Für Gebäude CO2-Global-Budget - Rainer Vallentin
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CO2-Global-Budget
Rainer Vallentin Aktualisierung der Klimaschutzstandards für den deutschen Wohnbau
für Gebäude
1
Warum eine Aktualisierung?
Nach 10 Jahren ist es notwendig, die Klimaschutz-Szenarien CO2-Global-Budget für Gebäude
zum Wohngebäudepark Deutschlands zu überarbeiten und auf Im Vorfeld der Ausarbeitung der Klimaschutzszenarien war zu-
den neuesten Stand zu bringen. Dies betrifft zuallererst „tech- nächst zu definieren, wie ein umsetzbarer Weg aussieht, der
nische“ Anpassungen: die Pariser Klimaziele einhält. Dabei steht die Frage im Vor-
• Berücksichtigung der Bevölkerungs-, Haushalts- und dergrund, welche maximale Menge an Treibhausgasemissio-
Wohnflächenentwicklung im Zeitraum 2005 – 2018 und nen weltweit noch künftig in die Atmosphäre gelangen darf. Als
deren Fortschreibungen in Bevölkerungs- und Wohnungs- CO2-Global-Budgets werden diese Mengenangaben auf be-
prognosen, weil diese wesentliche Mengenkomponenten stimmte Klimalimits – z.B. 1,5-, 1,7- oder 2,0-Grad-Ziel – be-
in den Szenarien darstellen. zogen und verschiedenen Eintrittswahrscheinlichkeiten – z.B.
• Modellierung der Entwicklung der Heizstruktur im Zeitraum 33%, 50%, 67% bzw. 83% – zugeordnet (siehe Tabelle 1.1).
2005 - 2018, weil sich daraus wichtige Hinweise für
Strategien zur notwendigen Dekarbonisierung der Heiz- Die Menge an Treibhausgasen, die weltweit noch emittiert wer-
systeme bis 2050 ableiten lassen. Für die künftige Ent- den darf ist endlich und knapp bemessen. So knapp, dass nur
wicklung werden zusätzlich Szenarien anderer Autoren noch ein extrem kleiner Zeitraum verbleibt, um die derzeit ho-
herangezogen und auf Plausibilität hinsichtlich ihrer An- hen Emissionen auf Null zu führen.
wendung auf den Wohngebäudepark geprüft.
• Einarbeiten der Veränderungen der Stromerzeugungs- Über eine nationale und sektorale Zuordnung kann das CO2-
struktur Deutschlands seit 2005 und der Beschlüsse zum Budget schließlich für die Wohnnutzungen in Deutschland an-
Kohleausstieg. Hierzu werden Szenarien anderer Autoren gegeben werden. In dieser Studie wird das CO2-Budget für das
ausgewertet, die unterschiedliche Annahmen zur Substitu- Wohnen zum ersten Mal systematisch in Klimaschutzszenari-
ierung der heute brennstoffgestützten Systeme durch en angewendet und bildet dabei den zentralen Indikator. Von
Strom treffen. Dies betrifft insbesondere die künftige Wär- großem Vorteil ist hierbei, dass die klimarelevante Qualität ver-
meerzeugung (Wärmepumpen) und Mobilität (Elektromobi- schiedener Klimaschutzstrategien mit einer einfachen Kenn-
lität, erneuerbare Kraftstoffe) sowie Industrieprozesse. größe abgebildet werden kann.
• Abgleich mit Verbrauchsdaten zum Endenergiebedarf des
Wohngebäudeparks für Wärme und Strom mit Hilfe der Paris-kompatibles Bauen
Daten aus verschiedenen Veröffentlichungen. Ein Paris-kompatibles Bauen orientiert sich an den CO2-Bud-
• Abschätzung zum Stand der energetischen Sanierungen gets für Gebäude, die das 1,7 Grad-Limit mit einer Eintritts-
im Wohngebäudebestand aufgrund von Studien zur Sanie- wahrscheinlichkeit von 67 % einhalten können. Mit Hilfe von
rungsrate bzw. zur Sanierungstiefe. Langfristszenarien (2020 - 2070) lassen sich die konkreten An-
• Anpassung der Klimaziele der Aktualisierung an den völker- forderungen an die energetische Qualität von Neubauten so-
rechtlich verbindlichen Beschlüssen der Pariser Klimakon- wie für Modernisierungen im Bestand entwickeln und schließ-
ferenz 2015 mit Hilfe der CO2-Global-Budgets (SRU 2022). lich in Form von Klimaschutzstandards definieren.
3
Kernthesen
Die Kernaussagen der Szenarienstudie zum Klimaschutz im chergerechte Bilanzierung der Wohnnutzungen erfolgen. In
deutschen Wohngebäudepark lassen sich folgendermaßen den Szenarien werden grundlegende Handlungsoptionen ge-
zusammenfassen: genübergestellt. Dies betrifft einerseits das Zusammenspiel
von energetischen Qualitäten der Gebäudehüllen, Lüftung und
1 CO2-Global-Budget für Gebäude (Wohnnutzungen) Versorgungssysteme. Andererseits können hierbei auch ver-
Ein Bauen, das in Übereinstimmung mit den Pariser Klima- schiedene Umsetzungsstrategien und der Einfluss des Nutzer-
zielen steht, basiert auf den CO2-Global-Budgets, wie sie das verhaltens und des Klimawandels mit untersucht werden. We-
IPCC jüngst veröffentlicht hat (IPCC 2021). Die Menge an gen der großen Trägheit des Gebäudeparks in Bezug auf Ver-
Treibhausgasen, die noch global emittiert werden darf ist end- änderungsprozesse sind lange Zeiträume zu betrachten.
lich. Es steht nur noch ein extrem kleiner Zeitraum zu Verfü-
4 Differenzierte Modellierung des Wohngebäudeparks
gung, um die derzeit hohen Emissionen auf Null zu führen. An-
Für die Auswertung der Szenarien ist entscheidend, dass der
hand des Anteils Deutschlands an der Weltbevölkerung von
komplexe Wohngebäudebestand im Hinblick auf Gebäudety-
1,1 % und dem Anteil des Wohnens an den nationalen Treib-
pen (z.B. Ein- und Mehrfamilienhäuser), Baualter, Konstrukti-
hausgasemissionen von 25 % lässt sich für das 1,7-Grad-Ziel
onsarten und Eingriffsempfindlichkeit (Baudenkmale, bedingt
ein Pro-Kopf-Budget in Höhe von 23 Tonnen bestimmen. Dies
und voll sanierbarer Bestand) differenziert modelliert ist. Nur so
bildet die Grundlage für Bewertung der Szenarien.
lassen sich die unterschiedlichen Herangehensweisen im Neu-
2 Entwicklung der Treibhausgasemissionen seit 2005 bau und Bestand sowie die speziellen Umsetzungshemmnisse
Innerhalb der letzten 15 Jahre konnten die Pro-Kopf-Emissio- bei der energetischen Modernisierung angemessen abbilden.
nen durch die Wohnnutzungen kaum abgesenkt werden. Da-
5 Zentrale Ergebnisse
durch hat sich die Ausgangslage für einen effektiven Klima-
Die Referenzszenarien repräsentieren „Weiter-so“-Entwicklun-
schutz markant verschlechtert. Gründe hierfür sind fehlende
gen. Sie stehen in keinem Fall in Übereinstimmung mit den Pa-
Effizienzerfolge bei den Gebäuden (Hülle, Lüftung, Stromaus-
riser Klimazielen. Selbst mit dem Einsatz umfangreicher CO2-
stattungen) und die Dominanz fossiler Heizsysteme. Nur bei
Senken kann der notwendige Ausgleich nicht mehr hergestellt
der Stromerzeugung ist ein klimagerechter Pfad eingeleitet.
