NEK-Quartiere – Nachhaltige Nutzung erneuerbarer Energien für die Bereitstellung von Strom, Wärme und Kälte in Energie-konzepten für Gebäude und Quartiere unter Berücksichtigung der Gebäudeenergieeffizienz - Vorlaufforschung

Ein zentrales Strategieelement zum Gelingen der Energiewende besteht in der sukzessiven Dekarbonisierung des Gebäudesektors mit dem Ziel der Transformation des Gebäudesektors hin zu einem nahezu klimaneutralen Zustand im Jahr 2050. Die gemeinsame Betrachtung mehrerer Gebäude in einem Quartier als nächstgrößere Sub-Einheit des Gebäudebestands kann dabei helfen weitere Klimaschutzpotenziale zu heben und Einschränkungen auf Einzelgebäudeebene (z.B. Denkmalschutz) auszugleichen. Ziel ist es Energie und Infrastruktur im Quartier möglichst effizient zu nutzen, wozu Energiemanagementsysteme einen wichtigen Beitrag leisten können.

Die Studien »Klimaneutraler Gebäudebestand 2050« und das Hintergrundpapier zur »Energieeffizienzstrategie Gebäude« der Bundesregierung zeigen, dass eine Zielerreichung nur über den Zweiklang Steigerung der Energieeffizienz sowie Ausbau der Versorgung durch erneuerbare Energien zu erreichen sind. Ergebnis der beiden Studien ist allerdings auch, dass sowohl bei der Effizienz als auch beim Ausbau der erneuerbaren Energien gehörige Anstrengungen nötig sind. Keine der beiden Kategorien kann für sich die Ziele im Gebäudebereich erreichen, da beide Extrema in ihren Potenzialen beschränkt sind.

Regulatorische Anforderungen an das energetische Niveau von Neubauten bzw. Sanierungsmaßnahmen beschränken sich bisher in erster Linie auf den Energieverbrauch während der Nutzung der Gebäude (Nutzungsphase). Gleiches gilt für die Förderprogramme (insbesondere der KfW). Steigen jedoch die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz sowie die Anlagentechnik, führt dies in aller Regel auch zu einer Erhöhung des energetischen Aufwands während der Bauphase sowie ggf. auch der am Ende eines Gebäudelebens anfallende Aufwand für den Abriss, die Verwertung bzw. Entsorgung. Während also mit immer ambitionierteren Energiestandards der Energiebedarf während der Nutzungsphase sinkt, steigt der Energieaufwand für die Errichtung/Sanierung bzw. den Rückbau/Entsorgung. Damit gewinnt die Frage an Relevanz, ob bzw. ab welchen energetischen Anforderungen es gerechtfertigt ist, die Anforderungen (und ggf. die Förderprogramme) hinsichtlich Bilanzierungsraum über die Nutzungsphase hinaus auszuweiten. Ansätze der Ressourcenperspektive mehr Gewicht zu verleihen wurden und werden in den letzten Jahren schon verstärkt aufgegriffen, so beispielweise beim Vorhaben des Umweltbundesamts »Ressourcenschonendes und Treibhausgasneutrales Deutschland« oder dem Eigenprojekt des Öko-Instituts »Deutschland 2049 – Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Rohstoffwirtschaft«. Auch in diesem Projekt werden weitere Umweltziele und -kennzahlen auf Quartiersebene betrachtet und wenn nötig neu entwickelt.

Die Ziele des Vorhabens sind:

• Wege zu einem klimaneutralen Gebäudebestand aufzeigen, der im Sinne des Untersuchungsrahmens mit Mitteln des Planens, Bauens und Betreibens sowie der Quartiersentwicklung nachhaltig gestaltet wird.
• Definitionen klimaneutraler und nachhaltiger Gebäude und Quartiere entwickeln.
• Auftretende Zielkonflikte zwischen den Umweltzielen identifizieren und Lösungsansätze aufzeigen.
• Eine Abwägung zwischen Sanierung und Nutzung erneuerbarer Energien aus Sicht einer Lebenszyklusbetrachtung der entsprechenden Techniken ermöglichen.
• Mögliche Nutzen von Energiemanagementsystemen im Gebäude bzw. Quartier und entsprechende Anforderungen an diese darstellen.
• Die Ergebnisse zur Nutzung durch Planer, Bauherren/Eigentümer und Betreiber sowie in Leitfäden verfügbar machen.

Im Rahmen der Studie werden sowohl bestehende Quartiere detailliert untersucht und analysiert, sowie synthetische Quartiere für Abschätzungen für den gesamten Gebäudebestand generiert. Es werden verschiedene Parameterstudien und Sensitivitäten mit einem am Fraunhofer ISE entwickelten Optimierungstool für Quartiere durchgeführt.