Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- grundlagen:energiewirtschaft_und_oekologie:nullenergiehaus_und_nullheizenergiehaus [2023/08/17 10:50] – [Null-Heizenergie-Häuser] wfeist
+++ grundlagen:energiewirtschaft_und_oekologie:nullenergiehaus_und_nullheizenergiehaus [2023/08/17 11:41] (aktuell) – [Koppelung ist sinnvoll] wfeist
@@ Zeile 52: / Zeile 52: @@
 Auch das Notheizsystem konnte nach dieser zusätzlichen Reduzierung der Wärmeverluste vollständig abgeschaltet werden: Das Haus "heizte" sich nun allein durch die passive Solarenergienutzung und die ohnehin vorhandenen (sparsamen, gemessen bei 1,2 W/m²) inneren Wärmequellen [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie:Nullenergiehaus und Nullheizenergiehaus#Literatur|[FEIST 1995] ]]. Bei weiterer Reduzierung der internen Wärmequellen, z.B. durch effizientere Beleuchtung mit LED-Lampen der neuesten Generation, würde diese Option jedoch wieder in Frage gestellt (... und es steht außer Zweifel, dass es sinnvoll ist, hocheffiziente elektrische Systeme zu verwenden - denn diese werden ganzjährig betrieben, auch zu Zeiten, in denen die innere Wärmeabgabe unerwünscht ist).\\
-Was sich hier aber auch zeigt: In diesem Bereich von Heizwärmebedarfswerten unter 15 kWh/(m²a) beginnt es schwieriger zu werden, "Heizwärme" gegenüber anderen Energieflüssen im Gebäude methodisch sauber abzugrenzen: Wird z.B. ein 'gewöhnlicher", mittelmäßiger Kühlschrank eingesetzt, so liefert dieser im Innern freigesetzte Wärme - die höher ist, als es für diese Energiedienstleistung heute wirklich erforderlich ist. Diese zusätzlich interne 'freie' Wärme verringert aber im Winter den Bedarf an Heizwärme. Mit ineffizienten sonstigen Stromanwendungen ließe sich dann das Ziel "wirklich Null-Heizenergie" sozusagen leichter erreichen.\\
+Was sich hier aber auch zeigt: In diesem Bereich von Heizwärmebedarfswerten unter 15 kWh/(m²a) beginnt es schwieriger zu werden, "Heizwärme" gegenüber anderen Energieflüssen im Gebäude methodisch sauber abzugrenzen: Wird z.B. ein 'gewöhnlicher', mittelmäßiger Kühlschrank eingesetzt, so liefert dieser im Innern freigesetzte Wärme - die höher ist, als es für diese Energiedienstleistung heute wirklich erforderlich ist. Diese zusätzlich interne 'freie' Wärme verringert aber im Winter den Bedarf an Heizwärme. Mit ineffizienten sonstigen Stromanwendungen ließe sich dann das Ziel "wirklich Null-Heizenergie" sozusagen leichter erreichen.\\
-Mit fortschreitender Weiterentwicklung der Passivhauskomponenten wird es in Zukunft rein technisch immer leichter fallen, Nullheizenergiehäuser zu bauen. Diese Entwicklung könnte sich zwanglos an den Passivhausstandard anschließen. Freilich muss es erlaubt sein zu fragen, ob eine weitere Reduzierung von praktisch bedeutungslosen 15 kWh/(m²a) auf "exakt" Null eine ökonomische oder ökologische Bedeutung hat. Den Stromanschluss braucht das Haus in jedem Fall weiterhin, denn auf Kühlschrank, Wasch- und Spülmaschine, Licht und das Internet will niemand verzichten. Aber auch ein vollständig "energieautarkes Haus" ist heute technisch durch den Einsatz von (sehr viel) Photovoltaik, höchster Effizienz aller Systeme und hauseigenen saisonalen Speichern möglich. Der dazu gehörige Aufwand ist allerdings dann extrem hoch, insbesondere, die saisonale Speicherung betreffend. Eine Frage, die sich dann unmittelbar stellt: Solche vollständig autarke Lösungen am individuellen Gebäude haben notwendigerweise über große Zeiträume einen hohen Überschuss an Erneuerbarer Energie; z.B. in einer sonnenreichen Sommerwoche, unvermeidbar mehr, als im Gebäude sinnvoll verwendet werden kann((Die Speicherbeladung eingeschlossen)). Denken wir kurz an die ursprüngliche Aufgabenstellung zurück, nämlich die Umsetzung eines nachhaltigen Energiesystems, so wird sich hier, allein für die Verfügbarmachung dieser Überschüsse, ein Anschluss z.B. an das Stromnetz geradezu aufdrängen. Spätestens an dieser Stelle wird überdeutlich, warum die Zielsetzung "Autarkie" für ein einzelnes Gebäude eher fragwürdig ist: Denn, wenn "Bob" seine Überschüsse ans Netz liefert - ist es genauso sinnvoll, dass Bob dann Strom aus dem Netzt entnimmt, wenn das für ihn eine weitaus einfachere Lösung ist, solange nämlich "Alice" und andere Überschüsse einspeisen((Das hier Ausgeführte illustriert im Grunde nur noch einmal, warum z.B. ein Stromnetz eine hervorragende Idee darstellt - und das bekommt für eine weitgehend mit erneuerbarer Energie betriebene Wirtschaft ein noch weitaus höhere Bedeutung))      .\\