werden. Die Klimaschutzszenarien beinhalten die Umsetzung
3 Szenariengestützte Untersuchung einer hohen Qualität hinsichtlich Energieeffizienz und erneu-
Als Methode kommen in dieser Studie szenariobasierte Mo- erbarer Energien. Wegen des Stillstands der letzten 15 Jah-
dellrechnungen zum Einsatz. Zugrunde gelegt ist ein diffe- re wird hier jedoch nur ein grenzwertiger Klimaschutz erreicht,
renziertes Abbild des Wohngebäudeparks mit 52 Gebäudety- Unter günstigen Umsetzungsbedingungen und dem Einsatz
pen und aller energierelevanter Nutzungsarten des Wohnens von CO2-Senken ist eine Zielerreichung noch möglich. Bei den
(Raumwärme, Lüften, Warmwasser, sämtliche Stromanwen- Klimaschutz-Plus-Szenarien kommen ab 2030 zusätzlich tech-
dungen) sowie der zugeordneten Heizsysteme und der deut- nologische Fortschritte mit ins Spiel, die heute bereits in Form
schen Stromerzeugung. Auf dieser Basis kann eine verursa- von Prototypen oder Konzeptstudien existieren. Nur hier ist die
8
Einhaltung des 2-Grad-Budgets nachweisbar. Für einen voll- tig 1860 Mio t CO2-Äquivalente und ist damit fast so groß wie
wertigen Klimaschutz, der das 1,7-Grad-Budget nicht über- das 1,7-Grad-Budget. Zudem wäre das Energiesystem um ei-
schreitet ist zusätzlich der Einsatz von CO2-Senken in Höhe nen Faktor 3,4 größer, als im Szenario Klimaneutral 2050.
von ca. 0,7 - 1,0 Gt notwendig (Szenario Klimaneutral 2050).
9 Klimagerechtes Konsum- und Nutzerverhalten
6 Drei Hauptstrategien Unter dem Überbegriff Suffizienzstrategien werden unter-
Hohe Energieeffizienz, der Wechsel von fossilen zu erneuer- schiedliche Maßnahmen zusammengefasst, bei denen Frei-
baren Versorgungssystemen und die Schaffung von CO2-Sen- willigkeit und individuelle Beweggründe eine Rolle spielen. In
ken im Gebäude oder an anderen Orten stellen die drei unver- einer seperaten Szenarienfamilie wurde untersucht, welche
zichtbaren Hauptstrategien für den Paris-kompatiblen Umbau Beiträge durch ein klimagerechtes Nutzerverhalten (Absen-
des Wohngebäudeparks dar. kung der Raumtemperatur und des Warmwasserverbrauchs)
und durch andere Konsummuster (Akzeptieren kleinerer Woh-
7 Gelegenheiten für hohe Qualität nutzen
nungsgrößen, reduzierte Ausstattungen) erschlossen werden
Immer dann, wenn ein Neubau ansteht oder im Bestand eine
können. Der Einfluss ist vor allem in der Anfangsphase bis
Bau- oder Technikkomponenten instand zu setzen oder zu er-
2040 bedeutend.
neuern ist, ergibt sich die Gelegenheit eine hohe anstelle ei-
ner mittleren Qualität zu realisieren. Die hohe Qualität ent- 10 Systemdienlichkeit des Gebäudeparks
spricht der Güte des Passivhauskonzeptes (Wärmeschutz, Für den Klimaschutz ist es notwendig, den Gebäudepark als in-
Wärmerückgewinnung bei Lüftung, Stromeffizienz, erneuerba- tegralen Bestandteil des erneuerbaren Energiesystems zu ver-
res Heizsystem). Bei anstehenden Reparaturen bzw. dem Aus- stehen. Die Gebäude selbst und deren Versorgungssysteme
tausch ergibt sich die Gelegenheit von einem fossilen auf ein können darin Aufgaben des Lastmanagements und der Rück-
erneuerbares Heizsystem zu wechseln. Der Neubau und ener- verstromung saisonal gespeicherter Energie übernehmen.
getische Modernisierungen sollten darüber hinaus unter Ein-
11 Energieautonomie
satz von Holzbauweisen und nachwachsenden bzw. Recyc-
Mit den drei Hauptstrategien Erneuerbare, Effizienz und CO2-
ling-Baustoffen erfolgen. Damit können zugleich CO2-Senken
Senken gelingt es, sich aus der Abhängigkeit von fossilen Ener-
geschaffen und sicher eingelagert werden.
gieträgern zu befreien. Entscheidend ist die Effizienzstrategie,
8 UND-Strategien weil sie ermöglicht, das künftige erneuerbare Energiesystem
Für den Klimaschutz kommt es entscheidend darauf an, die gegenüber dem heutigen um einen Faktor vier zu verkleinern.
Strategien sinnvoll zu verknüpfen und diese nicht gegenein- Dies hat den Effekt, dass der Ausbau der erneuerbaren Energi-
ander auszuspielen. Insbesondere Effizienz und Erneuerbare en schneller erfolgt und dabei zudem die Belange des Umwelt-
lassen sich in der notwendigen Geschwindigkeit nur miteinan- und Kulturschutzes berücksichtigt werden können.
der realisieren. Sie stützen sich in der Analogie eines „Hebels“
12 Klimaökonomie
gegenseitig.
Für die erfolgreiche Umsetzung der Klimaschutzstrategien ist
Deutlich erkennbar wird dies an der „Effizienzlücke“, die bei eine grundlegend neue Ökonomie notwendig, die der Bean-
dem willkürlichen Weglassen der Effizienzstrategie entstehen spruchung von Umweltressourcen einen Preis zuordnet. Priva-
würde, wie dies z.B. im Konzeptansatz „Einfach Bauen“ (Nag- te und öffentliche Investitionen in Klimaschutz sind zu erleich-
ler et al. 2020) vorgeschlagen wird. Sie umfasst emissionssei- tern und gegebenfalls durch Förderungen zu unterstützen.
9
1 Zusammenfassung
Diese Studie verfolgt das Ziel aufzuzeigen, wie die konkrete 1.1 Paris-kompatibler Gebäudepark / Herleitung des
Umsetzung des Pariser Klimaschutzabkommens für den deut- CO2-Globalbudgets für Wohngebäude
schen Wohngebäudepark ausgestaltet werden kann.
Unter „Paris-Kompatibilität“ wird ein Klimaschutz verstanden,
Der Betrachtungsrahmen entspricht dem Sektor der privaten der in Übereinstimmung mit dem Pariser Klimaabkommen
Haushalte. Er wird jedoch verursachergerecht um die anteilige steht. Damit wird bewusst eine Abgrenzung von ungenau de-
Strom- und Fernwärmeversorgung erweitert, damit z.B. der an- finierten Klimaschutzkonzepten wie „Klimaneutraler Gebäude-
stehende Wandel weg von den fossilen Heizsystemen hin zu bestand“ oder „Klimagerechtes Bauen“ gesucht, die im Hinblick
Wärmepumpenheizungen und erneuerbarer Nah-/Fernwärme auf die Umsetzung und den Zeitpfad weitgehend unbestimmt
zutreffend abgebildet werden kann. Anders als in den gesetzli- bleiben. Die Operationalisierung des Pariser Klimaschutzziels
chen Energiebilanzierungsverfahren werden sämtliche Strom- erfolgt über das CO2-Global-Budget und seine nationale sowie
anwendungen in den Wohngebäuden mitbilanziert. Einerseits sektorale Zuordnung auf den deutschen Wohngebäudepark.
