdesbetrachtetenGebäudesorien‐tiertwerdensollten.ZwarwäreauchohnedirektenHandlungszwangdieUmsetzungvoneinigenMaßnahmenfürdenVermietervorteilhaft,allerdingsweichenvorallemdie Empfehlungen zur Gestaltung der Wärmeversorgung stark von denen im FalleeinerumfassendenGebäudeinstandsetzungab.MitBlickaufdiegeringeEndwertdiffe‐renz zwischen den beiden Szenarien wäre somit anzuraten, Modernisierungsmaß‐nahmen nur im Zusammenhang mit der Außenhülleninstandsetzung vorzunehmen.Eine Ausnahme bilden gegebenenfalls die Dämmungen an der Kellerdecke und derWarmwasserzirkulation, die weitgehend unabhängig von den anderen Maßnahmenerfolgenkönnten.

Die wirtschaftlich vertretbare Grenze der Primärenergiebedarfsreduktion für denVermieterzeigendieErgebnissedesSzenariosV_MPEB.MitdengetroffenenAnnah‐menwirdhiereinBedarfswertvon42,3kWh/m²aerreicht.DiedafürgegenüberdemSzenario V_INST zusätzlich erforderlichen Anfangsauszahlungen betragen lediglich17.500€.EbensofälltderEndwertmit7.000€nurunwesentlichgeringeraus,wobeidieser in beiden Szenarien einen relativ hohen Anteil gebundener Restwerte vonMaßnahmen mit über den Analysehorizont hinausreichenden Nutzungsdauern be‐inhaltet.DiemittlereSteigerungder jährlichenMieteinnahmen imSzenarioV_MPEBim Vergleich zur Unterlassungsalternative beläuft sich auf 5.050€. Sie liegt damit

SchlussfolgerungenausdenFallstudien 223

etwasunterhalbderSteigerungimSzenarioV_INST.EinGrundistdarinzusehen,dassderEffektdesMietspiegelsbereitsimSzenarioV_INSTvollständigausgeschöpftwird.FüreinezusätzlicheReduktiondesPrimärenergiebedarfsunter50kWh/m²abieteterkeineAnreize. Solche könnten durch eine zunehmend feingliedrigere StaffelungdesMietspiegels mit steigenden Anforderungswerten an die Primärenergiebedarfsbe‐schränkungabergesetztwerden.GleichzeitigwirktsichdieForderungzurWarmmie‐tenneutralitätnegativaus,denntrotzderPrimärenergiebedarfssenkungerhöhensichimSzenarioV_MPEBgegenüberdemSzenarioV_INSTdieEnergiekostenderMieter.DiesistsowohlaufdenWegfalldesStromsondertarifsfürdenWärmepumpeneinsatzalsauchaufdenverstärktenEinsatzderSolarthermiezurückzuführen.Zwarbeinhal‐tenbeideTechnologieneinhohesPotenzialzurModernisierungsumlage,letzterewirdaber vorgabegemäßaufdiemittlereKostenreduktion fürdieBestandsmieter indenerstendreiJahrennachderMaßnahmenumsetzungbeschränkt.

Mit dieserWarmmietenneutralitätsprämisse sollen diewirtschaftlichenBelange derBestandsmieterbeiderMaßnahmenwahlBerücksichtigungfinden.UnterUmständenkönnte sie jedochdurchdenMietspiegeleffekt ausgehebeltwerden.Hierfür sinddieregulärenMietpreisanpassungen nach §558 BGB verantwortlich,welche auch ohneeineModernisierungmöglichsindunddeshalbbeiderBetrachtungderWarmmieten‐neutralitätaußenvorbleiben.DasichaufGrundlagedesMietspiegelsdieBezugsbasisfürdenortsüblichenVergleichsmietpreis inAbhängigkeitvomenergetischenGebäu‐dezustandändert,wirddieModernisierungsumlagedurchdie zusätzlichenMietstei‐gerungsmöglichkeiten substituiert. ImvorliegendenFall lässt sichdamitdieVorteil‐haftigkeit der Maßnahmen für den Vermieter trotz der verhältnismäßig geringenModernisierungsumlagen erklären. Letztere schwanken in den Szenarien zwischen2,4 und 6% der anrechenbaren Auszahlungen und bewegen sich damit deutlichunterhalbderlautGesetzestextzulässigen11%proJahr.NachteiligfürdieBestands‐mieterwirktsichdieserEffektjedochnurimSzenarioV_FREIaus,indemdiehöherenNettomieten im Vergleich zur Mietpreisentwicklung des GebäudeausgangszustandsdieReduktionderumlagefähigenKostenkontinuierlichübersteigt.DieErgebnissederanderenbeidenSzenarienzeigendagegen,dasssichselbstumfangreicheModernisie‐rungensowohlfürdenVermieteralsauchfürdieMieterdesbetrachtetenGebäudeswirtschaftlich gestalten lassen.Hierwerdendie zusätzlichenMieterhöhungendurchdieReduktionderlaufendenAuszahlungenabdemdrittenJahrnachderModernisie‐rungüberkompensiert.

Abschließend ist noch anzumerken, dass die stromerzeugenden Anlagen in keinemderVermieterszenarienTeil derbestenHandlungsalternative sind.DerGrund ist indenveranschlagtenLieferpreisenfürdieMieterzusehen.EinwirtschaftlicherBetriebderAnlagenwäreunterdengetroffenenAnnahmenabermöglich.

224 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

7.3 KritischeWürdigungdesAnalyseansatzes

BevordienächstenUnterkapiteleinenAusblickaufweitereEinsatzmöglichkeitenunddieEntwicklungspotenziale vonBRIAMO geben,wirdder entwickelteAnalyseansatzan dieser Stelle zunächst einer kritischen Reflexion unterzogen. In diesem Zusam‐menhang werden Grenzen des Modells aufgezeigt und auch mögliche KritikpunktehinsichtlichdergewähltenMethodikangesprochen.Ebenfallswirdaufverschiedenevernachlässigte bzw. nur vereinfacht berücksichtigte Aspekte derModernisierungs‐entscheidung eingegangen,wobei auch Erkenntnisse aus der beispielhaftenModell‐anwendungindieseSchlussfolgerungenmiteinfließen.

7.3.1 ZurErfassungderökonomischenKonsequenzenausderGestaltungdesGebäudeenergiesystems

DerwirklichkeitsnahenAbbildungphysikalischerundtechnischerInterdependenzeneinesGebäudeenergiesystemsundderdarausableitbarenökonomischenKonsequen‐zen sind im Rahmen einer linearen Optimierungsproblemformulierung natürlichGrenzengesetzt.DasbeginntmitderfixiertenVorgabederEffizienzfürdiemodellier‐tenEnergieumwandlungsprozessederVersorgungsanlagen,welcheinderRegeleinehoheAbhängigkeit zumAnlageneinsatzaufweist. Letzterer istbeidervorgesehenenAnalysemethodik Teil der Problemlösung, sodass die Umwandlungsverluste unddamit der Gebäudeenergiebedarf gegebenenfalls etwas über‐ oder unterschätztwerden. Zwar bietet das Modell Ansatzpunkte, diesen Zusammenhang wesentlichdetaillierterzubetrachten,allerdingsnurunterInkaufnahmeeinerdeutlichenSteige‐rung der Problemkomplexität. Vorstellbar wäre bspw. die Modellierung mehrereralternativer Umwandlungsprozesse für eine Versorgungsanlage mit verschiedenenWirkungs‐bzw.Nutzungsgraden,welche inAbhängigkeitderAnlagenauslastungdieEnergiebereitstellunginnerhalbeinesbestimmtenZeitraumswiderspiegeln.

EinähnlichesProblembestehtbeiderErfassungderInstandhaltungsauszahlungenfürdie Versorgungsanlagen, die ebenfalls stark durch ihren Einsatz beeinflusstwerdenkönnen,wiebspw.beieinerKWK‐Anlage.HierbietetdasModellzumindestdieMög‐lichkeit, spezifischeKostensätzeaufdenOutputderAnlagen zubeziehenund somiteineAbhängigkeitzumAnlageneinsatzherzustellen.Zubeachtenist,dassdadurchdieZeitpunkte einzelner Instandhaltungsauszahlungen leicht verfälschtwerdenkönnen,sofernsieerstnachdemErreicheneinergewissenEinsatzdaueraggregiertanfallen.

EinweitererrelevanterAspektfürdieökonomischeBewertungderSystemgestaltungist die Erfüllung der energetischen Anforderungen zur Bewilligung der staatlichenZuschüsse und Darlehenszinsverbilligungen. In der Praxis ist die Einhaltung der

KritischeWürdigungdesAnalyseansatzes 225

AnforderungswerteanhandvonNorm‐Berechnungsverfahrennachzuweisen.Zwaristes möglich, die Bedarfsermittlung auf Grundlage des Energieflussgraphen hierananzunähern,inderRegelwirdsieaberzumehroderwenigerabweichendenWertenführen. Die flexible Abbildungsmethodik und Parametrierung des entwickeltenMo‐dells erlaubt es jedoch nicht nur dieser Diskrepanz Rechnung zu tragen, sonderngenerell die Bestimmung der Förderanforderungswerte und des Gebäudeenergie‐bedarfsweitgehend voneinander zu trennen.DieseVorgehensweise ist erforderlich,wenndererwartetemittlereEnergieverbrauchdesGebäudesstarkvomNormbedarfabweicht,welchermitstandardisiertenRahmenbedingungenzuberechnenist.Soistesmöglich,bspw.durchdieVorgabefallspezifischangepassterPrimärenergiefaktorenundGrenzwertezurFörderbewilligungoderdurchVorgabevonnichtinderPrimär‐energiebilanzberücksichtigtenEnergienutzungen,denmonetärerfasstenEnergiebe‐darfandemerwartetendurchschnittlichenEnergieverbrauchzuorientieren,währenddie endogene Überprüfung zur Fördermittelbewilligung an die Bedingungen desNormnachweisesangenähertwird.

AbschließendisthinsichtlichderEnergiebedarfsermittlungimModellnochdaraufzuverweisen, dass „zahlungsneutrale“ Maßnahmen in Form von Nutzerverhaltens‐änderungennichtsinnvollindieAnalyseeinbezogenwerdenkönnen.EinBeispielfüreinesolcheMaßnahmemitdurchausbeachtlichemEnergieeinsparpotenzialwäredieAbsenkungdermittlerenRaumtemperaturwährendderHeizperiode.

7.3.2 ZumBewertungsverfahren„VollständigeFinanzplanung“

MöglicheAnsatzpunktefürKritikbietetauchdasgewählteökonomischeBewertungs‐verfahrendervollständigenFinanzplanung.ZwarerlaubtdiesesVerfahreneinesehrdetaillierte Berücksichtigung der Rahmenbedingungen eines Entscheidungsträgers,allerdingssind inderRegelzahlreicheVereinfachungenundBeschränkungenseinesrealenökonomischenHandlungsspielraumserforderlich,umdasVerfahrenhandhab‐bar zu gestalten. Die entsprechenden Gültigkeitsprämissen für das BRIAMO‐ModellsindinAbschnitt4.6.3S.102ausführlichdargelegt.

Der Einsatz einer vollständigen Finanzplanung für den entwickelten Analyseansatzbegründet sich in erster Linie durch die Zielstellung, die differenzierte staatlicheModernisierungsförderung in Form von verschiedenen Zuschüssen und Darlehens‐zinsverbilligungen adäquat in die Entscheidungsfindung einzubeziehen. Hierfür isteineaufgeschlüsselteGegenüberstellungvoneinzelnenModernisierungsmaßnahmenundverschiedenenFinanzierungsvariantenerforderlich,dadieZugriffsmöglichkeitenaufdiegefördertenFremdmittelsowohlvomUmfangalsauchderZusammenstellungdesMaßnahmenbündelsabhängigsind.

226 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

MiteinervollständigenFinanzplanungkannimGegensatzzudenklassischenInvesti‐tionsrechenverfahren die Finanzierungsseite von Investitionen beliebig detailliertbetrachtetwerden.GeradedieserhoheDetailgradbietet jedochdiegrößteAngriffs‐fläche fürKritik [117S.128/140S.248]. DieseKritik ist berechtigt,wenn eine Entschei‐dung für mehrere Investitionsobjekte zu treffen ist und bei der Bestimmung ihrerFinanzierungsstruktur die Interdependenzen zwischen ihnen und den jeweiligenFinanzierungsmaßnahmen nicht ausreichend erfasst werden. Zu diskutieren ist,inwiefernsieaufdasentwickelteAnalyseinstrumentvordemHintergrundderobenerwähntenBeschränkungenzutrifft.

MitdementwickeltenBRIAMO‐ModellwirddieModernisierungsentscheidungfüreinGebäude imRahmeneinerProgrammplanunguntersucht, inwelcheralle relevantenWechselwirkungen zwischen der Auswahl und Ausprägung der Systemgestaltungs‐optionen, ihrem Einsatz und der Maßnahmenfinanzierung berücksichtigt werdenkönnen.Hinsichtlichalternativer InvestitionsmöglichkeitendesEigentümers,welchenichtdieGebäudemodernisierungbetreffen,handeltessichjedochumeinenpartiel‐lenBewertungsansatz.DassichdarausergebendePotenzialfüreineInterdependenz‐problematikistallerdingseherschwachausgeprägt.

Einerseits sollte üblicherweise davon ausgegangenwerden können, dass zumindestimWohngebäudebereichkeinerelevantenWechselwirkungenzwischendembetrach‐teten Gebäude und anderen Investitionsalternativen bestehen. Andererseits kannauchdiegeförderteFremdmittelinanspruchnahme losgelöstvon Investitionsalterna‐tivenuntersuchtwerden,dadieseMittel ausschließlichobjektspezifischundzweck‐gebundenbewilligtwerden.LetzteresgiltfürungeförderteHypothekendarlehenzwarnicht, allerdings werden auch diese Darlehen von natürlichen Personen, auf derenEntscheidungsunterstützung BRIAMO in erster Linie ausgerichtet ist, vorrangig fürFinanzierungenimZusammenhangmitdemGebäudeeingesetzt.DagegenkönntediefixeVorgabedesMittelbudgets seitensdesEigentümerskritischerbeurteiltwerden.DerEinsatzdieserMittel fürdasGebäude lässtsich jedochüberdenvorzugebendenVerzinsungsanspruchbeeinflussen.ImFallederInstandhaltungsrücklageeinerWoh‐nungseigentümergemeinschaft wäre sogar eine Zweckgebundenheit zumindest fürdenInstandsetzungsanteilanderModernisierunggegeben.

LetztendlichisteinedurchausberechtigteKritiknichtzuentkräften.Diesebetrifftdieseparate Liquiditätsbeurteilung innerhalb des Analysezeitraums, welche auf denabgesteckten Bewertungsrahmen beschränkt bleibt. Gegebenenfalls ebenso kritischhinterfragtwerden könnte die Budgetfestlegung zur kurzfristigen Ergänzungsfinan‐zierung.IndiesemZusammenhangistauchdaraufzuverweisen,dassderrealeHand‐lungsspielraumbezüglich Fremdmittelbeschaffung undKapitalanlagen aufgrund dernahezu unbegrenzten Möglichkeiten natürlich nicht umfassend Berücksichtigung

KritischeWürdigungdesAnalyseansatzes 227

finden kann. Nochmals zu betonen ist ebenfalls, dass die Grenze der vorgesehenenModellanwendbarkeitüberschrittenwird,wennnebenderModernisierungauchderVerkaufoderdieUmnutzungderImmobiliealsHandlungsalternativeninnerhalbdesAnalysezeitraumsindieEntscheidungsfindungeinbezogenwerdensollen.

7.3.3 ZurBerücksichtigungvonSteuern

Hinsichtlich der Vorgehensweise zur Steuerberücksichtigung innerhalb des Bewer‐tungsschemassindzweieventuellkritischzubeurteilendePunktezubenennen.ZurErmittlungderEinkommensteuerkannzwarfürjedenseparatbetrachtetenEigentü‐mereinindividuellerSteuersatzvorgegebenwerden,dieserwirdjedochalskonstantangenommen.Damitwirdvereinfachendunterstellt,dassderSteuersatzunabhängigvon der Bemessungsgrundlage ist, was aufgrund der Einkommensteuerprogressionabernichtimmergegebenseinmuss.UnproblematischistdieseVereinfachung,wennfür den Eigentümer der Spitzensteuersatz relevant ist und für jedesmöglicheMaß‐nahmenbündel auch relevant bleibt. Beeinflusst die Maßnahmenwahl dagegen diesteuerliche Bemessungsgrundlage derart, dass die Progressionszonen tangiert wer‐den,führtdieseVereinfachungzueinerfehlerhaftenSteuerermittlung.

Der zweite steuerrelevante Kritikpunkt betrifft den innerhalb des Bewertungssche‐mas möglichen Verlustausgleich, welcher im Rahmen der Eigennutzerfallstudie dieEntscheidungzumEinsatzderstromerzeugendenAnlagenfördertundauchdieWahlihrerAnfangsfinanzierung(vorrangigFremdkapital)maßgeblichbeeinflusst.InpraxiisteinsolcherVerlustausgleichzwarprinzipiellzulässig,allerdingsmusshierfüreinegrundsätzliche Gewinnerzielungsabsicht durch die Investition unterstellt werdenkönnen. Beide Anlagen erreichen bei der beispielhaften Modellanwendung jedochkeinensteuerbarenGewinninnerhalbdesAnalysezeitraums.

Wie indenSchlussfolgerungen zudenErgebnissenbereitsdargelegt, ist dieserUm‐stand für die PV‐Anlage im vorliegenden Fall weniger kritisch zu sehen, als für dieKWK‐Anlage. Aber auch für Letztere lässt sich der Kritikpunkt zumindest für diebetrachtete Entscheidungssituation mit folgender Überlegung entkräften. Diesebesteht darin, dass die gewinnmindernden Auszahlungen für die Instandhaltung,welchevereinfachendkonstantüberdiegesamteNutzungsdaueraufdenAnlagenout‐putbezogensind, janurzurErhaltungderAnlagenbetriebsfähigkeitgetätigtwerdenunddeshalbimletztenNutzungsjahrnichtmehrinvollerHöheanfallen.BeiVernach‐lässigungdieserAuszahlungenwürdedieKWK‐AnlageeinensteuerbarenGewinnimletztenAnalysejahrerwirtschaften,womitdieAnforderungandieGewinnerzielungs‐absichterfülltist.AuchwenndieseimRahmenderbeispielhaftenModellanwendungerkannteProblematikkeinenEinflussaufdieErgebnissederdurchgeführtenFallstu‐

228 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

dien hat, könnte sie für andere zu untersuchende ModernisierungsentscheidungenunterUmständenzuunzulässigenoderzumindestaussteuerrechtlicherSichtkritischzu beurteilenden Handlungsempfehlungen führen. Aus diesem Grund wird sie imUnterkapitel zu den methodischen Weiterentwicklungsmöglichkeiten von BRIAMOnochmalsaufgegriffen.

7.4 WeitereEinsatz‐undAnalyseoptionenvonBRIAMO

DasentwickelteBRIAMO‐ModellistvorrangigaufdieEntscheidungsunterstützungzurenergetischenWohngebäudemodernisierungvonselbstnutzendenEigentümernbzw.VermieternausdemnichtunternehmerischenBereichausgerichtet.Prinzipiellkönntedas Modell aber auch für Wohnungsunternehmen zur Entscheidungsvorbereitunggenutztwerden, soferndie detaillierteModernisierungsplanung für einGebäude imVordergrundstehtunddieangesprochenModellgrenzendabeiakzeptabelsind.

WeiterhinbeschränktsichderEinsatzvonBRIAMOnichtnuraufreineWohngebäude.Die FreiheitsgradebeiderModellierungdesEnergieflussgraphenundder ökonomi‐schen Rahmenbedingungen bieten weitreichende Möglichkeiten, auch die entschei‐dungsrelevanten Gegebenheiten für Wohngebäude mit Mischnutzungen (bspw. mitKleingewerbe) oder für verschiedene rein gewerblich genutzteGebäude adäquat zuerfassen.

Ergänzend zum Untersuchungsumfang der vorgestellten Fallstudien bietet BRIAMOeinige zusätzliche Analyseoptionen, mit denen die Betrachtung der Entscheidungs‐situation sowohl aus praxisrelevanter als auch aus theoretischer Sicht erweitertwerden kann. Dazu zählen die bereits im Kapitel zurModellentwicklung angespro‐cheneBerücksichtigungvonDarlehenssondertilgungenundvonStandardsprüngenimMietbereich sowie die in der Vergangenheit immer wieder diskutierte steuerlicheAnrechenbarkeitvonModernisierungenfürSelbstnutzer.

DarüberhinausistdasModellbereitsdaraufausgelegt,mehrereGebäudegleichzeitigin die Untersuchung einzubeziehen. Dieser Anwendungsfall ist zwar auf eine sehrgeringeAnzahlvonGebäudenbeschränkt,eröffnetjedochdieMöglichkeit,zusätzlichzentraleVersorgungsanlageninnerhalbeineskleinenräumlichzusammenhängendenGebäudeverbundszubetrachten.

Fernerwäreesvorstellbar,denBetriebvonstromerzeugendenAnlagenindenUnter‐suchungsfokus zu rücken und in diesem Rahmen verschiedene Betreiberkonzepteeinander gegenüberzustellen. In diesem Zusammenhang können bei der Untersu‐chungwarmmietenneutralerModernisierungenbspw.auchdieKostenfürdieprivateStromnutzungderMieterberücksichtigwerden.