+Mit fortschreitender Weiterentwicklung der Passivhauskomponenten wird es in Zukunft rein technisch immer leichter fallen, Nullheizenergiehäuser zu bauen. Diese Entwicklung könnte sich zwanglos an den Passivhausstandard anschließen. Freilich muss es erlaubt sein zu fragen, ob eine weitere Reduzierung von praktisch bedeutungslosen 15 kWh/(m²a) auf "exakt" Null eine ökonomische oder ökologische Bedeutung hat. Den Stromanschluss braucht das Haus in jedem Fall weiterhin, denn auf Kühlschrank, Wasch- und Spülmaschine, Licht und das Internet will niemand verzichten. Aber auch ein vollständig "energieautarkes Haus" ist heute technisch durch den Einsatz von (sehr viel) Photovoltaik, höchster Effizienz aller Systeme und hauseigenen saisonalen Speichern möglich. Der dazu gehörige Aufwand ist allerdings dann extrem hoch, insbesondere, die saisonale Speicherung betreffend. Eine Frage, die sich dann unmittelbar stellt: Solche vollständig autarke Lösungen am individuellen Gebäude haben notwendigerweise über große Zeiträume einen hohen Überschuss an Erneuerbarer Energie; z.B. in einer sonnenreichen Sommerwoche, unvermeidbar mehr, als im Gebäude sinnvoll verwendet werden kann((Die Speicherbeladung eingeschlossen)). Denken wir kurz an die ursprüngliche Aufgabenstellung zurück, nämlich die Umsetzung eines nachhaltigen Energiesystems, so wird sich hier, allein für die Verfügbarmachung dieser Überschüsse, ein Anschluss z.B. an das Stromnetz geradezu aufdrängen. Spätestens an dieser Stelle wird überdeutlich, warum die Zielsetzung "Autarkie" für ein einzelnes Gebäude eher fragwürdig ist: Denn, wenn "Bob" seine Überschüsse ans Netz liefert - ist es genauso sinnvoll, dass Bob dann Strom aus dem Netz entnimmt, wenn das für ihn eine weitaus einfachere Lösung ist, solange nämlich "Alice" und andere Überschüsse einspeisen((Das hier Ausgeführte illustriert im Grunde nur noch einmal, warum z.B. ein Stromnetz eine hervorragende Idee darstellt - und das bekommt für eine weitgehend mit erneuerbarer Energie betriebene Wirtschaft ein noch weitaus höhere Bedeutung))      .\\
-Auch ökologisch gesehen ist es nicht erforderlich, den Energiebedarf weiter zu verringern als für eine nachhaltige Versorgung mit umweltverträglich verfügbaren Energiequellen erforderlich. Dazu muss, im Vergleich zu den heutigen extrem hohen Bedarfswerten, der künftige Energiebedarf "nahezu Null" sein - diese Aussage ist richtig, aber nur, weil die heutigen Verbrauchswerte so extrem hoch sind. "Nahezu Null"((im Vergleich zu heute)) erfordert aber eben gerade nicht "exakt gleich Null"; das ist ein Fehlschluss, der zu einem anderen Extrem führt. "Nahezu Null im Vergleich zum heutigen Verbrauch" bedeutet nichts anderes als "gerade so gering, dass eine nachhaltige Versorgung möglich ist". Und genau das wird mit dem Passivhaus Standard (in Bezug auf die Heizung im Neubau)((und mit EnerPHit in Bezug auf Heizung in bestehenden Gebäuden)) erreicht; und es wird auch in Bezug auf die anderen Energieanwendungen der bisher systematisch untersuchten Bauaufgaben erreicht - das Passivhaus ist bereits nachhaltig. Auch das schließt nicht aus, dass es sinnvoll sein mag, dennoch weiter zu gehen als der bereits praktisch erprobte Passivhaus-Standard. Allerdings sollten solche Bemühungen nicht zu einem überproportionalen Aufwand führen - vor allem nicht zu einem ökologischen Aufwand, der das Erreichte wieder konterkariert. Letzteres ist dann der Fall, wenn eine breite praktische Ausführbarkeit nicht gegeben ist. Denn: Die Einführung nachhaltiger Bauweisen wird in den kommenden Jahrzehnten eine Selbstverständlichkeit werden müssen. \\