Tabelle 1.1
CO2-Global-Budgets ab 2020 für sind diese Bestandteil des Sektors der privaten Haushalte und
verschiedene Klimaschutzziele und andererseits stellen diese neben der Raumwärme das zweit- Das CO2-Global-Budget beschreibt, welche Kohlendioxidemis-
Eintrittswahrscheinlichkeiten gemäß wichtigste Handlungsfeld dar. Der Energieaufwand und die sionen in Zukunft noch weltweit ausgestossen werden dürfen
IPCC. Zuordnung der Pro-Kopf-
CO2-Budgets für Deutschland durch Treibhausgasemissionen der Baumaterialien und Bauprozes- um mit einer bestimmten Eintrittswahrscheinlichkeit ein vorge-
Zuweisung des 1,1%-Anteils an der se werden hingegen nicht mit bilanziert (1). gebenes Klimaziel (z.B. Überschreitung der globalen Mittel-
Weltbevölkerung. Für die Wohnnut- temperatur gegenüber vorindustriellem Stand um 2,0 bzw. 1,5
zungen kann davon ein Viertel in
Anspruch genommen werden. Zur
Auf der Bilanzierungsebene End- und Primärenergie sowie den Grad) einzuhalten (vgl. IPCC 2021, SfP, S. SPM-38). Die Zu-
besseren Orientierung ist der Pfad daraus resultierenden Treibhausgasemissionen beanspruchen ordnung des CO2-Global-Budgets auf Länder und Sektoren er-
C, der einen Paris-kompatiblen die Wohnnutzungen in den letzten Dekaden etwa 25 % der ge- fordert die Einbeziehung von Gerechtigkeitsgrundsätzen, kann
Klimaschutz repräsentiert, grau
samten Energiebedarfs bzw. des Global Warming Potentials also nicht auf objektiv-wissenschaftlicher Basis erfolgen. Hier
hinterlegt. Quellen: (IPCC 2021,
SfP, S. SPM-38) und eigene Be- (siehe Tab. 1.2). Sie stellen somit einen Schlüsselsektor für die hat sich als Bezugsgröße für die Verteilung auf Ländergrup-
rechnungen. nationale Klimaschutzstrategie Deutschlands dar. pen oder einzelne Nationen der Anteil an der Weltbevölkerung
allgemein durchgesetzt (2). Für Deutschland beträgt dieser
1,1 %. Unter Berücksichtigung des Anteils des Wohngebäu-
Klimaschutzziel CO2-Globalbudget ab 2020 Pro-Kopf-CO2-Budget Pro-Kopf-CO2-Budget
Pfad
(Wahrscheinlichkeit) (IPCC 2021) Deutschland ab 2020 Deutschland - Wohnen
deparks von 25 % an den klimarelevanten deutschen Gesam-
temissionen ergeben sich folgende wohngebäudebezogene
A 2 Grad (50 %) 1350 Gt 180 t/P 45,1 t/P CO2-Budgets (siehe Tabelle 1.1):
B 2 Grad (67%) 1150 Gt 154 t/P 38,5 t/P • 2-Grad (Eintrittswahrscheinlichkeit 50%): 45,1 t/P
C 1,7 Grad (67%) 700 Gt 93 t/P 23,3 t/P
• 2-Grad (Eintrittswahrscheinlichkeit 67%): 38,5 t/P
• 1,75-Grad (Eintrittswahrscheinlichkeit 67%): 23,3 t/P
D 1,5 Grad (67%) 400 Gt 53 t/P 13,3 t/P
• 1,5-Grad (Eintrittswahrscheinlichkeit 67%): 13,3 t/P
10
Die Spannbreite der Werte ist erheblich. Zugleich
Gebäude wird (Nutzung)
- Energie deutlich, Gebäude - Energie (Nutzung)
dass das Zeitfenster für einen Klimaschutz in Richtung des
Baumaterialien / Bauprozesse Treibhausgasemissionen Deutschland 2014 Baumaterialien / Bauprozesse
1,5-Grad-Ziels inzwischen sehr klein geworden ist. Eine „Wei-
Sonstige Emissionen Zuordnung Gebäude
(verursachergerechte
Bilanzierung)
Sonstige Emissionen
ter so“-Strategie ist in keinem Fall mehr möglich. Jede weitere
Verzögerung hat nun zur Folge, dass ein Klimaziel nach dem
anderen außer Reichweite für eine noch wirtschaftlich vertret- Energieverbrauch
bare Umsetzung wird. Am anschaulichsten werden diese Zu- Gebäudepark
ca. 297 Mio t/a
sammenhänge, indem man die Reichweite in Jahren angibt,
(33 %)
bis das jeweilige Budget aufgebraucht ist, wenn man die heuti-
gen Pro-Kopf-Emissionen (ca. 2,5 t/Pa) beibehalten würde:
• 2-Grad (Wahrscheinlichkeit 50%): 18 Jahre
Abbildung 1.1
• 2-Grad (Wahrscheinlichkeit 67%): 15 Jahre Treibhausgasemissionen
2014 in
• 1,7-Grad (Wahrscheinlichkeit 67%): 9 Jahre Deutschland und Zuordnung Ge-
Sonstige Baumaterialien +
• 1,5-Grad (Wahrscheinlichkeit 67%): 5 Jahre Emissionen Bauprozesse
bäudesektor getrennt nach Nutzung
(Wärme / Strom) und Emissionen
ca. 541 Mio t/a ca. 65 Mio t/a
für die Herstellung von Baumate-
Derzeit beansprucht der Gebäudesektor 40 % der Treibhaus- (60 %) (7 %)
rialien und Bauprozesse. Quelle:
gasemissionen Deutschlands. Davon entfallen mehr als 80 % (BBSR 2020, S.17)
auf die Nutzungsphase (Heizen, Lüften, Warmwasser- und
sämtliche Stromanwendungen in den Gebäuden) und etwa 20
% auf die Herstellung von Baumaterialien und Bauprozesse
Nutzung
(vgl. BBSR 2020, S. 17 und Darstellung Wohnen
in Abb. 1.1 und 1.2). Nutzung Wohnen
Nutzung Nichtwohnen Treibhausgasemissionen Gebäudesektor 2014 Nutzung Nichtwohnen
Damit sind die elementaren Materialien
Gewichtungen der/ Bauprozesse
Klimaschutz- Verteilung Nutzungsphase versus
Materialien/Bauprozesse
Materialien / Bauprozesse
strategien bereits vorgegeben: An erster Stelle steht die Re-
Materialien /
duktion der Treibhausgasemissionen in der Nutzungsphase, Bauprozesse
die fast vollständig mit den Energieanwendungen in den Ge- ca. 65 Mio t/a Nutzung
bäuden in Verbindung steht. Die Hauptstrategien hierbei sind (18 %) Wohngebäude
ca. 207 Mio t/a
Energieeffizienz und der Ausstieg aus den fossilen Wärme- (57 %)
und Stromerzeugungen. Gleichwohl ist zeitgleich eine Dekar-
bonisierung der Baustoffe und der Bauprozesse erforderlich.
Ihre anteilige Bedeutung wird im Zuge der kommenden Emissi-
onsminderungen in der Nutzungsphase tendenziell zunehmen
und der Aufbau einer CO2-armen Kreislaufwirtschaft viel Zeit
Nutzung
in Anspruch nehmen. Ferner ist zu erwarten, dass zur Steige- Nichtwohngebäude
Abbildung 1.2
Treibhausgasemissionen 2014 in
rung der Energieeffizienz und für den Ausbau der erneuerba- ca. 90 Mio t/a
Deutschland im Gebäudesektor bei
ren Energien ein vorübergehender Anstieg der materialbeding- (25 %)
verursachergerechten Zuordnung.
ten Emissionen erfolgt (vgl. BBRS 2020, S.27). Quelle: (BBSR 2020, S.17)
11
1
IST - Entwicklung 1990 - 2018 1.3 IST -Entwicklung der
Entwicklung 1990 CO2-Emissionen seit 1990
- 2018
Klimaschutz-Korridor Deutschland: Pro-Kopf-Treibhausgas-Emissionen (CO2-Äquivalente) Klimaschutz-Korridor
$ $ '$ *$#*( +$ ! $
Klimaschutz-Zielfeld Klimaschutz-Zielfeld / IST-Entwicklung
"&&,$* #,%,$! $ 1990 - 2018
$* $$* $)$ * Abb. 1.3. zeigt sind die CO2-Emissionen des deutschen
Wie Klimaschutz-Zielfeld
CO2-Senken (1,5 Grad-Ziel)
Wohngebäudeparks im Zeitraum 1990 - 2005 von ca. 3500 kg/
Pa auf ca. 3000 kg/Pa gesunken. Hierbei spielten u.a. die sog.
