Der Energieverbrauch von Gebäuden muss sinken, das diktiert schon der Blick auf die Betriebskosten: Denn heute entfallen durchschnittlich 30 Prozent aller operativen Gebäudekosten auf Ausgaben für Energie. Dass dennoch nicht massenweise Bautrupps anrücken, um alte Wohngebäude, aber auch Verwaltungs- und Bürogebäude, Krankenhäuser, Universitäten, Fabriken und Supermärkte auf den energietechnischen Stand der Kunst zu hieven, hängt mit den abschreckend hohen Investitionskosten für die Sanierungen zusammen. Die Sanierungsquote müsste von einem auf mindestens zwei Prozent pro Jahr steigen, um den Gebäudebestand innerhalb einer sinnvollen Frist nachhaltig energetisch zu verbessern. Ob ein solcher Ruck durch Deutschland gehen wird, hängt aber in vielen Fällen von den gesetzlichen Vorgaben der Bundesregierung ab, die derzeit in der Diskussion sind.
Häuser, die Energieüberschüsse erzeugen
Geringere Fallzahlen, aber mehr Möglichkeiten bieten Neubauten, wie etwa das Vorzeigeprojekt Effizienzhaus-Plus in Berlin. Es ist mehr als nur ein Haus, vielmehr ein Forschungs-, Veranstaltungs- und Wohnprojekt, das auch Kleinkraftwerk, Wohlfühloase und Energiemanager sein will. Eine Familie, die aus 132 Bewerbern für das Projekt ausgelost wurde, wird das Haus ab März 2012 15 Monate lang bewohnen und dabei Daten für die wissenschaftliche Begleitforschung liefern, wie etwa zu Energiemanagement oder Stromnetzstabilisierung. Der Energiebedarf inklusive Elektromobil liegt bei 17.000 kWh, Energieüberschüsse, die das Haus dank seiner Solaranlage produziert, werden der Reihe nach erst in die Hausbatterie, dann in das Elektroauto und schließlich ins Netz gespeist. Nach Abschluss des Projekts soll das Haus schließlich in seine Einzelteile zerlegt und ein Teil der komplett recyclingfähigen Baustoffe von den Herstellern zurückgenommen und weiterverwendet werden.
Die Aufgabe der Elektromobilität
Generell wird die Rolle der Elektromobilität für nachhaltige Gebäudekonzepte heute immer stärker gesehen. Elektromobile, die in der Lage sind, bidirektional mit dem Netz zu interagieren, könnten als stationäre Speicher für die in Gebäuden erzeugte Elektrizität dienen und sogar zu virtuellen Kraftwerken zusammengefasst werden. Angesichts einer Aufbruchsstimmung in der Elektromobilität, die 23 Bewerbungen für voraussichtlich fünf Schaufensterprojekte hervorgebracht hat, ist es vielleicht kein Wunder, dass derzeit auch von der Gebäudeseite aus nach Synergien für die noch extrem teuren rollenden Energiespeicher nachgedacht wird.
Das Potenzial dafür ist da, verbrauchen doch Verkehr und Gebäude insgesamt rund 70 Prozent der Primärenergie in Deutschland. Der für beide Felder zuständige Bundesminister Dr. Peter Ramsauer sieht in seinem Ministerium denn auch die Werkbank für die praktische Umsetzung der Energiewende in Deutschland. Auf dem Kongress „Mobilität und Immobilität“ der Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft (VBW) Anfang Februar erklärte er, die Realisierung werde durch Finanzierungsfragen und Akzeptanzprobleme limitiert. Zusammen mit VBW-Hauptgeschäftsführer Bertram Brossardt forderte er rasche Entscheidungen bezüglich des EEG, des Stromnetzausbaus und der Förderungen für energetische Gebäudesanierung. So solle das Fördersystem des EEG angepasst werden, da die Mittel derzeit ineffizient und nicht marktorientiert eingesetzt werden.
Stadt in der Stadt
Klar ist, dass es nicht bei Einzelprojekten bleiben kann und die Pläne in größerem Stil umgesetzt werden müssen. Noch größere Effizienzpotenziale lassen sich erschließen, wenn man über die Grenzen einzelner Häuser hinausblickt. Denn über ihren gesamten Lebenszyklus bilden Gebäude komplexe verknüpfte Netzwerke. Ein „smartes“ Gebäude, das mit den verschiedenen Komponenten kommuniziert, führt diese Netzwerke zusammen, erfasst mit Sensoren die wesentlichen Betriebsdaten und bildet gemeinsam mit Aktoren die Grundlage für ein Gebäude-Management in Echtzeit.
