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2009 06
Strom vom Dach
Photovoltaik-Nutzung mit neuen Rahmenbedingungen
Primärenergie – Endenergie – Bahnhof?
Wichtige Begriffs-Unterscheidungen bei der Bilanzierung
Kurz und (links) bündig Kurznachrichten mit Verweisen auf externe Quellen
Strom vom Dach
Für die zukünftige Stromversorgung wird die Photovoltaik einer der Hauptpfeiler sein. Attraktiv wurde die Stromerzeugung auf dem Dach durch das erste EEG (Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien), das ursprünglich eine Kilowattstunde eingespeisten PV-Strom mit etwa 1,- DM vergüten liess. PV-Anlagen, die damals vorrangig zur Eigen-Stromversorgung installiert worden waren, wurden in Folge für die reine Netzeinspeisung umgerüstet. Man produzierte den Öko-Strom also für die Allgemeinheit, welche die Vergütung über eine Umlage auf den durch die Netzbetreiber verkauften Strom finanzierte.
Vom EEG angeschoben, entwickelte sich in Deutschland eine starke Nachfrage und die deutschen Komponentenhersteller erreichten eine Führungsposition. Das Gesetz hat in Europa und weltweit Nachahmer gefunden.
2009 gibt die Neufassung des EEG einen Kurswechsel vor: die Eigenstromversorgung bzw. die lokale Verteilung von PV-Strom soll (wieder) eine grössere Rolle spielen. Das entlastet mit geringem technischen Aufwand die Netze.
Der Anreiz zur Eigenversorgung kommt von einem erstmals ausgezahlten Zuschuss für selbst verbrauchten "eigenen" PV-Strom von 25,01 Cent je Kilowattstunde (kWh) – garantiert für 20 Jahre und das Jahr der Inbetriebnahme. Diese Förderung ist für alle Anlagen möglich, die 2009 ans Netz gegangen sind oder noch ans Netz gehen. Jeweils zum Jahreswechsel wird die Förderung für künftige Neuanlagen etwas zurückgestuft. Auch diesen Anlagen ist aber wieder für 20 weitere Jahre die Vergütung sicher.
Die Anlagenpreise sinken ständig, so dass die Wirtschaftlichkeit gewährleistet bleibt. Gerade 2009 stehen die Chancen für die Inbetriebnahme höchst wirtschaftlicher Anlagen gut, da die Preise deutlich nach unten gehen.
Technische Voraussetzungen
Eine etwa 45° nach Süden geneigte Fläche bietet optimalen Ertrag. Lediglich eine Nachführung der Anlage nach dem Sonnenstand führt zu noch höherer Ausbeute. Wo ausreichend Fläche mit guter Neigung und Orientierung vorhanden ist, dürfte in der Regel eine fest installierte Anlage wirtschaftlicher sein. Ungünstiger als geringe Abweichungen von der optimalen Ausrichtung sind Teilverschattungen des Kollektorfeldes durch Schornsteine, Gauben, Antennen etc. Bisher fallen nicht nur die verschatteten Module, sondern gleich die jeweils in Serie geschalteten Modulgruppen (Strings) erheblich in der Leistung ab und ggf. gelingt die Einstellung des MPP (siehe unten) für die parallel geschalteten Strings auch nicht mehr. An einfachen Lösungen durch Bypass-Dioden und komplexen elektronischen Optimierungseinrichtungen wird aber in der Branche gearbeitet. Hingegen machen 15° Abweichung in der Neigung unter 3% und 20° Abweichung aus der Südrichtung unter 1% Ertragseinbusse – also fast nichts – aus (Werte nach DIN V 18599-8, Tabelle 11). Bedingt durch Umgebungsbebauung oder Bewuchs kann auch eine flacher geneigte Fläche den besseren Ertrag bringen, obwohl sie bei Sonnen-Höchststand in ungünstigerem Winkel bestrahlt wird, da sie bei diffuser Strahlung besser zur hellen Himmelsfläche hin weist.
Grundsätzlich arbeiten PV-Module effizienter, wenn sie kalt sind. Deshalb werden die höchsten elektrischen Leistungen nicht an den Tagen mit der intensivsten Strahlung erreicht, sondern dann, wenn bei intensiver Strahlung noch niedrige Temperaturen herrschen. Eine gute „Hinterlüftung“ des Kollektorfeldes erhöht deshalb den Ertrag. Das spricht gegen die Dachintegration der Module. Hier unterscheiden sich die PV-Anlagen also von tehrmischen Solaranlagen, die bei hohen Umgebungstemperaturen auch heisseres Wasser (genau: Wärmeträger-Flüssigkeit) liefern.