CO2-Äquivalent-Emissionen in kg/(Pa)
IST - Entwicklung
1990 - 2018 „Wall-Profit“-Effekte eine Rolle, d.h. die Erneuerung der emis-
sionsintensiven Strom- und Wärmeversorgung in den neuen
Bundesländern nach der Wiedervereinigung. Nach 2005 sind
Abbildung 1.3 Trendentwicklung
die Pro-Kopf-Emissionen durch die Wohnnutzungen hingegen
Pro-Kopf-Treibhausgasemissionen ca. 1500 kg/Pa (2050) kaum
noch gesunken. Bildlich gesprochen haben sie in einer
der privaten Haushalte im Zeitraum Pfad B
Pfad A
Seitwärtsbewegung den Klimaschutzkorridor verlassen. Die
1990 - 2018. Zur besseren Einord-
nung sind eine Trendentwicklung
Klimaschutz-
Pfad C
Ursachen hierfür sind (3):
Korridor
bis 2050 und der Klimaschutz-Kor-
• Der Neubau und die energetischen Modernisierungen mit
Klimaschutz-Zielfeld
ridor und das Klimaschutz-Zielfeld 125 - 500 kg/Pa „mittlerer Qualität“ (z.B. Anforderungen EnEV bzw. GEG,
mit dargestellt. Die CO2-Senken für Pfad D
Sanierung bestenfalls mit Niedrigenergiekomponenten)
den Pfad D sind grün hinterlegt.
Quelle: (UBA 2018) und eigene bewirkten nur geringe Effizienzfortschritte beim Endener-
Berechnungen. gieverbrauch pro Person.
• Die Sanierungsrate von 1 % ist zu niedrig, um im Bestand
1.2 Klimaschutzkorridor und -zielfeld eine durchgreifende Bedarfsreduzierung zu erreichen.
• Wegen dem stetig hinzu kommenden Neubau verharren
Zur Beurteilung der bisherigen Entwicklung und zur anschau- Endenergieverbrauch und Treibhausgasemissionen auf
lichen Analyse der Zuverlässigkeit von Klimaschutz-Minde- hohem Niveau.
Tab. 1.2 rungspfaden wurde in enger Anlehnung an (Kern 2016) ein Kli- • Der Anteil fossiler Energieträger beträgt bei der Wärmever-
Vergleich der CO2-Emissionen der maschutzkorridor in Verbindung mit einem Zielfeld entwickelt sorgung immer noch mehr als 85 %. Selbst im Neubau
privaten Haushalte mit den gesam- (siehe Abb. 1.3). Grundlage bilden die vier Klimaschutzpfade A werden weiterhin fossile Heizsysteme eingebaut.
ten CO2-Emissionen in Deutschland
2005, 2010 und 2015. Angaben - D, in denen die jeweiligen Pro-Kopf-Budgets aus Tabelle 1.1 • Die Kohleverstromung und zu geringe Erfolge bei der
als Absolutwerte in Mio t/a und als eingehalten sind. Sie haben somit einen direkten Bezug zum Stromeffizienz sind die größten Hemmnisse für einen wirk-
prozentualer Anteil. Quelle: (UBA CO2-Global-Budget. Der grau hinterlegte Klimaschutz-Korri- samen Klimaschutz im Strombereich.
2018).
dor ist als der Bereich zwischen den Pfaden B und C definiert, • Die umfangreichen und gleichzeitig kostenintensiven För-
CO2-Emissionen (Mio t) der für einen Paris-kompatiblen Klimaschutz steht. Das Ziel- derprogramme (z.B. KfW, Bafa) konnten in der Vergangen-
feld umfasst zusätzlich auch grenzwertige Entwicklungen, bei heit diese Trends nicht umkehren. Dominierend war hier
Jahr 2005 2010 2015 denen das 2-Grad-Ziel nur mit einer Eintrittswahrscheinlichkeit die Förderung des KfW-Effizienzhauses 55 (4).
Wohnen 220 221 213
von 50% erreicht würde. Für das 1,5-Grad-Ziel sind in jedem
Fall zusätzlich CO2-Senken notwendig, über die negative Emis- Die letzten 15 Jahre waren somit verlorene Jahre für den Kli-
Gesamt 867 832 796 sionen (z.B. durch Entfernen von CO2-Emissionen aus der At- maschutz. Als Folge hat sich der Gebäudepark von einem re-
mosphäre und langfristige Einlagerung) möglich sind. Diese lativ einfach umsetzbaren zu einem besonders kritischen Sek-
Anteil (%) 25,1 26,4 26,8
sind zur besseren Orientierung in Abb. 1.3 grün markiert. tor gewandelt.
12 1
1.4 Szenariengestützte Untersuchung formen, Bau- und Konstruktionsweisen, Baualtersklassen und
Eingriffsempfindlichkeit berücksichtigt. Unterschiedliche Hand-
Als Methode kommen in dieser Studie szenariobasierte Mo- lungsoptionen werden in Form von Szenarien gegenüberge-
dellrechnungen zum Einsatz (vgl. Vallentin 2011, Teil IV). Die stellt, in denen die energetische Qualität des Gebäude (Hül-
Untersuchung erfolgt über ein Kohortenmodell, in dem der le + Lüftungssystem) und die Wärme- sowie Stromversorgung
Wohngebäudepark über 52 Gebäudetypen abgebildet wird. nach übergeordneten Gesichtspunkten variiert werden.
Dabei kommt die IWU-Wohngebäudetypologie (IWU 2003 und
deren Aktualisierungen) zum Einsatz, die in leicht abgewandel- Szenarien erzählen eine Geschichte, indem sie denkbare künf-
ter Form und ergänzt mit Neubautypen ein hoch differenziertes tige Entwicklungen beschreiben. Dies erfolgt zumeist in ideal-
Abbild der Vielfalt des Wohngebäudeparks ermöglicht. Insbe- typischer Form, um die Szenarien klar gegeneinander abzu-
sondere wurden dabei die Aspekte Gebäude- und Nutzungs- grenzen. Besonderer Wert wird darauf gelegt, dass die in den
Szenario Heizwärme / Heizung Warmwasser Lüftung Haushaltsgeräte
Spezifischer Nutzenergiebedarf, Heiz- und Stromstruktur sowie energetische Qualität auf dem Stand von 1990,
Status quo
Mengenkomponenten (z.B. Wohnflächen, Haushalte) jedoch wie in allen anderen Szenarien
Energetische Verbesserungen orientieren sich an bisheriger Entwicklung (leichte Verschärfung EnEV bzw. GEG alle 3-4 Jahre für
Referenz Neubau und Sanierung), Ausstieg Ölheizungen bis 2070; Stromerzeugung gemäß "Energie-Referenz-Prognose" (ewi/gws/prognos
2014) Kohleverstromung endet 2038.
Fensterlüftung bis 2030
Moderate
Moderate Effizienzverbesserungen dominant; danach Abluft-
Effizienzverbesserungen
anlagen als Standard Tabelle 1.3:
Kurzcharakterisierung der vier
Energetische Qualitäten ab 2020: Orientierung am Kostenoptimum in Neubau (vgl. KliNaWo-Studie) und bei Sanierung (EnerPhit- Hauptszenarien gemäß den
Klimaschutz Standard); Ausstieg Ölheizungen bis 2060; Ausstieg Gasheizungen 2070; Stromerzeugung folgt "Szenario 2011 A" (Nitsch et al. Hauptanwendungsfeldern Heizung,
2012), Kohleverstromung endet 2035. Warmwasser, Lüftung und Haus-
haltsgeräte.