„Wir nennen das Microgrid oder Minigrid“, sagt Hans-Hermann Junge, bei IBM Deutschland verantwortlich für das Thema Smarter Cities und Smarter Buildings. „Im Prinzip geht es darum, eine Stadt in der Stadt zu bauen.“ Beispiel gefällig? Am deutschen Hauptsitz von IBM in Ehningen arbeiten auf gut 65.000 Quadratmetern rund 3000 Mitarbeiter - von der „Einwohnerzahl“ her eher ein Dorf, aber die dafür nötige, bereitgestellte Infrastruktur würde selbst größeren Städten Ehre machen: „Wir haben dort zwei Hochverfügbarkeitsdatacenter, eine sehr große Kantine und entsprechende Arbeits- und Präsentationsbereiche“, beschreibt Dr. Gert Riegel, Sprecher der Geschäftsführung beim Facility-Management-Dienstleister HSG Zander IS, den Komplex. Nach Angaben von IBM handelt es sich dabei um eines der smartesten Bürogebäude Europas, das Einsparungen in Höhe von bis zu 35 Prozent der Gebäudenutzungskosten realisiert. Dort wurde in den vergangenen Jahren der „Best-Practice-Ansatz“ zu Smarter Builings und Smarter Cities entwickelt, der nun auch IBM-Kunden zugutekommen soll.
„Wir verstehen darunter im Wesentlichen fünf Module, die wir immer mit Software-Tools und Ingenieur-Know-how umsetzen“, so Riegel:
Ein Energiemanagementsystem soll die Kosten bei Einkauf, Erzeugung und Verbrauch darstellen und die Optimierung ermöglichen. Das Modul „Save Energy“ soll den Mitarbeitern bewusst machen, wo in ihrem Einflussbereich wie viel Energie verbraucht wird und sie dazu anhalten, durch Verhaltensänderungen Energie zu sparen und Lastspitzen zu vermeiden. E-Mobility lässt Elektrofahrzeuge mit internen Prozessabläufen interagieren, so dass etwa zur Mittagszeit rechtzeitig gefüllte Batterien Lastspitzen kappen können. Facilities Operations verringern die Kosten für infrastrukturelle und technische Dienste durch die Optimierung von Instandhaltungs- und Flächenmanagementprozessen, indem der Zustand aller Einrichtungen und Anlagen und Störungen kontinuierlich erfasst und die Wartung vorausschauend geplant werden. Das Space- and Portfolio-Management ermöglicht effizientes Wirtschaften und reduziert die benötigten Gebäudeflächen durch Optimierung der Arbeitsplatz- und Nutzungskonzepte.„Ein Quadratmeter, der nicht gemietet, gekauft oder gebaut wurde, ist der beste Quadratmeter aus Effizienzsicht“ unterstreicht Dr. Riegel den letzten Punkt. Bei IBM heißt das konkret: Neben herkömmlichen, aber optimierten Büroflächen findet man „nicht territoriale Bürokonzepte“, in denen der Büroraum abwechselnd von den gerade anwesenden Personen genutzt wird, und Heimarbeitsplätze.
Trotz dezentraler Energieerzeugung wird bei Bürogebäuden auf absehbare Zeit der Anschluss ans öffentliche Netz nicht zu vermeiden sein - und dabei liegt die Intelligenz darin, einen möglichst gleichmäßigen Lastgang zu formen, um günstige Preise aushandeln zu können. „Preisbildend ist das Lastprofil und seine Vorhersagbarkeit“, ist die Erfahrung von Arthur Dornburg, Geschäftsführer M+P Consulting. Der Auf- und Ausbau der Elektromobilität kann dank der Batteriespeicherkapazität helfen, Lastspitzen abzuschneiden. Wichtig ist aber, so Dornburg, keine Luftschlösser zu bauen, sondern mit realer und bezahlbarer Technik zu kalkulieren. „Unsere BHKW-Anlagen sind hocheffizient und wir setzen Elektromobilität ein - wir setzen die Energiewende dezentral um und zwar ohne Mehrkosten.“ Nun sei man dabei, den CO 2-Faktor weiter zu senken: „Wir haben vor, mittelfristig die Anlagen mit Biogas zu betreiben“, betont Dornburg. Das geht ähnlich wie mit Ökostrom durch ein Bilanzmodell, egal wo sich die Anlage tatsächlich befindet und erweist sich als sehr wirksam. „Biogas bringt einen großen Hebel in Richtung CO 2-Neutralität.“
Vom Gebäude zur Siedlung
Energetische Gebäudesanierung bei Altbauten und die Vernetzung von Gebäudetechnik bei Neubauten sind nur zwei Möglichkeiten, um das Potenzial zur Steigerung der Energieeffizienz auszuschöpfen, wie Prof. Dr.-Ing. Werner Lang, Leiter des Zentrums für energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen an der Technischen Universität München, auf dem VBW-Kongress verdeutlichte. Auch Siedlungsstrukturen haben einen Einfluss auf den Energieverbrauch, deshalb sei es in Zukunft sinnvoller, bei der Planung solcher Strukturen mit Energienutzungsplänen statt mit Flächennutzungsplänen zu arbeiten.
Wollen Sie mehr über nachhaltige Städte und Infrastruktur lesen? Urban 2.0, eine Schwesterzeitschrift von Energy 2.0, startet am 10. April 2012 (www.urban20.net/abo).