+Auch ökologisch gesehen ist es nicht erforderlich, den Energiebedarf weiter zu verringern als für eine nachhaltige Versorgung mit umweltverträglich verfügbaren Energiequellen erforderlich. Dazu muss, im Vergleich zu den heutigen extrem hohen Bedarfswerten, der künftige Energiebedarf "nahezu Null" sein - diese Aussage ist richtig, aber nur, weil die heutigen Verbrauchswerte so übermäßig hoch sind. "Nahezu Null"((im Vergleich zu heute)) erfordert aber eben gerade nicht "exakt gleich Null"; das ist ein Fehlschluss, der zu einem anderen Extrem führt. "Nahezu Null im Vergleich zum heutigen Verbrauch" bedeutet nichts anderes als "gerade so gering, dass eine nachhaltige Versorgung möglich ist". Und genau das wird mit dem Passivhaus Standard (in Bezug auf die Heizung im Neubau)((und mit EnerPHit in Bezug auf Heizung in bestehenden Gebäuden)) erreicht; und es wird auch in Bezug auf die anderen Energieanwendungen der bisher systematisch untersuchten Bauaufgaben erreicht - das Passivhaus ist bereits nachhaltig. Auch das schließt nicht aus, dass es sinnvoll sein mag, dennoch weiter zu gehen als der bereits praktisch erprobte Passivhaus-Standard, so, wie es in dem oben beschriebenen Experiment zum Nullheizenergiehaus demonstriert wurde. Allerdings sollten solche Bemühungen nicht zu einem überproportionalen Aufwand führen - vor allem nicht zu einem ökologischen Aufwand, der das Erreichte wieder konterkariert. Letzteres ist dann der Fall, wenn eine praktische Ausführbarkeit in der Breite nicht gegeben ist. Denn: Die Einführung nachhaltiger Bauweisen wird in den kommenden Jahrzehnten eine Selbstverständlichkeit werden müssen. \\
 \\
@@ Zeile 84: / Zeile 84: @@
   * das Netz kann Überangebote aufnehmen und an andere Verbraucher oder Speicher mit häufigeren Zyklen weiterleiten;
-  * am Netz können regenerative Stromerzeuger in ökonomisch sinnvollen Einheiten (z.B. 1 MW Windkraftanlagen, Biomasse-Blockheizkraftwerke) betrieben werden;
+  * am Netz können regenerative Stromerzeuger in ökonomisch sinnvollen Einheiten (z.B. Windkraftanlagen mit einigen MW Nennleistung, Biomasse-Blockheizkraftwerke) betrieben werden;
   * die jahreszeitliche Speicherung ist, wenn überhaupt, in großen Speichereinheiten wirtschaftlicher als in kleinen für Einzelhäuser.\\
@@ Zeile 100: / Zeile 100: @@
 Das ist inzwischen vielfach demonstriert worden: Die [[http://www.cepheus.de/Kurzberichte/Kurzbericht-PI18.html|klimaneutrale Passivhaussiedlung in Hannover]] auf dem Kronsberg hat sich Anteile an einer Windstromanlage für umgerechnet je Haus 2500 € zugekauft. Damit wird der gesamte Energieverbrauch der Häuser im Jahresmittel durch erneuerbare Energieerzeugung kompensiert, die nur knapp einen Kilometer vom Standort realisiert ist. Die Messbegleitung hat für diese Siedlung verifiziert, dass sie auf diesem Weg tatsächlich klimaneutral mit Energie versorgt wird.\\
 \\
-Regionale Standorte für Windkraftanlagen sind natürlich in ihrem Umfang begrenzt - nicht zuletzt erkennbar durch die anhaltenden Diskussionen um jede weitere Installation, aber auch rein physikalisch durch den Mindestabstand solcher Anlagen. Die Windenergie-Anlagendichte, die für eine Versorgung von energieeffizienten Passivhäusern erforderlich wäre, bleibt jedoch definitiv im Umfang der ökologischen und städtebaulichen Verträglichkeit. Anlagen dieses Typs stellen erneuerbare Energie relativ kostengünstig her - sie treiben die Stromkosten nicht ins Extreme, solange die Bedarfswerte in einem vernünftigen Bereich liegen. Ohne die leistbare Verbesserung der Effizienz würde das Ausmaß der zu installierenden Anlagen ganz schnell die Verträglichkeitsgrenzen überschreiten - und es würden auch die Kosten stark ansteigen.   \\