AnsatzpunktefürdieModellweiterentwicklung 229

LetztendlicherlaubtdasBRIAMO‐Modell,nebendenenergetischenMaßnahmenauchnichtenergetische Modernisierungen in die Entscheidungsfindung einzubeziehen.Diese Analyseoption ist für die Modellanwendung im Mietbereich interessant, daMaßnahmen,wiebspw.eineBadmodernisierung,ebenfallshoheAuszahlungenerfor‐dernundgleichzeitigdieMietpreisbildungbeeinflussenkönnen.Somitistesmöglich,dieVorteilhaftigkeit vonenergetischenModernisierungen imdirektenVergleichmitnichtenergetischenModernisierungenzubeurteilen.

7.5 AnsatzpunktefürdieModellweiterentwicklung

DasBRIAMO‐ModellermöglichtindervorstelltenFormbereitseinesehrumfassendewirtschaftliche Beurteilung von Gebäudemodernisierungen. Im Folgenden werdeneinigeAnsatzpunktefürdiemethodischeWeiterentwicklungdesAnalyseinstrumentesaufgezeigt.

Der erste Ansatzpunkt betrifft die im Abschnitt7.3.3S.227 angesprochene möglicheProblematikbezüglichdessteuerlichenVerlustausgleichsfürdieBewirtschaftungvonKWK‐undPV‐Anlagen.Umzuvermeiden,dassdieserModellfreiheitsgrad fürHand‐lungsempfehlungen„missbraucht“wird,dieaussteuerrechtlicherSichtnichtmehrzuvertreten sind, wäre eine zusätzliche Nebenbedingung zu formulieren, welche dieErwirtschaftungvonmindestens1€GewinninnerhalbdesAnalysezeitraumsimFalledes Anlagenbetriebs fordert. Auf diese zusätzliche Einschränkung kann allerdingsverzichtetwerden,wenndieAnlagezwarinnerhalbdesAnalysezeitraumsausschließ‐lich Verluste erzielt, jedoch jenseits des Analysehorizontes zumindest das Potenzialaufweist,einpositivesErgebnisbeiderGewinneinkünfteermittlungzuerreichen.

Ein möglicher Ansatzpunkt zur Erweiterung des technischen Handlungsspielraumsbietet sich bspw. hinsichtlich derModellierung von saisonalenWärme‐ bzw. Kälte‐speichern. Diese Systemgestaltungsoption könnte zwar prinzipiell auch mit denvorgestellten Nebenbedingungen für die thermischen Kurzzeitspeicher abgebildetwerden,allerdingsnur,wennbeiderFestlegungderunterjährigenModellzeitstrukturauf eineAggregationen in FormvonTypwochenundTyptagen verzichtetwird.AusGründenderModellkomplexitätwirddiesinderRegelabernichtmöglichsein.Somitwäre eine zusätzliche Verknüpfung zwischen den Typwochen zur Übertragung derSpeicherfüllständeherzustellen.

Die Regelungen des EEWärmeG sind nicht in die vorgestellte Modellentwicklungeingeflossen.PrinzipiellwäreaberaucheinedahingehendeErweiterungdesAnalyse‐instrumentesdenkbar,sofernzukünftigentsprechendeAnforderungenauchanbeste‐hende Wohngebäude gestellt werden oder die landesspezifischen Regelungen des

230 SchlussfolgerungenundAusblick Kapitel7

EWärmeGinBaden‐WürttembergBerücksichtigungfindensollen.AllerdingsstelltdiePrüfungderVorgabeneinhaltungmitBlickaufdieverschiedenenEnergieträgeroptio‐nen und Ersatzmaßnahmen und vor allem die Kombinationsmöglichkeiten anteiligerfüllter Einzelbedingungen eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar.UmfassendwäredieserHandlungsspielraumnurmiteinererheblichenSteigerungderProblemkomplexität in die Analyse einzubeziehen. Durch eine ImplementierungdieserRegelungenließesichderAnwendungsbereichdesAnsatzesaberauchaufdieenergetischeNeubauplanungausweiten.

Nicht zuletztbietetBRIAMO dasPotenzial, auchdieAuswirkungengeänderterMiet‐preisbildungsregeln auf die Modernisierungsentscheidung des Vermieters und dieökonomische Belastung der Mieter zu analysieren. Derartige alternative Konzepte,wiebspw.dassogenannteTeilwarmmietenkonzept,werdenbereitsseitvielenJahrenunterdemSchlagwort „Vermieter‐Mieter‐Dilemma“ inverschiedenenStudienunter‐sucht[132/167/203].

Kapitel8 Zusammenfassung

MitdernationalenEnergiewendestrebtDeutschlandindennächsten35JahreneinenachhaltigeUmgestaltungseinerStrukturenzurEnergieversorgungund‐nutzungan.Dabei ist der Gebäudesektor ein schwerpunktmäßiges Handlungsfeld, um die an‐spruchsvollen politischen Zielsetzungen zur Reduktion der Treibhausgasemissionenund des Energiebedarfs zu verwirklichen. Der Hauptanteil des SektorbeitragsmussdurchdieenergetischeModernisierungdesGebäudebestandsrealisiertwerden.HiersinddiestaatlichenEinflussmöglichkeitenaufGrundlageordnungsrechtlicherVorga‐ben durch den Bestandschutz allerdings eingeschränkt und können deshalb nur imZusammenhang mit wesentlichen Änderungen und Instandsetzungen am Gebäudegreifen.DieEntscheidungzumUmsetzungszeitpunktundUmfangvonModernisierun‐genliegtalleinbeimEigentümer.FürihnstelltdieökonomischeVorteilhaftigkeitderMaßnahmendabeieinwichtigesBeurteilungskriteriumdar.

Umdie energetischeModernisierung des Gebäudebestands voranzutreiben,wurdenin den vergangenen Jahren ergänzend zumordnungsrechtlichenRahmen zahlreicheFörderinstrumenteinsLebengerufen.GleichzeitighatsichimZugedieserpolitischenAnstrengungen eine breite Palette an effizienten Energieversorgungstechnologien,neuen Baustoffen und Bauelementen am Markt etabliert. Dem GebäudeeigentümerbietetsichsomiteinbeachtlicherHandlungsspielraumzurtechnischenundfinanziel‐lenGestaltungvonModernisierungsmaßnahmen.

Die gängige Praxis der Modernisierungsplanung wird diesem Umstand oftmals nurunzureichendgerecht.InderRegelwerdenEinzelmaßnahmenisoliertbetrachtetoderes wird eine vergleichende Gegenüberstellung weniger Maßnahmenbündel vorge‐nommen. Maßnahmenwahl und Finanzierungsentscheidung erfolgen sukzessiv. DieökonomischeBeurteilungbeschränktsichaufeineWirtschaftlichkeitsprüfung.Nebendiesen vereinfachten Bewertungsansätzen wird in der Literatur eine Vielzahl anModellenvorgestellt,welchedieMethodendesOperationsResearchnutzen.Siesindprinzipiell in der Lage, den technischen Handlungsspielraum und die monetären

232 Zusammenfassung Kapitel8

Konsequenzen umfassend in die Entscheidungsfindung einzubeziehen und die vor‐teilhafteste Handlungsalternative hinsichtlich verschiedener Zielvorgaben für denGebäudeeigentümer zu ermitteln. Jedoch ist festzustellen, dassmit diesenModellenausschließlich die Eigennutzerperspektive eingenommen wird und die Entschei‐dungssituation eines Vermieters unbeachtet bleibt. EbensowerdenAspektewie dieMaßnahmenfinanzierung im Zusammenhangmit der Inanspruchnahme von Förder‐mitteln, Steuern oder die Bewirtschaftung stromerzeugender Anlagen bislang nurstarkvereinfachtodergarnichtberücksichtigt.

Um einen Beitrag zur Schließung dieser Lücke zu leisten,wird in der vorliegendenArbeitdasBRIAMO‐Modell(BuildingRefurbishmentInvestmentAdvisingbyMathema‐tical Optimization) entwickelt. Ausgangspunkt ist die Zielstellung zur Erarbeitungeiner Methode, welche den techno‐ökonomischen Handlungsspielraum bei derModernisierungsplanung umfassend abbilden und daraus optimale Handlungs‐empfehlungenfürWohngebäudeeigentümersowohlausderEigennutzer‐alsauchausder Vermieterperspektive unter ökonomischen Gesichtspunkten bestimmen kann.EinewesentlicheAnforderungbestehtdarin,dieEntscheidungzurMaßnahmenfinan‐zierung vor dem Hintergrund der breit gefächerten staatlichen Förderlandschaftsimultan zur Maßnahmenwahl und zur Bestimmung des Versorgungsanlagen‐einsatzes in die Analyse einzubeziehen. Dabei ist der Möglichkeit zur detailliertenBetrachtungvonBewirtschaftungsoptionenfürstromerzeugendeAnlagenbesondereAufmerksamkeit zu widmen. Ebenso sollen die steuerlichen Auswirkungen für dieBetreiber dieser Anlagen und für den Fall der Vermieterentscheidung Berücksichti‐gungfinden.

AlsEinstiegindieThematikwerdenzunächstdieHintergründefürdiedemGebäude‐sektor beigemessene Bedeutung im Rahmen der Energiewende beleuchtet. Hierfürwird auf die Energieverbrauchs‐, die Größen‐ und die Altersstruktur des deutschenWohngebäudebestands sowie auf dessen energetischen Status Quo eingegangen.DaraufaufbauendwerdendieGebäudeeigentümerstruktursowiewesentlicheMotiveund Hemmnisse der Eigentümer für die Umsetzung von energetischenModernisie‐rungsmaßnahmenbetrachtet.

In der Folge werden grundlegende physikalisch‐technische Aspekte der Energie‐nutzunginWohngebäudenmitRelevanzfürdieModernisierungsplanungvorgestellt.IndiesemZusammenhangwirdeinkurzerÜberblickzuverschiedenenEnergietech‐nologien gegeben – angefangen bei konventionellen VersorgungsoptionenwieHeiz‐kessel und Fernwärme bis hin zu Wärmepumpen und solarthermischen Anlagen,welche die am Gebäudestandort verfügbaren regenerativen Energiequellen nutzen.EbensowirdauftechnischeHandlungsoptionenundwesentlicheAspektezurobjekt‐internen Stromerzeugung, zur Energiespeicherung undWärmeverteilung sowie auf

Zusammenfassung 233

MaßnahmenzurReduktiondesHeizwärmebedarfs alsdiedominierendeEnergiean‐wendunginWohngebäudeneingegangen.

Der sich daran anschließende Überblick zu den rechtlich‐ökonomischen Rahmen‐bedingungenderGebäudemodernisierungbeinhaltetenergierechtlicheVorgabenundökonomische Anreize von staatlicher Seite. Ebenso wird auf Regelungen des Miet‐rechts sowie der Einkommen‐ undUmsatzbesteuerung eingegangen,welche für dieUmsetzung von Modernisierungsmaßnahmen und die Bewirtschaftung stromerzeu‐genderAnlagenrelevantseinkönnen.

DieVorüberlegungenzurModellentwicklungwerdenmiteinerCharakterisierungderEntscheidungssituation „Wohngebäudemodernisierung“ hinsichtlich ihrer ökonomi‐schen, technischen und zeitlichen Aspekte eingeleitet. Damit wird gleichzeitig derHandlungsspielraumaufgespannt,welcherdurchdasPlanungsinstrumentzuerfassenist. Die Vielzahl der Handlungsoptionen und die bestehenden Wechselwirkungenzwischen ihnen und den Rahmenbedingungen des Entscheidungsträgers verdeutli‐chen,dassessichumeinekomplexePlanungsaufgabehandelt.

IndermethodischenDiskussionzurModellentwicklungkristallisiertsichdieEignungeines Energieflussgraphen zur adäquaten Abbildung des Gebäudeenergiesystemsheraus.Hierbeihandelt es sichumeineModellierungsmethode, die sichbereits seitvielen Jahren beiAnalyseüberregionaler und lokalerEnergieversorgungsstrukturenbewährt. Mit ihr können die Wirkungsweisen und Interdependenzen der verschie‐denen alternativen oder kombinierbaren Maßnahmenoptionen zur ModernisierungentlangdergebäudeinternenVersorgungskette inzweckmäßigerWeiseerfasstwer‐den.DieAuswahlundAuslegungdervorzugebendenMaßnahmenoptionensowiederEinsatzderEnergieversorgungsanlagenstellenEntscheidungsgrößendesModellsdar.IhreBestimmungistaufdieBefriedigungderNachfragenachRaumwärmeundgege‐benenfalls‐kühlung,WarmwasserundelektrischerEnergieimGebäudeausgerichtet.

ZurErfassungdermonetärenKonsequenzenausderGestaltungdesGebäudeenergie‐systemsbietetsichdievollständigeFinanzplanungalsgeeignetesBewertungsverfah‐renan.Sieermöglichtes,dieMaßnahmenfinanzierungdurchstaatlicheFördermittelin Form verschiedener Zuschüsse und zinsverbilligter Kreditvarianten detailliert indie Entscheidungsfindung einzubeziehen. Um die vorteilhafteste Handlungsalter‐native zu bestimmen, wird die Entscheidungssituation als gemischt‐ganzzahligeslineares Optimierungsproblem formuliert. Die Bestimmung der Handlungsempfeh‐lungen kann dabei alternativ an den Gewinnzielgrößen „Einkommen“ oder „Vermö‐gen“oderanderZielsetzung„MinimierungdesGebäudeprimärenergiebedarfs“ausge‐richtet werden. Für Letztere beschränkt mindestens die Finanzierbarkeit der Maß‐nahmendieAusschöpfungihrestechnischenPotenzialszurEnergiebedarfsreduktion.

234 Zusammenfassung Kapitel8

Zentrum und Schwerpunkt der Arbeit bildet die Beschreibung des Restriktionen‐systemsfürdasBRIAMO‐Modell.HierfürwerdenzunächstgrundlegendeFestlegungenzur Abbildung der Energiesystemstruktur des Gebäudes, zur Strukturierung desAnalysezeitraumsundzurErfassungderEigentümer‐undFinanzplanstrukturgetrof‐fen.DaraufaufbauenderfolgtdieErarbeitungdererforderlichenNebenbedingungenu.a. zur Beschreibung der technischen Funktionsweise der einzelnen Maßnahmen‐optionenundderWirkungskettenimEnergieflussgraphen,zurAbbildungderFremd‐finanzierungsmöglichkeiten und der Regelungen zur Mietpreisbildung sowie zurErfassungdermonetärenKenngrößenindenFinanzplankonten.

Mit dem Ziel, die Anwendung und praktische Relevanz des entwickelten Analyse‐instrumentszudemonstrieren,wirddasBRIAMO‐ModellimAnschlussandieformaleBeschreibung inzweibeispielhaftenFallstudienzurModernisierungsplanungfüreinMehrfamilienhausmit12Wohneinheitenangewandt.IndererstenFallstudiewirddiePerspektivevonEigennutzerninFormeinerWohnungseigentümergemeinschaftein‐genommen. Die zweite Fallstudie fokussiert dagegen auf die EntscheidungsfindungeinesVermietersdesWohngebäudesunterdenRahmenbedingungeneinesMietspie‐gelsmiteinerDifferenzierungderVergleichsmietpreiseanhanddesGebäudeprimär‐energiebedarfsundderForderung,dassinnerhalbvondreiJahrennachMaßnahmen‐umsetzungdieWarmmietenneutralität fürdieMietererreichtwird.Nebenverschie‐denenreinwärmebezogenenMaßnahmenindenBereichenErzeugung,Speicherung,Verteilung und thermischeGebäudehüllewird auch dieOption zurBewirtschaftungeinerstromerzeugendenAnlagebetrachtet.

DieModernisierungsentscheidungwirdzunächstfürjedeFallstudieinFormvondreiBasisszenarien mit verschiedenen Ausgangslagen bzw. Eigentümerzielen analysiert.Während im ersten Basisszenario keine Instandsetzungsarbeiten geplant sind,wirdfür das zweite Basisszenario unterstellt, dass der Ersatz der vorhandenenWärme‐versorgungsanlagenundderFenstersowieeinAnstrichderAußenwandunmittelbaranstehen. In beiden Szenarien wird die Vorteilhaftigkeit von Modernisierungsmaß‐nahmen hinsichtlich der Vermögenswertmaximierung analysiert. Im dritten Basis‐szenario wird dagegen die maximale Primärenergiebedarfsreduktion bestimmt, diefürdenGebäudeeigentümerunterdengetroffenenAnnahmengeradenochwirtschaft‐lichumzusetzenwäre.FürdasBasisszenariomitgeplanterInstandsetzungwerdenfürbeide Fallstudien noch die Auswirkungen einer Variation der unsicheren Entwick‐lungspfade für die Energiepreise, die Vergleichsmietpreisniveaus und das Zinssatz‐niveauvorgenommen.ImFolgendenwerdeneinigewesentlicheAussagenzusammen‐fassend angeführt, die unter den angenommenen Rahmenbedingungenmithilfe desneuentwickeltenBRIAMO‐ModellshinsichtlicheinerModernisierungsplanungfürdasbetrachteteBeispielgebäudegetroffenwerdenkönnen.

Zusammenfassung 235

ImFallederEigennutzung:

Unabhängigdavon,oberforderliche Instandsetzungsarbeitenunmittelbaranste‐henodernicht, erweist sichdie sofortigeUmsetzungvonModernisierungsmaß‐nahmenfürdieEigennutzeralsvorteilhaft.DervorgeschlageneMaßnahmenum‐fang imFalleerforderlicherInstandsetzungsarbeiten isterwartungsgemäßdeut‐lichgrößer.DieReduktionderlaufendenAuszahlungenfürdieEnergieversorgunginklusive der privaten Stromnutzung beträgt im Mittel rund 7.650€/a für dasBasisszenario ohne geplante Instandsetzung und ca. 12.000€/a für das Basis‐szenariomit geplanter Instandsetzung.DieMaßnahmen amortisieren sichweit‐gehendinnerhalbdes20‐jährigenAnalysezeitraums.

Das wirtschaftlich nutzbare technische Potenzial zur Primärenergiebedarfs‐reduktion istbeachtlich.Ohnedass sichdieEigentümergegenübereinerUnter‐lassungvonModernisierungsmaßnahmenökonomischschlechterstellen,könntederBedarfdesGebäudesvonrund173kWh/m²aimAusgangszustandaufca.37kWh/m²anachderMaßnahmenumsetzung gesenktwerden.DerAmortisations‐zeitraum reicht jedochweit über denAnalysehorizont hinaus. Gleichzeitigwirddie enorme Spannbreite des Wirtschaftlichkeitsbegriffs verdeutlicht. Ohne ge‐plante Instandsetzungsarbeiten und mit der Entscheidungsausrichtung an demerreichbaren Vermögenszuwachs beträgt die vorgeschlagene Primärenergiebe‐darfsreduktion lediglich40kWh/m²a, allerdingskönntederVermögensendwertumbeinahe120.000€gegenüberderAusschöpfungdeswirtschaftlichnutzbarentechnischenPotenzialsgesteigertwerden.

DieHandlungsempfehlungenwerden unter den getroffenen Annahmen von derVorteilhaftigkeit der Selbstversorgung mit elektrischer Energie dominiert. DieInstallation einer PV‐Anlage ist unabhängig von denAusgangsbedingungen undZielsetzungen der Eigentümer anzuraten. In den beiden Szenarien mit Vermö‐genswertmaximierung wird zusätzlich der Einsatz einer kleinen KWK‐Anlageempfohlen.MitbeidenAnlagen inKombinationkönntebiszu40%desprivatenundüber85%desallgemeinenGebäudestrombedarfsgedecktwerden.Diemitt‐lerenkalkulatorischenKostenderEigenversorgungbetragenimgünstigstenFallfürdenPV‐Strom23ct/kWhund fürdenKWK‐Strom5,6ct/kWh innerhalbdeszehnjährigenZuschlagzeitraumsbzw.13,3ct/kWhdanach.

Förderinstrumente der KfW und des BAFA werden in allen Szenarien genutzt.WährenddasvorgeschlageneMaßnahmenbündelfürdasSzenarioohnegeplanteInstandsetzungauchohneFördermittelzuempfehlenwäre,wirkensichdiestaat‐lichenZuwendungenindenbeidenanderenSzenarienaufdenUmfangderener‐getischenModernisierungpositivaus.

236 Zusammenfassung Kapitel8

ImFallederVermietung:

Vor demHintergrund derMöglichkeiten zurMietpreissteigerung auf Grundlagedes Mietspiegels, der Prämisse zur warmmietenneutralen Modernisierung undder Verzinsungsansprüche für die alternativen Kapitalanlagen fallen die End‐wertdifferenzen zwischen den einzelnen Szenarien und der Unterlassungs‐alternativemitmaximal 34.000€ relativ gering aus. Im Basisszenario ohne ge‐planteInstandsetzungwirddaszweiteVergleichsmietpreisniveaugegenüberdemGebäudeausgangszustand erreicht. Der Primärenergiebedarf des Gebäudeswirdauf 100kWh/m²a reduziert. Die zusätzlichen Mieteinnahmen belaufen sich imMittelauf3.600€/a.ImFalledirektanstehenderInstandsetzungsarbeitenisteinedeutliche Ausweitung des Modernisierungsumfangs zu empfehlen. Der Primär‐energiebedarf des Gebäudes wird hier auf 50kWh/m²a reduziert. Die Mietein‐nahmenkönnenimMittelum5.300€/agegenüberderUnterlassungsalternativegesteigertwerden.DiewirtschaftlicheGrenzederBeschränkungdesPrimärener‐giebedarfsliegtbeirund42kWh/m²a.

