Wenn man darauf abzielt, den Energiebedarf eines Gebäudes für Wärme, Kälte und Strom zu senken, muss man sich vorab fragen: Aus welcher Quelle stammt diese Energie? Steht beispielsweise eine Nahwärmeversorgung mit hohem regenerativem Energieanteil zu Verfügung, stellt sich die Frage, bis zu welchem Grad Investitionen für minimierten Wärmebedarf verbunden mit maximalen Dämmstärken und Wärmerückgewinnung sinnvoll sind. Vielleicht leistet das Geld in anderen Maßnahmen investiert einen effektiveren Beitrag. Mit anderen Worten, man sollte den Blick nicht nur auf den Wärme- und Kältebedarf heften, sondern auch die Art der Energieversorgung berücksichtigen, um die beste Bilanz für das Gesamtprojekt zu erreichen.

In der ganzen Welt kommen Stadtgebiete in die Jahre und verändern sich. Verbesserungen in der Infrastruktur, Klimaziele aber auch kulturelle Trends sind nur einige der Faktoren, die neue Konzepte zur Energieversorgung erfordern. Unsere Beiträge für Konzepte der Energieversorgung beruhen auf der Basis von Lastprofilen, erstellt mittels zeitlich realistischer Szenarien für geplante Gebäudesanierungen und Neubauten. In jedem Szenario enthalten sind Vorschläge zur Energieerzeugung, deren Verteilungsstrategien und Dimensionierung.

Die richtige Energiequelle wählen

Menschen nutzen unterschiedliche Stoffe zum Verfeuern. Diese geben alle beim Verbrennen Energie ab, doch nicht zuletzt hinsichtlich der klimarelevanten Kohlendioxidemissionen unterscheiden sie sich. Bei der Verbrennung von Braunkohle wird rund doppelt so viel „Treibhausgas“ Kohlendioxid bezogen auf den Energiegehalt abgegeben wie bei der Nutzung von Naturgas. Auch das Verbrennen von Naturstoffen wie Torf oder Holz erzeugt hohe Emissionen. Nur wenn so viel Holz verbrannt wird, wie man z.B. durch Aufforsten wieder nachwachsen lässt, kann man die Nutzung als neutral werten bezüglich CO2, da Holz beim Wachsen genau so viel CO2 aus der Atmosphäre bindet, wie später bei einer Verbrennung wieder frei wird.

Erzeugt ein Kraftwerk durch Verbrennung elektrischen Strom, so erhöhen sich die CO2-Emissionen entsprechend zum Kehrwert seines Wirkungsgrads: Braunkohle in einem Kraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 35 % verfeuert, setzt für jede Kilowattstunde elektrischer Energie mehr als 1 kg Kohlendioxid frei; ein mit Erdgas betriebenes Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 60 % hingegen keine 400 g CO2. Ersetzte man ein Braunkohlekraftwerk durch ein solches, ergäben sich deutlich weniger CO2 Emissionen. Je nach Informationsquelle schwanken die Werte. Ein Wechsel zu CO2-ärmeren Brennstoffen würde die Emissionen senken und sich zumindest kurzfristig positiv auf den Klimaschutz auswirken.

Langfristig ist aber nur CO2 neutraler Betrieb auf Basis regenerativer Energien und nachhaltig genutzter Biomasse eine Alternative. Im Bausektor passt dazu der Ansatz eines Null-Energie-Gebäudes: Es ist im Betrieb frei von CO2 Emissionen, erzeugt Energie, typischerweise in Form elektrischen Stroms durch Photovoltaik, über ein Jahr betrachtet eben so viel, wie es selbst für seinen Betrieb benötigt. Auch wenn zeitweilig Netzstrom ins Gebäude eingespeist werden muss, bleibt die Energiebilanz ausgeglichen, da die PV-Anlage in Hochleistungszeiten ihren „grünen“ Strom ins Netz abgibt und den Bezug kompensiert.

Netzstrom in Deutschland stammt (Stand 2018) noch immer überwiegend aus fossilen Energiequellen. An der Stromerzeugung (alle Werte grob gerundet) hat Braunkohle einen Anteil von rund 23 Prozent, gefolgt von Steinkohle mit etwa 13 Prozent und Kernenergie mit 12 Prozent. Rund 13 Prozent des Stroms kommt von Gaskraftwerken, die mit Erdgas arbeiten. Weniger als ein Prozent Anteil haben Mineralöl-Anlagen. Erneuerbare Energien erzielen einen Anteil von 36 Prozent, also aus Windkraft, Biomasse, Photovoltaik-Anlagen sowie Wasserkraft und Hausmüll-Verbrennungsanlagen. Zusammengefasst wird dies alles im sogenannten Strommix. Eine Kilowattstunde daraus sorgt aktuell (noch immer) für etwa 474 g CO₂-Emissionen. Der Wert sinkt im Lauf der Zeit, leider recht langsam. Möchte Deutschland sein Klimaziel erreichen, muss die Zahl im Jahr 2050 bei Null stehen.

Ein Plus-Energiegebäude kann hier einen Beitrag leisten, es erzeugt mehr Energie, als es benötigt, bei gleicher Betrachtungsweise wie beim Netto-Null-Gebäude. Es verdrängt gewissermaßen im Rahmen seiner Möglichkeiten mit seiner „grünen“ Energie den „schlechteren“ (bezogen auf CO2) Netzstrom und vermeidet damit anteilig dessen CO2 Ausstoß.

Die DGNB hebt die Klima-Problematik in den Vordergrund und bewertet Gebäude, in wie fern sie dem Klima Gutes tun, weil sie dem Treibhausgas CO2 entgegen wirken: Das Prädikat „Klima Positiv“ bekommen demnach Gebäude, bei denen die Jahresbilanz ergibt, dass durch eigene Produktion und Export von Energie mehr CO2 vermieden wird, als der Gebäudebetrieb und dessen Nutzung verursacht. Der Fokus auf dem CO2 Ausstoß macht unterschiedliche Strategien leicht vergleichbar, erfordert im Hintergrund allerlei nachweisbare Fakten und Berechnungen und bietet Überraschendes: Export von „Grünstrom“ gleicht aufgrund der relativ hohen Gutschrift (wegen vermiedener Emissionen) einen Stromimport aus Strommix relativ rasch aus.