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29. März 2021

Aktiv-/Plus-Energie-Häuser: Dezentrale Kleinkraftwerke der Zukunft

Aktiv-/Plus-Energie-Häuser: Dezentrale Kleinkraftwerke der Zukunft

Die Gebäude in der Schweiz entwickeln sich in den kommenden Jahren von Stromverbrauchern zu dezentralen Kleinkraftwerken und leisten so einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Institutionelle Investoren, insbesondere Pensionskassen, haben diesen Trend bereits erkannt und investieren aktiv in die eigene Produktion von nachhaltigem Strom. Dieses Umdenken ist dringend notwendig, da in der Schweiz durch Gebäude fast die Hälfte des gesamten Energieverbrauchs und rund ein Drittel der gesamten CO2-Emissionen verursacht werden.

Von Nadia Haldi und Stefan Gränicher

Die Definition für Aktiv-/Plus-Energie-Gebäude liefert im Grundsatz das Minergie-A-Label. So muss ein Gebäude in der Jahresbetrachtung eine positive Energiebilanz aufweisen. Sämtliche Energie für Heizung, Warmwasser, Lüftung und alle elektrischen Geräte inkl. Haustechnik wird mit der selbst produzierten Energie, z. B. aus Photovoltaik (PV), verrechnet. Dabei darf die selbst verbrauchte Energie voll angerechnet werden, die ins Netz eingespiesene Energie nur zu Teilen. Die Gesamtbilanz muss ein Überschuss an produzierter Energie ergeben. Fossile Brennstoffe sind dabei tabu. Indirekte fossile Belastungen zur Spitzenlastabdeckung mittels Heizkessel, externem Strom oder Fernwärme sind noch zulässig. Wie bei Minergie üblich ist der kontrollierte Luftwechsel in der Wohnung eine Grundvoraussetzung. Die aufgezählten Massnahmen kombiniert mit einer effizienten Gebäudehülle ergeben den Minergie-A-Label-Standard. (Minergie Schweiz, 2020)

Der Verein Hauptstadtregion Schweiz (Kantone Bern, Freiburg, Neuchâtel, Solothurn, Wallis) geht mit ihrem Plusenergie-Quartier Standard in eine ähnliche Richtung, ist im Bereich des Luftwechsels jedoch liberaler als das Minergie-Label.

Beide Standards können mit weiteren Labels und Zertifizierungen kombiniert werden. Idealerweise mit dem «Standard Nachhaltiges Bauen Schweiz SNBS» oder dem «2000-Watt-Areal» Zertifikat.

Ideale Kombination aus erneuerbarem Strom und effizientem Energieverbrauch

Das «Aktiv» bzw. «Plus» eines Gebäudes lässt sich durch die lokale Produktion von erneuerbarem Strom und dem optimierten Energieverbrauch erreichen. Die Produktion des Stromes erfolgt in der Regel mittels Photovoltaikpaneelen auf dem Dach und bei Bedarf auch an der Fassade.


Abbildung 1: «Das Plusenergie-Quartier» (Leitfaden Plusenergie-Quartier, Hauptstadtregion Schweiz)

Die Optimierung des Energieverbrauchs für Heizung und Warmwasser ist notwendig, um ein sinnvolles Verhältnis zwischen Energieproduktion und Verbrauch zu erreichen. Dazu sind nebst einer guten Gebäudehülle (z. B. Minergie-P), ein darauf abgestimmtes Haustechnikkonzept, sowie Geräte der höchsten Energieeffizienzklasse notwendig.

Abbildung 2: Aktiv-Gebäude nach Minergie-A (www.minergie.ch)

Für die Wärmeerzeugung eigenen sich Fernwärme oder Erdwärmesonden. Der Zusatzvorteil bei Erdwärmesonden ist der erhöhte Eigenverbrauchsanteil des eigenen Stromes in Phasen der Überproduktion. Mittels Regeneration der Erdsonden wird im Sommer dem Gebäude Wärme entzogen und in die Erde abgegeben. Diese Wärme wird dann während der Heizperiode wieder aus dem Erdspeicher bezogen.

Aktive Gebäude sind nicht zu verwechseln mit autarken [griech. «Selbstgenügsamkeit» (Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, 2020)] Gebäuden. Ein autarkes Gebäude ist komplett vom Netz entkoppelt und kann keinen Strom von aussen beziehen.

Aktive Gebäude speisen den überschüssigen Strom ins Netz ein und beziehen in der Nacht, einer Phase mit tiefer oder keiner Produktion, den Strom aus dem Netz. (Prof. Menti, 2020)

Kritikpunkte: Graue Energie und Technisierung der Haustechnik

Der grossflächige Einsatz von Photovoltaikpaneelen zur Erreichung der positiven Energiebilanz bringt jedoch auch kritische Punkte mit sich. PV-Paneelen können bisher nur mit seltenen Erden und einem hohen Energieaufwand hergestellt werden. Dies führt zu einem deutlichen Anstieg der grauen Energie eines Gebäudes.  