Die imMietspiegel vorgegebenen Grenzwerte zum Primärenergiebedarf für dieverschiedenen Vergleichsmietpreisniveaus dominieren die Entscheidungen zumModernisierungsumfang.Fürdas Szenarioohnegeplante Instandsetzung istderMietspiegeleffektsogarweitgehendalleinfürdieZusammenstellungdesempfoh‐lenenMaßnahmenbündels verantwortlich. In den anderen beiden Szenarien er‐gänzen sich dagegen die Einflüsse der staatlichen Förderinstrumente und desMietspiegelshinsichtlichdererreichtenBedarfsreduktion.EineAmortisationderjeweils empfohlenen Maßnahmen innerhalb des Analysezeitraums wird aller‐dingsnurimSzenarioohnegeplanteInstandsetzungerreicht.

DurchdieWarmmietenneutralitätsprämissewirddieModernisierungsumlageaufdiemittlere Reduktion der umlagefähigen Kostenanteile der EnergieversorgunginnerhalbdererstendreiJahrenachderMaßnahmenumsetzungbeschränkt.DieUmlage schwankt zwischen 2,4 und 6% der anrechenbaren Auszahlungen undbewegtsichdamitunterhalbderzulässigen11%proJahr.DiePreisstaffelungdesMietspiegelsversetztdenVermieterjedochindieLage,dieentgangenenUmlagendurchdiezusätzlichenMietsteigerungsmöglichkeitennach§558BGBzukompen‐sieren.MitAusnahmedesSzenariosohnegeplanteInstandsetzungwirktsichdie‐serEffektnichtnegativ aufdiewirtschaftlichenBelangederMieter aus, diemitderWarmmietenneutralitätsprämisseberücksichtigtwerdensollten.

Die veranschlagten Lieferpreise zur Stromversorgung der Mieter würden zwareinenwirtschaftlichenBetriebeinerPV‐bzw.KWK‐AnlagefürdenVermieterer‐lauben, allerdings sind beide Optionen in keinem Basisszenario ein BestandteildervorteilhaftestenHandlungsalternative.

Zusammenfassung 237

AuchwennsichallgemeingültigeSchlussfolgerungenaufGrundlagederbeidenvorge‐stellten Anwendungsfälle nicht ableiten lassen, können aus den ModellergebnissenErkenntnisse gewonnen werden, die auch für andere, zumindest ähnlich gelagerteEntscheidungssituationen zur Gebäudemodernisierung zutreffen sollten. Diese kön‐nenwiefolgtzusammengefasstwerden:

BeiGebäudenmiteinemhohenEnergiebedarfkannbereitsdurchkleineModerni‐sierungsmaßnahmenmit einemrelativgeringenmonetärenAufwandeinedeut‐licheBedarfsreduktionerreichtwerden.DieseMaßnahmenamortisierensichin‐nerhalb kurzer Zeiträume, stellen den Eigentümer gegenüber derMaßnahmen‐unterlassung ökonomisch besser und erfordern deshalb auch keine monetärenAnreize von staatlicher Seite. Da die staatlichen Fördermittel unabhängig vomenergetischen Gebäudeausgangszustand auch für entsprechende Einzelmaßenbereitgestelltwerden,kommtesindiesenFällenzueinerÜberförderung.Umdementgegenzuwirken,müsstedieökonomischeVorteilhaftigkeitderMaßnahmenfürdenEigentümeralsKriteriumzurFördermittelbewilligungerfasstwerden.

Hohe energetische Gebäudestandards erfordern die Kombination verschiedenerEnergieeffizienzmaßnahmen,diesichgegenseitigbeeinflussenundinihrerWirk‐samkeitüberlagern.EinerseitswirddadurchdasPotenzialderEinzelmaßnahmenzur Energiebedarfsreduktion zunehmend herabgesetzt. Andererseits steigen dieerforderlichen Anfangsauszahlungen zum Erreichen besserer energetischerGebäudestandardszunehmendan.UmmonetäreAnreizevonstaatlicherSeitezurInitiierungumfangreicherModernisierungsmaßnahmen insbesondere fürEigen‐nutzerzusetzen,isteineFördermittelstaffelungerforderlich,diediesemUmstandgerecht wird. Ein zusätzlicher Anreiz im Bereich der Gebäudebewirtschaftungsollte dadurch erreicht werden können, dass in Mietspiegeln für bessere ener‐getische Gebäudestandards auch eine zunehmend stärkere Differenzierung derVergleichsmietpreisniveauserfolgt.

EinniedrigesZinsniveaus,wieesmomentanvorherrscht(Stand2014),solltesichzwar positiv auf die Initiierung von Modernisierungsmaßnahmen auswirken,allerdingsgehengleichzeitigauchAnsatzpunkte fürdiestaatlicheZinssatzförde‐rung zurBeeinflussungdesUmfangsbzw.derQualitätderModernisierungver‐loren. Die Aufrechterhaltung des gewünschten Anreizeffekts der Fördermittel‐staffelung in Abhängigkeit des durch die Modernisierung erreichten energeti‐schen Gebäudestandards ist jedoch durch eine Erhöhung der Zuschussbeträgemöglich.

DieFallstudienergebnisseveranschaulichen,dassdasneuentwickelteBRIAMO‐Modellein geeignetes Analysewerkzeug zur Entscheidungsvorbereitung im Rahmen derGebäudemodernisierungsplanungdarstellt.MitdererarbeitetenMethode isteserst‐

238 Zusammenfassung Kapitel8

malsmöglich,diedabeibestehendentechnischenundfinanziellenHandlungsoptionendes Eigentümers sowie seine individuellen Ausgangs‐ und Rahmenbedingungenumfassend indieEntscheidungsfindungeinzubeziehenundaufdieserGrundlage fürihn optimale Modernisierungsstrategien unter ökonomischen Gesichtspunkten zubestimmen.HierinistderoriginäreBeitragdervorliegendenArbeitzusehen.

Anhang

240 Anhang

Tabelle20: Finanzplan[€]zumBasisszenarioE_FREI139

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang

BestandanliquidenMitteln 100.000 14.400 14.879 12.956 11.841 12.242 12.552

+

AufnahmeDarlehen

KWK‐ErgKredit(10/2/10) 19.650

KfW274(20/3/20) 34.440

ZuschüsseKfW430 3.625

BAFA‐KWK 2.350

‐

Instandsetzung&Modernisierung

Maßnahmenexkl.KWK/PV 36.249

KWK‐Anlage 22.000

PV‐Anlage 34.440

KapitalanlagenbisEndjahr 67.376 14.400 14.879 12.956 11.841 12.242 12.552

einjährig

Jahresende

+

Einlagen140 26.300 26.900 27.300 27.900 28.500 29.000 29.500

Energielieferung&Förderung

EinspeisungKWK‐Strom 196 203 212 220 229 238 248

KWK‐Zuschlag 871 871 871 871 871 871 871

VermarktungPV‐Strom 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 2.021 2.453 2.900 3.288 3.644 4.011 4.387

ESt‐GutschriftfürVerlustausgleich

KWK‐Anlage 120 127 125 119 120 120 112

PV‐Anlage 435 438 441 443 429 413 398

‐

Instandhaltung&Anlagenbetrieb141

KWK‐Anlage 805 817 828 839 851 862 873

PV‐Anlage 422 428 435 441 448 454 461

Sonstiges 240 244 247 251 255 258 262

Energiebezuginkl.Grundgebühren

Gas 4.657 4.798 4.870 5.010 5.151 5.292 5.363

KWK‐Gas 3.158 3.287 3.351 3.415 3.545 3.674 3.739

Strom 4.876 5.003 5.151 5.277 5.425 5.570 5.735

Eigenversorgung/Privatentnahmen

UStKWK‐Wärme 847 866 876 882 896 910 915

UStKWK‐Strom 79 82 85 89 92 96 100

UStPV‐Strom142 106 106 106 106 106 106 106

EEG‐Umlage 100 121 142 146 150 155 160

ZinsenDarlehen

KWK‐ErgKredit(10/2/10) 297 297 297 262 226 190 153

KfW274(20/3/20) 878 878 878 878 836 793 749

TilgungDarlehen

KWK‐ErgKredit(10/2/10) 2.329 2.365 2.400 2.436 2.473

KfW274(20/3/20) 1.644 1.686 1.729 1.773

KapErtrSt 505 613 725 822 911 1.003 1.097

BestandanliquidenMitteln 14.400 14.879 12.956 11.841 12.242 12.552 12.984

139Einzahlungen(+)undAuszahlungen(‐)aufvolleEurogerundet.ZurSzenariodefinitionsieheS.165ff.140JährlichaufzubringendeEigenmittelfürdieInstandhaltungsrücklagesowiefürdielaufendenAuszahlun‐genderInstandhaltungunddesAnlagenbetriebs(inkl.Energiebezug,Grundgebühren,Versicherungenetc.),fallskeineModernisierungsmaßnahmenumgesetztwerden.SiehehierzuauchS.104.141AuszahlungenfürInstandhaltung(ggf.inklusiveInstandsetzungennachdembetrachtetenUmsetzungs‐zeitpunkt)undfürdenAnlagenbetriebohneEnergiebezugundGrundgebührenvonexternenLieferanten.142SiehehierzudieFestlegungenaufS.180.

Anhang 241

(FortsetzungTabelle20)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

12.984 13.474 13.890 0 16.477 16.957 17.527 18.140 18.711 19.377 19.973 20.527 21.212

12.984 13.474 2.827 16.477 16.957 17.527 18.140 18.711 19.377 19.973 20.527

11.063 21.212

30.100 30.700 31.400 32.000 32.600 33.300 34.100 34.800 35.500 36.200 37.000 37.700 38.600

258 268 278 290 301 314 326 339 353 367 381 397 412

871 871 871

1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427

4.777 5.181 16.572 5.266 5.760 6.269 6.795 7.339 7.900 8.482 9.081 9.697 354.767

104 102 101 222 224 225 225 225 217 216 222 212 216

382 365 348 331 313 294 275 256 236 216 194 173 151

885 896 907 919 930 941 953 970 987 1.004 1.021 1.038 1.055

468 475 482 489 497 504 512 520 527 535 543 551 560

266 270 25.685 277 282 286 291 295 300 305 309 314 319

5.504 5.645 5.787 5.928 6.068 6.211 6.420 6.562 6.703 6.845 7.057 7.198 7.409

3.803 3.932 4.060 4.125 4.254 4.384 4.512 4.640 4.705 4.834 5.027 5.092 5.285

5.881 6.045 6.211 6.394 6.558 6.741 6.923 7.123 7.307 7.508 7.726 7.928 8.146

921 935 948 686 705 724 743 763 774 794 823 834 862

104 108 112 117 121 126 131 137 142 148 154 160 166

106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106

165 169 174 180 185 190 196 202 208 214 221 227 234

115 78 39

704 658 610 561 511 460 408 354 298 242 183 124 63

2.511 2.549 2.587

1.818 1.863 1.912 1.961 2.011 2.062 2.114 2.168 2.224 2.280 2.338 2.398 2.459

1.194 1.295 1.377 1.316 1.440 1.567 1.699 1.835 1.975 2.120 2.270 2.424 2.583

13.474 13.890 0 16.477 16.957 17.527 18.140 18.711 19.377 19.973 20.527 21.212 366.326

242 Anhang

Tabelle21: Finanzplan[€]zumBasisszenarioE_INST143

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang

BestandanliquidenMitteln 100.000 15.550 16.167 14.796 12.102 9.626 7.266

+AufnahmeDarlehen

KfW152(10/2/10) 129.997

KWK‐ErgKredit(10/2/10) 18.401

KfW274(20/3/20) 34.440

ZuschussBAFA‐KWK 2.350

‐

Instandsetzung&Modernisierung

Maßnahmenexkl.KWK/PV 204.788

KWK‐Anlage 22.000

PV‐Anlage 34.440

KapitalanlagenbisEndjahr 23.960 15.550

einjährig 16.167 14.796 12.102 9.626 7.266

Jahresende

+

Einlagen144 26.300 26.900 27.300 27.900 28.500 29.000 29.500

Energielieferung&Förderung

EinspeisungKWK‐Strom 158 164 171 177 184 192 200

KWK‐Zuschlag 753 753 753 753 753 753 753

VermarktungPV‐Strom 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 719 1.185 17.628 16.233 13.505 10.994 8.597

ESt‐GutschriftfürVerlustausgleich

KWK‐Anlage 138 144 143 137 138 137 130

PV‐Anlage 435 438 441 443 429 413 398

‐

Instandhaltung&Anlagenbetrieb145

KWK‐Anlage 695 705 715 725 735 744 754

PV‐Anlage 422 428 435 441 448 454 461

Sonstiges 190 193 196 199 202 205 208

Energiebezuginkl.Grundgebühren

Gas 1.493 1.537 1.560 1.603 1.647 1.690 1.713

KWK‐Gas 2.727 2.839 2.895 2.950 3.061 3.172 3.228

Strom 5.187 5.324 5.480 5.614 5.771 5.927 6.103

Eigenversorgung/Privatentnahmen

UStKWK‐Wärme 771 787 796 801 812 824 829

UStKWK‐Strom 70 73 76 79 82 86 89

UStPV‐Strom146 106 106 106 106 106 106 106

EEG‐Umlage 83 100 117 121 124 128 132

ZinsenDarlehen

KfW152(10/2/10) 1.300 1.300 1.300 1.143 985 825 663

KWK‐ErgKredit(10/2/10) 278 278 278 245 211 178 143

KfW274(20/3/20) 878 878 878 878 836 793 749

TilgungDarlehen

KfW152(10/2/10) 15.689 15.846 16.005 16.165 16.326

KWK‐ErgKredit(10/2/10) 2.181 2.214 2.248 2.282 2.316

KfW274(20/3/20) 1.644 1.686 1.729 1.773

EStKWK‐Anlage

PV‐Anlage

KapErtrSt 180 296 365 359 351 342 333

BestandanliquidenMitteln 15.550 16.167 14.796 12.102 9.626 7.266 5.079

143Einzahlungen(+)undAuszahlungen(‐)aufvolleEurogerundet.ZurSzenariodefinitionsieheS.165ff.144JährlichaufzubringendeEigenmittelfürdieInstandhaltungsrücklagesowiefürdielaufendenAuszahlun‐genderInstandhaltungunddesAnlagenbetriebs(inkl.Energiebezug,Grundgebühren,Versicherungenetc.),fallskeineModernisierungsmaßnahmenumgesetztwerden.SiehehierzuauchS.104.145AuszahlungenfürInstandhaltung(ggf.inklusiveInstandsetzungennachdembetrachtetenUmsetzungs‐zeitpunkt)undfürdenAnlagenbetriebohneEnergiebezugundGrundgebührenvonexternenLieferanten.146SiehehierzudieFestlegungenaufS.180.

Anhang 243

(FortsetzungTabelle21)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

5.079 3.161 1.434 0 17.843 18.462 19.173 19.979 20.698 21.508 22.259 23.028 23.867

17.843 18.462 19.173 19.979 20.698 21.508 22.259 23.028

5.079 3.161 1.434 23.867

30.100 30.700 31.400 32.000 32.600 33.300 34.100 34.800 35.500 36.200 37.000 37.700 38.600

208 216 224 233 243 253 263 273 284 296 307 320 332

753 753 753

1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427 1.427

6.371 4.413 2.650 1.185 1.721 2.274 2.850 3.449 4.070 4.715 5.383 6.074 233.117

123 121 120 192 193 194 194 195 187 187 192 183 187

382 365 348 331 313 294 275 256 236 216 194 173 151

764 774 784 793 803 813 823 838 852 867 882 896 911

468 475 482 489 497 504 512 520 527 535 543 551 560

211 214 217 220 223 227 230 234 238 241 245 249 252

1.756 1.800 1.844 1.888 1.932 1.975 2.041 2.084 2.128 2.173 2.238 2.282 2.348

3.284 3.395 3.506 3.562 3.673 3.785 3.896 4.007 4.063 4.174 4.341 4.397 4.564

6.258 6.432 6.609 6.804 6.979 7.173 7.367 7.581 7.776 7.990 8.223 8.438 8.670

833 844 856 593 609 625 642 659 669 686 711 720 745

93 96 100 104 108 113 117 122 127 132 137 143 148

106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106

136 140 144 148 153 157 162 167 172 177 182 188 194

500 335 168

108 73 37

704 658 610 561 511 460 408 354 298 242 183 124 63

16.490 16.655 16.821

2.351 2.387 2.422

1.818 1.864 1.912 1.961 2.011 2.062 2.114 2.168 2.223 2.280 2.338 2.398 2.459

323 313 304 296 430 569 712 862 1.017 1.179 1.346 1.518 1.697

3.161 1.434 0 17.843 18.462 19.173 19.979 20.698 21.508 22.259 23.028 23.867 251.097

244 Anhang

Tabelle22: Finanzplan[€]zumBasisszenarioE_MPEB147

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang

BestandanliquidenMitteln 100.000 13.672 14.228 14.550 1.230 1.453 1.581

+

AufnahmeDarlehen

KfW151EH70(20/3/10) 264.000

KfW274(20/3/20) 28.720

ZuschüsseKfW‐Tilgungszuschuss148 33.000

BAFA‐Solarthermie 2.025

‐

Instandsetzung&Modernisierung

Maßnahmenexkl.PV 266.025

PV‐Anlage 28.720

TilgungDarlehenKfW151EH70(20/3/10)148 33.000

KapitalanlagenbisEndjahr 100.000 13.672 14.228 14.550 1.230 1.453 1.581

einjährig

Jahresende

+

Einlagen149 26.300 26.900 27.300 27.900 28.500 29.000 29.500

VermarktungPV‐Strom 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 3.000 3.410 3.837 4.274 4.310 4.354 4.401

ESt‐GutschriftfürVerlustausgleichPV‐Anlage 390 393 395 398 386 373 361

‐

Instandhaltung&Anlagenbetrieb150

PV‐Anlage 406 412 418 425 431 438 444

Sonstiges 754 765 777 788 800 812 825

Strombezuginkl.Grundgebühren 12.205 12.530 12.902 13.227 13.598 13.969 14.389

Eigenversorgung/Privatentnahmen

UStPV‐Strom148 72 72 72 72 72 72 72

EEG‐Umlage 56 68 79 82 84 87 89

ZinsenDarlehen

KfW151EH70(20/3/10) 2.310 2.310 2.310 2.310 2.185 2.058 1.930

KfW274(20/3/20) 732 732 732 732 697 662 625

TilgungDarlehen

KfW151EH70(20/3/10) 12.534 12.659 12.785 12.913

KfW274(20/3/20) 1.371 1.406 1.442 1.478

KapErtrSt 750 853 959 1.068 1.078 1.088 1.100

BestandanliquidenMitteln 13.672 14.228 14.550 1.230 1.453 1.581 1.664

Tabelle23: Finanzplan[€]zurUnterlassungsalternativederEigennutzerfallstudie147

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang

BestandanliquidenMitteln 100.000 8.286 8.516 8.673 8.911 9.121 9.235

‐

Instandsetzung&Modernisierung

KapitalanlagenbisEndjahr 100.000 8.286 8.516 8.673 8.911 9.121 9.235

einjährig

Jahresende

+Einlagen149 26.300 26.900 27.300 27.900 28.500 29.000 29.500

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 3.000 3.249 3.504 3.764 4.032 4.305 4.582

‐

Instandhaltung&Anlagenbetrieb150 269 273 277 281 284 288 292

Energiebezuginkl.Grundgebühren

Gas 10.239 10.551 10.708 11.021 11.334 11.647 11.804

Strom 9.756 9.997 10.270 10.510 10.785 11.059 11.365

KapErtrSt 750 812 876 941 1.008 1.076 1.146

BestandanliquidenMitteln 8.286 8.516 8.673 8.911 9.121 9.235 9.475

147Einzahlungen(+)undAuszahlungen(‐)aufvolleEurogerundet.ZurSzenariodefinitionsieheS.165ff.148SiehehierzudieFestlegungenaufS.180undS.184.149JährlichaufzubringendeEigenmittelfürdieInstandhaltungsrücklagesowiefürdielaufendenAuszahlun‐genderInstandhaltungunddesAnlagenbetriebs(inkl.Energiebezug,Grundgebühren,Versicherungenetc.),fallskeineModernisierungsmaßnahmenumgesetztwerden.SiehehierzuauchS.104.150AuszahlungenfürInstandhaltung(ggf.inklusiveInstandsetzungennachdembetrachtetenUmsetzungs‐zeitpunkt)undfürdenAnlagenbetriebohneEnergiebezugundGrundgebührenvonexternenLieferanten.