Die Spannung, die ein Solarmodul liefert, hängt vom Widerstand im Stromkreis ab. Im "Leerlauf" ist sie am höchsten, bei Kurzschluss erreicht sie den niedrigsten Wert. Der optimale „Arbeitspunkt“ liegt dazwischen und ergibt bei relativ hohen Werten von Spannung und Stromstärke die maximale Leistung. Der optimale Arbeitspunkt (MPP) wird durch den Wechselrichter „eingestellt“ und ständig der Strahlungsintensität nachgeführt.
Wechselrichter sorgen aber vor allem bei Netz-gekoppelten Anlagen dafür, dass der Gleichstrom aus dem Modulkreis in Wechselstrom für das Hausnetz oder das öffentliche Netz umgewandelt wird. Inselanlagen mit Speicherung der Energie in Batterien können komplett mit Gleichstrom und dann ohne Wechselrichter betrieben werden. Die Anbindung an 230V-Wechselstromnetze ist aber deutlich häufiger und auch Voraussetzung für die Förderungen aus dem EEG.
PV-Module werden meist aus Siliziumzellen aufgebaut, wobei monokristalline, polykristalline und amorphe Zellen unterschieden werden. Letztere werden zunehmend in Dünnschichtmodulen eingesetzt, die wesentlich weniger des teuren Rohstoffs benötigen. Sie weisen allerdings je Fläche den geringeren Ertrag auf, lohnen sich aber wegen erheblich niedrigerer Preise je Fläche ggf. dann, wenn ausreichend Fläche verfügbar ist. Dünnschicht-Module werden auch ganz ohne Silizium aus Cadmium-Tellurid-Zellen mit höheren Erträgen angeboten. Das Schwermetall Cadmium ist allerdings als „Umwelt-kritisch“ zku sehen, weshalb z.B. für die KfW-Finanzierung bereits bei der Antragstellung Entsorgungsnachweise verlangt werden.
Fördermittel
Die wirksamste Fördermassnahme ist die Vergütung des Stroms nach EEG. Entweder als klassische Einspeisevergütung von 43,01 Ct/kWh (§33). Diese gilt auch für "20+" Jahre (§ 20) und wird je nach der Marktentwicklung jährlich für die neu zu installierenden Anlagen herab gesetzt.
Die schon erwähnte Vergütung bei direktem Verbrauch von 25,01 Ct/kWh (§33 (2)) und unterliegt der Regression nach dem gleichen Prinzip.
Die Elektrizitätswerke Schönau (EWS) legen als Stromversorger auf die gesetzliche Vergütung (nur bei Einspeisung) für ihre Kunden 6 Ct/kWh nach, wenn der Geförderte – abhängig von der Leistung seiner Anlage – Neukunden wirbt, die mit ihrem Sonnencent die Zusatzvergütung finanzieren.
PV-Anlagen können mit dem Förderkredit „KfW-Programm Erneuerbare Energien – Standard“ der KfW finanziert werden. Der Zinssatz ist hier „risikogerecht“ nach Bonität des Kunden zwischen 4,33% eff. und 7,38% eff. 10 Jahre fest bei 20 Jahren Laufzeit und entsprechend geringer bei 10 und 5 Jahren Laufzeit.
Eine indirekte Förderung steckt in der neuen EnEV, die am 1. Oktober 2009 rechtskräftig wird: Nach §5 darf der PV-Strom (auch sonstiger regenerativ erzeugter Strom), der im zu errichtenden Gebäude (also Neubau) direkt verbraucht wird, vom Energiebedarf im Energieausweis abgezogen werden.
Wirtschaftlichkeit der Anlagen
Da die Vergütungssätze für 20 Jahre festgelegt sind, kann die Wirtschaftlichkeit bei angenommenen 20 Betriebsjahren im Voraus relativ gut berechnet werden. Die Zinsbindung des KfW-Kredits beträgt allerdings nur 10 Jahre und schafft so etwas Unsicherheit.
Wird die Anlage zur Eigen-Stromversorgung verwendet und nur der Überschuss ins öffentliche Netz eingespeist, so ist die Wirtschaftlichkeit vom Markt abhängig. Die ausbezahlte Vergütung und der vermiedene Einkauf aus dem Netz bilden dann gemeinsam den Nutzen, der dem Schuldendienst und den laufenden Kosten gegenüber steht.