Ab 2020: Energetisch Wassersparende Armaturen, Ausstattung mit effizienten
Ab 2020: verstärkter Ausbau Der Ausstieg aus den Ölheizungen
gleichwertig mit Passivhaus- WW- Anschlüsse für Haushaltsgeräten, Leucht-
Lüftungsanlagen mit WRG, ab bedeutet konkret, dass ca. 25 - 30
Neubau bzw. EnerPhit- Waschmaschinen und mitteln und sonstigen Strom-
2030 wird dies Standard Jahre zuvor keine neue Ölhei-
Sanierungen Geschirrspüler geräten
zungen mehr im Neubau und bei
Instandsetzungen bzw. Erneuerun-
Wie Klimaschutzszenario, Berücksichtigung von absehbaren technologischen Verbesserungen bei allen Bau-und Technik- gen im Bestand eingebaut werden
Klimaschutz Plus komponenten; entspricht vermutlich dem Kostenoptimum ab 2030/2040; Ausstieg Ölheizungen 2050; Ausstieg Gasheizungen 2060; dürfen; im Effizienz-Szenario gilt
Stromerzeugung gemäß "Szenario 2013" (Nitsch 2013), Kohleverstromung endet 2030. dies demnach ab spätestens 2035
und im Effizienz-Plus-Szenario
wie Klimaschutzszenario plus ab 2025: Lüftungen mit WRG
Hocheffiziente Heizsysteme mit Hocheffiziente Ausstattung bei spätestens ab 2025. Die Dynamik
Dusch-WW-WRG sowie und hocheffizienten Ventila-
stark reduzierten Verteil- und allen Elektrogeräten plus der Heiz- und Stromerzeugungs-
hocheffizienter Wärme- toren plus CO2-gesteuerter
Speicherverlusten integriertes Lastmanagement struktur wird in Abschnitt 6 detailliert
speicherung und -verteilung Luftmengenregelung
behandelt.
13Szenarien dargestellten Handlungspfade in sich konsistent und Klimaschutz-Szenario
plausibel modelliert sind, um innere Widerspüche und Kombi- In diesem Zielszenario erfolgt der Neubau und die energeti-
nationen von Entwicklungen, die sich ausschließen (z.B. hohe schen Sanierungen in der Güte des Passivhauskonzepts und
Anteile Biomasseheizungen in einem gleichzeitig wenig effizi- orientieren sich damit an dem Kostenoptimum der Lebenszyk-
enten Gebäudepark jenseits der Verfügbarkeitsgrenze der Bio- luskosten, wie es z.B. in entsprechenden Studien zum Wohn-
masse) zu vermeiden. Anhand der späteren Auswertung der bau in Vorarlberg und Luxemburg detailliert ermittelt wurde
Szenarien soll schließlich geklärt werden, mit welchen Maß- (vgl. EIV 2018 und MdE 2014) (5). Dies beinhaltet einen sehr
nahmenkombinationen die Transformation des Wohngebäude- guten Wärmeschutz der Gebäudehülle inklusive Fenster und
parks gemäß den Pariser Klimazielen erfolgen kann. eine hochwertige Wärmerückgewinnung der Lüftung sowie
eine stromeffiziente Ausstattung der Wohngebäude mit Haus-
Es werden insgesamt vier Szenarien unterschieden, die fol- haltsgeräten und für Kommunikationselektronik, Beleuchtung,
gendermaßen charakterisiert werden können (siehe Tab. 1.3): Aufzüge, Hilfsaggregate. Aufgrund des zunehmend geringeren
Energiebedarfs der Gebäude können sich erneuerbare Heiz-
Status-quo-Szenario systeme spürbar schneller durchsetzen als im Referenzszena-
Im Status-quo-Szenario werden die energetischen Qualitäten rio. Auch der Wandel hin zu einer erneuerbaren Stromerzeu-
(Neubau und Sanierung) auf dem Stand des Jahres 1990 „ein- gung erfolgt hier schneller als im Referenzszenario. Weil künf-
gefroren“ und unverändert in der Zukunft fortgeführt. Die Men- tig neue Stromanwendungen hinzukommen (z.B. für Mobilität,
genkomponenten (z.B. Bevölkerung, Wohnflächen, Art und Wärmeerzeugung, Prozesswärme) ist eine hohe Stromeffizi-
Umfang von Elektroausstattungen) werden jedoch, wie in den enz Voraussetzung für eine derartige Entwicklung.
anderen Szenarien auch, weiterentwickelt. Das Status-quo-
Szenario dient aus methodischer Sicht als Referenz und Eich- Klimaschutz-Plus-Szenario
maßstab für die erzielten Effizienzsteigerungen und die Dekar- Neben den Maßnahmen des Klimaschutzszenarios werden
bonisierungserfolge in den anderen Szenarien. hier Technologieentwicklungen miteinbezogen, die derzeit
nur in Form von Protoypen bzw. Sonderlösungen oder theo-
Referenz-Szenario retischer Studien vorliegen (z.B. besonders energieeffiziente
Hier wird eine „Weiter-so-wie-bisher“-Entwicklung abgebildet. Fenster und Verglasungen auch für Anwendungen im Denk-
Es werden nur zurückhaltende Reaktionen von Politik, Gesell- malschutz, Duschwasser-Wärmerückgewinnung, Wärmepum-
schaft und Wirtschaft auf künftige Problemstellungen unter- pen mit emissionsarmen Kältemitteln usw.). Die Beobachtun-
stellt. Beispielsweise wird der Wärmeschutz der Gebäude auch gen der vergangenen Jahre haben gezeigt, dass diese Ent-
künftig nur zurückhaltend verbessert, wie dies in den Wärme- wicklungen viel schneller und durchgreifender erfolgen, als
schutzverordnungen, und später in den unterschiedlichen Fas- zunächst vermutet. Daher bestehen gute Gründe für die An-
sungen der EnEV und des GEG geschah. Eine Wärmerück- nahme, dass die hier beschriebenen Qualitäten und Neukom-
gewinnung der Lüftung kommt im gesamten Betrachtungszeit- ponenten tatsächlich in einigen Jahren allgemein zur Verfügung
raum nicht zum Einsatz. Die Stromeffizienz wird nicht über die stehen, wirtschaftlich eingesetzt werden und bereits 2030 dem
bisher zu beobachtenden Verbesserungen hinaus gesteigert. Kostenoptimum entsprechen können. Zusätzlich wird in die-
Der Wandel der Heizstruktur und Stromerzeugung erfolgt ent- sem Szenario ein schnellerer Ausstieg aus den fossilen Heiz-
sprechend den Entwicklungen der vergangenen 15 Jahre. systemen und aus der Kohleverstromung angenommen. Der
14Umfang der Stromerzeugung verdoppelt sich hier gegenüber schen Systems abläuft. Diese entsprechen den technischen
dem Klimaschutzszenario, u.a. weil hier der Einstieg in die er- Standzeiten und nicht den häufig verwendeten wirtschaftlichen
neuerbare Erzeugung von Wasserstoff bzw. Methan als saiso- Abschreibungszeiträumen, die i.d.R. deutlich kürzer sind. Aus
naler Speicher sowie für industrielle Zwecke sowie Flug- bzw. der mittleren Nutzungsdauer ergibt sich eine mittlere Standzeit
Schwerlastverkehr modelliert wird. von Baukomponenten von 50 - 60 Jahren und von 15 - 30 Jah-
ren bei Technikaggregaten. Letztere sind somit deutlich kürzer,
Kopplungsprinzip als Umsetzungsstrategie was einen Vorteil für die anstehenden Erneuerungsprozesse
Das sog. Kopplungsprinzip drückt aus, dass sich Gelegenhei- der Heizsysteme in Richtung Erneuerbare bedeutet.
ten für energetische Effizienzverbesserungen und den Wech-
sel von fossilen zu erneuerbaren Energiesystemen immer dann Einteilung der Wohngebäude in strategische Gruppen
ergeben, wenn eine Bau- bzw. ein Technikkomponente ohne- Die Wohngebäude werden im Kohortenmodell drei strategi-
hin instand zu setzen oder zu erneuern ist. Sobald z.B. eine schen Gruppen zugeordnet, für die szenarienabhänig differen-
Außenwand neu zu streichen oder der Putz auszubessern ist, zierte Umsetzungsbedingungen modelliert wurden:
kann in diesem Zuge eine Außendämmung aufgebracht wer- Denkmalgeschützter Bestand
1 Neubau ab 1990
den. Es sind aber auch andere Gelegenheiten denkbar, z.B.
