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Umwandlung ineffizienter Gebäude in dezentrale Kraftwerke

Bildnachweis: Jason Finn / Shutterstock.com

In vielen entwickelten Teilen der Welt sind ältere Wohngebäude energieeffizient. Eine Renovierung, um sie effizienter zu gestalten, ist daher eine bedeutende Chance, den CO2-Ausstoß zu reduzieren.

Ein deutsches Startup namens ecoworks hat diese Idee weiterentwickelt und umweltfreundliche Gebäudelösungen entwickelt, darunter die Umwandlung renovierter Häuser in dezentrale Kraftwerke.

Wohngebäude machen derzeit etwa 40% des gesamten Energieverbrauchs in Europa und 36% der Treibhausgasemissionen während ihres gesamten Lebenszyklus aus. Ein Großteil davon wird veralteten, ineffizienten Gebäuden zugeschrieben. In Deutschland befinden sich rund 5 Millionen Häuser in Mehrfamilienhäusern, die vor 1978 gebaut wurden und daher modernisiert werden müssen.

Ecoworks wurde 2019 gegründet und nutzt industrielle Vorfertigung, digitale Techniken und energieeffiziente Systeme, um vierstöckige Mehrfamilienhäuser innerhalb weniger Wochen in energieeffiziente Gebäude umzuwandeln. Als Generalunternehmer kümmert sich ecoworks um das gesamte Modernisierungsprojekt: Einreichung von Genehmigungs- und Finanzierungsanträgen, Organisation von Arbeitsabläufen und Überwachung des Projekts auf der Baustelle. Nach Abschluss der Modernisierung wird ecoworks 15 Jahre lang als Energieversorger für das Gebäude fungieren.

Modernisierung ineffizienter Gebäude zur Emissionsreduzierung

Mit Blick auf die Energieeffizienz modernisiert das Startup die ineffiziente Gebäudehülle durch Erneuerung der Seiten, des Daches und der Fenster. Der Prozess umfasst auch die Kellerdeckenisolierung. Das Unternehmen verwendet neben vormontierten Gebäudetechnologien vorgefertigte Fassaden- und Dachkomponenten, um die Gesamtarbeitsbelastung um bis zu 80% zu reduzieren.

In der zweiten Phase wird das Wohngebäude durch die Installation von Sonnenkollektoren, Wärmespeichern und Wärmepumpen in eine einzigartige dezentrale Energieeinheit umgewandelt. Das ecoworks-Verfahren ist auf Erschwinglichkeit und kurze Bauzeiten ausgelegt, um ineffiziente Gebäude schnell klimaneutral und attraktiver zu machen.

Nach der Modernisierung würden die effizienten Gebäude mehr Strom produzieren, als die Bewohner für Warmwasser, Heizung und Strom benötigen. Der überschüssige Strom kann dann in das öffentliche Stromnetz zurückgespeist werden, wodurch diese Häuser dezentrale Kraftwerke erhalten.

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Die Klimaziele der Bundesregierung sehen eine Quote zur Effizienzsteigerung vor, die dreimal so hoch ist wie die derzeitige. Ein Ziel, das mit dem heutigen Baupersonal nur schwer zu erreichen ist. Weil 95% der Renovierungs- und Bauarbeiten in Deutschland von Hand ausgeführt werden und qualifizierte Bauarbeiter vor Ort zunehmend zu einem großen Engpass werden. Nach einigen Prognosen wird es in den kommenden Jahrzehnten eine Lücke von rund 100.000 qualifizierten Bauarbeitern geben.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, entwickelte das ecoworks-Team digitale Planungstechniken und Vorfertigungsmethoden, um ein Null-Null-Modernisierungssystem zu erreichen. Wenn die Nachfrage nach Modernisierung ohne Null steigt, würden Investitionen laut ecoworks zu langfristigen Kosteneinsparungen führen, idealerweise auf einem Niveau, auf dem die Vermieter ihre Renditeerwartungen erfüllen können und die Bewohner nicht von steigenden Wohnkosten überwältigt werden.

Wohngebäude in Deutschland machen etwa 35% des Endenergieverbrauchs und 30% der CO2-Emissionen des Landes aus. Um das Klimaziel zu erreichen, einen Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um 1,5 Grad Celsius zu verhindern, müssen ineffizientere Gebäude klimaneutral gemacht und die Bautätigkeiten mit möglichst geringen Emissionen abgeschlossen werden. Ecoworks hat seinerseits erklärt, dass es immer noch umweltfreundliche Baulösungen entwickelt, um die Modernisierungskosten zu senken, sodass eine schnelle Reduzierung der Emissionen aus dem Wohnungssektor wirtschaftlich machbar ist.

Die Debatte über dezentrale Solarenergie

Während das Konzept eines dezentralen Kraftwerks für viele Menschen attraktiv klingt, gab es einen erheblichen Rückgang, hauptsächlich aufgrund von Kostenbedenken. Kritiker weisen darauf hin, dass Solarmodule in Gewerbe- und Wohngebäuden im Vergleich zu großen Solaranlagen bis zu viermal so viel pro Watt kosten.

Befürworter sagen, dass diese vereinfachte und ähnliche Gleichungen unzählige Vorteile übersehen und Kosten vermeiden, die mit dezentralen Kraftwerken verbunden sind, die sich am oder in der Nähe des Bedarfspunkts befinden können, anstatt Hunderte von Kilometern entfernt zu sein. Der potenzielle Nutzen eines Stromnetzes mit einem wesentlichen Bestandteil der Dezentralisierung wurde den Bewohnern Nordkaliforniens im Jahr 2020 klar, als die Pacific Gas & Electric Company (PG & E) im Kampf gegen Waldbrände den Strom für etwa 750.000 Einwohner abschaltete. Da Stromleitungen Waldbrände verursachen können, sind Abschaltungen eine Lösung für die enorme Haftung von PG & E für die Zerstörung von Bränden in Kalifornien in den letzten Jahren.

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Während ein dezentraleres System Schließungen nicht vollständig beseitigen würde, können sie den Bedarf für sie verringern. In einem solchen Stromversorgungssystem würden eine verteilte Erzeugung und zugehörige Mikronetze kritische Lasten tragen.

Das Argument, dass Solarmodule auf dem Dach und dezentrale Kraftwerke den Bedarf an Stromleitungen verringern könnten, wurde im kalifornischen Übertragungsplan für 2017-2018 erheblich verstärkt, der 20 neue Übertragungsaufträge effektiv stornierte und 21 weitere aufgrund hoher Energieeffizienz und Solarenergie für Haushalte modifizierte . Prognosen über die Verlagerung von Vermögenssteuern mit erwarteten Kosteneinsparungen von 2,6 Mrd. USD.

Quellen und weiterführende Literatur

Tucker, C. ecoworks sammelt 5 Millionen Euro, um europäische Gebäude klimaneutral zu machen. EU-Startups. [Online] Verfügbar um: https://www.eu-startups.com/2020/04/ecoworks-collects-e5-million-to-make-european-buildings-carbon-neutral/

Roselund, C. Dezentralisierung ist mehr als ein Traum. pv Magazin. [Online] Verfügbar um: https://pv-magazine-usa.com/2019/10/10/another-system-is-possible-could-a-decentralized-grid-avoid-power-shutoffs/

O’Neil, C. Von unten nach oben: Entwurf eines dezentralen Stromversorgungssystems. NREL. [Online] Verfügbar um: https://www.nrel.gov/news/features/2019/from-the-bottom-up-designing-a-decentralized-power-system.html

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Verena Holland

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