Beispielrechnung Volleinspeisung
Als Beispiel soll eine Anlage in Freiburg auf einem Südwest-Dach (45° nach Westen gedreht) bei 45° Neigung mit einer Modulfläche von 50 m² dienen. Sie besteht aus 38 polykristallinen Silizium-Modulen mit insgesamt 6,65 kW Spitzenleistung („Peak“). Daraus ergibt sich bei den genannten Bedingungen ein jährlicher Ertrag von etwa 6.536 kWh.
Bei etwa 4.700 €/kW als typischem Preis bei dieser Grössenordnung kostet die Anlage komplett installiert etwa 32.000 € inklusive Mehrwertsteuer. Davon ist etwa 2% jährlich als Rücklage für Wartung und für Versicherung zu kalkulieren.
Im ersten betrachteten Fall wird der gesamte Ertrag zu 43,05 Ct/kWh eingespeist. Es wird ein Einspeisezähler benötigt, der hier zu 30,- €/Jahr Mietpreis berücksichtigt wird.
WICHTIG: sobald wenigstens ein Teil des Ertrags in das öffentliche Netz eingespeist wird, kann der Betrieb der Anlage als unternehmerische Tätigkeit gesehen werden, die zum Vorsteuerabzug berechtigt! Von den Anschaffungskosten ist daher nur der Nettowert von 26.891 € langfristig zu finanzieren. Eigenkapital wird in dieser Berechnung nicht eingesetzt. Es kann der Kredit „Erneuerbare Energien – Standard“ mit einem Nominalbetrag von 28.011,20 € bei 96% Auszahlung und zu einem günstigen Zinssatz von 4,35%/a nominal („Preisklasse C“) in Anspruch genommen werden.
Die ersten beiden Jahre wird der Kredit nicht getilgt, danach wird mit gleich bleibenden Zahlungen über weitere 18 Jahre abbezahlt. Das bedeutet für die Zeit der Zinsbindung 178,24 €/Monat als Belastung. Dem stehen die Einnahmen aus der Einspeisevergütung von monatlich 234,25 € gegenüber, von denen aber auch die Zählermiete und die Rücklage von 2% zu bezahlen ist. Als Deckungsbeitrag verbleiben 171,84 € jährlich. Die Einnahmen sind für das Jahr der Inbetriebnahme und 20 weitere Jahre garantiert (wenn der Ertrag erreicht wird). In den tilgungsfreien Jahren wird ein Polster aufgebaut, das bis zum Jahr 20 wieder geringer wird. Nach 20 Jahren ist der Kredit getilgt – im 21. Jahr sind die Einnahmen reiner Gewinn.
Die 21 Betriebsjahre (die Anlage ging am 1. Januar 2009 ans Netz) ergeben 1.181 € Überschuss, mit dem Bonus 4.449 €.
Beispielrechnung „vorrangige Eigenversorgung“
Der 4-Personen-Haushalt des Betreibers verbraucht im Jahr etwa 4.430 kWh Strom. Da ein Teil des Verbrauchs ausserhalb der Ertragszeit der PV-Anlage stattfindet und auch sonst gelegentlich die PV-Leistung nicht ausreichen wird, um den Haushalt zu versorgen, wird davon ausgegangen, dass 35% des benötigten Stroms zugekauft werden. Für 1.551 kWh fallen dann jährlich bei angenommenem Bruttopreis von 23 Cent/kWh 356,62 € Stromkosten an, was eine Einsparung gegenüber der ursprünglichen Stromrechnung von 662,29 € bedeutet. 2.880 kWh des erzeugten PV-Stroms werden selbst verbraucht, wofür 621,68 € Vergütung bezogen werden. Eingespeist werden 3.224 kWh für 1.386,64 €. Die Einnahmen betragen also insgesamt jährlich 2.008,33 €. Mit den Minderausgaben für Stromverbrauch stehen daher jährlich 2.670,61 € zur Deckung der Ausgaben zur Verfügung.
Für Rücklage/Versicherung und etwas mehr Zählermiete für einen aufwändigeren Zähler werden insgesamt jährlich 588,24 € benötigt. Es verbleiben als Deckungsbeitrag für den Schuldendienst jährlich 2.082,38 €.
Wir gehen wieder von 178,24 €/Monat Schuldendienst ab dem dritten Jahr der Laufzeit aus.
Die 21 Betriebsjahre ergeben 1.606 € Überschuss, mit dem Bonus 4.874 €.
Bei dem angenommenen Strompreis von 23 Ct/kWh sind also beide Modelle etwa gleich rentabel. Liegt der Strompreis im Betrachtungszeitraum höher – was sehr wahrscheinlich ist – so bringt die vorrangige Eigenversorgung Vorteile.