2 Voll sanierbarer Bestand
Erweiterungen, Umbauten oder Nutzungsänderungen. Betont
3 Bedingt sanierbarer Bestand / Baudenkmale
werden soll an dieser Stelle, dass das Motiv der Energie-
einsparung oder des Klimaschutzes für sich genommen Die energetischen Umsetzungsniveaus an die strategischen
- mit wenigen noch zu benennenden Ausnahmen - nicht der Gruppen erfolgen in abgestufter Form. Vollumfängliche ener-
Auslöser für Effizienzverbesserungen oder den Umstieg getische Anforderungen werden nur im Neubau gestellt. Im
auf erneuerbare Energiesysteme sein kann oder soll. Bestand wird hingegen berücksichtigt, dass hier baukulturelle,
baupraktische und wirtschaftliche Restriktionen existieren.
Dafür sprechen vor allem ökonomische Gründe. In den meis-
ten Fällen ist nur dann eine Wirtschaftlichkeit der energetischen Der eingriffsempfindliche Gebäudebestand und die Son-
Maßnahmen gegeben. Es fallen keine zusätzlichen Rüstkosten derstellung der Baudenkmale
(z.B. Baustelleneinrichtung, Gerüst) an und der Restwert der An Baudenkmale und sonstige eingriffempfindliche Gebäude Bedingt sanierbarer Bestand
Konstruktionen wird nicht vorzeitig zerstört. Es ist aufschluss- werden vorab keine festgelegten energetischen Anforderun-
reich, dass Hausbesitzer von sich aus dieser ökonomischen gen gestellt und es besteht auch keine Pflicht einen Ausgleich
Vernunft folgen (vgl. Frondel et al. 2006, S. 89). Anderslauten- für die im Vergleich zum voll sanierbaren Bestand geringere
de Vorschläge kommen eher von außen, z.B. die Erhöhung der Energieeffizienz zu leisten. Bauliche Maßnahmen können dort
Sanierungrate deutlich über 2 % hinaus oder die sog. „Abriss- ohnehin nur einzelfallbezogen und in Abstimmung mit den
prämie“ für energetisch besonders schlechte Gebäude. Denkmalschutzbehörden erfolgen. Um hierbei auf der siche-
ren Seite zu agieren wurde der Anteil der eingriffsempfindli-
Mittlere Nutzungsdauern chen Gebäuden im Ausgangszustand mit ca. 10 % bewusst
Gemäß dem o.g. Kopplungsprinzip werden im Kohortenmo- sehr umfangreich gewählt und umfasst somit auch diejenigen
dell immer dann energetische Verbesserungen durchgeführt, Bestandsbauten, die aus technischen oder wirtschaftlichen
wenn die Nutzungszeit eines Bauteils oder eines haustechni- Gründen problematisch in der Umsetzung sind (6). Voll sanierbarer Bestand
15Wohnfläche 1.5 Wohnfläche
Wichtige Eck- und Rahmendaten
Anzahl Haushalte Deutschland-Wohnen: Entwicklung Mengenkomponenten
Anzahl Haushalte
Bevölkerung Ausgangsjahr 1990 Mengenkomponenten
Bevölkerung
Als „Antriebe“ für Veränderungen in den Szenarien sind insbe-
sondere Bevölkerung, die Zahl der Haushalte und die Wohn-
Entwicklung Mengenkomponenten in %
flächen wirksam. Besonders auffällig ist der stark überpropor-
#
tionale Zuwachs an Wohnflächen um 45 % im Zeitraum 1990
Abbildung 1.4 - 2020, während die Zahl der Haushalte im gleichen Zeitraum
Entwicklung von Bevölkerung,
Haushalten und der Wohnfläche
um 17 % und die Bevölkerung nur um 5 % angestiegen sind.
im Zeitraum 1990 - 2020 gemäß Das Wohnflächenwachstum ist nur zu einem geringeren Teil
statistischen Daten und Weiter-
mit der Vergrößerung der Bevölkerung und der Tendenz hin
entwicklung in den Szenarien. Die
zu kleineren Haushaltsgrößen erklärbar. Vielmehr spielen der
Entwicklungen sind prozentual
gegenüber dem Ausgangsjahr 1990 Remanenzeffekt und der steigende Wohnkonsum als Folge
(= 100 %) aufgetragen. Quellen: der Wohlstandsentwicklung seit 1960 eine entscheidende Rol-
(DESTASIS 2019, gbe-bund 2020, le. Aus Klimaschutzsicht wird zudem die stetige Zunahme der
gbe-bund 2021, BBSR 2015) und "" !
eigene Berechnungen; siehe hierzu Siedlungs- und Verkehrsflächen kritisch bewertet, die sich als
auch Abschnitt 3. Landnutzungsänderung in einer Verringerung der CO2-Senken
(LULUCF-Sektor) auswirkt.
Bei Betrachtung der Wohnflächenentwicklung, differenziert
Neubau seit 1990 nachNeubau seit 1990
den strategischen Gruppen, fällt auf, dass im Ausgangs-
Voll sanierbarer Bestand Wohnflächenentwicklung
- strategische Gruppen
Voll sanierbarer Bestand
zustand 1990 der voll sanierbare Bestand mit 90 % des Um-
Bedingt sanierbarer Bestand 1990
- 2070
fangsBedingt sanierbarerist.
dominierend Bestand
Der bedingt sanierbare Bestand macht
$% in etwa 10 % aus, wovon Baudenkmale einen Anteil von 2 %
$
beanspruchen. Im Betrachtungszeitraum sind die Abgänge aus
dem Bestand mit einer Quote von ca. 0,4-0,5 %/a an dem Ab-
& "
Wohnfläche in Mio m2/a
#%
sinken der Bestandswohnflächen sichtbar. Im bedingt sanier-
# !))
baren Bestand sind die Abgangsraten deutlich niedriger. Der
"% Neubau
gleicht zunächst diesen Abgang aus. Zeitgleich wer-
" den neue Wohnflächen geschaffen, die den Wohngebäude-
!%
park
bis 2050 immer umfangreicher machen. Aufgrund dieser
Gesamtentwicklung macht der Neubau ab 1990 im Jahr 2040
!
Abbildung 1.5 bereits mehr als die Hälfte des Wohngebäudestocks aus.
Entwicklung von der Wohnflächen, %
differenziert nach strategischen
In der Projektion nach 2020 setzt sich der Anstieg der Wohn-
Gruppen. (Quelle: IWU 2015 und !)) " " ! " " " # " $ " % " ' " (
IWU 2018) und eigene Berechnun- flächen noch bis etwa 2050 fort. Erst danach findet eine Stabi-
gen; siehe hierzu auch Abschnitt 3. lisierung auf hohem Niveau statt.
16 1Ausgangszustand Gebäude Fossile Brennstoffe Fossile Brennstoffe
Neben dem Umfang des Wohngebäudebestands ist auch der
Erneuerbare Wärme Deutschland:
Wohnnutzungen
Erneuerbare Wärme
energetische Ausgangszustand eine wichtige
Fernwärme Randbedingung. Grobanalyse
Wärmeversorgung
1990 - 2020 Fernwärme
Hierbei spielen auch Teilsanierungen in den(direkt+Wärmepumpen)
Strom letzten Jahren und Strom (direkt+Wärmepumpen)
Jahrzehnten eine Rolle, die jedoch nur schwierig zu erfassen
!
Anteil an Wärmeversorgung in %
sind. Die Festlegungen in der Modellierung des Wohngebäu-
deparks in den Szenarien basiert auf einer Untersuchung des
Instituts Wohnen und Umwelt (IWU 2018).
Für das Jahr 2010 werden in den Szenarien für den Ausgangs-
zustand des Wohngebäudeparks folgende nutzflächenbezo-
gene Kennwerte ausgewiesen:
• Spezifischer Jahresheizwärmebedarf; 127,5 kWh/m2a Abbildung 1.6
• Spezifischer Warmwasserbedarf: 14,4 kWh/m2a Grundzüge der Heizstruktur der
• Spezifischer Strombedarf: 31,0 kWh/m2a deutschen Wohngebäude im Zeit-
!! raum 1990 - 2020. Quellen: (IWU
• Spezifischer Endenergiebedarf: 203,6 kWh/m2a. 2018 und (BDEW 2019); siehe
hierzu auch Abschnitt 3.
