Untersuchung zu den wirtschaftlichen Auswirkungen der aktuellen Festlegungen zur Energieeinsparung am Beispiel von Reihenhäusern

Diplomarbeit von Farshed Djobel

Einleitung:

Bestandteil der Diplomaufgabe ist es, sich mit den Grundlagen der Energieeinsparverordnungen bzw. EnEV 2007 sowie den dazugehörigen Normen auseinanderzusetzen.

Des Weiteren werden die Grundlagen der anderen Energiesparverordnungen bzw. -programme, wie die Hamburger Klimaschutzverordnung, KfW 60 und KfW 40, erklärt.

Außerdem erfolgt exemplarisch die Beschreibung eines Objektes: Der Energiesparnachweis nach der EnEV 2007 bzw. anderen Energiesparverordnungen bzw. -programmen für ein Mittelreihenhaus aus dem Projekt Zikadenweg. Mit den unterschiedlichen Varianten wird an diesem Beispiel eine optimale Variante zur Energiesparung gesucht.

Weiterer Bestandteil der Diplomarbeit ist der Vergleich von Mehrkosten, die die Erfüllung der o. g. Energie-Sparprogramme mit sich bringt, zu den zu erwartenden Minderkosten in Form von reduzierten Heizkosten. Förderzuschüsse werden dabei als Minderkosten genauso berücksichtigt bzw. anhand eines fiktiven Finanzierungsbeispiels in der monatlichen Bilanz sichtbar.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

Kapitel 3.3, Die ergänzenden energiesparenden Maßnahmen:

Regenerative Energiequellen (Erneuerbare Energie):

Die regenerative Energie wird von der Sonne nachgeliefert. Die erneuerbare Energie ist nicht so begrenzt wie die fossilen Energieträger. Sie kann ständig direkt vom Sonnenlicht oder indirekt von dem Wind, der Wasserkraft, den Wellen und der Biomasse geliefert werden. Außerdem wird sie aus anderen nichtfossilen Quellen wie Geothermie gespeist. Die Erzeugung von erneuerbarer Energie ist (abgesehen vom Bau der Kraftwerke) frei von CO2 und belastet die Umwelt nicht mit weiteren Schadstoffen. Bei der Herstellung, dem Transport und der Lagerung von den regenerativen Energien besteht ein geringes Umweltrisiko. Dieses stammt meist aus der Region, deshalb können lange Transporte vermieden werden. Die regenerativen Energiequellen sind, außer der Windenergie, derzeit noch nicht völlig konkurrenzfähig.

Die erneuerbaren Energien werden eine große Rolle in unserer Energieversorgung spielen, da bis Mitte des 21. Jahrhunderts 50% des deutschen Energiebedarfs durch regenerative Energie bereitgestellt werden soll.

Energieversorgungen aus Biomasse:

Die Biomasse liefert über 90% der Wärme aus regenerativen Energien und deckt cirka 5% des gesamten Energiebedarfs am Wärmemarkt ab. Dabei hat sich die Nachfrage besonders nach Pelletheizungen in Privathaushalten gesteigert. Biomasse wird auch in der so genannten Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt.

Biomasseenergie als regenerative Energie:

Biomasse kann als fester, flüssiger oder gasförmiger Bioenergie-Träger zur Bereitstellung von Wärme, zur Stromerzeugung oder als Kraftstoff eingesetzt werden.

Die Biomasse steht nicht unbegrenzt zur Verfügung (wie Windenergie) und zählt zu den nachwachsenden Rohstoffen. Biomasse entsteht durch die Umwandlung von Energie aus der Sonnenstrahlung mit Hilfe von Pflanzen über den Prozess der Photosynthese in organischer Materie. Biomasse stellt damit gespeicherte Sonnenenergie dar. Die Biomasse unterscheidet sich zu anderen Nutzungsarten der Sonnenenergie durch die Unabhängigkeit von den Zeiten der Sonneneinstrahlung.

Die Biomassen werden in vielen unterschiedlichen Arten benutzt, z. B. durch:

- die direkte Verbrennung von Holz und anderer Biomasse; - die Umwandlung durch Mikroorganismen in Biogas, das für Kraftwerke als Treibstoff oder zum Heizen verwendet werden kann; - die Umwandlung durch chemische Prozesse, z. B. in Biodiesel oder Alkohole.

Die zur Verwendung tauglichen biologischen Stoffe sind ebenfalls vielfältig, so können neben pflanzlichen Ölen und Früchten für Biodiesel auch die restlichen Teile der Pflanzen, wie Holz, Stroh usw. für z. B. BtL-Kraftstoff sowie tierische Exkremente für Biogas und biologische Siedlungsabfälle (Deponiegas) zur Gewinnung von Heizstoffen eingesetzt werden.