Da die Anlage im 20. Jahr abbezahlt wird, fallen danach unter Umständen hohe Gewinne an. Mit 2% jährlicher Rücklage ist es realistisch, dass die Anlage dann in gutem Zustand ist. Da die gesetzliche Einspeisevergütung dann entfällt, hängt der Gewinn dann vom Marktpreis für elektrischen Strom ab. Dabei ist der Eigenverbrauch wiederum günstiger zu beurteilen als der Verkauf.
Diese Rechnungen lassen sich mit Variationen der Grösse, Neigung und Ausrichtung so wie des Standorts mit Software-tools im internet durchführen. Bei der Energieagentur NRW sind Vorschläge zu den Kosten und Finanzierungsbedingungen voreingestellt, was auf Anhieb brauchbare Ergebnisse ermöglicht. Dagegen wird bei fotovoltaikshop die Kenntnis des Standort-abhängigen spezifischen Jahresertrags vorausgesetzt und dafür die Verzinsung der Erträge mit berücksichtigt.
Details zur Umsatzsteuer
Für die Wirtschaftlichkeit der Investition ist die Umsatzsteuer nicht nur ein Zünglein, sondern ein entscheidendes Gewicht auf der Waage. Bis vor kurzem war nicht geklärt, wie PV-Anlagen bei vorrangiger Eigenversorgung im Umsatzsteuer-Recht zu beurteilen sind. Jetzt wurde vom Bundes-Finanzministerium Klarheit geschaffen. Die wesentlichen Fakten:
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Für Netz-gekoppelte Anlagen (auch bei vorrangiger privater Eigenversorgung!) kann vom Betreiber der volle Vorsteuerabzug vorgenommen werden. Dann sind von 10.000 € brutto für eine 2kW-Anlage nämlich nur 8.400 € langfristig zu finanzieren, weil der Rest vom Finanzamt wieder kommt.
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Bei der Einspeisung wird an den Netzbetreiber die Vergütung zuzüglich Mehrwertsteuer berechnet und als vereinnahmte Umsatzsteuer an das Finanzamt abgeführt (oder die Kleinunternehmer-Regelung greift). Der Vorgang ist für den Betreiber letztlich USt-neutral, die 43 Cent bleiben 43 Cent.
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Der Eigenverbrauch unterliegt einer speziellen Regelung: Es wird buchhalterisch die gesamte Produktion an den Netzbetreiber verkauft und der Eigenverbrauch wieder dort eingekauft. Der Preis beim Verkauf entspricht der Einspeisevergütung, der "Preis" beim Rückkauf ist die Differenz zwischen Einspeise-Vergütung (43 Cent/kWh) und Eigenverbrauchs-Vergütung (25 Cent/kWh), also 18 Cent/kWh. Auf diesen wird vom Netzbetreiber die Mehrwertsteuer erhoben.
So hat der Eigenversorger letztlich Mehrwertsteuer auf genau den Wert bezahlt, der ihm durch den versäumten Verkauf entgangen ist.
Schlussfolgerung zur Wirtschaftlichkeit der Eigenversorgung
Die selbst verbrauchte Kilowattstunde „kostet“ 21,42 Cent, bestehend aus 18 Ct entgangenem Erlös und 3,42 Cent bezahlter Mehrwertsteuer. Sobald der Brutto-Einkaufspreis für Strom aus dem Netz über 21,42 Cent/kWh liegt, ist der Selbstverbrauch wirtschaftlich vorteilhaft.
Primärenergie, Endenergie – Bahnhof?
Wir wissen, dass beim Hobeln Späne fallen. Ähnliches geschieht auch bei Umwandlung und Transport von Energie. Es bleibt etwas auf der Strecke. Letztlich wollen wir ja nur, dass wir uns wohl fühlen. Auch thermische Behaglichkeit gehört dazu. Diese Behaglichkeit ist das Ziel bzw. der Nutzen der Heiztechnik und des Energieträger-Einsatzes. Der – zugegeben lange – folgende Artikel klärt nicht nur die Begriffe aus der Überschrift, sondern beschreibt dabei die wichtigsten Prozesse, die eine Energiebilanz im Wohnhaus beeinflussen und verschafft Ihne so die "Grundkompetenz" für die häusliche Energiespardebatte.
Nutzenergie – die letzte Stufe
Wir betrachten zunächst die Nutzenergie: Raumwärme und Wärme im erwärmten „Trinkwasser“. Wenn deren Bedarf geklärt ist, werden „rückwärts“ die zusätzlichen Energien bis hin zur Primärenergie berechnet. Dass zur Erhaltung einer behaglichen Temperatur im Raum überhaupt Energie zugeführt werden muss, liegt daran, dass ständig Wärme an die kältere Aussenluft abfliesst. In dem Mass, wie hier Wärmeverluste auftreten, muss Wärme – eine Form von Energie – nachgeliefert werden.