Anhang 245

(FortsetzungTabelle22)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

1.664 1.895 2.085 2.439 1.593 877 346 101 0 92 241 446 601

1.664 1.895 2.023 92 241 446

62 2.439 1.593 877 346 101 601

30.100 30.700 31.400 32.000 32.600 33.300 34.100 34.800 35.500 36.200 37.000 37.700 38.600

1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267

4.451 4.508 4.632 7.064 6.200 5.467 4.923 4.672 4.569 4.572 4.579 4.592 158.287

348 334 321 306 292 277 262 246 230 213 196 178 160

451 458 464 471 478 486 493 500 508 515 523 531 539

836 848 861 874 887 900 914 928 942 956 971 985 1.000

14.760 15.178 15.596 16.061 16.479 16.943 17.408 17.919 18.384 18.894 19.451 19.963 20.520

72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72

92 95 98 101 104 107 110 113 116 120 124 127 131

1.801 1.671 1.539 7.029 6.471 5.884 5.268 4.621 3.941 3.228 2.479 1.693 867

587 548 509 468 426 384 340 295 249 202 153 103 52

13.043 13.173 13.305 11.177 11.736 12.323 12.939 13.586 14.266 14.979 15.728 16.514 17.340

1.516 1.554 1.594 1.635 1.677 1.719 1.763 1.808 1.854 1.902 1.950 2.000 2.051

1.113 1.127 1.143 1.156 1.152 1.147 1.144 1.143 1.142 1.143 1.145 1.148 1.153

1.895 2.085 2.439 1.593 877 346 101 0 92 241 446 601 154.589

(FortsetzungTabelle23)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

9.475 16.326 26.104 0 9.538 9.727 9.987 10.196 10.432 10.707 10.955 11.119 11.375

2.801 9.538 9.727 9.987 10.196 10.432 10.707 10.955 11.119

6.674 16.326 26.104 11.375

30.100 30.700 31.400 32.000 32.600 33.300 34.100 34.800 35.500 36.200 37.000 37.700 38.600

11.481 21.335 31.345 4.666 4.952 5.244 5.544 5.850 6.163 6.484 6.813 7.146 257.067

297 301 36.438 310 315 319 325 330 335 340 346 351 356

12.116 12.430 12.742 13.055 13.367 13.680 14.150 14.462 14.776 15.088 15.558 15.870 16.340

11.640 11.948 12.255 12.596 12.905 13.247 13.587 13.964 14.304 14.680 15.087 15.463 15.871

1.202 1.252 1.310 1.167 1.238 1.311 1.386 1.462 1.541 1.621 1.703 1.787 1.872

16.326 26.104 0 9.538 9.727 9.987 10.196 10.432 10.707 10.955 11.119 11.375 261.228

246 Anhang

Tabelle24: Finanzplan[€]zumBasisszenarioV_FREI151

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang BestandanliquidenMitteln 100.000 29.455 10.244 10.300 9.852 9.861 10.407

+ AufnahmeDarlehenKfW152(20/3/10) 18.925

‐

Instandsetzung&Modernisierung 49.406

KapitalanlagenbisEndjahr 69.519 29.455 10.244 10.300 9.852 9.861 10.407

einjährig 0 0 0 0 0 0 0

Jahresende

+

Nettomieten

BestandsmietenVorjahr 56.364 66.521 60.978 67.910 62.254 69.301 63.530

MietpreisanpassungOVM 3.850 0 1.261 0 1.261 0 1.261

Modernisierungsumlage 750

NeumietenimJahr 4.631 0 4.726 0 4.822 0 4.917

UmlagenaufMieter152

Gas 1.873 1.929 1.957 2.014 2.070 2.126 2.154

Strom 8.201 8.420 8.670 8.889 9.139 9.389 9.671

Instandhaltung&Sonstiges 420 427 433 440 446 453 459

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 4.171 5.909 6.493 7.070 7.612 8.134 8.675

AufnahmeDarleheneinjährig 0 0 0 0 0 0 0

‐

Gebäudeverwaltung 2.624 2.662 2.678 2.717 2.733 2.772 2.787

UmlageausfälledurchLeerstand 217 0 217 0 217 0 217

Instandhaltung&Anlagenbetrieb153 1.647 1.662 1.676 1.692 1.707 1.720 1.736

Energiebezuginkl.Grundgebühren

Gas 1.873 1.929 1.957 2.014 2.070 2.126 2.154

Strom 8.201 8.420 8.670 8.889 9.139 9.389 9.671

ZinsenDarlehen

KfW152(20/3/10) 189 189 189 189 179 169 158

einjährig 0 0 0 0 0 0 0

TilgungDarlehen

KfW152(20/3/10) 0 0 0 1.027 1.037 1.047 1.058

einjährig 0 0 0 0 0 0 0

Est 5.011 26.223 26.308 26.776 26.858 27.339 27.413

KapErtrSt 1.043 1.477 1.623 1.767 1.903 2.034 2.169

Entnahmen 30.000 30.400 30.900 31.400 31.900 32.400 32.900

BestandanliquidenMitteln 29.455 10.244 10.300 9.852 9.861 10.407 10.404

151Einzahlungen(+)undAuszahlungen(‐)aufvolleEurogerundet.ZurSzenariodefinitionsieheS.165ff.152BeivollständigerVermietungimJahr,d.h.ohneBerücksichtigungvonUmlageausfällendurchLeerstand.153AuszahlungenfürInstandhaltung(ggf.inklusiveInstandsetzungennachdembetrachtetenUmsetzungs‐zeitpunkt)undfürdenAnlagenbetriebohneEnergiebezugundGrundgebührenvonexternenLieferanten.

Anhang 247

(FortsetzungTabelle24)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

10.404 10.966 10.949 0 3.671 11.408 11.368 11.924 11.869 12.324 12.198 12.654 12.495

10.404 10.966 10.949 0 3.671 11.408 11.368 11.924 11.869 12.324 12.198 12.654 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12.495

70.692 64.805 72.082 66.081 73.665 67.526 75.146 68.884 76.628 70.242 78.216 71.698 79.803

0 1.261 0 1.445 0 1.358 0 1.358 0 1.455 0 1.455 0

0 5.013 0 5.116 0 5.219 0 5.321 0 5.432 0 5.542 0

2.210 2.266 2.322 2.378 2.434 2.491 2.575 2.631 2.687 2.743 2.827 2.883 2.967

9.921 10.202 10.483 10.796 11.077 11.390 11.703 12.046 12.359 12.703 13.078 13.422 13.797

466 473 480 487 494 501 508 516 524 532 540 549 557

9.206 9.743 10.269 10.269 10.438 10.940 11.428 11.929 12.404 12.885 13.348 13.804 296.110

0 0 7.003 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2.828 2.842 2.884 2.907 2.948 2.965 3.005 3.022 3.065 3.085 3.129 3.149 3.192

0 217 0 233 0 233 0 233 0 233 0 233 0

1.751 1.768 33.716 1.801 1.817 1.833 1.850 1.867 1.886 1.904 1.921 1.939 1.958

2.210 2.266 2.322 2.378 2.434 2.491 2.575 2.631 2.687 2.743 2.827 2.883 2.967

9.921 10.202 10.483 10.796 11.077 11.390 11.703 12.046 12.359 12.703 13.078 13.422 13.797

148 137 126 576 530 482 432 379 323 264 203 139 71

0 0 0 427 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1.069 1.079 1.090 916 962 1.010 1.060 1.113 1.168 1.227 1.289 1.353 1.420

0 0 0 7.003 0 0 0 0 0 0 0 0 0

27.901 27.967 15.051 28.397 28.923 29.018 29.554 29.643 30.189 30.314 30.871 30.989 31.559

2.301 2.436 2.567 2.567 2.609 2.735 2.857 2.982 3.101 3.221 3.337 3.451 3.560

33.400 33.900 34.400 34.900 35.400 35.900 36.400 36.900 37.500 38.100 38.700 39.300 39.900

10.966 10.949 0 3.671 11.408 11.368 11.924 11.869 12.324 12.198 12.654 12.495 294.810

248 Anhang

Tabelle25: Finanzplan[€]zumBasisszenarioV_INST154

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang

BestandanliquidenMitteln 100.000 102.737 12.632 12.383 4.310 3.788 3.734

+AufnahmeDarlehenKfW151EH100(20/3/10) 163.337

KfW‐Tilgungszuschuss155 8.167

‐

Instandsetzung&Modernisierung 233.338

TilgungDarlehenKfW151EH100(20/3/10)155 8.167

KapitalanlagenbisEndjahr 29.999 102.737 12.632 12.383 4.310 3.788 3.734

einjährig 0 0 0 0 0 0 0

Jahresende

+

Nettomieten

BestandsmietenVorjahr 56.364 69.601 63.789 69.685 63.872 70.002 64.189

MietpreisanpassungOVM 1.848 0 117 0 234 0 1.128

Modernisierungsumlage 5.727 0 0 0 0 0 0

NeumietenimJahr 5.191 0 5.298 0 5.405 0 5.512

UmlagenaufMieter156

Gas 1.306 1.347 1.367 1.407 1.447 1.487 1.507

Strom 3.342 3.431 3.527 3.620 3.717 3.817 3.923

Instandhaltung&Sonstiges 566 574 583 592 601 610 619

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 1.800 7.861 8.581 9.275 9.512 9.713 9.907

GutschriftdurchEst‐Verlustausgleich 67.912 0 0 0 0 0 0

‐

Gebäudeverwaltung 2.766 2.783 2.769 2.788 2.781 2.801 2.833

UmlageausfälledurchLeerstand 108 0 108 0 108 0 108

Instandhaltung&Anlagenbetrieb157 1.795 1.812 1.829 1.846 1.864 1.882 1.899

Energiebezuginkl.Grundgebühren

Gas 1.306 1.347 1.367 1.407 1.447 1.487 1.507

Strom 3.342 3.431 3.527 3.620 3.717 3.817 3.923

ZinsenDarlehenKfW151EH100(20/3/10) 1.552 1.552 1.552 1.552 1.468 1.382 1.297

TilgungDarlehenKfW151EH100(20/3/10) 0 0 0 8.419 8.503 8.588 8.674

Est 0 26.892 26.682 26.918 26.834 27.110 27.431

KapErtrSt 450 1.965 2.145 2.319 2.378 2.428 2.477

Entnahmen 30.000 30.400 30.900 31.400 31.900 32.400 32.900

BestandanliquidenMitteln 102.737 12.632 12.383 4.310 3.788 3.734 3.736

154Einzahlungen(+)undAuszahlungen(‐)aufvolleEurogerundet.ZurSzenariodefinitionsieheS.165ff.155SiehehierzudieFestlegungenaufS.184.156BeivollständigerVermietungimJahr,d.h.ohneBerücksichtigungvonUmlageausfällendurchLeerstand.157AuszahlungenfürInstandhaltung(ggf.inklusiveInstandsetzungennachdembetrachtetenUmsetzungs‐zeitpunkt)undfürdenAnlagenbetriebohneEnergiebezugundGrundgebührenvonexternenLieferanten.

Anhang 249

(FortsetzungTabelle25)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

3.736 3.680 3.764 3.704 3.392 3.204 3.228 3.016 2.894 2.554 2.346 1.972 1.716

3.736 3.680 3.764 3.704 3.392 3.204 3.228 3.016 2.894 2.554 2.346 1.972 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.716

71.331 65.421 72.836 66.809 74.866 68.644 76.578 70.196 78.088 71.580 79.706 73.063 81.323

0 1.285 0 1.802 0 1.552 0 1.384 0 1.483 0 1.483 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 5.619 0 5.734 0 5.850 0 5.965 0 6.089 0 6.212 0

1.547 1.588 1.628 1.668 1.708 1.748 1.809 1.849 1.889 1.929 1.990 2.030 2.090

4.027 4.137 4.249 4.368 4.484 4.607 4.732 4.863 4.992 5.127 5.271 5.413 5.561

628 638 647 657 667 677 687 697 708 718 729 740 751

10.097 10.278 10.458 10.633 10.789 10.930 11.068 11.195 11.311 11.410 11.500 11.571 220.421

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2.853 2.894 2.912 2.975 2.995 3.043 3.063 3.102 3.124 3.165 3.188 3.230 3.252

0 108 0 117 0 117 0 117 0 117 0 117 0

1.917 1.935 1.954 1.972 1.992 2.011 2.031 2.050 2.071 2.091 2.113 2.133 2.154

1.547 1.588 1.628 1.668 1.708 1.748 1.809 1.849 1.889 1.929 1.990 2.030 2.090

4.027 4.137 4.249 4.368 4.484 4.607 4.732 4.863 4.992 5.127 5.271 5.413 5.561

1.210 1.122 1.034 4.722 4.346 3.952 3.538 3.104 2.647 2.168 1.665 1.137 582

8.761 8.849 8.937 7.508 7.884 8.278 8.692 9.126 9.583 10.062 10.565 11.093 11.648

27.711 28.100 28.385 27.391 27.804 28.392 28.826 29.345 29.800 30.378 30.857 31.450 31.956

2.524 2.569 2.615 2.658 2.697 2.732 2.767 2.799 2.828 2.853 2.875 2.893 2.908

33.400 33.900 34.400 34.900 35.400 35.900 36.400 36.900 37.500 38.100 38.700 39.300 39.900

3.680 3.764 3.704 3.392 3.204 3.228 3.016 2.894 2.554 2.346 1.972 1.716 210.095

250 Anhang

Tabelle26: Finanzplan[€]zumBasisszenarioV_MPEB158

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang

BestandanliquidenMitteln 100.000 106.002 12.977 12.026 3.635 3.108 3.026

+

AufnahmeDarlehenKfW151EH85(20/3/10) 173.785

ZuschüsseKfW‐Tilgungszuschuss159 13.034

BAFA‐Solarthermie 1.800

‐

Instandsetzung&Modernisierung 250.835

TilgungDarlehenKfW151EH85(20/3/10)159 13.034

KapitalanlagenbisEndjahr 24.750 106.002 12.977 12.026 3.635 3.108 3.026

einjährig 0 0 0 0 0 0 0

Jahresende

+

Nettomieten

BestandsmietenVorjahr 56.364 69.108 63.340 69.236 63.468 69.598 63.830

MietpreisanpassungOVM 1.848 0 117 0 234 0 1.091

Modernisierungsumlage 5.233 0 0 0 0 0 0

NeumietenimJahr 5.191 0 5.298 0 5.405 0 5.512

UmlagenaufMieter160

Gas 0 0 0 0 0 0 0

Strom 5.223 5.362 5.520 5.659 5.817 5.976 6.154

Instandhaltung&Sonstiges 510 518 526 534 542 550 558

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 1.485 7.739 8.479 9.152 9.352 9.517 9.674

GutschriftdurchEst‐Verlustausgleich 71.940 0 0 0 0 0 0

‐

Gebäudeverwaltung 2.746 2.765 2.751 2.769 2.765 2.785 2.817

UmlageausfälledurchLeerstand 108 0 108 0 108 0 108

Instandhaltung&Anlagenbetrieb161 1.736 1.752 1.768 1.785 1.802 1.818 1.835

Energiebezuginkl.Grundgebühren

Gas 0 0 0 0 0 0 0

Strom 5.223 5.362 5.520 5.659 5.817 5.976 6.154

ZinsenDarlehenKfW151EH85(20/3/10) 1.608 1.608 1.608 1.608 1.520 1.432 1.343

TilgungDarlehenKfW151EH85(20/3/10) 0 0 0 8.722 8.809 8.897 8.986

Est 0 25.928 26.479 26.715 26.651 26.928 27.253

KapErtrSt 371 1.935 2.120 2.288 2.338 2.379 2.419

Entnahmen 30.000 30.400 30.900 31.400 31.900 32.400 32.900

BestandanliquidenMitteln 106.002 12.977 12.026 3.635 3.108 3.026 3.004

158Einzahlungen(+)undAuszahlungen(‐)aufvolleEurogerundet.ZurSzenariodefinitionsieheS.165ff.159SiehehierzudieFestlegungenaufS.184.160BeivollständigerVermietungimJahr,d.h.ohneBerücksichtigungvonUmlageausfällendurchLeerstand.161AuszahlungenfürInstandhaltung(ggf.inklusiveInstandsetzungennachdembetrachtetenUmsetzungs‐zeitpunkt)undfürdenAnlagenbetriebohneEnergiebezugundGrundgebührenvonexternenLieferanten.

Anhang 251

(FortsetzungTabelle26)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

3.004 2.918 3.000 2.912 2.603 2.382 2.509 2.269 2.117 1.745 1.507 1.102 1.914

3.004 2.918 3.000 2.912 2.603 2.382 2.509 2.269 2.117 1.745 1.507 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.102 1.914

70.934 65.074 72.489 66.512 74.620 68.439 76.578 70.196 78.088 71.580 79.706 73.063 81.323

0 1.285 0 1.853 0 1.757 0 1.384 0 1.483 0 1.483 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 5.619 0 5.734 0 5.850 0 5.965 0 6.089 0 6.212 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

6.313 6.491 6.669 6.867 7.046 7.244 7.442 7.659 7.858 8.075 8.313 8.531 8.768

566 575 583 592 601 610 619 628 638 647 657 667 677

9.827 9.970 10.114 10.251 10.371 10.476 10.584 10.679 10.764 10.832 10.889 12.028 205.360

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2.837 2.879 2.899 2.963 2.984 3.042 3.063 3.101 3.125 3.166 3.188 3.229 3.253

0 108 0 117 0 117 0 117 0 117 0 117 0

1.852 1.869 1.886 1.904 1.922 1.941 1.959 1.977 1.997 2.016 2.036 2.056 2.076

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

6.313 6.491 6.669 6.867 7.046 7.244 7.442 7.659 7.858 8.075 8.313 8.531 8.768

1.253 1.163 1.071 4.892 4.503 4.094 3.666 3.215 2.743 2.246 1.725 1.178 603

9.076 9.167 9.259 7.778 8.167 8.576 9.004 9.455 9.927 10.424 10.945 11.492 12.067

27.534 27.944 28.230 27.222 27.641 28.334 28.774 29.300 29.762 30.347 30.834 31.435 31.949

2.457 2.493 2.529 2.563 2.593 2.619 2.646 2.670 2.691 2.708 2.722 2.732 2.739

33.400 33.900 34.400 34.900 35.400 35.900 36.400 36.900 37.500 38.100 38.700 39.300 39.900

2.918 3.000 2.912 2.603 2.382 2.509 2.269 2.117 1.745 1.507 1.102 1.914 194.773

252 Anhang

Tabelle27: Finanzplan[€]zurUnterlassungsalternativederVermieterfallstudie162

Jahr 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

Jahresanfang

BestandanliquidenMitteln 100.000 8.274 9.161 8.838 9.645 9.313 10.135

‐

Instandsetzung&Modernisierung 0

KapitalanlagenbisEndjahr 100.000 8.274 9.161 8.838 9.645 9.313 10.135

einjährig 0 0 0 0 0 0 0

+

Nettomieten

BestandsmietenVorjahr 56.364 63.504 58.213 64.814 59.413 66.125 60.614

MietpreisanpassungOVM 1.848 0 1.201 0 1.201 0 1.201

Modernisierungsumlage 0 0 0 0 0 0 0

NeumietenimJahr 3.969 0 4.051 0 4.133 0 4.215

UmlagenaufMieter163

Gas 10.154 10.466 10.623 10.935 11.248 11.560 11.716

Strom 1.021 1.047 1.076 1.101 1.131 1.160 1.193

Instandhaltung&Sonstiges 130 132 134 136 138 140 142

Verzinsung&AuflösungKapitalanlagen 6.000 6.488 7.010 7.505 8.036 8.529 9.056

AufnahmeDarleheneinjährig 0 0 0 0 0 0 0

‐

Gebäudeverwaltung 2.487 2.540 2.539 2.593 2.590 2.645 2.641

UmlageausfälledurchLeerstand 325 0 325 0 325 0 325

Instandhaltung&Anlagenbetrieb164 1.268 1.277 1.286 1.295 1.304 1.313 1.322

Energiebezuginkl.Grundgebühren

Gas 10.154 10.466 10.623 10.935 11.248 11.560 11.716

Strom 1.021 1.047 1.076 1.101 1.131 1.160 1.193

ZinsenDarleheneinjährig 0 0 0 0 0 0 0

TilgungDarleheneinjährig 0 0 0 0 0 0 0

Est 24.457 25.124 24.968 25.646 25.480 26.169 25.991

KapErtrSt 1.500 1.622 1.753 1.876 2.009 2.132 2.264

Entnahmen 30.000 30.400 30.900 31.400 31.900 32.400 32.900

BestandanliquidenMitteln 8.274 9.161 8.838 9.645 9.313 10.135 9.785

162Einzahlungen(+)undAuszahlungen(‐)aufvolleEurogerundet.ZurSzenariodefinitionsieheS.165ff.163BeivollständigerVermietungimJahr,d.h.ohneBerücksichtigungvonUmlageausfällendurchLeerstand.164AuszahlungenfürInstandhaltung(ggf.inklusiveInstandsetzungennachdembetrachtetenUmsetzungs‐zeitpunkt)undfürdenAnlagenbetriebohneEnergiebezugundGrundgebührenvonexternenLieferanten.