Biomasse ist als Nischen-Energiequelle sinnvoll, soweit sie Abfallprodukte land- und forstwirtschaftlicher Prozesse bzw. biologisch abbaubare Siedlungsabfälle nutzt und bei deren Beseitigung mithilft. Ein großmaßstäblicher Einsatz mit speziell hierzu erzeugter Biomasse, z. B. zur Umstellung von Dieselkraftstoff auf Biodiesel, scheitert weitgehend am enormen Flächenaufwand bei der Erzeugung der Biomasse. Zudem sind die ökologischen Belastungen bei der intensiven landwirtschaftlichen Nutzung problematisch. Nicht zuletzt ist die Ressource Biomasse durch die Erzeugungskapazität der Erde begrenzt (Energieeintrag der Sonne, verfügbare Fläche) und durch den Menschen schon in erheblichem Maß genutzt Der Mensch nutzt bereits ein Viertel der zur Verfügung stehenden Biomasse.

Energiereserven im Wald:

Bei der ungenutzten Waldholze liegen die großen Ausbaupotenziale der Bioenergie. Außerdem sind bei Stroh und Getreide sowie bei Anbau und Nutzung schnell wachsender Baumarten die großen Ausbaupotenziale der Bioenergie. Um eine maximale Effizienz zu erreichen, hat die Holzenergienutzung Priorität bei der Wärmeerzeugung sowie der KWK.

Wasserkraft Energiequelle:

Zu den ältesten Energiequellen der Menschheit gehört die Wasserkraft. Die Wasserkraft dient seit der Industrialisierung vor rund 100 Jahren hauptsächlich der Stromerzeugung. Heute beruht sie auf einer ausgereiften Technologie und stellt eine der bedeutendsten Energiequellen dar. Sie deckt bundesweit cirka 3,5% des Strombedarfs underzeugt 18% der elektrischen Energie weltweit.

Da der natürliche Wasserkreislauf von der Sonne angetrieben wird, ist Wasserkraft indirekt eine Form der Solarenergie.

Aufgrund des geografischen Standortfaktors ‘fließendes Gewässer’ sind Wasserkraftwerke hauptsächlich an Seen und Flüssen der Gebirge und Mittelgebirge angesiedelt. Somit bedeutet der Bau eines Kraftwerkes immer auch einen Eingriff in das ökologische Gleichgewicht der dort bestehenden Natur. Dies ist auch der Grund, warum in Deutschland die Zahl der Wasserkraftwerke in den letzten Jahren bei 8.000 anhielt, obwohl die Nachfrage nach Wasserenergie sehr groß ist.

Die Solarenergie:

Die Primärenergie, die von der Sonne auf die Erde eingestrahlt wird, ist Solarenergie. Die Solarenergie ist ca. 10.000-fach höher als der menschliche Energieverbrauch. Ein Teil der direkt und diffus auf die Erdoberfläche auftreffenden Solarenergie kann durch direkte Umwandlung in Strom (Photovoltaik) oder Wärme (Solarthermie) genutzt werden.

Es gibt in Deutschland meist die Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren zu benutzen. Während die Anschaffungskosten für die Flachkollektoren niedriger sind, zeichnen sich die Vakuumröhrenkollektoren durch höhere Wärmegewinnung aus. Die Kollektoranlagen, die nur der Warmwasserversorgung dienen, nennt man ‘solare Trinkwassererwärmung’. Die können bis zu 70% des jährlichen Wärmebedarfs für das Warmwasser beisteuern. Diese entspricht 10 bis 20% des Gesamtwärmebedarfs. Die Kollektoranlagen, die für Warmwasser und zur Unterstützung der Heizung sind, heißen ‘solare Kombi-Anlagen’. So eine Anlage kann 20 bis 30% des Gesamtwärmebedarfs im Jahr beitragen. Es bietet sich an Geschirrspül- und Waschmaschinen mit solarem Warmwasser zu betreiben.

In der Regel ist für 10 qm Wohnfläche mit etwa 1 qm Kollektorfläche zu rechnen. Eine Standardanlage für Trinkwassererwärmung kostet inkl. Montage ca. 4.000,00 bis 6.000,00 EURO (für 4 Personen). Für die Heizungsunterstützung mit Warmwasser ist mit ca. 8.000,00 bis 12.000,00 EURO inkl. Montage zu rechnen.

Das Solarprinzip für den Strom:

Der Strom, der mit Hilfe einer Photovoltaik-Anlage aus der Sonneneinstrahlung gewonnen wird, wird als Solarstrom bezeichnet. Die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie nennt man auch Photovoltaik. Die Umwandlung erfolgt über Solarzellen. Die Solarzellen bestehen aus zwei Siliziumschichten, die durch den Einschluss von Bor, Phosphat o. ä. (Dotierung) unterschiedliche elektrische Eigenschaften haben. An der Grenzfläche zwischen den Schichten bildet sich ein elektrisches Feld. Bei Bestrahlung der Solarzelle entstehen freie Ladungsträger, die durch das elektrische Feld getrennt werden. Dies führt zu einer elektrischen Spannung zwischen den Metallkontakten der Solarzelle. Wird nun ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, kann Strom fließen.