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„Passive solare Gewinne“ durch einfallendes Licht, das an den Wand- und Bodenflächen in den Räumen teilweise in Wärme umgewandelt wird. Auf die Mengen dieses Energieeintrags haben Grösse und Himmelsrichtung der Fensteröffnungen Einfluss. Wie weit diese Einträge als (gewünschte) Raumwärme nutzbar sind, also Heizenergie einsparen, hängt von den Wärmespeichereigenschaften und dem zeitlichen Verlauf der Aussentemperatur ab. Ist die Speicherfähigkeit zu gering, dann führt die einfallende Strahlung ggf. zur Überwärmung am Tag und verursacht sogar den Einsatz von Energie zur Kühlung. Wird sie statt dessen in den Bauteilen gespeichert, so steht sie gleichmässiger verteilt zur Verfügung und kann nachts den Heizenergiebedarf senken.
In geringerem Umfang und speziell auf Südfassaden finden auch Wärmeeinträge aus „opaken“ (nicht transparenten) Bauteilen statt, die von der Sonne beschienen werden. Für diesen Prozess kann sich Wärmedämmung sogar ungünstig auswirken. Den Königsweg zeigen Bauteile mit transparenter Wärmedämmung. Dabei wird die Sonnenstrahlung durch eine lichtdurchlässige Dämmschicht „eingefangen“ und erwärmt eine dunkle Bauteilschicht dahinter. Diese weist zum Raum hin einen geringen Wärmedurchgangswiderstand auf, erleichtert also den Übergang der Wärme ins Innere.
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„Interne Wärmegewinne“. Eigentlich sind sie Wärmeverluste der betriebenen Elektrogeräte und der Personen in den Räumen. Aus Sicht des Wärmebedarfs im Raum treten sie aber als Gewinne auf. Auch sie können nur dann erwünschte Beiträge liefern, wenn überhaupt Wärmebedarf besteht, also entsprechende Aussentemperaturen vorliegen und verursachen ansonsten wieder Kühlbedarf. Für Wohngebäude werden nach EnEV vereinfachend interne Wärmegewinne pauschal aus dem Gebäudevolumen berechnet. Für viele Typen von Nichtwohngebäuden sind in DIN V 18599-10 Rechenwerte je Nutzflächeneinheit oder nach Nutzerzahl vorgegeben.
Über die Höhe des Heizwärmebedarfs entscheiden nun als „treibende Kraft“ die „Heizgradtage“ und als „hemmende Kraft“ der Thermische Leitwert bzw. spezifische Wärmeverlust.
Für jeden Tag der Heizperiode wird die Differenz zwischen Heizgrenztemperatur und mittlerer Aussentemperatur (in Kelvin) mit der Tageslänge multipliziert. Haben wir an drei Tagen die Temperaturdifferenzen 6 K, 12 K und 11 K, so ergeben sich daraus 29 Kd (Kelvintage). Man kann das alles an Hand der Vornorm DIN V 4108-6 nachvollziehen, aber da sieht es noch viel komplizierter aus...
Wer selbst nicht rechnen will, behält vielleicht einfach in Erinnerung:
Heizwärmebedarf ist der Nutzwärmebedarf für Raumwärme abzüglich der solaren und internen Gewinne.
Endenergie – das Kind mit falschem Namen
Bei der Namensgebung muss hier etwas schief gelaufen sein. Sie steht mitten in der Prozesskette zwischen Primärenergie und Nutzenergie und wird Endenergie genannt. Herzlichen Glückwunsch! Eine brauchbare Bezeichnung wäre tatsächlich „Zwischenenergie“ oder vielleicht „Energieeinkauf“. Sie bezeichnet nämlich das, was als „Input“ in die Heizungsanlage muss, damit letztlich die Nutzenergie verfügbar wird. Sie wird in Form von Heizöl, Holzpellets etc. eingekauft. Ein Teil wird aber auch von der Sonne über thermische Solaranlagen dazu geschenkt.