Anhang 253

(FortsetzungTabelle27)

2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

9.785 10.625 10.255 0 0 10.879 10.486 11.353 10.942 11.715 11.228 12.011 11.487

9.785 10.625 10.174 0 0 10.879 10.486 11.353 10.942 11.715 11.228 12.011 0

0 0 81 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11.487

67.435 61.816 68.746 63.017 70.157 64.310 71.568 65.604 72.979 66.898 74.491 68.284 76.003

0 1.201 0 1.294 0 1.294 0 1.294 0 1.386 0 1.386 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 4.297 0 4.385 0 4.473 0 4.561 0 4.656 0 4.750 0

12.029 12.341 12.653 12.966 13.278 13.591 14.059 14.372 14.684 14.997 15.465 15.778 16.246

1.222 1.255 1.288 1.324 1.357 1.393 1.430 1.470 1.506 1.546 1.590 1.630 1.674

144 146 148 150 152 154 156 159 162 164 167 170 172

9.555 10.076 10.648 10.564 10.564 11.043 11.494 11.971 12.408 12.865 13.292 13.724 290.179

0 0 9.771 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2.697 2.693 2.750 2.748 2.806 2.803 2.863 2.858 2.919 2.918 2.980 2.977 3.040

0 325 0 350 0 350 0 350 0 350 0 350 0

1.332 1.341 37.484 1.361 1.372 1.381 1.392 1.403 1.413 1.423 1.433 1.446 1.456

12.029 12.341 12.653 12.966 13.278 13.591 14.059 14.372 14.684 14.997 15.465 15.778 16.246

1.222 1.255 1.288 1.324 1.357 1.393 1.430 1.470 1.506 1.546 1.590 1.630 1.674

0 0 0 596 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 9.771 0 0 0 0 0 0 0 0 0

26.691 26.502 12.037 27.042 27.775 27.593 28.337 28.143 28.900 28.733 29.503 29.323 30.105

2.389 2.519 2.642 2.641 2.641 2.761 2.873 2.993 3.102 3.216 3.323 3.431 3.532

33.400 33.900 34.400 34.900 35.400 35.900 36.400 36.900 37.500 38.100 38.700 39.300 39.900

10.625 10.255 0 0 10.879 10.486 11.353 10.942 11.715 11.228 12.011 11.487 288.321

NomenklaturDie folgendeAuflistungdefiniertdie Indizesund Indexmengen sowiedieParameterund Variablen, welche zur mathematischen Modellbeschreibung im Rahmen dieserArbeitverwendetwerden.DieAbkürzungAEstehtstellvertretendfürdieverschiede‐nenspezifischenMaßeinheitenderAusprägungvonSystem(gestaltungs)optionen,dieinFormeinerTechnologiekategorieabgebildetwerden:

fürEnergieumwandlungsanlagendieLeistungsabgabe[kW]oderdieKollektor‐bzw.Modulfläche[m²],

fürthermischeSpeicherdasVolumen[Liter]bzw.dieSpeichermasse[kg],

fürelektrischeSpeicherdieEnergiespeicherkapazität[kWh],

fürFlächenderGebäudehüllederWärmedurchgangskoeffizient[kWh/m²K].

IndizesundIndexmengen(totalstrenggeordneteMengen)

∈ := Merkmalskategorieeines Vergleichsmietpreisniveaus

∈ := Gebäude

, ⊆ := ZuordnungvonKnoten zudenGebäuden

, ⊆ := ZuordnungvonSystemoptionen zudenGebäuden

, ⊆ := ZuordnungvonZonen zudenGebäuden

∈ := TeilbereichdesgesamtenÄnderungsausprägungsbereichseinerSystemoption

∈ := Fremdfinanzierungsmöglichkeit(Darlehenund Investitions‐zuschüsse);alias ′, ′′

⊆ := Annuitätendarlehen

⊆ := reineInvestitionszuschüsse

⊆ := Tilgungsdarlehen(konstanteTilgungsrate)

∈ := Energieträgerbzw.‐form

∈ := Finanzplan(konto)einesGebäude(teil)eigentümers/Investors

, ⊆ ∪ := ZuordnungvonGebäudenutzerzonen( ∪ )zudenFinanzplankonten derGebäudeeigentümer

256 Nomenklatur

∈ := KnotendesEnergieflussgraphen;alias ′

⊆ := Gebäudehüllenknoten

⊆ := KnotenmitSpeichernfürelektrischeEnergie

⊆ := KnotenmitSpeichernfürthermischeEnergie

, ⊆ := Zuordnungvon Prozessen zudenKnoten

, ⊆ := ZuordnungvonSystemoptionen zudenKnoten

∈ := Prozessder Energiebereitstellung/‐speicherung/‐nachfrage

⊆ := Hilfsenergieprozesse

⊆ := ProzessemitEnergiebedarfsprofilzurVerteilungeinerJahresenergiemengeaufdieModellzeitscheiben

∈ := Modellzeitscheibe,Zeitabschnitteinesrepräsentativen(Typ‐)Tages

∈ ⊆ := JahrmitmöglicherMaßnahmenumsetzung(Umsetzungszeit‐punkt),gleichzeitigSystemgestaltungsperiode(Zeitraumzwi‐schenzweiUmsetzungszeitpunkten),diedemUmsetzungs‐zeitpunktamPeriodenanfangzugeordnetist;alias ′, ′′

1 := ,ersterUmsetzungszeitpunktimAnalysezeitraum

∈ := technischeSystem(gestaltungs)option;alias ′

, ⊆ := ZuordnungvonProzessen zudenSystemoptionen

∈ := Modelljahr,entsprichteinemKalenderjahr;alias , ′′

:= ,Bestandsjahr(vordemBeginndesAnalysezeitraums)

:= 1,Startjahr(erstesJahrdesAnalysezeitraums)

:= ,Endjahr/Analysehorizont(letztesJahrdesAnalyse‐zeitraums)

, ⊆ := ZuordnungvonModelljahren zudenSystemgestaltungs‐perioden

∈ := Gebäudezone,TeilbereichdesGebäudes

⊆ := zentraleGebäudezonen,gemeinschaftlichvonmehrerenNutzerzonen( ∪ )genutzt

⊆ := Gebäudenutzerzonen,durchdenEigentümerselbstgenutzt

⊆ := Gebäudenutzerzonen,durchdenEigentümervermietet

, ⊆ AC := Zuordnungvon Merkmalskategorien der Vergleichsmiet‐preisniveauszudenGebäudezonen

Nomenklatur 257

Parameter

, := Bauteilfläche[m²]

, := WohnflächeeinerZone[m²]

, := NutzflächeeinerZone[m²]

, , := vorgegebenerHilfsenergiebedarfeinerSystemoption[kWh]

, , := sonstigerentscheidungsunabhängigerHilfsenergiebedarf[kWh]

, , := HilfsenergieeinsatzbezogenaufdenEnergieoutputeinerAnlage[%]

, , := Hilfsenergie‐LeistungsaufnahmeeinerAnlage[kW]

, , := zeitpunktabhängigerVerfügbarkeitsanteilderZustandsausprägungeinerSystemoption[%]

:= Hilfsparameter,Spezifikation/DefinitionerfolgtbeiVerwendunginderFormeldarstellung

, := bestehendeZustandsausprägungeinerSystemoptionzumBeginndesAnalysezeitraums[AE]

, := AnteilamProzessoutput,aufdendieKapazitätsangabe(Zustandsaus‐prägung)einerEnergieumwandlungsanlagebezogenwirdoderMasse‐anteileinesProzessesamSpeichermediumeinesWärmespeichers[%]

, := AufwendungsanteilderMieteinzahlungeneinerGebäudenutzerzonefürderenVerwaltungdurchexterneDienstleister[%]

, , := untereSchrankeeinesAusprägungsänderungsbereichseinerSystemoption[AE]

, , := obereSchrankeeinesAusprägungsänderungsbereichseinerSystemoption[AE]

, := Instandhaltungs‐ undBetriebskosteneinerSystemoptioninAbhängigkeitihresEinsatzes(Prozessaktivität)[€/kWh]

, := Instandhaltungs‐ undBetriebskosteneinerSystemoptioninAbhängigkeitihrerZustandsausprägung[€/AE]

, , := PreiseinerExportflussaktivität[€/kWh]

, := fixeInstandhaltungs‐ undBetriebskosteneinerSystemoption[€]

, , := PreiseinerImportflussaktivität[€/kWh]

, ′, , := PreisderAktivitäteinesinternenFlusses[€/kWh]

, := NutzerzonenanteilaneinerSystemoption[%]

, := InvestitionszuschussinAbhängigkeiteinesDarlehensbetrages[%]

258 Nomenklatur

, := tilgungsfreieAnfangszeiteinesDarlehens[a]

, 1 :=DauerdererstenZinsbindungsperiodeeinesDarlehens[a]

, 2 :=Dauerderzweiten(undallerfolgenden)Zinsbindungsperiode(n)

einesDarlehens[a]

, , :=AnnuitätenfaktorzurBestimmungderRatenzahlungbeiAnnuitäten‐darlehenoderdesTilgungsbetragsbeiTilgungsdarlehenimJahr füreinzumUmsetzungszeitpunkt aufgenommenesDarlehen

, :=(maximale)LaufzeiteinesDarlehens[a]

, :=VerhältnisfaktorderjährlichenEntnahmenanliquidenMitteln[%]

, ′ :=DauerzwischenJahresanfangvon undJahresendevon ′ [a]

, ′ :=DauerzwischenJahresanfangvon undJahresanfangvon ′[a]

:=aggregierte(Jahres‐)Zeitscheibendauer,entsprichtdemGesamtzeit‐raumeinesrealenJahres,deneineZeitscheibebeimAusrollenderTypwochenundTyptagerepräsentiert[h]

:=einfache(Tages‐)Zeitscheibendauer,entsprichtdemdurcheineZeitscheiberepräsentiertenZeitraumeinesrealenTages[h]

, :=Wirkungsgradoder(Jahres‐)NutzungsgradeinesProzesses[%]

, , :=LadewirkungsgradeinesSpeichers[%]

, , :=EntladewirkungsgradeinesSpeichers[%]

,y := jährlicheEigenmitteleinlagedurchdenEigentümer[€]

, :=BereitschaftswärmeaufwandeinesSpeichers[kWh/hK]

, , :=AnteileinesEnergieträgers/einerEnergieformamGesamtenergie‐inputeinesProzesses[%]

, , :=variablerAnteileinerAnfangsauszahlungzurMaßnahmenumsetzung[€/AE]

, , := fixerAnteileinerAnfangsauszahlungzurMaßnahmenumsetzung[€]

, , :=ZinssatzimJahr füreinzumUmsetzungszeitpunktaufgenommeneslangfristigesDarlehen[%]

, :=ZinssatzeineskurzfristigenKredits[%]

, :=ZinssatzeinerlangfristigenKapitalanlage[%]

, :=ZinssatzeinerkurzfristigenKapitalanlage[%]

Nomenklatur 259

, , := AnteileinerJahresenergiemenge,deraufeineModellzeitscheibeentfällt[%]

, , := normierteHeizwärmebedarfsreduktiondurchDämmungeinereinzelnenopakenGebäudehüllfläche[kWh/(W/m²K)]

, , , := normierterKorrekturwertzurHeizwärmebedarfsreduktionbeiKombinationvonDämmmaßnahmenanmehrerenopakenGebäudehüllflächen[kWh/(W/m²K)]

, := technischeStandardnutzerdauereinerSystemoption[a]

, 10 := technischeRestnutzungsdauereinerzumBeginndesAnalysezeit‐

raumsbereitsvorhandenenZustandsausprägungeinerSystemoptionnachdemerstenUmsetzungszeitpunktdesAnalysezeitraums[a]

, := steuerrechtlicherAfA‐ZeitraumeinerSystemoption[a]

, := steuerlicherAfA‐Zeitraum/RestnutzungsdauereinerZone[a]

, , := AnteileinesEnergieträgers/einerEnergieformamGesamtenergie‐outputeinesProzesses[%]

, := BetreiberanteilaneinerSystemoption(KWK‐/PV‐Anlagen)[%]

, , := BetreiberanteilaneinemExportenergielieferfluss[%]

, , , := BetreiberanteilaneineminternenEnergielieferfluss[%]

, := AnforderungandenPrimärenergiebedarfzurBewilligungeinesInvestitionszuschussesodergefördertenDarlehens[kWh/m²a]

, , := PrimärenergiefaktorfüreinenImportfluss

, , , := PrimärenergiefaktorfüreineninternenFluss

, := FaktorzurBeeinflussungdes anzusetzendenRestwerteinerSystemoptionamEndedesAnalysezeitraums[%]

, := FaktorzurÜber‐/UnterschreitungdesortsüblichenVergleichs‐mietpreisesfürdenGebäudeausgangszustand[%]

, := Anpassungsfaktorder Über‐/UnterschreitungdesortsüblichenVergleichsmietpreisesnacheinerModernisierung[%]

, := monatlicherortsüblicherVergleichsmietpreisfürdenGebäudeausgangszustand[€/m²]

, := ErhöhungdesmonatlichenortsüblichenVergleichsmietpreisesnacheinerModernisierung[%]

, := ModulgrößeeinerSystemoption(SchrittweitederÄnderungs‐ausprägung)[AE]

, := spezifischeWärmekapazitäteinesSpeichermediums[kWh/kgK]

260 Nomenklatur

, :=Kapitalertragssteuersatz[%]

, :=Einkommensteuersatz [%]

, , :=AnzahlderbestehendenMietverhältnisseimJahr ,dieimJahr ′begonnenhaben

, , :=mittlereKnotentemperaturinnerhalbeinerTypwoche[°C]

, :=maximaleInnentemperatureinesWärmespeichers[°C]

, , :=minimaleAusspeichertemperatureinesWärmespeichers[°C]

, :=FaktorzurBerücksichtigungentgangenerMieteinnahmendurchLeer‐standzwischenMieterwechselnfürdenGebäudeausgangszustand[%]

, :=AnpassungsfaktorfürdieLeerstandzeitenzwischenMieterwechselnnacheinerModernisierung[%]

:=WichtungsfaktorfürdenEntscheidungseinflusseinesEigentümersinnerhalbeinerEigentümergemeinschaft

Variablen

∈ := Zielfunktionswert:GewichteterVermögensendwertallerGebäude(teil)eigentümerimAnalysehorizont[€]

, ∈ 0,1 := BinärvariablezurZustandsausprägungeinerSystemoption

, ∈ 0,1 := BinärvariablezurÄnderungsausprägung(Rückbau)einerSystemoption

, , ∈ 0,1 := BinärvariablezurÄnderungsausprägung(Zubau)einerSystemoption

, , ∈ 0,1 := BinärvariablezurInanspruchnahmeeinesDarlehens

, ∈ 0,1 := BinärvariablezurErfüllungeinerMerkmalskategoriefüreinortsüblichesVergleichsmietpreisniveau

, ′,1 ∈ 0,1 := BinärvariablezurMietpreisanpassunganein

ortsüblichesVergleichsmietpreisniveau

, , ∈ 0,1 := BinärvariablezurEntladungeinesSpeicherprozesses

, , ∈ 0,1 := BinärvariablezumzeitlichenEinsatzeinerSystemoption

, ∈ 0,1 := BinärvariablezurAuslösungeinesStandardsprungs

, ∈ := ZustandsausprägungeinerSystemoption[AE]

, ∈ := Änderungsausprägung(Rückbau)einerSystemoption[AE]

Nomenklatur 261

, , ∈

0, , , … , ,

:= Änderungsausprägung(Zubau)einerSystemoption[AE]

, ∈ := jährlicheInstandhaltungs‐ undBetriebsauszahlungendesBetreiberseinerstromerzeugendenAnlage[€]

, ∈ := LeerstandkosteneinerGebäudenutzerzone[€]

, ∈ := jährlicheInstandhaltungs‐ undBetriebsauszahlungeneinerGebäudenutzerzone[€]

, ∈ := nichtumlagefähige jährlicheInstandhaltungs‐undBetriebsauszahlungenfüreineGebäudenutzerzone[€]

, , , , ∈ := TilgungszuschussamEndedesJahres füreinzumUmset‐zungszeitpunkt inAnspruchgenommenesDarlehen[€]

, , , , ∈ := Ratenzahlung(TilgungundZinsen)imJahr füreinzumUmsetzungszeitpunkt aufgenommenesDarlehen[€]

, , , , ∈ := RestschuldeineszumUmsetzungszeitpunkt auf‐genommenenDarlehenszumBeginndesJahres [€]

, ∈ := AufnahmebetrageineskurzfristigenKreditesamEndedesJahres [€]

, , , , ∈ := SondertilgungamEndedesJahres füreinzumUmset‐zungszeitpunkt inAnspruchgenommenesDarlehen[€]

, , , , ∈ := HilfsvariablezurRatenzahlungfüreinzumUmsetzungs‐zeitpunkt inAnspruchgenommenesDarlehen[€]

∈ := Zielfunktionswert:jährlicheEntnahmeliquiderMittel[€]

, , ∈ := HilfsvariablezurAktivitäteinesProzesses[kWh]

, , ∈ := Hilfsvariable zurAktivitäteinesProzesses[kWh]

, , , ∈ := einemBetreiberzurechenbarersteuerlicherAfA‐AnteilimJahr einerzumZeitpunkt installiertenStrom‐erzeugungsanlage[€]

, , , ∈ := einerGebäudenutzerzonezurechenbarersteuerlicherAfA‐AnteilimJahr einerzumZeitpunkt installiertenSystemoption[€]

, ∈ := EntnahmeliquiderMittelamEndedesJahres [€]

, ∈ := EinsatzliquiderMittelvomEndedesVorjahresfüreinelangfristigeKapitalanlageamAnfangdesJahres [€]

, , ∈ := EinsatzliquiderMittelvomEndedesVorjahreszurMaß‐nahmenfinanzierungzumUmsetzungszeitpunkt [€]

, ∈ := liquideMittelamEndedesJahres [€]

262 Nomenklatur

, , , ∈ := unterjährigeExportflussaktivität,EnergiebedarfderEner‐gieanwendungenoderEnergieeinspeisunginsNetz[kWh]

, , , ∈ := unterjährigeImportflussaktivität,EnergiebereitstellunganderGebäudegrenzebzw.amHausanschluss[kWh]

, ′, , , ∈ := unterjährigeAktivitäteinesinternenEnergieflusses[kWh]

, , ∈ := jährlicheExportflussaktivität,Energiebedarf derEnergie‐anwendungenoderEnergieeinspeisunginsNetz[kWh]

, , ∈ := jährlicheImportflussaktivität,EnergiebereitstellunganderGebäudegrenzebzw.amHausanschluss[kWh]

, ′, , ∈ := jährlicheAktivitäteinesinternenEnergieflusses[kWh]

, , ∈ := zuberücksichtigenderFörderbetragbeiderMietpreis‐steigerung[€/m²]

, ∈ := EinzahlungenausderBewirtschaftungstromerzeugenderAnlagen[€]

, ∈ := Mieten/EinzahlungenausderGebäudebewirtschaftung[€]

, ∈ := AnfangsauszahlungzurMaßnahmenumsetzung[€]

, , ∈ := unterjährigeAktivität/Energieoutput einesProzesses[kWh]

, ∈ := jährlicheAktivität/Energieoutput einesProzesses[kWh]

, ∈ := PrimärenergiebedarfeinesGebäudes[kWh/m²a]

∈ := Zielfunktionswert:Mittlerer JahresprimärenergiebedarfimAnalysezeitraum[kWh/m²a]

, ′, ∈ := monatlicherMietpreisimJahr füreinMietverhältnis,dasimJahr ′begonnenhat[€/m²]

, , ∈ := RestwerteinerzumZeitpunkt installiertenSystemoptionimJahr (linearerWertverlust)[€]

, ′,1 ∈ := Mietpreiserhöhung(§558BGBnachModernisierung)für

einMietverhältnis,dasimJahr ′begonnenhat[€/m²]

, ′,2 ∈ := Mietpreiserhöhung (§558BGBvorModernisierung)fürein

imJahr ′begonnenesMietverhältnis[€/m²]

, ∈ := Mietpreiserhöhung(§559BGB) [€/m²]

, , , ∈ := Energieaufnahme einesSpeicherprozesses [kWh]

, , , ∈ := Energieabgabe einesSpeicherprozesses [kWh]

, , ∈ := gespeicherteEnergieineinemSpeicherprozess[kWh]

Literaturverzeichnis

[1] 50HERTZTRANSMISSIONGMBHET AL.:Marktwert‐/Referenzmarktwertübersicht;[URL: http://www.netztransparenz.de/de/Referenzmarktwerte.htm], abge‐rufenam30.Okt.2014.

[2] 50HERTZTRANSMISSIONGMBHETAL.:Netztransparenz; [URL:http://www.netztransparenz.de/de/index.htm],abgerufenam29.Okt.2014.

[3] ADAM,D.:PlanungundEntscheidung.Modelle‐Ziele‐Methoden;Gabler,Wies‐baden1996.

[4] AGEB‐AGENERGIEBILANZENE.V.(HRSG.):AnwendungsbilanzenfürdieEndener‐giesektoren inDeutschland in den Jahren 2011 und 2012mit Zeitreihen von2008bis2012;Berlin2013.

[5] AGEB ‐ AG ENERGIEBILANZEN E. V. (HRSG.): Auswertungstabellen zur Energie‐bilanzDeutschland1990bis2013;Berlin2014.

[6] AGNEW, M. ET AL.: Amodel for energy supply systems alternatives and theirgeneral environmental impact; International Institute for Applied SystemsAnalysis,Laxenburg,Austria1979.

[7] ALBACH,H.: InvestitionundLiquidität.DiePlanungdesoptimalen Investitions‐budgets;Gabler,Wiesbaden1962.

[8] ALBRECHT, T. ET AL.:ZumSanierenmotivieren.EigenheimbesitzerzielgerichtetfüreineenergetischeSanierunggewinnen;ProjektverbundENEF‐Haus(Hrsg.),Berlin2010.

[9] AL‐HOMOUD,M.S.:Optimumthermaldesignofofficebuildings;in:InternationalJournalofEnergyResearch;Jg.21(1997),S.941–57.

[10] ALMEIDA,R.M. S. F. / DEFREITAS,V. P.:Multi‐objectiveoptimization for schoolbuildings retrofit combiningartificialneuralnetworksand life cycle cost; in:Mahdavi,A./Martens,B.(Hrsg.):Contributionstobuildingphysics(Proceed‐ings2ndCESBP);ViennaUniversityofTechnology,Vienna2013,S.943–50.

[11] ARLT,J./PFEIFFER,M.:LebensdauerderBaustoffeundBauteilezurHarmonisie‐rungderwirtschaftlichenNutzungsdauer imWohnungsbau; Fraunhofer‐IRB‐Verlag,Stuttgart2005.

264 Literaturverzeichnis

[12] ASADI, E. ET AL.:Multi‐objectiveoptimization forbuildingretrofit strategies:Amodelandanapplication;in:EnergyandBuildings;Jg.44(2012),S.81–87.