Heizstruktur
Bei der Entwicklung der Wärmeversorgung (Abb. 1.6) zeigt
sich im Zeitraum von 1990 - 2020 eine starke Dominanz der
Fossile Stromerzeugung
fossilen Heizsysteme. Weil auch die Fernwärme- und Stromer- Fossile Stromerzeugung
Erneuerbare Stromerzeugung
zeugung überwiegend mit fossilen Energieträgern erfolgte, lag Deutschland:
Bruttostromerzeugung
Erneuerbare Stromerzeugung
Kernkraftwerke
der Anteil der erneuerbaren Wärmeversorgung im Jahr 1990 Grobanalyse
1990 - 2020
Kernkraftwerke
bei 93 % und konnte bis Jahr 2010 nurSonstige
auf 88,5 % abgesenkt Sonstige
werden und lag im Jahr 2020 immer noch bei 86,0 %.
Anteil an Stromerzeugung in %
Stromerzeugung
Deutlich dynamischer hat sich die Bruttostromerzeugung
Deutschlands in Richtung Erneuerbare entwickelt (Abb. 1.7).
Deren Anteil beträgt im Jahr 2020 bereits über 40 %. Für die
Wohnnutzungen spielt dies auch deshalb eine wichtige Rolle,
weil der Primärenergieeinsatz und die Treibhausgasemissio-
nen der Strom- gegenüber den Wärmenutzungen je Endener- Abbildung 1.7
gieeinheit viel höher ausfällt. Gleichzeitig findet der Ausstieg Grundzüge der Stromerzeugungs-
struktur Deutschlands im Zeitraum
aus der Kernenergienutzung statt. Weil diese Stromerzeugung
1990 - 2020. Quelle: (AG Energie-
zunächst zu ersetzen ist, zögert dies den Aufbau einer voll- bilanzen 2019); siehe hierzu auch
ständig erneuerbaren Stromversorgung hinaus. Abschnitt 3.
1
17$$
#
" "
$$
" $ $ " $
$
$$
#
"
$ $$ "
$
$
$$
Referenz-Szenario
" $
$
$$ 1.6 " $
Zentrale Ergebnisse
Referenz-Szenario
$
!
Klimaschutz-Szenario
$ Deutschland
$$
- Wohnen:
Jahresheizwärmebedarf
Klimaschutz-Szenario
$
2a#
$
$$
Klimaschutz-Plus-Szenario
$
" $ Standardszenarien
Im Folgenden werden die Ergebnisse der Szenarien in Kurz-
Klimaschutz-Plus-Szenario
$
"
$$
" $
$
$$ form zusammengestellt, die als Grundlage für die späteren
" $
!
$
$
$$ Handlungsempfehlungen
$
dienen. Als Neuerung gegenüber
$
kWh/m
$ $$ Dissertation wird hierbei ein Bezug zum CO2-Globalbudget
der $
$$ $ $$$ $$ $$ $$ $$ $$ $$ $ $
$$ $ $ und damit zu den Pariser Klimazielen hergestellt.
in T
$$
!
$ $ $
Jahres-Heizwärmebedarf
$
$ Entwicklung
Heizwärmebedarf
$$ $ $ $$ $ $$$ $$ $$ $$ $$ $$ $$ $ $
Im Wohngebäudepark dominiert derzeit mit einem Anteil von
$ ca.
73 % die Raumwärme den Nutzenergiebedarf. Danach fol-
$ gen mit 15 % die Stromanwendungen und die Warmwasser-
$$ $ $
Abbildung 1.8
$ $$$ $$ $$ $$ $$ $$ $$ $ $ bereitung mit 12 %. Für Klimaschutzpfade ist somit die Reduk-
Entwicklung des Jahresheizwär- tion des Heizwärmebedarfs aller Wohngebäude das zentrale
mebedarfs der deutschen Wohnge- Handlungsfeld. Die wesentlichen Maßnahmen bestehen in der
bäude im Zeitraum 1990 - 2070 in !!
TWh/a im Referenz-, Klimaschutz- Verbesserung des Wärmeschutzes der Gebäude und im Ein-
und Klimaschutz-Plus-Szenario. satz der Wärmerückgewinnung bei der Lüftung.
Im Referenzszenario kann der Heizwärmebedarf nach seinem
Höchstwert von ca. 470 TWh im Jahr 2010 in den folgenden
Neubau seit 1990 Neubau seit
Jahrzehnten 1990
nur wenig gesenkt werden. Im Jahr 2050 beträgt
Voll sanierbarer Bestand Jahresheizwärmebedarf
-
strategische
Gruppen die Reduktion mitBestand
Voll sanierbarer einem Heizwärmebedarf von ca. 370 TWh/a
Bedingt sanierbarer Bestand Vergleich 2010
-
Szenarien 2030 / 2050
gerade Bedingt sanierbarer
einmal Bestand
22% (Abb. 1.8). Ursache hierfür ist der Einsatz
"(( sog. „mittlerer Qualitäten“ (siehe Tab. 1.9) beim Wärmeschutz
und das weitgehende Fehlen der Wärmerückgewinnung bei
Jahres-Heizwärmebaderf in TWh/a
!"(
den Lüftungskonzepten. In den Klimaschutzszenarien gelingt
% ## '
!((
"(
hingegen bis 2050 eine starke Reduktion um 62 bzw. 71 %
## $$(
der Bedarfswerte für Raumheizung auf Werte von 180 TWh/a
((
im Klimaschutz- und auf 135 TWh/a im Klimaschutz-Plus-Sze-
#
"(
Abbildung 1.9 nario. Bei der differenzierten Betrachtung nach strategischen
((
Entwicklung des Jahresheizwärme- Gruppen
# (Abb. 1.9) ist erkennbar, dass der bedingt sanierbare
bedarfs der deutschen Wohngebäu- "(
de in den Jahren 2010, 2030 und
Bestand wegen seinem geringen Umfang kein substanzielles
((
2050 in TWh/a, differenziert nach Problem darstellt. In den beiden Klimaschutzszenarien wer-
strategischen Gruppen. Für 2030 "( den vor allem im Neubau seit 1990 und im voll sanierbaren
und 2050 sind die Werte im Refe- ( Bestand durchgreifende Minderungserfolge erreicht. Im Refe-
renz- (REF), Klimaschutz- (KS) und ( ( & &
Klimaschutz-Plus-Szenario (KS+) 2030 2050 renzszenario ist dies nicht der Fall. Das führt dort sogar zu
nebeneinander aufgetragen. einem Anstieg des Heizwärmebedarfs im Neubau nach 2010.
18 1Entwicklung des sonstigen Nutzenergiebedarfs
Raumwärme Raumwärme
Die Stromanwendungen in den Haushalten sind ein besonders
Warmwasser Deutschland:
Endenergiebedarf nach Anwendungen
Warmwasser
effektives und wirtschaftliches Handlungsfeld zur Senkung des
Gas für Kochen Vergleich 2010 -
Szenarien 2030
/ 2050 Gas für Kochen
Nutzenergiebedarfs der privaten Haushalte.
HilfsstromIm Referenzsze-
$((
Hilfsstrom
nario verändert sich der Strombedarf der Haushalte kaum, weil
Haushaltsstrom Haushaltsstrom
#((
durch zusätzliche Anwendungen und Ausstattungen die Effizi-
Endenergeibedarf in TWh/a
enzerfolge bei den Geräten bestenfalls kompensiert werden. In !((
""'
%
den Klimschutzszenarien hingegen kann durch die konsequen- ((
Abbildung 1.10
te Ausstattung der Haushalte mit stromeffizienten Geräten in "
Entwicklung des Nutzenergiebe-
((
etwa eine Halbierung des Strombedarfs erreicht werden.
darfs der deutschen Wohngebäude
(( in den Jahren 2010, 2030 und 2050
in TWh/a, getrennt für die Anwen-
Bei den Warmwasseranwendungen sind die Möglichkeiten für (( dungsfelder Raumwärme, Warm-
eine Verbesserung der Effizienz aufgrund von Hygieneanfor- wasser, Gas für Kochen, Hilfs- und
((
derungen und Komfortgewohnheiten deutlich geringer als bei Haushaltsstrom. Für 2030 und 2050
Raumwärme und Stromanwendungen. Im Klimaschutz-Plus- ( sind die Werte im Referenz- (REF),
( ( & & Klimaschutz- (KS) und Klimaschutz-
Szenario wird jedoch bis 2050, z.B. durch den Einsatz was- 2030 2050 Plus-Szenario (KS+) nebeneinan-
sersparende Armaturen und Duschwasser-Wärmerückgewin- der aufgetragen.
nung, immerhin eine Reduktion um 30 % erreicht.