Auf dem Weg vom Öltank (oder Pelletslager) zum geheizten Raum bzw. zum warmen Wasser am Wasserhahn wird ja „gehobelt“. Deshalb fallen Späne. Ich meine die Rückstände und Verluste:
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aus dem Heizkessel an den Heizraum
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aus dem Heizkessel als Wärme über den Schornstein
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in der „Asche“
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in unvollständig verbrannten Abgasen
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aus dem (schlecht gedämmten) Pufferspeicher und Trinkwasserspeicher
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in den (schlecht gedämmten) Leitungen zum Entnahmeort
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durch zu hohe Raumtemperaturen bei unpräziser Regelung
Ausserdem ist je nach Anlagentechnik zur Beschickung und zum Betrieb des Kessels, zur Beladung des Pufferspeichers, zur Umwälzung im Heizkreis, zur Trinkwasser-Zirkulation, zur Temperaturmischung, zur Raumtemperaturregelung... an zahlreichen Stellen mechanische Hilfsenergie erforderlich, die meist über elektrische Antriebe bereit gestellt wird.
Die oben genannten Verluste und die Hilfsenergie fallen zusätzlich zur eigentlich gewünschten Nutzenergie an und bilden mit ihr zusammen die Endenergie. Wenn man von einem „6-Liter-Haus“ spricht, so liegt nahe, dass man den Endenergiebedarf von 6 Litern Öl (je Quadratmeter der Energiebezugsfläche) meint. Weniger klar ist der Bezug schon beim „KfW-Energiesparhaus 60“. Sind die 60 kWh/m² nun Endenergiebedarf (im Sinn von 6 Litern Öl / m²), Nutzwärmebedarf oder Heizwärmebedarf? KfW-Energiesparhäuser gibt es in den aktuellen Förderprogrammen nicht mehr, weshalb die Antwort nicht so wichtig ist. Heute werden „KfW-Effizienzhäuser“ gefördert, nämlich Effizienzhaus 100 (Albausabierung), Effizienzhaus 70 (Altbau oder Neubau) und Effizienzhaus 55 (Neubau). Die Kennzahlen weisen hier aber nicht unmittelbar auf den Energiebedarf, sondern auf den Prozentsatz am zulässigen Bedarf von Neubauten nach EnEV 2007 hin. Dieser orientiert sich aber (unter anderem) an der Primärenergie.
Primärenergie – der Ausgangspunkt
Unter Endenergie habe ich schon beschrieben, dass Energie über verschiedene Energieträger ins Haus kommt. Zum Beispiel Brennstoff in Form von Holzpellets und Hilfsenergie in Form von Strom. Die Energiemengen kann man für beide Energieträger in Kilowattstunden ausdrücken. Eine simple Addition der Werte würde aber der Entstehungsgeschichte nicht gerecht und wäre zur Bewertung der Umwelteffekte nicht geeignet.
Die Energieträger haben selbst bereits Verluste „auf dem Konto“, wenn sie im Heizraum ankommen. Es handelt sich um den Aufwand bei Förderung (Ölbohrung, Holzeinschlag...), Verarbeitung (Raffinerie, Pelletproduktion...), Umwandlung (Kraftwerk) und Transport. Für die gängigen Energieträger wurden Primärenergiefaktoren berechnet, die zur primärenergetischen Bewertung der Energieträger nach EnEV verwendet werden:
| Energieträger | Primärenergiefaktor (DIN V 4701-10) |
| Heizöl EL | 1,1 |
| Erdgas, Stadtgas, Flüssiggas | 1,1 |
| Steinkohle | 1,1 |
| Stückholz, Hackschnitzel, Pellets | 0,2 |
| Strom | 2,7 |
| KWK regenerativ | 0 |
Üblich ist, dass durch Faktoren über 1 die Energieträger Aufschläge auf ihren verfügbaren Energieinhalt (bei Brennstoffen: Heizwert) erhalten. Ein Sonderfall sind Erneuerbare Energieträger wie in der Tabelle die Holz-Brennstoffe, die pauschal mit 0,2 bewertet werden, also einen Abschlag von 80% erhalten. Entsprechend wird auch für Beiträge, die Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung liefern, keine Primärenergie (ausser aus elektrischer Hilfsenergie) berücksichtigt. Es wird also hier ausschliesslich die Energie angerechnet, die zusätzlich in der Bearbeitung anfiel. Da bei Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) aus regenerativen Energieträgern auch noch Strom im Netz substituiert wird, der ansonsten hohe CO2-Emissionen und weitere Umweltbelastungen zur Folge hätte, wird die Primärenergie aus KWK sogar mit Null bewertet!