Unter grauer Energie versteht man die Energie, welche sich in der Erstellung eines Produktes bzw. im Bau eines Gebäudes «versteckt». Nebst den PV-Paneelen ist beispielsweise der verwendete Beton ebenfalls ein Treiber für den Anstieg der grauen Energie. Dieser benötigt ebenfalls viel Energie in der Phase der Herstellung, beim Transport zur Baustelle und am Ende der Lebensdauer für den Rückbau.

Der hohe Technisierungsgrad der Haustechnik stellt viele Eigentümer und Investoren vor neue Herausforderungen. Eine Lösung hier kann der «Low-Tech»-Ansatz bieten. Nach dem Motto «So viel wie nötig, so wenig wie möglich» werden die Haustechnikanlagen so geplant, dass kein übermässiger Betriebsaufwand in der Bewirtschaftung entsteht. Es wird bewusst auf komplizierte Lüftungssysteme verzichtet und versucht, andere, einfachere Wege zu gehen. Ein komplexes, dezentrales Lüftungssystem lässt sich durch ein zentrales Abluftsystem inkl. Wärmrückgewinnung und natürlicher Zuluft vereinfachen.

Steigendes Interesse von institutionellen Investoren

Aktiv- und Plus-Energie Gebäude sind aktuell noch deutlich in der Unterzahl. Einzelne Privatpersonen und Investoren haben das Potential erkannt und bereits Objekte realisiert. Aus den Gesprächen mit institutionellen Anlegern geht hervor, dass auch sie mehr und mehr Interesse am Thema haben. Da sich mit diesem Konzept auch eine zusätzliche Rendite erzielen lässt und gleichzeitig dem aktuellen Zeitgeist der Nachhaltigkeit entspricht.

Im Kanton Bern entstehen gerade zwei Plusenergie-Quartiere, welche durch grosse institutionelle Investoren getragen werden. Die CPV/CAP Pensionskasse Coop und die Mobimo befinden sich kurz vor der Realisierung solcher Projekte.

Erfreulicherweise wird Holz in der Branche als Baustoff der Zukunft erkannt und auch vermehrt eingesetzt. Nebst der Tatsache, dass Holz seit Jahrhunderten ein beliebter und bewährter Baustoff ist, hat es noch weitere positive Eigenschaften. Als stetig nachwachsender Rohstoff der CO2 bindet, ist er in der Schweiz in grossen Mengen verfügbar.

Weitere Liberalisierung des Strommarktes wünschenswert

Für die CPV/CAP als Pensionskasse steht nicht die reine Rendite im Vordergrund, sondern der bewusste Schritt in Richtung Energiewende und der nachhaltigen Entwicklung Ihrer Projekte für kommenden Generationen. Danilo Zampieri, Leiter Immobilien der CPV/CAP vertritt klar die Meinung, dass zukünftig alle Gebäude einen Teil ihrer benötigten Energie selbst produzieren. «Es wird mehr und mehr dezentrale Energiegewinnung geben, so dass künftig einzelne Häuser oder Quartiere im Verbund Energie produzieren. Vergleichbar mit den heutigen Wärmeverbünden». Ebenfalls wäre für ihn die weitere Liberalisierung des Strommarktes wünschenswert, um in Zeiten der Überproduktion den Strom weiter verkaufen zu können und nicht nur zu einem sehr niedrigen Tarif ins Netz speisen zu müssen, weil alles andere noch nicht erlaubt ist.

Das Plusenergie-Quartier «Aarerain» mit 189 Wohnungen in Worblaufen beweist mit seiner anspruchsvollen Gebäudeform und Fassadengestaltung, dass der hohe Energie-Standard nicht zu Lasten der architektonischen Qualität geht.

Abbildung 3: Plusenergie-Quartier «Aarerain» in Worblaufen mit gefalteten PV-Paneelen an der Fassade (CPV/CAP Pensionskasse Coop, Fischer Architekten AG Zürich)

Nebst dem Projekt «Aarerain» setzt die CPV/CAP allgemein bewusst auf die Produktion und den Verbrauch von eigenem Strom mittels Photovoltaikanlagen in allen Objekten.