+Regionale Standorte für Windkraftanlagen sind natürlich in ihrem Umfang begrenzt - nicht zuletzt erkennbar durch die anhaltenden Diskussionen um jede weitere Installation, aber auch rein physikalisch durch den Mindestabstand solcher Anlagen. Die Windenergie-Anlagendichte, die für eine Versorgung von energieeffizienten Passivhäusern erforderlich wäre, bleibt jedoch definitiv im Umfang der ökologischen und städtebaulichen Verträglichkeit. Anlagen dieses Typs stellen erneuerbare Energie relativ kostengünstig her - sie treiben die Stromkosten nicht ins Extreme, solange die Bedarfswerte in einem vernünftigen Bereich liegen. Ohne die leistbare Verbesserung der Effizienz würde das Ausmaß der zu installierenden Anlagen ganz schnell die Verträglichkeitsgrenzen überschreiten - und es würden auch die Kosten stark ansteigen. Dieser letzte Aspekt wird heute meist noch ignoriert, lässt sich aber leicht erkennen: In einer Winterflaute ist die Energieerzeugung aus Windkraft sehr gering - die aus Photovoltaik ohnehin; gerade für einen Heizstrombedarf((z.B. für Wärmepumpen)) muss aber in solchen Zeiten gesichert elektrische Energie verfügbar bleiben; solche Flauten halten bis zu 2 Wochen an und über einen so langen Zeitraum ist eine Zwischenspeicherung von Wärme in gewöhnlichen Gebäuden nicht praktikabel. Die entsprechende elektrische Leistung muss dem Netz daher aus anderen Erzeugern zur Verfügung stehen: Das bedeutet additive Investitionen in Stromerzeuger, die nur für diesen Zweck und diesen Zeitraum (maximal ein paar Wochen im Jahr, entspr. 6% des Jahres Dauerleistungsbetrieb) errichtet und betriebsbereit gehalten werden müssen. Dass das hohe zusätzliche Kosten bedeutet, ist bei den ansonsten üblichen Vollastzeiten leicht verständlich. In einem begrenzten Ausmaß ist diese Überlegung natürlich für alle Stromanwendungen im Grundsatz zutreffend - allerdings bleibt die schiere Quantität dieser im Backup erforderlichen Leistung beherrschbar((Sie wird auch dort natürlich zu höheren Kosten führen)). Der Heizwärmebedarf ist hier allerdings aus zwei Gründen ein Problem mit einer anderen Dimension: Heizwärme wird nämlich weit schwerpunktmäßig im Winter gebraucht und in den Kälteperioden((Die auch mit den Flauten zusammenfallen können))    sogar in besonders hohem Ausmaß. Noch schwerwiegender ist aber: Der Heizwärmebedarf, in diesem Fall die abgefragte maximale Heizleistung, ist auch noch quantitativ ganz besonders hoch: Für den gegenwärtigen Standard des Bestandes bei den Gebäuden müssten Wärmepumpen im Heizlastfall in Deutschland rund 80 GW an elektrischer Leistung gesichert verfügbar haben. Diese Leistung tritt zusätzlich zu allen anderen elektrischen Leistungen in einem solchen Zeitraum auf - und diese Leistung entspricht andererseits etwa der gesamten heute im deutschen Stromnetz maximal auftretenden Leistung((noch ohne die Wärmepumpen)). Spätestens an dieser Stelle dürfte transparent werden, warum die Reduzierung der Dezember-Durchschnitts-Heizlast ein zentrales Ziel der Energiewende sein muss. Mit der energetischen Gebäude-Modernisierung wird genau dieses Ziel erreicht - allerdings sogar auf einem ökonomisch tragfähigen Weg, weil die Modernisierung den Verbrauch nicht nur zu diesen Spitzenlastzeiten verringert, sondern über den gesamten Winter. Allein diese Einsparung beim Wärmebedarf finanziert solche Maßnahmen - und erspart zugleich mit jedem kW reduzierter elektrischer Spitzenlast ein kW sonst zusätzlich erforderlich Backup-Leistung.\\
 \\
-Die Voraussetzung für die Versorgung mit regenerativ erzeugter Energie ist somit eine sehr hohe Energieeffizienz. Weil diese auch beim Passivhaus in Bezug auf den Stromverbrauch immer noch weiter verbesserbar ist, steigen die Chancen für erneuerbare Energien künftig immer mehr.
+Die Voraussetzung für die Versorgung mit regenerativ erzeugter Energie ist somit eine wirklich hohe Energieeffizienz. Weil diese auch beim Passivhaus und bei EnerPHit-Gebäuden in Bezug auf den Stromverbrauch immer noch weiter verbesserbar ist, steigen die Chancen für erneuerbare Energien künftig immer mehr.
 \\
 ===== Zusammenfassung und Schlussfolgerungen =====