Die Primärenergie stellt so zu sagen den ökologischen Fussabdruck des Energiebedarfs eines Gebäudes dar. Deshalb richtet sich die Hauptforderung der Energieeinsparverordnung an den Primärenergiebedarf. Damit bewertet sie den eingesetzten Energieträger sehr stark. Eine Umstellung von Elektroheizung auf Holzheizung kann dabei durchaus zu einer Reduzierung von 90% führen. Parallel wird aber in der EnEV auch immer eine Anforderung an die Qualität der Gebäudehülle über den spezifischen Transmissionswärmeverlust gestellt.
Die Abbildung (kann nach Rechtsklick im Browser mit "anzeigen" grösser dargesetllt werden) zeigt beispielhaft ein Energiefluss-Diagramm eines Wohngebäudes von der Primärenergie (olivgrün) über die „End“energie (orange) zur Heizwärme (rosa). Die Breite des jeweiligen Blocks unten stellt den Zufluss an Energie aus dem vorgeschalteten System dar. Die untere Linie des orange-farbigen Bereichs zeigt also 66.600 kWh/a Endenergie, die (in den Heizraum) eingebracht werden. Von der erforderlichen Primärenergie mit 74.600 kWh/a fehlt hier bereits der rechts aussen liegende olivgrüne Pfeil mit 8.000 kWh/a Primärenergieverlusten durch Umwandlung, Transport etc.
Von 66.600 kWh/a „End“energie kommen nur 36.600 kWh/a als Heizwärme im Raum an. Die drei rechts aussen dargestellten Pfeile stehen für die Wärmeverluste bei der Erzeugung (Heizkessel) von 9.400 kWh/a und die Wärmeverluste der Trinkwasser-Erwärmung, die mit 17.400 kWh/a realistisch hoch sind. In diesem Schaubild ist auch die Nutzwärme im Trinkwasser wie ein Verlust dargestellt, da hier die Raumwärme zur Primärenergie in Bezug gesetzt werden soll. Von aussen (am linken Rand des Diagramms) kommen Solare Wärmegewinne und Interne Wärmegewinne als „kostenlosen Zuflüsse“, die gemeinsam mit der übrig bleibenden Heizwärme von 36.600 kWh/a die Nutzenergie von insgesamt 55.500 kWh/a darstellen.
Diese 55.500 kWh/a ergeben sich aus den Verlusten in gleicher Höhe, die durch die Spitzen des rosa Blocks dargestellt werden. Alles, was hier ausser „Wärmeverluste Lüftung“ genannt ist, sind Transmissionswärmeverluste. Hier wäre Wärmedämmung vor allem der Wandflächen ein Hebel, der angesetzt werden sollte, während die Dachflächen bereits geringe Verluste zeigen.
Bei der Energiebilanz wird dieses Diagramm quasi „rückwärts“, beginnend bei den Nutzenergie-Abflüssen bis hin zum Primärenergie-Einsatz aufgebaut.
Fazit
Jede einzelne Aussage dieser „zähen“ Darstellung zu behalten, ist nur für den notwendig, der selbst Energiebilanzen erstellen will. Für das Fazit genügen die zentralen Aussagen:
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Pauschal „Energiebedarfe“ von Gebäuden vergleichen, kann in die Irre führen. Die klare Unterscheidung von Nutzenergie, „End“energie und Primärenergie ist entscheidend. Äpfel mit Äpfeln und Birnen mit Birnen...
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Um den Primärenergiebedarf eines Gebäudes zu reduzieren, stehen zahlreiche „Stellschrauben“ zur Verfügung.
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Eine Effizienz-orientierte Beratung muss all diese Stellschrauben sorgfältig austesten.
Kurz und (links) bündig
Ausweis-Aushangpflicht für Nichtwohngebäude kommt
Der 1. Juli 2009 ist Stichtag: nach der noch gültigen EnEV 2007 entsteht die Pflicht zum Aushang des Energieausweises „für Gebäude mit mehr als 1.000 Quadratmetern Nutzfläche, in denen Behörden und sonstige Einrichtungen für eine große Anzahl von Menschen öffentliche Dienstleistungen erbringen und die deshalb von diesen Menschen häufig aufgesucht werden“.
Die Vorschrift gilt ausschlieslich für Nicht-Wohngebäude. Typische Beispiele sind Schulen, Rathäuser, Arbeitsagenturen und vergleichbare Verwaltungsgebäude.
Für bestehende Nichtwohngebäude besteht unabhängig vom Alter Wahlfreiheit zwischen dem Verbrauchs-basierten und dem Bedarfs-basierten Energieausweis.
In jedem Fall muss einer der beiden Ausweise ausgehängt und daher – wenn noch nicht vorhanden – erstellt werden. Dies gilt nach der Begründung des Bundeskabinetts zur Aushangpflicht ausdrücklich „anlassfrei“, also unabhängig davon, ob Gebäude veräussert, neu vermietet oder geändert werden.