Entwicklung Endenergiebedarf
Strom sind zusätzlich die
Bei der Endenergie (Abb. 1.10 und 1.11) Strom
Fernwärme
Wärmeverluste bei Erzeugung, Verteilung und Speicherung Deutschland-Wohnen: Endenergiebedarf
Endenergiebedarf - Energieträgermix
Wohngebäude Fernwärme
mitbilanziert. Die Grundtendenzen sindGeothermie
ähnlich wie beim Nut- 2010 +- Standardzenario
IST 2010 Standardszenarien2030
2030/ 2050
/ 2050 Geothermie
Solarwärme
zenergiebedarf. Dominierend ist die Raumwärme. Nur in den Solarwärme
800
Biomasse
Klimaschutzszenarien kann der Endenergiebedarf in allen An- Biomasse
700
Braun-
wendungsfeldern substanziell verringert und Steinkohle
werden. Gegenüber Braun- und Steinkohle
Endenergiebedarf in TWh/a
Endenergie in TWh/a
Erdgas
der Referenzentwicklung können hier die Wärmeverluste bei 600 Strom
Erdgas
Erzeugung, Verteilung und Speicherung Heizöl
durch sorgfältige Pla- Fernwärme Heizöl
500 Geothermie
nung, Vereinfachung der Heizsysteme und besseren Wärme- Solarwärme
400
schutz stark reduziert werden. Parallel dazu gelingt in den Kli- Biomasse
Abbildung 1.11
Kohle
maschutzszenarien ein schnellerer Ausstieg aus den fossilen 300 Entwicklung des Endenergiebedarfs
Erdgas
der deutschen Wohngebäude in
Energiesystemen. Dazu tragen entscheidend die geringeren 200 Heizöl
den Jahren 2010, 2030 und 2050
Energiebedarfswerte (z.B. wegen der einfacheren Quellener- in TWh/a, getrennt nach Energie-
100
schließung für Wärmepumpen) bei. Während im Referenzsze- trägern. Für 2030 und 2050 sind
0 die Werte im Referenz- (REF),
nario im Jahr 2050 immer noch fossile Heizsysteme dominie-
2010 REF KS KS + REF KS KS + Klimaschutz- (KS) und Klimaschutz-
ren, wird im Klimaschutz-Plus-Szenario nur noch ein kleiner 2030 2050 Plus-Szenario (KS+) nebeneinan-
Anteil der Wohngebäude mit Erdgas beheizt. der aufgetragen.
19
1$$
#
" "
$$
" $ $ " $
$
$$
#
"
$ $$ "
$
$
$$
Referenz-Szenario
" $
$
$$ Entwicklung
" $
Primärenergiebedarf
Referenz-Szenario
$
2 !
Klimaschutz-Szenario
$ Deutschland
$$ - Wohnen:
Pro-Kopf-Primärenergiebedarf
Im Primärenergiebedarf werden zusätzlich zur Endenergie
Klimaschutz-Szenario
$
#
$
$$
Klimaschutz-Plus-Szenario
$
" $ Standardszenarien alle"
vor- und nachgelagrten Prozesse der Energiebereitstel-
Klimaschutz-Plus-Szenario
$
$$
" $ $ lung" $
(z.B. Exploration, Förderung, Transport + übergeordnete
a
$$
!
! in kWh/m
$
$
$$ Verteilung,
$ Erstellung Kraftwerke und Heizzentralen und deren
$
$ $
$ späterer Rückbau) im Sinne des kumulierten Energieaufwands
$
$$ $ $$$ $$ $$ $$ $$ $$ $$ $ $
$$ $ $ $$ (KEA)
mitbilanziert. Es wird die gesamte Primärenergie ausge-
Primärenergiebedarf(gesamt)
$ $ wiesen, d.h. fossile, nukleare und erneuerbare Primärenergie
$
! $
$ werden zusammengefasst. Damit ergibt sich ein guter Beurtei-
$$ $ $
Abbildung 1.12 $$ $ $$$ $$ $$ $$ $$ $$ $$ $ $ lungsmaßstab, wie groß das Energiesystem für die Energiebe-
$
Entwicklung des gesamten Pro-
Ziel 2000-Watt-Gesellschaft reitstellung der Wohnnutzungen in den jeweiligen Szenarien
Kopf-Primärenergiebedarfs der $ W/P = 4380 kWh/Pa
500 sein
muss. Im Gegensatz zur Endenergie ist der gesamte Auf-
deutschen Wohngebäude im
$$ $ $
Zeitraum 1990 - 2070 in kWh/Pa im
$ $$$ $$ $$ $$ $$ $$ $$ $ $ wand für die Stromerzeugung mit enthalten.
Referenz-, Klimaschutz- und Klima-
schutz-Plus-Szenario. Zur besseren In Abb. 1.12 sind die Pro-Kopf-Werte des Primärenergieauf-
Orientierung ist der Kennwert der !!
2000-Watt-Gesellschaft (500 W = wandes der drei Szenarien gegenübergestellt. Im Referenz-
4380 kWh/Pa) mit aufgetragen. szenario kann der Primärenergiebedarf der Wohnnutzungen
im Zeitraum 2010 - 2050 von 13.500 auf 8.300 kWh/Pa und
damit nur um 38 % verringert werden. Mit einem Wert von 4700
kWh/Pa im Jahr 2050 wird im Klimaschutzszenario nahezu der
Strom Strom der 2000-Watt-Gesellschaft von 4380 kWh/Pa und
Kennwert
Fernwärme Deutschland-Wohnen: Primärenergiebedarf - Energieträgermix eine Fernwärme
Reduktion von 65 % erreicht. Im Klimaschutz-Plus-Sze-
Geothermie IST 2010 + Standardszenarien 2030 / 2050 narioGeothermie
liegt der Primärenergie-Kennwert bei 3100 kWh/Pa dann
Solarwärme $%"" Solarwärme
deutlich unter dem der 2000-Watt-Gesellschaft. Die Reduktion
) !
Primärenergiebedarf(gesamt) in TWh/a
Biomasse $$"" Biomassedem Ausgangswert im Jahr 2010 beträgt 77 %. Es
gegenüber
)
$"""
Braun- und Steinkohle Braun-
ist gut und Steinkohle
zu erkennen, dass das Energiesystem bei der Referen-
-"" )
Erdgas Erdgas
zentwicklung um einen Faktor 1,8 bzw. 2,6 größer ausfallen
,""
Heizöl Heizöl
müsste als im Klimaschutz- bzw. Klimaschutz-Plus-Szenario.
+""
*"" #
Abbildung 1.13 ("" Bei der Entwicklung des Energieträgermixes (Abb. 1.13) zei-
Entwicklung des gesamten Pri- '"" gen sich die gleichen Tendenzen wie bei der Endenergie, wo-
märenergiebedarfs der deutschen
Wohngebäude in den Jahren 2010, &"" bei die Stromerzeugung hier ein deutlich höheres Gewicht hat.
2030 und 2050 in TWh/a, getrennt %"" Die Transformation hin zu einem erneuerbaren und gleichzeitig
nach Energieträgern. Für 2030 und $"" effizienten Energiesystem gelingt nur in den Klimaschutzsze-
2050 sind die Werte im Referenz- " narien, während im Referenzszenario im Jahr 2050 hohe Be-
(REF), Klimaschutz- (KS) und %"$"
Klimaschutz-Plus-Szenario (KS+) 2030 2050
darfswerte mit einer dann immer noch dominant fossilen Ener-
nebeneinander aufgetragen. gieerzeugung verbunden bleiben.
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