[13] ASUE ‐ ARBEITSGEMEINSCHAFT FÜR SPARSAMEN UND UMWELTFREUNDLICERGIEVER‐BRAUCHE.V.(HRSG.):BHKW‐Kenndaten2014/2015;Berlin2014.

[14] ASUE‐ARBEITSGEMEINSCHAFTFÜRSPARSAMENUNDUMWELTFREUNDLICHENENERGIE‐VERBRAUCHE.V.(HRSG.):(R)EvolutionimWärmemarkt.Kraft‐Wärme‐Kopplung:DasMultitalentderEnergiewende;Berlin2012.

[15] BAFA‐BUNDESAMTFÜRWIRTSCHAFTUNDAUSFUHRKONTROLLE:Energie;[URL:http://www.bafa.de/bafa/de/energie/index.html],abgerufenam31.Okt.2014.

[16] BAFA‐BUNDESAMTFÜRWIRTSCHAFTUNDAUSFUHRKONTROLLE:HeizenmitErneu‐erbarenEnergien; [URL:http://www.bafa.de/bafa/de/energie/erneuerbare_energien/],abgerufenam17.Nov.2014.

[17] BAFA‐BUNDESAMTFÜRWIRTSCHAFTUNDAUSFUHRKONTROLLE:Fördermittel;[URL:http://www.bafa.de/bafa/de/index.html],abgerufenam29.Okt.2014.

[18] BAFA ‐BUNDESAMTFÜRWIRTSCHAFTUNDAUSFUHRKONTROLLE (HRSG.):MerkblattFernwärmeverdrängung;Eschborn2013.

[19] BAFA ‐ BUNDESAMT FÜRWIRTSCHAFT UND AUSFUHRKONTROLLE (HRSG.): Erneuer‐bare Energien.Wärmepumpenmit Prüfzertifikat des COP‐Wertes; Eschborn2014.

[20] BAMBERG, G. ET AL.:BetriebswirtschaftlicheEntscheidungslehre; Vahlen, Mün‐chen2012.

[21] BAMBROOK,S.M.ETAL.:DesignoptimisationforalowenergyhomeinSydney;in:EnergyandBuildings;Jg.43(2011),S.1702–11.

[22] BANDARA,R.M.P.S./ATTALAGE,R.A.:Optimizationmethodologiesforbuildingperformance modelling and optimization; National Engineering Conference2012,18thERUSymposium,UniversityofMoratuwa, Sri Lanka2012. [URL:http://www.eru.mrt.ac.lk/files/eru2012/eru201206.pdf], abgerufen am 03.Juni2014.

[23] BANDOW,G./HOLZMÜLLER,H.H.(Hrsg.):„DasistgarkeinModell!“.Unterschied‐licheModelle undModellierungen in Betriebswirtschaftslehre und Ingenieur‐wissenschaften;Gabler,Wiesbaden2010.

[24] BAYERISCHESLANDESAMTFÜRSTATISTIK:ZensusdatenbankZensus2011derStatis‐tischen Ämter des Bundes und der Länder; [URL: https://ergebnisse.zensus2011.de/],abgerufenam10.Nov.2014.

Literaturverzeichnis 265

[25] BAYERISCHES LANDESAMT FÜR STEUERN (HRSG.): Hilfe zu Photovoltaikanlagen;Nürnberg2015.

[26] BEALE,E.M.L.:Onminimizingaconvex functionsubjectto linear inequalities;in:JournaloftheRoyalStatisticalSociety;Jg.17(1955),S.173–84.

[27] BELLINGER,B.:LangfristigeFinanzierung;Gabler,Wiesbaden1964.

[28] BERLINERMIETERVEREINE.V.:Blockheizkraftwerke.SparbüchsenfürMieterundVermieter;MieterMagazin2010. [URL:http://www.berliner‐mieterverein.de/magazin/online/mm0310/031024.htm],abgerufenam30.Juli2012.

[29] BETTGENHÄUSER, K. ET AL.:KlimaschutzdurchReduzierungdesEnergiebedarfsfürGebäudekühlung;Umweltbundesamt(Hrsg.),Dessau‐Roßlau2011.

[30] BHKW‐INFOTHEK: Hersteller von Batteriespeichern entdecken KWK‐Anlagen;2014. [URL: http://www.bhkw‐infothek.de/nachrichten/20769/2014‐04‐29‐hersteller‐von‐batteriespeichern‐entdecken‐kwk‐anlagen],abgerufenam18.Nov.2014.

[31] BIALLO & TEAM GMBH: Das Verbraucherportal für private Finanzen; [URL:http://www.biallo.de/],abgerufenam31.Okt.2014.

[32] BIALLO&TEAMGMBH:DiebestenoffenenImmobilienfondsEuropasim5‐Jahres‐Vergleich;[URL:http://www.biallo.de/immobilienfonds/europa/],abgerufenam01.Nov.2014.

[33] BICHIOU,Y./KRARTI,M.:OptimizationofenvelopeandHVACsystemsselectionforresidentialbuildings;in:EnergyandBuildings;Jg.43(2011),S.3373–82.

[34] BIETHAHN,J.:OptimierungundSimulation;Oldenbourg,München2004.

[35] BKI ‐ BAUKOSTENINFORMATIONSZENTRUMDEUTSCHERARCHITEKTENKAMMERNGMBH(Hrsg.):ObjektdatenG3.TechnischeGebäudeausrüstung.KostenabgerechneterBauwerke.;Stuttgart2012.

[36] BKI ‐ BAUKOSTENINFORMATIONSZENTRUMDEUTSCHERARCHITEKTENKAMMERNGMBH(Hrsg.): Baukosten, Positionen 2014. Statistische Kostenkennwerte; Stuttgart2014.

[37] BLANK,H. /BÖRSTINGHAUS,U.P.:Miete.DasgesamteBGB‐Mietrecht.Kommen‐tar;Beck,München2014.

[38] BLANK,H./SCHMIDT‐FUTTERER,W.:Mietrecht.GroßkommentardesWohn‐undGewerberaummietrechts;Beck,München2013.

266 Literaturverzeichnis

[39] BLOHM, H. ET AL.: Investition. Schwachstellenanalyse des InvestitionsbereichsundInvestitionsrechnung;Vahlen,München2013.

[40] BLUMENTRATH,U.: Investitions‐undFinanzplanungmitdemZielderEndwert‐maximierung;Gabler,Wiesbaden1969.

[41] BMF‐BUNDESMINISTERIUMDERFINANZEN:AfA‐Tabellefürdieallgemeinverwend‐barenAnlagegüter(„AV“),BStBlI2000,S.1532;Berlin2000.

[42] BMWI ‐ BUNDESMINISTERIUM FÜRWIRTSCHAFT UND ENERGIE (HRSG.): Sanierungs‐bedarfimGebäudebestand;Berlin2014.

[43] BMWI‐BUNDESMINISTERIUMFÜRWIRTSCHAFTUNDENERGIE(HRSG.):MarktanalysePhotovoltaik‐Dachanlagen;Berlin2015.

[44] BMWI‐BUNDESMINISTERIUMFÜRWIRTSCHAFTUNDTECHNOLOGIE/BMU‐BUNDES‐MINISTERIUMFÜRUMWELTNATURSCHUTZUNDREAKTORSICHERHEIT(HRSG.):Energie‐konzept für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energiever‐sorgung;Berlin2010.

[45] BORN,R.ETAL.:EnergieeinsparungdurchVerbesserungdesWärmeschutzesundModernisierung der Heizungsanlage für 31 Musterhäuser der Gebäudetypo‐logie;InstitutWohnenundUmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2003.

[46] BOUCHLAGHEM, N.: Optimising the design of building envelopes for thermalperformance;in:AutomationinConstruction;Jg.10(2000),S.101–12.

[47] BOZA‐KISS, B. ET AL.: Handbook of sustainable building policies. Composingbuildingblocks;UnitedNationsEnvironmentProgramme(Hrsg.),Paris2013.

[48] BROOKE, A. ET AL.: GAMS, a user’s guide; GAMS Development Corporation(Hrsg.),WashingtonD.C.1998.

[49] BSW ‐ BUNDESVERBAND SOLARWIRTSCHAFT E. V. / MESSE INTERSOLAR EUROPE:PreisrutschbeiSolarstromspeichern;Pressemitteilung,Berlin2014.

[50] BUNDESRAT:Gesetz zur steuerlichenFörderung von energetischenSanierungs‐maßnahmen an Wohngebäuden ‐ Zustimmungsversagung, Drucksache 17/6584;Berlin2011.

[51] BUNDESRAT:Vermittlung zurGebäudesanierung beendet; 2012. [URL: http://www.bundesrat.de/SharedDocs/pm/2012/194‐2012.html], abgerufen am01.Juli2014.

Literaturverzeichnis 267

[52] BUNDESREGIERUNG: Entwurf eines Gesetzes zur steuerlichen Förderung vonenergetischen Sanierungsmaßnahmen an Wohngebäuden, Drucksache 17/6251;Berlin2011.

[53] BUNDESREGIERUNG:DerWeg zur Energie der Zukunft ‐ sicher, bezahlbar undumweltfreundlich. Eckpunktepapier der Bundesregierung zur Energiewende;Berlin2011.

[54] BUNDESREGIERUNG: Erfahrungsbericht zum Erneuerbare‐Energien‐Wärme‐gesetz,Drucksache17/11957;Berlin2012.

[55] BUNDESREGIERUNG:EntwurfeinesGesetzeszurDämpfungdesMietanstiegsaufangespanntenWohnungsmärkten und zur Stärkung desBestellerprinzips beiderWohnungsvermittlung(Mietrechtsnovellierungsgesetz–MietNovG),Druck‐sache18/3121;2014.

[56] BÜRGER,V.:EnergieeinsparquoteundWeißeZertifikate:EinmarktorientierterAnsatzzurSteigerungderStromeffizienzinHaushalten;in:Fischer,C.(Hrsg.):StromsparenimHaushalt.Trends,EinsparpotenzialeundneueInstrumentefüreinenachhaltigeEnergiewirtschaft;oekom‐Verlag,München2008,S.90–105.

[57] BÜRGER,V.ETAL.:EnergieeinsparquotefürDeutschland?BewertungdesInstru‐ments der Energieeinsparquote (Weiße Zertifikate) auf seine Eignung alsKlimaschutzinstrumentfürDeutschland;Öko‐Institute.V.undFraunhoferISI(Hrsg.),Freiburg2012.

[58] BÜRGER,V./WIEGMANN,K.:EnergieeinsparquoteundWeißeZertifikate.Poten‐ziale und Grenzen einer Quotenregelung als marktorientiertes und budget‐unabhängigesLenkungsinstrument zur verstärktenDurchdringung vonnach‐frageseitigenEnergieeinsparmaßnahmen; Öko‐Institut e. V. (Hrsg.), Freiburg2007.

[59] BUR, H.: Erhaltungsaufwand; 2014. [URL: https://products.haufe.de/#link?productid=PI11444&docid=HI6445952],abgerufenam01.Juli2014.

[60] CALDAS,L.G. /NORFORD,L.K.:Geneticalgorithms foroptimizationofbuildingenvelopes and the design and control ofHVAC systems; in: Journal of SolarEnergyEngineering;Jg.125(2003),S.343.

[61] CHARNES, A. / COOPER,W.W.:Chance‐Constrainedprogramming; in:Manage‐mentScience;Jg.6(1959),S.73–79.

[62] CHARNES, A. ET AL.:Application of linearprogramming to financialbudgetingandthecostingoffunds;in:TheJournalofBusiness;Jg.32(1959),S.20–46.

268 Literaturverzeichnis

[63] CHRISTENSEN,C.ETAL.:BEopt:softwareforidentifyingoptimalbuildingdesignson the path to zero net energy; ISES 2005 Solar World Congress, Orlando,Florida 06. Aug. 2005. [URL: http://www.nrel.gov/buildings/pdfs/37733.pdf],abgerufenam03.Juni2014.

[64] CLAUSNITZER, K.‐D. ET AL.: Allgemeinstrom inWohngebäuden. Dämpfung derWohn‐NebenkostendurchInnovationenzurReduktiondesAllgemeinstromver‐brauchs;BremerEnergieInstitut(Hrsg.),Bremen2009.

[65] COLEY, D. A. / SCHUKAT, S.: Low‐energy design: combining computer‐basedoptimisation and human judgement; in: Building and Environment; Jg. 37(2002),S.1241–47.

[66] COOK,W.ETAL.:Sensitivitytheorems in integer linearprogramming; in:Math‐ematicalProgramming;Jg.34(1986),S.251–64.

[67] CRAWLEY,D.B.ETAL.:EnergyPlus,anew‐generationbuildingenergysimulationprogram; Renewable and Advanced Energy Systems for the 21st Century,Lahaina, Maui, Hawaii 11. Apr. 1999. [URL: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/pdfs/bibliography/energyplus_raes99.pdf], abgerufenam03.Juni2014.

[68] CYPRA, S.: Auswirkungen von Energieeffizienzzertifikaten auf Investitionsent‐scheidungenimWohnungsbau;KITScientificPublishing,Karlsruhe2010.

[69] DAAGMBH:Monokristallin,Polykristallin,DünnschichtundCIGS imVergleich;[URL:http://www.solaranlagenportal.com/solarmodule/systeme/vergleich],abgerufenam19.März2015.

[70] DANTZIG, G. B.: Linear Programming under Uncertainty; in: ManagementScience;Jg.1(1955),S.197–206.

[71] DEAN, J.:Capitalbudgeting.Top‐managementpolicyonplant,equipment,andproductdevelopment.;ColumbiaUniversityPress,NewYork1964.

[72] DEKRUIJK,H.:TheEUenergyandenvironmentalmodelEFOM‐ENVspecifiedinGAMS;EnergyResearchCentreoftheNetherlands(Hrsg.),Petten1994.

[73] DIAKAKI, C. ET AL.: A multi‐objective decision model for the improvement ofenergy efficiency in buildings; in: Energy ‐ The International Journal; Jg. 35(2010),S.5483–96.

[74] DIAKAKI,C.ETAL.:Towardsamulti‐objectiveoptimizationapproachforimprov‐ingenergyefficiency inbuildings; in:EnergyandBuildings; Jg. 40 (2008), S.1747–54.

Literaturverzeichnis 269

[75] DIEFENBACH, N.:Basisdaten fürHochrechnungenmit derDeutschenGebäude‐typologie des IWU.NeufassungOktober 2013; InstitutWohnen und UmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2013.

[76] DIEFENBACH,N./CISCHINSKY,H.:WasisteigentlichdieenergetischeSanierungs‐rate?;in:EnergiewirtschaftlicheTagesfragen;Jg.65(2015),S.51–53.

[77] DIEFENBACH,N.ETAL.:DatenbasisGebäudebestand.Datenerhebungzurenerge‐tischenQualitätundzudenModernisierungstrendsimdeutschenWohngebäu‐debestand; InstitutWohnenundUmweltGmbHundBremerEnergieInstitut(Hrsg.),Darmstadt2010.

[78] DIEFENBACH,N.ETAL.:KurzgutachtenzueinemSanierungsfahrplanimWohnge‐bäudebestand;InstitutWohnenundUmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2013.

[79] DINKELBACH, A.: Ertragsteuern. Einkommensteuer, Körperschaftsteuer, Gewer‐besteuer;Gabler,Wiesbaden2012.

[80] DISCHER, H. ET AL.: dena‐Sanierungsstudie. Teil 1:Wirtschaftlichkeit energeti‐scher Modernisierung im Mietwohnungsbestand; Deutsche Energie‐AgenturGmbH(Hrsg.),Berlin2010.

[81] DJURIC,N.ETAL.:Optimizationofenergyconsumptioninbuildingswithhydronicheating systemsconsidering thermalcomfortbyuseofcomputer‐based tools;in:EnergyandBuildings;Jg.39(2007),S.471–77.

[82] DOMSCHKE,W./DREXL,A.:EinführunginOperationsResearch;Springer,Berlin2007.

[83] DOMSCHKE,W./SCHOLL,A.:GrundlagenderBetriebswirtschaftslehre.EineEin‐führungausentscheidungsorientierterSicht;Springer,Berlin2008.

[84] DÜNGEN, H.: Zwei Dekaden deutscher Energie‐ und Umweltpolitik. Leitbilder,Prinzipien undKonzepte; in: Hohensee,M. / Salewski, M. (Hrsg.): Energie ‐Politik‐Geschichte.NationaleundinternationaleEnergiepolitikseit1945;F.Steiner,Stuttgart1993,S.35–50.

[85] DVGW‐DEUTSCHERVEREINDESGAS‐UNDWASSERFACHESE.V.(HRSG.):ArbeitsblattW551;Bonn2004.

[86] EEX ‐ EUROPEAN ENERGY EXCHANGE AG: KWK Index; [URL: http://www.eex.com/de/marktdaten/strom/spotmarkt/kwk‐index/kwk‐index‐download],abgerufenam28.Okt.2014.

[87] EISENHOWER, B. ET AL.: Amethodology formeta‐model based optimization inbuildingenergymodels;in:EnergyandBuildings;Jg.47(2012),S.292–301.

270 Literaturverzeichnis

[88] ELLIS,P.G.ETAL.:Automatedmultivariateoptimizationtoolforenergyanalysis;IBPSASimBuild2006Conference,Cambridge,Massachusetts02.Aug.2006.[URL:http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/887339],abgerufenam28.Mai2014.

[89] ENSELING,A.:LeitfadenzurBeurteilungderWirtschaftlichkeitvonEnergiespar‐investitionenimGebäudebestand;InstitutWohnenundUmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2003.

[90] ENSELING, A. / HINZ, E.:Wirtschaftlichkeit energiesparender Maßnahmen imBestand vor dem Hintergrund der novellierten EnEV; Institut Wohnen undUmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2008.

[91] ENSELING,A./HINZ,E.:Energiebilanz‐undWirtschaftlichkeitsberechnungenfürein vermietetesMehrfamilienhaus im Bestand Holbeinstrasse 3‐5‐7, Rüssels‐heim;InstitutWohnenundUmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2009.

[92] ENSELING, A. ET AL.: Akteursbezogene Wirtschaftlichkeitsberechnungen vonEnergieeffizienzmaßnahmenimBestand.BerechnungenmitdemvollständigenFinanzplan;InstitutWohnenundUmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2013.

[93] ESA2 ‐ ENERGY SYSTEM ANALYSIS AGENCY (HRSG.): Shapingour energy system –combiningEuropeanmodellingexpertise.CasestudiesoftheEuropeanenergysystemin2050;Karlsruhe2013.

[94] EßER‐FREY, A.: Analyzing the regional long‐term development of the Germanpowersystemusinganodalpricingapproach;KIT,Karlsruhe2012.

[95] EUPDRESEARCH(HRSG.):Photovoltaik‐PreismonitorDeutschland;Bonn2013.

[96] EVINS,R.:Areviewofcomputationaloptimisationmethodsappliedtosustain‐ablebuildingdesign; in: Renewable and Sustainable EnergyReviews; Jg. 22(2013),S.230–45.

[97] FACHINFORMATIONSZENTRUM KARLSRUHE GMBH (HRSG.): Thermochemische Spei‐cher;BINEInformationsdienst,Projektinfos2/01;Bonn2001.

[98] FEIST,W.:WirtschaftlichkeitsuntersuchungausgewählterEnergiesparmaßnah‐menimGebäudebestand;Passiv‐Haus‐Institut(Hrsg.),Darmstadt2001.

[99] FEURICH,H.ETAL.:Sanitär‐TechnikBand2;Krammer,Düsseldorf2011.

[100] FICHTNER,W.:StrategischeOptionenderEnergieversorgerzurCO2‐Minderung.Ein Energie‐ und Stofflussmodell zur Entscheidungsunterstützung; ErichSchmidt,Berlin1999.

Literaturverzeichnis 271

[101] FINANZEN.DE:Solarversicherung; [URL:http://www.finanzen.de/photovoltaik‐versicherung/solarversicherungen],abgerufenam13.Nov.2014.

[102] FINON,D.:Optimisationmodel fortheFrenchenergysector; in:EnergyPolicy;Jg.2(1974),S.136–51.

[103] FISHBONE, L.G. /ABILOCK,H.:Markal,a linear‐programmingmodel forenergysystems analysis: Technical description of the bnl version; in: InternationalJournalofEnergyResearch;Jg.5(1981),S.353–75.

[104] FISHER,I.:Thetheoryofinterest,asdeterminedbyimpatiencetospendincomeandopportunitytoinvestit;TheMacmillanCompany,NewYork1930.

[105] FORUM FÜR ENERGIEMODELLE UND ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE SYSTEMANALYSEN INDEUTSCHLAND(Hrsg.):EnergiemodellezumKlimaschutz inDeutschland.Struk‐turelle und gesamtwirtschaftliche Auswirkungen aus nationaler Perspektive;Physica,Heidelberg1999.

[106] FORUM FÜR ENERGIEMODELLE UND ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE SYSTEMANALYSEN INDEUTSCHLAND(Hrsg.):EnergiemodellezumKernenergieausstieginDeutschland.EffekteundWirkungeneinesVerzichtsaufStromausKernkraftwerken;Physi‐ca,Heidelberg2002.

[107] FORUM FÜR ENERGIEMODELLE UND ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE SYSTEMANALYSEN INDEUTSCHLAND(Hrsg.):EnergiemodellezumeuropäischenKlimaschutz.DerBei‐tragderdeutschenEnergiewirtschaft;LitVerlag,Münster2004.