So werden auch Bestandesobjekte bewusst mit PV und Ladestationen für Elektrofahrzeuge nachgerüstet und der lokal produzierte Strom den Mietern direkt verkauft. Aktuell sind die Speichermöglichkeiten noch ungenügend. Danilo Zampieri erwartet in dem Bereich in den kommenden Jahren wesentliche technische Fortschritte. Der Druck auch aus dem Bereich der Elektromobilität fördert die Weiterentwicklung stark. (Zampieri, 2020)

Ähnlich ist dies bei der Previs Vorsorge, einer unabhängigen Vorsorgeeinrichtung mit über 38’000 Versicherten. Für sie ist die Nachhaltigkeit ebenfalls ein zentrales Element. Nebst der energetischen Sanierung des bestehenden Immobilienportfolios, setzt die Previs auch bewusst auf Holzbau.

Christoph Stäger, Leiter Portfoliomanagement der Previs Vorsorge, ist überzeugt: «Die Entwicklung wird weiter in diese Richtung gehen. Die Leute werden sensibler auf diese Themen. Dies sieht man nicht zuletzt auch an den Klimaprotesten in der letzten Zeit». Er bestätigt aber auch, dass die meisten Mietenden heute noch nicht auf die ökologische Nachhaltigkeit eines Gebäudes schauen, sondern sich noch immer stark am Standort und dem Bruttomietzins orientieren. Die Nachhaltigkeit des Gebäudes kann bei vergleichbaren Objekten den Entscheid beeinflussen.

Ebenfalls räumt er ein, dass die Immobilienbranche einen gewissen Druck seitens der öffentlichen Hand benötigt, um den Wandel innert nützlicher Frist zu vollziehen. Dieser Druck kann sowohl negativ als auch positiv funktionieren. Negativ im Sinne von Lenkungsabgaben auf ineffiziente Gebäude, positiv mittels finanzieller Fördermittel. Für grössere Objekte und Quartiere stellt die höhere Ausnutzung bei energieeffizienter Erstellung ein wesentlicher Motivationsfaktor für Investoren und Entwickler dar. (Stäger, 2020)

Erfolgsentscheidend ist die Grösse der Projekte

Auch die Immobilienfonds spüren das Verlangen am Markt nach «grüneren» und nachhaltigen Investment Produkten. Dabei steht jedoch die ökologische Nachhaltigkeit noch nicht zwingend an erster Stelle. Der primäre Treiber der Anlageentscheidungen ist die nachhaltige Renditeausschüttung an die Anleger. Die Anleger sind sensitiver und achten vermehrt darauf, in welche Gefässe sie investieren.

Gabriela Theus, Geschäftsführerin des Immofonds, ist überzeugt: «Produktion und Verkauf von eigenem Strom ist eine gute Idee, auch im Sinne der Wirtschaftlichkeit. Mittels eines Zusammenschlusses zum Eigenverbrauch (ZEV) ist es dann auch möglich, solche Anlagen wirtschaftlich zu betreiben». Ihr Fokus bei der Weiterentwicklung ihrer Anlagen liegt dabei, diese für die Zukunft attraktiv zu gestalten. Wohnungen müssen auch in 20 Jahren noch vermietbar sein.

Bei der Grösse der Projekte liegt aktuell der kritische Erfolgsfaktor. Die Erstellung eines ZEV, zur Einspeisung des Stromüberschuss ins Netz, ist aktuell recht kostspielig. In Grossprojekten ist dies einfacher in die Renditerechnung zu integrieren. Dabei steht die Liberalisierung des Strommarktes für sie ebenfalls im Vordergrund, um den selbst produzierten Strom noch einfacher an den Markt zu bringen und so weitere Anreize zu schaffen. (Theus, 2020)

Nachhaltigkeit als Wettbewerbsvorteil

Die Entwicklung und Erstellung von nachhaltigen Gebäuden und Quartieren ist bei den Schweizer Entwickler- und Totalunternehmerfirmen, als Beispiel hier die Losinger Marazzi AG, bereits seit längerem ein Thema. Nach «Greencity», dem ersten «2000-Watt Areal» der Schweiz, entsteht mit dem «Aarerain» eines der ersten Plusenergie-Quartiere der Schweiz.

Für Pascal Bärtschi, CEO von Losinger Marazzi, ist klar: «Unsere Kunden, also die Mieterinnen und Mieter, werden sich dem Thema Nachhaltigkeit immer bewusster. Umfragen in den von uns konzipierten und realisierten Quartieren zeigen deutlich, dass sich heute rund 85% der Mieterschaft aus Gründen der Nachhaltigkeit bewusst für ein solches Quartier entscheiden.» (Bärtschi, 2020)

Geldwerte Vorteile für Mieterinnen und Mieter

Die Produktion von lokalem Strom bietet nicht nur den Investoren und der Bauindustrie einen Vorteil, sondern schlussendlich auch den Mietenden direkt, sofern der Eigentümer den Preisvorteil auch weitergibt. Nebst der Tatsache, dass sie die Möglichkeit erhalten, grünen Strom aus erneuerbarer Energie direkt vom Dach zu beziehen, ist dieser auch günstiger als der Strom vom örtlichen Anbieter, dies auch dank der Vorgabe aus der Energieverordnung EnV des Bundes. (SR 730.01, Art. 16, 2018)

Zusätzlich führt der hohe energetische Standard der Gebäude dazu, dass auch die allgemeinen Nebenkosten tiefer sind und die Brutto-Miete günstiger ausfällt.