Ein noch junger Zusammenschluss von Energieagenturen, Energieversorgern, der Ingenieurkammer und des Handwerkstags informiert zentral für Baden-Württemberg zum Energieausweis.
Die Aushangseite des preisgünstigen Verbrauchs-basierten Energieausweises gibt nur sehr grob Auskunft über die energetische Qualität.
Nobelpreisträger fordern schnelles Handeln
Dass die fossilen Energieträger nur noch für kurze Zeiträume zur Verfügung stehen, ist nicht mehr neu. Eine weitere Studie zur Klimaänderung macht nun deutlich, dass selbst die bis 2050 wirtschaftlich förderbaren Reserven höchstens zu einem Viertel verbraucht werden dürfen, wenn eine Erhöhung der globalen Mitteltemperatur von 2° unterschritten werden soll. Diese Marke wird als Grenze betrachtet, hinter der Katatrophen lauern, wie sie Menschen auf der Erde noch nicht erlebten. Die Studie stammt vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), einer zentralen Adresse für Wissen über den Klimawandel. Das PIK verweist auch auf das beim Symposium letzte Woche von über 20 Nobelpreisträgern einschliesslich des amerikanischen Energieministers Steven Chu unterzeichnete Memorandum, wo formuliert wurde, es „muss in einem Geist des Vertrauens jedes Land handeln und sich dabei darauf verlassen können, dass alle anderen Länder ebenso handeln werden.“
Für Gerangel um die Beiträge, die die einzelnen Staaten dazu bringen müssen, ist demnach keine Zeit. Die Ärmel sollten längst hochgekrempelt und der nationale Eigennutz überwunden sein...
Europa gibt Gas
Ganz im Sinn der Aufforderung der Nobelpreisträger handelt das Europäische Parlament: Die Gebäudeeffizienzrichtlinie soll dahin gehend geändert werden, dass ab 2019 Europa-weit Neubauten als Null-Energie-Häuser zu errichten sind, also die Energie“produktion“ aus erneuerbaren Quellen den Energie“verbrauch“ dieser Gebäude übersteigen muss.
Als hätten sie keinen Respekt vor den Nobelpreisträgern, antworteten die Spitzenverbände der Immobilienwirtschaft mit herunter gekrempelten Ärmeln: „Bezahlbare Null-Energie-Gebäude bereits ab dem Jahr 2019 sind illusorisch“. Ist eine globale Erwärmung von mehr als 2° bezahlbar? Der traditionelle Spruch scheint noch Gültigkeit zu haben: "Wes' Brot ich dess' Lied ich sing"...
Dazu passt auch, dass vom Deutschen Mieterbund andere Töne zu hören sind. Zur aktuellen Förderung und Modernisierungsaktivitäten heisst es dort: „Bei einem Bestand von fast 40 Millionen Wohnungen in Deutschland sind diese Modernisierungsmaßnahmen nur ein Tropfen auf den heißen Stein. Wird im gleichen Tempo weiter modernisiert, schaffen wir die Energie- und Klimawende nie“. So zu sagen: Nobel-Preis-verdächtig!
KEA auch
Also KEA, die Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg, gibt ebenfalls Gas. Sie will nicht warten, bis am 1. Oktober die neue EnEV höhere Anforderungen an den Wärmeschutz von sanierten Bestandsgebäuden stellt, sondern diese Anforderungen ab sofort für Objekte, die mit Mitteln des Konjunkturpaket II modernisiert werden, fordern. Es handle sich bei den neuen Anforderungen um Anpassungen an das gesamtwirtschaftliche Optimum. Weniger sei daher unwirtschaftlich.
Preiskarussell
Im letzten Denkzettel hatte ich gemeldet, dass der „übliche Preis“ für Strom an der Leipziger Börse auf Talfahrt sei. Diese Abfahrt hält noch an. Das BHKW-Infozentrum erwartet als Ergebnis des zweiten Quartals 2009 unter 3,5 Ct/kWh. Dieser Preis ist relavant für die Vergütung des Stroms., der aus kleinen Blockheizkraftwerken ins Netz gespeist wird.
Die Heizölpreise ziehen etwas an, die Pelletpreise sinken wieder. Die Zinssätze der KfW sind seit Monaten unverändert.
Die Grafik ist hier Bildschirm-füllend verfügbar
demnächst:
- Solarthermische Anlagen
- Förderprogramme für Nichtwohngebäude–
Bernhard Bauer-Ewert