[108] FORUM FÜR ENERGIEMODELLE UND ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE SYSTEMANALYSEN INDEUTSCHLAND(Hrsg.):EnergiemodellezumKlimaschutzinliberalisiertenEner‐giemärkten.DieRolleerneuerbarerEnergieträger;LitVerlag,Münster2004.

[109] FORUM FÜR ENERGIEMODELLE UND ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE SYSTEMANALYSEN INDEUTSCHLAND (Hrsg.): Energiemodelle zu Innovation undmoderner Energie‐technik.AnalyseexogenenundendogenentechnischenFortschrittsinderEner‐giewirtschaft;LitVerlag,Berlin2007.

[110] FRICKE, J./BECK,A.:Bauphysik,WohnenundEnergieverbrauch; in:Rebhan,E.(Hrsg.):Energiehandbuch.Gewinnung,WandlungundNutzungvonEnergie;Springer,Berlin2002,S.839–59.

[111] FUHS,M.:ZweiJahreSpeichermarkt;in:pvmagazine;Jg.2(2014),S.38–56.

[112] GDW‐BUNDESVERBANDDEUTSCHERWOHNUNGS‐UNDIMMOBILIENUNTERNEHMENE.V.(HRSG.): Risiko‐Managementsystem im Wohnungsunternehmen; Hammonia‐Verlag,Hamburg2000.

272 Literaturverzeichnis

[113] GDW‐BUNDESVERBANDDEUTSCHERWOHNUNGS‐UNDIMMOBILIENUNTERNEHMENE.V.(HRSG.):EnergieeffizientesBauenundModernisieren.GesetzlicheGrundlagen,EnEV2009,Wirtschaftlichkeit;Hammonia‐Verlag,Hamburg2010.

[114] GERBRACHT,H. ET AL.:OptimierungurbanerEnergiesysteme; in:Möst,D. et al.(Hrsg.):Energiesystemanalyse;UniversitätsverlagKarlsruhe,Karlsruhe2009,S.117–38.

[115] GLÜCK, B.: Strahlungstemperatur der Umgebung; in: Gesundheits‐Ingenieur:Haustechnik,Bauphysik,Umwelttechnik;Jg.118(1997),S.305–9.

[116] GÖBELT,M.:EntwicklungeinesModellsfürdieInvestitions‐undProduktionspro‐grammplanungvonEnergieversorgungsunternehmenimliberalisiertenMarkt;UniversitätKarlsruhe,Karlsruhe2001.

[117] GÖTZE, U.: Investitionsrechnung. Modelle und Analysen zur Beurteilung vonInvestitionsvorhaben;Springer,Berlin2008.

[118] GROBE,S./WINGENDER,J.:MikrobiologischeTrinkwasserqualitätinderWasser‐verteilung bei veränderten Temperaturen aufgrund des Klimawandels; Pro‐jektbürodynaklim(Hrsg.),Essen2011.

[119] GROB, H. L.: Investitionsrechnung mit vollständigen Finanzplänen; Vahlen,München1989.

[120] GROB,H.L.:EinführungindieInvestitionsrechnung;Vahlen,München2006.

[121] GROßKLOS,M.ETAL.:VomAltbauzumNiedrigenergiehaus.ÜberdieMachbarkeitehrgeizigerKlimaschutzziele imGebäudebestandvonWohnungsunternehmen;InstitutWohnenundUmweltGmbHundUmweltstiftungWWFDeutschland(Hrsg.),Darmstadt2001.

[122] GRUNDMANN,H.‐R.:OptimaleInvestitions‐undFinanzplanungunterBerücksich‐tigungderSteuern;UniversitätHamburg,1973.

[123] GUSTAFSSON, S.‐I.: Sensitivity analysis of building energy retrofits; in: AppliedEnergy;Jg.61(1998),S.13–23.

[124] GUSTAFSSON,S.‐I.:Mixed integer linearprogrammingandbuildingretrofits; in:EnergyandBuildings;Jg.28(1998),S.191–96.

[125] GUSTAFSSON, S.‐I.:Optimisationand simulationofbuilding energy systems; in:AppliedThermalEngineering;Jg.20(2000),S.1731–41.

[126] GUSTAFSSON, S.‐I. / RÖNNQVIST, M.:Optimal heating of large block of flats; in:EnergyandBuildings;Jg.40(2008),S.1699–1708.

Literaturverzeichnis 273

[127] GUTENBERG, E.:GrundlagenderBetriebswirtschaftslehre.Band1:DieProduk‐tion;Springer,Berlin1983.

[128] HAAS‐ARNDT,D. /RANFT,F.:Altbauten sanieren ‐Energie sparen;Fraunhofer‐IRB‐Verlag,Stuttgart2011.

[129] HABERSTOCK, L.: Zur Integrierung der Ertragsbesteuerung in die simultaneProduktions‐, Investitions‐ und Finanzierungsplanungmit Hilfe der linearenProgrammierung;Heymanns,Köln1971.

[130] HAEGERT,L.:DerEinflussderSteuernaufdasoptimaleInvestitions‐undFinan‐zierungsprogramm;Gabler,Wiesbaden1971.

[131] HAKE, J.‐F. / MARKEWITZ, P. (Hrsg.):Modellinstrumente für CO2‐Minderungs‐strategien;ForschungszentrumJülichGmbH(Hrsg.),Jülich1997.

[132] HALLOF, I. J.: Das Vermieter‐Mieter‐Dilemma bei der energetischen Gebäude‐sanierung:einerechtlicheundökonomischeAnalyse;Lexxion,Berlin2013.

[133] HASAN,A.ETAL.:Minimisationoflifecyclecostofadetachedhouseusingcom‐bined simulation and optimisation; in: Building and Environment; Jg. 43(2008),S.2022–34.

[134] HAWKES,A.D.ETAL.:Techno‐economicmodellingofasolidoxidefuelcellstackformicro combined heat and power; in: Journal of Power Sources; Jg. 156(2006),S.321–33.

[135] HAX, H.:Rentabilitätsmaximierung als unternehmerische Zielsetzung; in: ZfbfSchmalenbachs Zeitschrift für betriebswirtschaftliche Forschung; Jg. 15(1963),S.337–44.

[136] HAX, H.: Investitions‐undFinanzplanungmitHilfeder linearenProgrammie‐rung; in: Zfbf Schmalenbachs Zeitschrift für betriebswirtschaftliche For‐schung;Jg.16(1964),S.430–46.

[137] HEGNER, H.‐D. / VOGLER, I.: Energieeinsparverordnung EnEV ‐ für die Praxiskommentiert;Ernst,Berlin2002.

[138] HEINRICHS,H.U.:Analyseder langfristigenAuswirkungenvonElektromobilitätaufdasdeutscheEnergiesystemimeuropäischenEnergieverbund;KITScienti‐ficPublishing,Karlsruhe2013.

[139] HEISTER,M.:RentabilitätsanalysevonInvestitionen.EinBeitragzurWirtschaft‐lichkeitsrechnung;Westdt.Verlag,Köln1962.

[140] HERING,T.:Investitionstheorie;Oldenbourg,München2008.

274 Literaturverzeichnis

[141] HIRSHLEIFER, J.: On the theory of optimal investment decision; in: Journal ofPoliticalEconomy;Jg.66(1958),S.329–52.

[142] HOHENSEE,M.:BöswilligeErpressungoderbewußteEnergiepolitik?DerEinsatzder Ölwaffe 1973/74 aus arabischer Sicht; in: Hohensee, M. / Salewski, M.(Hrsg.):Energie‐Politik‐Geschichte.NationaleundinternationaleEnergie‐politikseit1945;F.Steiner,Stuttgart1993,S.153–76.

[143] HOIER,A. / ERHORN,H.:EntwicklungundenergetischeBewertungalternativerSanierungsfahrpläne;in:InstitutfürWärme‐undÖltechnik(Hrsg.):Energeti‐scheGebäudesanierunginDeutschland;Hamburg.

[144] HUANG,W./LAM,H.N.:Usinggeneticalgorithmstooptimizecontrollerparame‐tersforHVACsystems;in:EnergyandBuildings;Jg.26(1997),S.277–82.

[145] IHLE,C.:LüftungundLuftheizung;Werner,Düsseldorf1997.

[146] IHLE,C.:KlimatechnikmitKältetechnik;Werner,Düsseldorf2006.

[147] INSTITUTFÜRENERGIESYSTEMEANDERINTERSTAATLICHENHOCHSCHULEFÜRTECHNIKBUCHS: Prüfresultate desWärmepumpentestzentrums; [URL: http://institute.ntb.ch/ies/kompetenzen/waermepumpen‐testzentrum‐wpz/pruefresultate.html],abgerufenam15.Nov.2014.

[148] IWU‐INSTITUTWOHNENUNDUMWELTGMBH(HRSG.):DeutscheGebäudetypologie.SystematikundDatensätze;Darmstadt2005.

[149] IWU‐INSTITUTWOHNENUNDUMWELTGMBH(HRSG.):Wirtschaftlichkeitenergie‐sparenderMaßnahmenfürdieselbstgenutzteWohnimmobilieunddenvermie‐tetenBestand;Darmstadt2008.

[150] JÄÄSKELÄINEN,V.:Optimalfinancingandtaxpolicyofthecorporation;HelsinkiResearchInstituteforBusinessEconomics,Helsinki1966.

[151] JACOB,H.:NeuereEntwicklungeninderInvestitionsrechnung;in:ZeitschriftfürBetriebswirtschaft;Jg.34(1964),S.487–507(Nr.8)undS.551–94(Nr.9).

[152] JAGNOW,K. ET AL.:DieneueEnergieeinsparverordnung2002.Kosten‐undver‐brauchsoptimierteGesamtlösungen;Dt.Wirtschaftsdienst,Köln2002.

[153] JIN,Q./OVEREND,M.:FacaderenovationforapublicbuildingbasedonaWhole‐LifeValueapproach;FirstBuildingSimulationandOptimizationConference,Loughborough,UK10.Sep.2012.

Literaturverzeichnis 275

[154] KALLRATH, J.:Mathematicaloptimizationand the roleofmodeling languages;in: Kallrath, J. (Hrsg.): Modeling Languages in Mathematical Optimization;SpringerUS,Boston,MA2004,S.3–24.

[155] KÄMPF,J.H.ETAL.:Acomparisonofglobaloptimizationalgorithmswithstand‐ard benchmark functions and real‐world applications using EnergyPlus; in:JournalofBuildingPerformanceSimulation;Jg.3(2010),S.103–20.

[156] KASCHUB, T. ET AL.: Steigerung des Elektrizitätseigenverbrauchs von Heim‐FotovoltaikanlagendurchElektrofahrzeuge; in:UmweltWirtschaftsForum;Jg.21(2013),S.243–50.

[157] KERN,W.:Investitionsrechnung;Poeschel,Stuttgart1974.

[158] KFW BANKENGRUPPE: Förderprodukte für Bestandsimmobilien; [URL: https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Privatpersonen/Bestandsimmobilie/F%C3%B6rderprodukte/F%C3%B6rderprodukte‐f%C3%BCr‐Bestandsimmobilien.html],abgerufenam31.Okt.2014.

[159] KFW BANKENGRUPPE: Preisklassenberechnung; [URL: https://www.kfw‐formularsammlung.de/KonditionenanzeigerINet/pkBerechnung.jsp],abgerufenam31.Okt.2014.

[160] KFW BANKENGRUPPE (HRSG.): Anlage zu den Merkblättern. EnergieeffizientSanieren ‐Kredit (151,152)und Investitionszuschuss (430).Listeder förder‐fähigenMaßnahmen;Frankfurta.M.2014.

[161] KFW BANKENGRUPPE (HRSG.): Anlage zu den Merkblättern. EnergieeffizientSanieren ‐Kredit (151/152) und Investitionszuschuss (430).TechnischeMin‐destanforderungen;Frankfurta.M.2014.

[162] KFWBANKENGRUPPE(HRSG.):MerkblattEnergieeffizientSanieren‐Ergänzungs‐kredit;Frankfurta.M.2014.

[163] KIEßLING, C.: Energieeffizienz für den Mietwohnungsbestand. Rentabilitätenergetischer Modernisierungsmaßnahmen unter Berücksichtigung der Rah‐menbedingungen imMietwohnungsbestand; Books on Demand, Norderstedt2008.

[164] KLEIN,R./SCHOLL,A.:PlanungundEntscheidung.Konzepte,ModelleundMetho‐den einer modernen betriebswirtschaftlichen Entscheidungsanalyse; Vahlen,München2011.

[165] KLEIN,S.A.ETAL.:TRNSYS17aTRaNsientSYstemSimulationprogram;SolarEnergyLaboratory,UniversityofWisconsin‐Madison,Madison2009.

276 Literaturverzeichnis

[166] KLUPP,M. / STRUBELT,W.:PerspektivenderWohnungsbauinvestitionen indenneuenLändern; Bundesministerium für Verkehr, Bau und StadtentwicklungundBundesamtfürBauwesenundRaumordnung(Hrsg.),Bonn2001.

[167] KNISSEL, J. ET AL.: Mietrechtliche Möglichkeiten zur Umsetzung von Energie‐sparmassnahmen imGebäudebestand;EnergiereferatderStadtFrankfurtamMainundInstitutWohnenundUmweltGmbH(Hrsg.),Frankfurta.M.,Darm‐stadt2001.

[168] KOLOKOTSA,D. ET AL.:Decision supportmethodologieson theenergyefficiencyand energymanagement in buildings; in: Advances in Building Energy Re‐search;Jg.3(2009),S.121–46.

[169] KREY, V.: Vergleich kurz‐ und langfristig ausgerichteterOptimierungsansätzemit einem multi‐regionalen Energiesystemmodell unter BerücksichtigungstochastischerParameter;UniversitätBochum,Bochum2006.

[170] KRIMMLING, J.:EnergieeffizienteGebäude.GrundwissenundArbeitsinstrumentefürdenEnergieberater;Fraunhofer‐IRB‐Verlag,Stuttgart2010.

[171] KRÜMMEL,H.‐J.:GrundsätzederFinanzplanung;in:ZeitschriftfürBetriebswirt‐schaft;Jg.34(1964),S.225–40.

[172] KRUSCHWITZ,L.:Investitionsrechnung;Oldenbourg,München2011.

[173] KUGELER,K.ETAL.:TransportierenvonEnergie;in:Rebhan,E.(Hrsg.):Energie‐handbuch.Gewinnung,WandlungundNutzungvonEnergie;Springer,Berlin2002,S.674–712.

[174] LAAGER, F.: Entscheidungsmodelle. Leitfaden zurBildung problemangepassterEntscheidungsmodelleundHinweisezurRealisierunggetroffenerEntscheidun‐gen;VerlagIndustrielleOrganisation,P.Hanstein,Zürich1978.

[175] LAUE,H.‐J.:Wärmepumpen; in:Rebhan, E. (Hrsg.): Energiehandbuch.Gewin‐nung,WandlungundNutzungvonEnergie;Springer,Berlin2002,S.418–45.

[176] LEES, E.: Energy efficiency obligations – the EU experience; eceee EuropeanCouncilforanEnergyEfficientEconomy,Stockholm2012.

[177] LEPRICH, U. / SCHWEIGER, A.:Energieeffizienzund „Weiße Zertifikate“; InstitutfürZukunftsEnergieSystemegGmbH(Hrsg.),Saarbrücken2007.

[178] LIERSCH, K.W. / LANGNER, N.:Bauphysik kompakt.Wärme ‐ Feuchte ‐ Schall;Beuth,Berlin2015.

Literaturverzeichnis 277

[179] LOGA, T. ET AL.: Energieeffizienz imWohngebäudebestand. Techniken, Poten‐ziale, Kosten und Wirtschaftlichkeit; Institut Wohnen und Umwelt GmbH(Hrsg.),Darmstadt2007.

[180] LOGA,T.ETAL.:DeutscheWohngebäudetypologieBeispielhafteMaßnahmenzurVerbesserung der Energieeffizienz von typischen Wohngebäuden; InstitutWohnenundUmweltGmbH(Hrsg.),Darmstadt2015.

[181] LOZANO,M.A.ETAL.:Structureoptimizationofenergysupplysystemsintertiarysectorbuildings;in:EnergyandBuildings;Jg.41(2009),S.1063–75.

[182] LUSTIG, A.: Energetische Gebäudesanierung und Steuern; in: Deloitte ‐ RealEstateNews;Nr.2(2009),S.9.

[183] LUTZ,F.A./LUTZ,V.C.:Thetheoryofinvestmentofthefirm;Prinston1951.

[184] LÜTZKENDORF,T. ETAL.:DieEnergiewende–AufgabenundHandlungsmöglich‐keitenderImmobilienwirtschaft;in:iddiwDenkanstöße;Jg.1(2013),S.5–7.

[185] LÜTZKENDORF,T.ETAL.:FortsetzungdesDialogsBauqualität–ErarbeitungvonLehrmodulenzumNachhaltigenBauenzurUnterstützungderAus‐undWeiter‐bildung der am Bau Beteiligten; Bundesministerium für Verkehr, Bau undStadtentwicklungundBundesamt fürBauwesenundRaumordnung (Hrsg.),Bonn2008.

[186] LUX‐STEINER,M.C./WILLEKE,G.:StromvonderSonne.ErfolgeundPerspektivenderPhotovoltaik;in:PhysikalischeBlätter;Jg.57(2001),S.47–53.

[187] MADANSKY, A.: Inequalities for stochastic linear programming problems; in:ManagementScience;Jg.6(1960),S.197–204.

[188] MAGISTRATDERWISSENSCHAFTSSTADTDARMSTADT(HRSG.):MietspiegelDarmstadt2010;Darmstadt2010.

[189] MAIER, K. M.: Risikomanagement im Immobilien‐ und Finanzwesen. Ein Leit‐fadenfürTheorieundPraxis;Knapp,Frankfurta.M.2007.

[190] MARTINAITIS,V.ETAL.:Atwo‐factormethodforappraisingbuildingrenovationandenergyefficiencyimprovementprojects;in:EnergyPolicy;Jg.35(2007),S.192–201.

[191] MASSÉ,P./GIBRAT,R.:Applicationoflinearprogrammingtoinvestmentsintheelectricpowerindustry;in:ManagementScience;Jg.3(1957),S.149–66.

278 Literaturverzeichnis

[192] MASSIE,D.D.:Optimizationofabuilding’scoolingplantforoperatingcostandenergy use; in: International Journal of Thermal Sciences; Jg. 41 (2002), S.1121–29.

[193] MAYER, J. N. / BURGER, B.: Kurzstudie zur historischen Entwicklung der EEG‐Umlage;FraunhoferISE(Hrsg.),Freiburg2014.

[194] MERTENS,K.:Photovoltaik.LehrbuchzuGrundlagen,TechnologienundPraxis;FachbuchverlagLeipzigimCarl‐Hanser‐Verlag,München2013.

[195] MESSNER,S.:User’sguideforthematrixgeneratorofMessageII.Modeldescrip‐tion and implementation guide; lnternational lnstitute for Applied SystemAnalysis(Hrsg.),Laxenburg1984.

[196] MESSNER,S./STRUBEGGER,M.:Model‐baseddecisionsupportinenergyplanning;in:InternationalJournalofGlobalEnergyIssues;Jg.12(1999),S.196–207.

[197] MEYHAK, H.: Simultane Gesamtplanung im mehrstufigen Mehrproduktunter‐nehmen.EinModellderdynamischen linearenPlanungsrechnung;UniversitätMannheim,Mannheim1968.

[198] MICHAELIS, P.: Ökonomische Instrumente in der Umweltpolitik. Eine anwen‐dungsorientierteEinführung;Physica,Heidelberg1996.

[199] MINISTERIUMFÜRUMWELT,KLIMAUNDENERGIEWIRTSCHAFTBADEN‐WÜRTTEMBERG:Eckpunkte für eineNovellierung des EWärmeG nachKabinettsbeschluss vom11. Juni 2013; [URL: https://beteiligungsportal.baden‐wuerttemberg.de/fileadmin/redaktion/beteiligungsportal/UM/EWaermeG/Eckpunkte_EWaermeG.pdf],abgerufenam18.Dez.2014.

[200] MÖST,D.:ZurWettbewerbsfähigkeitderWasserkraftinliberalisiertenElektrizi‐tätsmärkten.EinemodellgestützteAnalysedargestelltamBeispieldesschwei‐zerischenEnergieversorgungssystems;Lang,Frankfurta.M.2006.

[201] NAKIĆENOVIĆ,N.ETAL.:Globalenergy.Perspectives;CambridgeUniversityPress,NewYork1998.

[202] NEDDERMANN,R.:EnergetischeGebäudemodernisierung.Kosten,Wirtschaftlich‐keit,CO2‐Reduktion;Werner,Köln2009.

[203] NEITZEL,M.ETAL.:WegeausdemVermieter‐Mieter‐Dilemma;InWISForschung&BeratungGmbH(Hrsg.),Bochum2011.

[204] NEUMANN,K./MORLOCK,M.:Operations‐Research;Hanser,München2002.

Literaturverzeichnis 279

[205] NGUYEN, A.‐T. ET AL.:A review on simulation‐based optimizationmethodsap‐pliedtobuildingperformanceanalysis; in:AppliedEnergy; Jg.113(2014),S.1043–58.

[206] NICKEL,S.ETAL.:OperationsResearch;Springer,Berlin2011.

[207] NIELSEN, T. R.: Optimization of buildings with respect to energy and indoorenvironment;DanmarksTekniskeUniversitet,Lyngby2002.

[208] ÖKO‐INSTITUT E. V. (HRSG.):Die Entwicklung der EEG‐Kosten bis 2035; Berlin2015.