Ein wesentlicher Schritt zu Gunsten der Energiewende

Der Bundesrat hat am 28. August 2019 die Energiewende beschlossen und will, dass die Schweiz ab dem Jahr 2050 keine Treibhausgase mehr ausstösst. Dieses Ziel ist nur zu erreichen, wenn sich alle daran beteiligen. Vorneweg, als grösster Energieverbraucher die gesamte Immobilienbranche (EnergieSchweiz, 2020).

Geht es nach Ulrich Nyffenegger, Amtsvorsteher des Amtes für Umwelt und Energie des Kantons Bern, so wird die Entwicklung noch zu wenig gefördert. Mit gezielten Massnahmen und Investitionen in langfristig nachhaltige Projekte kann viel bewirkt werden. In der bisher eher zurückhaltenden Förderung sieht er den Grund, warum die Schweiz im Vergleich mit unseren Nachbarländern im Thema Photovoltaik noch deutlich im Rückstand liegt.

Auch ist er überzeugt, dass die breite Öffentlichkeit dies bereits fordert. Viele Mieter seien heute sensibler auf das Thema Nachhaltigkeit und würden sich die Wohnungen bewusst unter diesen Aspekten aussuchen. Ein Teil der Mieter sei heutzutage sogar bereit, für ökologisch nachhaltigere Wohnungen, einen Aufpreis zu bezahlen und schätzten die Qualität solcher Wohnungen. (Nyffenegger, 2020)

Auf Bundesebene gibt es primär ein Förderprogramm für die Photovoltaik-Anlagen. Sämtliche weiteren Förderprogramme liegen in der Hoheit der Kantone und werden so auch dementsprechend unterschiedlich vergütet. Dies erschwert die Arbeit der schweizweit aktiven Investoren im Rahmen der Projektierung.

Nebst den finanziellen Anreizen haben viele Gemeinden bereits das Anreizsystem mit zusätzlicher Flächen-Ausnützung für eine nachhaltige Entwicklung eingeführt. Im Baureglement werden Ausnützungsboni für qualitativ hochwertige und energieeffiziente Areale gewährt.

Dieser Beitrag ist während eines Projektes der Studierenden des MAS Immobilienmanagement entstanden.

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Quellenverzeichnis:

Bärtschi, P. (02. Nov. 2020). Pioniere der Plusenergiequartiere. (Berner Energietage, Interviewer)

Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften. (28. 11 2020). Digitales Wörterbuch der deutschen Sprache. Von https://www.dwds.de/wb/Autarkie abgerufen

EnergieSchweiz. (28. Nov. 2020). Von Broschüre erneuerbar heizen: https://www.erneuerbarheizen.ch/wp-content/uploads/2020/04/energieschweiz-broschuere-erneuerbar_heizen-de.pdf abgerufen

Minergie Schweiz. (28. Nov. 2020). Minergie-A zertifizieren. Von Minergie: https://www.minergie.ch/de/zertifizieren/minergie-a/ abgerufen

Nyffenegger, U. (28. Nov. 2020). Blogbeitrag HSLU MAS IM, Aktiv- / Plusenergie-Gebäude. (N. Haldi, & S. Gränicher, Interviewer)

Prof. Menti, U.-P. (14. Mai 2020). Vorlesung: “Nachhaltiges Bauen, Energiekonzepte, Gebäudetechnik”, Folie 48. HSLU IFZ Rotkreuz, Zug, Schweiz.

SR 730.01, Art. 16. (1. Jan. 2018). Energieverordnung EnV des Bundes.

Stäger, C. (28. Okt. 2020). Blogbeitrag HSLU MAS IM, Aktiv- / Plusenergie-Gebäude. (N. Haldi, & S. Gränicher, Interviewer)

Theus, G. (10. Sept. 2020). Blogbeitrag HSLU MAS IM, Aktiv- / Plusenergie-Gebäude. (N. Haldi, & S. Gränicher, Interviewer)

Zampieri, D. (1. Okt. 2020). Blogbeitrag HSLU MAS IM, Aktiv- / Plusenergie-Gebäude. (N. Haldi, & S. Gränicher, Interviewer)

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