[209] PAPAMICHAEL,K./PROTZEN,J.‐P.:Thelimitsofintelligenceindesign;4thInterna‐tionalSymposiumonSystemResearch, InformaticsandCybernetics,Baden‐Baden, Deutschland 03. Aug. 1993. [URL: http://www.cs.virginia.edu/~robins/The_Limits_of_Intelligence.pdf],abgerufenam28.Mai2014.

[210] PEDERSEN,F.:Amethodforoptimizingtheperformanceofbuildings;DanmarksTekniskeUniversitet,Lyngby2006.

[211] PEHNT, M. ET AL.: Energiebalance. Optimale Systemlösungen für erneuerbareEnergienundEnergieeffizienz; IFEU‐Institut undWuppertal Institut (Hrsg.),Heidelberg,Wuppertal2009.

[212] PEIPPO, K. ET AL.:Multivariate optimization of design trade‐offs for solar lowenergybuildings;in:EnergyandBuildings;Jg.29(1999),S.189–205.

[213] PERNODETCHANTRELLE,F.ETAL.:Developmentofamulticriteriatoolforoptimiz‐ingtherenovationofbuildings;in:AppliedEnergy;Jg.88(2011),S.1386–94.

[214] PERNODET, F. ET AL.: Use of genetic algorithms formulticriteria optimizationof building refurbishment; 11th IBPSA Conference, Glasgow, Scotland 27.Juli2009.[URL:http://www.ibpsa.org/proceedings/bs2009/bs09_0188_195.pdf],abgerufenam04.Juni2014.

[215] PFENNINGER,S.ETAL.:Energysystemsmodeling fortwenty‐firstcenturyenergychallenges; in:RenewableandSustainableEnergyReviews; Jg.33(2014),S.74–86.

[216] PFNÜR,A.:ModernesImmobilienmanagement;Springer,Berlin2010.

[217] PFNÜR,A.ETAL.:WirtschaftlichkeitsberechnungenvonKlimaschutzinvestitioneninderWohnungswirtschaft–Clusteranalyseund25Szenariofälle;in:Pfnür,A.(Hrsg.):ArbeitspapierezurimmobilienwirtschaftlichenForschungundPraxisBand18;TechnischeUniversitätDarmstadt,Darmstadt2009.

280 Literaturverzeichnis

[218] PFOHL, H.‐C. / ARNOLD, U.: Logistikforschung. Entwicklungszüge und Gestal‐tungsansätze;ErichSchmidt,Berlin1999.

[219] PISTOHL, W. ET AL.: Handbuch der Gebäudetechnik. Planungsgrundlagen undBeispiele.Band1:Allgemeines,Sanitär,Elektro,Gas;Werner,Köln2013.

[220] PISTOHL, W. ET AL.: Handbuch der Gebäudetechnik. Planungsgrundlagen undBeispiele.Band2:Heizung,Lüftung,Beleuchtung,Energiesparen;Werner,Köln2013.

[221] REBHAN, E.:PrinzipielleszurEnergie,zu ihrenFormen, ihrerUmformungundNutzung;in:Rebhan,E.(Hrsg.):Energiehandbuch.Gewinnung,WandlungundNutzungvonEnergie;Springer,Berlin2002,S.1–68.

[222] RECKNAGEL,H. / SCHRAMEK, E.‐R.:Taschenbuch fürHeizungundKlimatechnik;OldenbourgIndustrieverlag,München2011.

[223] RIVIERE, P. ET AL.: Preparatory study on the environmental performance ofresidentialroomconditioningappliances (aircoandventilation).DraftreportofTask2:EconomicandMarketanalysis;ARMINES(Hrsg.),Paris2008.

[224] ROHDE, C.: Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in Prozesse des immobi‐lienwirtschaftlichenRisikomanagements;KIT Scientific Publishing,Karlsruhe2012.

[225] ROSENBERG, O.: Investitionsplanung im Rahmen einer simultanen Gesamtpla‐nung;Heymanns,Köln1975.

[226] ROSENOW,J.:Differentpathsofchange:HomeenergyefficiencypolicyinBritainandGermany;in:EuropeanCouncilforanEnergy‐EfficientEconomy(Hrsg.):Energyefficiencyfirst:Thefoundationofa low‐carbonsociety(ProceedingsECEEE2011SummerStudy);Stockholm2011,S.261–72.

[227] ROSENOW, J. ET AL.:NeueWege inderEnergieeffizienzpolitik; PositionspapiervonMitgliederndesThinkTank30,Berlin2012.

[228] RÜDIGERPASCHOTTA:Pufferspeicher;RP‐Energie‐Lexikon. [URL:https://www.energie‐lexikon.info/pufferspeicher.html],abgerufenam17.Nov.2014.

[229] RWI ‐ RHEINISCH‐WESTFÄLISCHES INSTITUT FÜR WIRTSCHAFTSFORSCHUNG (HRSG.):Erstellung der Anwendungsbilanzen 2011 und 2012 für den Sektor PrivateHaushalte;Essen2013.

[230] SACHVERSTÄNDIGENRAT FÜR UMWELTFRAGEN: Wege zur 100% erneuerbarenStromversorgung;ErichSchmidt,Berlin2011.

Literaturverzeichnis 281

[231] SACHVERSTÄNDIGENRAT ZUR BEGUTACHTUNG DER GESAMTWIRTSCHAFTLICHEN ENT‐WICKLUNG:Verantwortung fürEuropawahrnehmen; Statistisches Bundesamt(Hrsg.),Wiesbaden2011.

[232] SAUER,A./THIELMANN,A.:Energiespeicher‐MonitoringfürdieElektromobilität(EMOTOR);FraunhoferISI(Hrsg.),Karlsruhe2013.

[233] SCHÄTZL,L.ETAL.:InvestitionsprozesseimWohnungsbestand‐unterbesondererBerücksichtigung privater Vermieter; Bundesministerium für Verkehr, Bauund Stadtentwicklung und Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung(Hrsg.),Bonn2007.

[234] SCHAUERTE, M.: Die Bestimmungsgründe des Investitionsverhaltens auf demMietwohnungsmarkt; InWIS Forschung & Beratung GmbH (Hrsg.), Bochum1995.

[235] SCHMIDT,R.H./TERBERGER,E.:GrundzügederInvestitions‐undFinanzierungs‐theorie;Gabler,Wiesbaden2006.

[236] SCHNEEWEIß,C.:Planung.Band1:Systemanalytischeundentscheidungstheore‐tischeGrundlagen;Springer,Berlin1991.

[237] SCHOLL, A.: Robuste Planung und Optimierung. Grundlagen, Konzepte undMethoden,experimentelleUntersuchungen;Physica,Heidelberg2001.

[238] SCHÖNFELDER, M.: Optimierung des Einsatzes brennstoffzellenbasierterMikro‐KWK‐AnlagenunterBerücksichtigungdesgesteuertenLadensvonElektrofahr‐zeugen;Cuvillier,Göttingen2013.

[239] SCHWEIM,J.:IntegrierteUnternehmungsplanung;Bertelsmann,Bielefeld1969.

[240] SCOPE ANALYSIS GMBH (HRSG.):PrognostizierteFondsrenditen fallen; in: Über‐blicküberProdukte,AnbieterundMärkte;Nr.2(2013).

[241] SEEBREGTS, A. J. ET AL.: Energy/environmental modelling using the MARKALfamilyofmodels; InternationalConferenceonOperationsResearch,Septem‐ber 3‐5, 2001, Duisburg 2002. [URL: http://www.ecn.nl/publications/ECN‐RX‐‐01‐039],abgerufenam30.Mai2013.

[242] SOLARENERGIE‐FÖRDERVEREIN DEUTSCHLAND E. V.: PV‐Ertragsdatenaufnahme;[URL: http://www.pv‐ertraege.de/pvdaten/sfvpv_main_entry.html], abgeru‐fenam20.Nov.2014.

[243] SOLARPRAXIS AG: Marktübersicht Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen;[URL:http://www.pv‐magazine.de/marktuebersichten/batteriespeicher/],abgerufenam27.Juni2015.

282 Literaturverzeichnis

[244] SPRENGARD,C.ETAL.:TechnologienundTechnikenzurVerbesserungderEner‐gieeffizienz von Gebäuden durchWärmedämmstoffe; Forschungsinstitut fürWärmeschutze.V.(Hrsg.),München2013.

[245] STACHOWIAK,H.:AllgemeineModelltheorie;Springer,Wien1973.

[246] STADTREGENSBURG(HRSG.):MietspiegelRegensburg2012;Regensburg2012.

[247] STATISTISCHES BUNDESAMT (HRSG.): Gebäude und Wohnungen ‐ Bestand anWohnungenundWohngebäuden,AbgangvonWohnungenundWohngebäuden,LangeReihenab1969‐2014;Wiesbaden2015.

[248] STENGEL, J.:Akteursbasierte Simulationder energetischenModernisierungdesWohngebäudebestands in Deutschland; KIT Scientific Publishing, Karlsruhe2014.

[249] STIEß,I.ETAL.:Handlungsmotive,‐hemmnisseundZielgruppenfüreineenerge‐tische Gebäudesanierung. Ergebnisse einer standardisierten Befragung vonEigenheimsanierern;Institutfürsozial‐ökologischeForschung(Hrsg.),Frank‐furta.M.2010.

[250] STOLTE,C.ETAL.:dena‐Sanierungsstudie.Teil2:WirtschaftlichkeitenergetischerModernisierung in selbstgenutzten Wohngebäuden. Begleitforschung zumdena‐Projekt „Niedrigenergiehaus im Bestand“; Deutsche Energie‐AgenturGmbH(Hrsg.),Berlin2012.

[251] STRECK,S.:Wohngebäudeerneuerung.NachhaltigeOptimierung imWohnungs‐bestand;Springer,Berlin2011.

[252] SUHL,L./MELLOULI,T.:Optimierungssysteme;Gabler,Wiesbaden2013.

[253] SWOBODA,P.:DiesimultanePlanungvonRationalisierungs‐undErweiterungs‐investitionen und von Produktionsprogrammen; in: Zeitschrift für Betriebs‐wirtschaft;Jg.35(1965),S.148–63.

[254] TESTORF,L. ETAL.:KFW/IWKölnWohngebäudesanierer‐Befragung2010.Hin‐tergründe undMotive zur energetischen Sanierung desWohnungsbestandes;KfWundInstitutd.dt.WirtschaftKölne.V.(Hrsg.),Frankfurta.M.2010.

[255] THOMAS, B.: Mini‐Blockheizkraftwerke. Grundlagen, Gerätetechnik, Betriebsdaten;VogelBusinessMedia,Würzburg2011.

[256] TIETZE‐STÖCKINGER,I.:KosteneinsparpotenzialedurchErweiterungvonbetrieb‐lichen Systemgrenzen dargestellt an Beispielen von Kooperationen aus denBereichenEnergieversorgungundAbfallentsorgung;UniversitätsverlagKarls‐ruhe,Karlsruhe2005.

Literaturverzeichnis 283

[257] TRESIDDER,E.ETAL.:Optimisationoflow‐energybuildingdesignusingsurrogatemodels; 12th IBPSA Conference, Sydney 14. Nov. 2011. [URL: http://www.ibpsa.org/proceedings/BS2011/P_1374.pdf],abgerufenam01.Juni2014.

[258] URSCHEL, O.:Risikomanagement in der Immobilienwirtschaft.EinBeitrag zurVerbesserung der Risikoanalyse und ‐bewertung; KIT Scientific Publishing,Karlsruhe2010.

[259] USEMANN, K.: Energieeinsparende Gebäude und Anlagentechnik; Springer,Berlin2005.

[260] VANDERVOORT,E.ETAL.:EnergysupplymodellingpackageEFOM‐12CMark I.Mathematicaldescription;Cabay,Louvain‐la‐Neuve1984.

[261] VAN DER ZWAAN, B. / SEEBREGTS, A.: Endogenous learning in climate‐energy‐economicmodels–aninventoryofkeyuncertainties;in:InternationalJournalofEnergyTechnologyandPolicy;Jg.2(2004),S.130–41.

[262] VERBANDDERSÜDWESTDEUTSCHENWOHNUNGSWIRTSCHAFTE.V. (HRSG.):GdWhältdena‐Sanierungsstudie fürungeeignet; in:VerbandsMagazin;Nr.2 (2011),S.20–21.

[263] VERBEECK, G. /HENS,H.:Energy savings in retrofitteddwellings:economicallyviable?;in:EnergyandBuildings;Jg.37(2005),S.747–54.

[264] VERHOOG, M.: Evaluation des Modernisierungsratgebers; co2online gGmbH(Hrsg.),Berlin2012.

[265] VERIVOX: Stromtarife für Wärmepumpen; [URL: http://www.verivox.de/waermepumpen‐stromtarife/],abgerufenam18.Okt.2014.

[266] VERIVOX: Verbraucherpreisindex Gas; [URL: http://www.verivox.de/verbraucherpreisindex‐gas/],abgerufenam17.Okt.2014.

[267] VERIVOX:VerbraucherpreisindexStrom;[URL:http://www.verivox.de/verbraucherpreisindex‐strom/],abgerufenam18.Okt.2014.

[268] VETTER, M.: Modellbildung und Regelstrategien für erdgasbetriebene Brenn‐stoffzellen‐Blockheizkraftwerke;Fraunhofer‐IRB‐Verlag,Stuttgart2005.

[269] VFF‐VERBANDFENSTER+FASSADE/BF‐BUNDESVERBANDFLACHGLASE.V.(HRSG.):MehrEnergiesparenmitneuenFenstern;Frankfurt,Troisdorf2014.

[270] VOLLAND, K. / VOLLAND, J.:WärmeschutzundEnergiebedarfnachEnEV2014;Müller,Köln2014.

284 Literaturverzeichnis

[271] WAGNER, H. M.: Global Sensitivity Analysis; in: Operations Research; Jg. 43(1995),S.948–69.

[272] WALDMANN, J.: Optimale Unternehmensfinanzierung.Modelle zur integriertenPlanungdesFinanzierungs‐undLeistungsbereiches;Gabler,Wiesbaden1972.

[273] WALLACE,S.W.:Decisionmakingunderuncertainty:Issensitivityanalysisofanyuse?;in:OperationsResearch;Jg.48(2000),S.20–25.

[274] WANG,W.ETAL.:Applyingmulti‐objectivegeneticalgorithmsingreenbuildingdesignoptimization;in:BuildingandEnvironment;Jg.40(2005),S.1512–25.

[275] WEBER,J.H./PFISTERER,F.:Photovoltaik;in:Rebhan,E.(Hrsg.):Energiehand‐buch. Gewinnung, Wandlung und Nutzung von Energie; Springer, Berlin2002,S.316–64.

[276] WEINGARTNER, H. M.:Mathematical programming and the analysis of capitalbudgetingproblems;Prentice‐Hall,EnglewoodCliffs(NewJersey)1963.

[277] WERNERS,B.:GrundlagendesOperationsResearch;Springer,Berlin2013.

[278] WETTER,M.:GenOpt–agenericoptimizationprogram;7th IBPSAConference,RiodeJaneiro,Brazil13.Aug.2001. [URL:http://simulationresearch.lbl.gov/wetter/download/IBPSA‐2001.pdf],abgerufenam01.Juni2014.

[279] WETTER, M. / WRIGHT, J.: Comparison of a generalized pattern search and agenetic algoritm optimization method.; 8th IBPSA Conference, Eindhoven,Netherlands 11. Aug. 2003. [URL: http://www.inive.org/members_area/medias/pdf/Inive/IBPSA/UFSC89.pdf],abgerufenam04.Juni2014.

[280] WIEDENMANN, M.: Risikomanagement bei der Immobilien‐Projektentwicklungunter besonderer Berücksichtigung der Risikoanalyse und Risikoquantifizie‐rung;BooksonDemand,Norderstedt2005.

[281] WIEDHOFFMEDIA GMBH:FestgeldzinsVergleich; 2014. [URL: http://www.festgeld‐zins.org/festgeldzins‐vergleich/],abgerufenam01.Nov.2014.

[282] WILHELM,M.:InstandhaltungsstrategienunterBerücksichtigungstochastischerAlterungsprozesse.EinBeitragzursystematischenBewirtschaftungvonImmo‐bilien;KITScientificPublishing,Karlsruhe2011.

[283] WINKELMANN, F. C. ET AL.: DOE‐2 supplement; University of California undHirsch&Associates(Hrsg.),BerkeleyundCamarillo1993.

Literaturverzeichnis 285

[284] WOLFF,D.ETAL.:Felduntersuchung:BetriebsverhaltenvonHeizungsanlagenmitGas‐Brennwertkesseln; Institut für Heizungs‐ und Klimatechnik, Fachhoch‐schuleBraunschweigWolfenbüttel(Hrsg.),Wolfenbüttel2004.

[285] WOLSEY,L.:Integerprogrammingduality:Pricefunctionsandsensitivityanaly‐sis;in:MathematicalProgramming;Jg.20(1981),S.173–95.

[286] WRIGHT, J. A. ET AL.: Optimization of building thermal design and control bymulti‐criteriongeneticalgorithm; in:Energy andBuildings; Jg. 34 (2002), S.959–72.

[287] ZIMMERMANN,H.‐J.:Operationsresearch.MethodenundModelle;Vieweg,Wies‐baden2008.

[288] ZIMMERMANN,W./STACHE,U.:OperationsResearch.QuantitativeMethodenzurEntscheidungsvorbereitung;OldenbourgWissenschaftsverlag,München2001.

[289] ZIV‐BUNDESVERBANDDESSCHORNSTEINFEGERHANDWERKSZENTRALINNUNGSVERBAND(HRSG.):ErhebungendesSchornsteinfegerhandwerksfür2010;SanktAugustin2011.

Gesetze,VerordnungenundVerwaltungsanweisungen

AbLaV: VerordnungzuabschaltbarenLastenvom28.Dezember2012(BGBl.IS.2998).

BetrKV: Betriebskostenverordnung vom 25. November 2003 (BGBl. I S. 2346,2347),diedurchArtikel4desGesetzesvom3.Mai2012(BGBl.IS.958)geändertwordenist.

BGB: Bürgerliches Gesetzbuch in der Fassung der Bekanntmachung vom 2.Januar2002(BGBl.IS.42,2909;2003IS.738),dasdurchArtikel1desGesetzesvom22.Juli2014(BGBl.IS.1218)geändertwordenist.

EEG: Erneuerbare‐Energien‐Gesetz vom 21. Juli 2014 (BGBl. I S. 1066), daszuletztdurchArtikel1desGesetzesvom22.Dezember2014(BGBl.IS.2406)geändertwordenist.

EEWärmeG: Erneuerbare‐Energien‐Wärmegesetz vom 7. August 2008 (BGBl. I S.1658), das zuletzt durch Artikel 14 des Gesetzes vom 21. Juli 2014(BGBl.IS.1066)geändertwordenist.

286 Literaturverzeichnis

EnEG: Energieeinsparungsgesetz inderFassungderBekanntmachungvom1.September2005(BGBl.IS.2684),daszuletztdurchArtikel1desGeset‐zesvom4.Juli2013(BGBl.IS.2197)geändertwordenist.

EnEV: Energieeinsparverordnung vom 24. Juli 2007 (BGBl. I S. 1519), diezuletztdurchArtikel1derVerordnungvom18.November2013(BGBl.IS.3951)geändertwordenist.

EnWG: Energiewirtschaftsgesetz vom7. Juli 2005 (BGBl. I S. 1970,3621), daszuletztdurchArtikel6desGesetzesvom21.Juli2014(BGBl.IS.1066)geändertwordenist.

EStG: Einkommensteuergesetz in der Fassung der Bekanntmachung vom 8.Oktober2009(BGBl.IS.3366,3862),daszuletztdurchArtikel5desGe‐setzesvom22.Dezember2014(BGBl.IS.2417)geändertwordenist.

EWärmeG: Gesetz zur Nutzung erneuerbarer Wärmeenergie in Baden‐Württem‐berg(Erneuerbare‐Wärme‐Gesetz)vom20.November2007(GBl.Nr.19S.531).

GewStG: Gewerbesteuergesetz in der Fassung der Bekanntmachung vom 15.Oktober2002(BGBl.IS.4167),daszuletztdurchArtikel7desGesetzesvom22.Dezember2014(BGBl.IS.2417)geändertwordenist.

HeizkostenV:Verordnung über Heizkostenabrechnung in der Fassung der Bekannt‐machungvom5.Oktober2009(BGBl.IS.3250).

KWKG: Kraft‐Wärme‐Kopplungsgesetzvom19.März2002(BGBl.IS.1092),daszuletztdurchArtikel13desGesetzesvom21.Juli2014(BGBl.IS.1066)geändertwordenist.

MietRÄndG: Gesetz überdie energetischeModernisierung von vermietetemWohn‐raum und über die vereinfachte Durchsetzung von Räumungstiteln(Mietrechtsänderungsgesetz)vom11.März2013(BGBl.IS.434).

StromNEV: Stromnetzentgeltverordnung vom 25. Juli 2005 (BGBl. I S. 2225), diezuletztdurchArtikel7desGesetzesvom21.Juli2014(BGBl.IS.1066)geändertwordenist.

UStAE: Umsatzsteuer‐Anwendungserlassvom1.Oktober2010(BStBlIS.846)aktuelleFassungmitStandvom18.Dezember2014.

UStG: Umsatzsteuergesetz in der Fassung der Bekanntmachung vom 21.Februar2005(BGBl.IS.386),daszuletztdurchArtikel11desGesetzesvom22.Dezember2014(BGBl.IS.2417)geändertwordenist.