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grundlagen:energiewirtschaft_und_oekologie:erneuerbare_primaerenergie_per

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grundlagen:energiewirtschaft_und_oekologie:erneuerbare_primaerenergie_per [2021/02/18 10:44] – [Artikel zu Spezialthemen] gergina.radeva@passiv.degrundlagen:energiewirtschaft_und_oekologie:erneuerbare_primaerenergie_per [2023/10/12 18:51] (aktuell) – [Null, Netto-Null, Nahe-Null, Plus: Welches ist die beste Lösung?] wfeist
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-======Erneuerbare Primärenergie - PER======+======Erneuerbare Primärenergie - PEr====== 
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 +Willkommen auf der Startseite zum Thema „Erneuerbare Primärenergie“ (PEr). Hier finden Sie eine Einführung in das Thema PEr und weitere Artikel, die die verschiedenen Aspekte dieses Themenbereichs erläutern. 
  
-Willkommen auf der Startseite zum Thema „Erneuerbare Primärenergie“ (PER). Hier finden Sie eine Einführung in das Thema PER und weitere Artikel, die die verschiedenen Aspekte dieses Themenbereichs erläutern. 
  
 =====Übersicht===== =====Übersicht=====
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   * Primärenergie (PE) (nicht erneuerbar) oder     * Primärenergie (PE) (nicht erneuerbar) oder  
-  * Emissionseinheiten des CO2-Äquivalentsdem so genannten Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP).+  * Emissionsumfang an CO<sub>2</sub>-Äquivalentendas so genannte Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP).
  
-Gegenwärtig ist unser Hauptanliegen die Reduzierung der Treibhausgase, GWP (mit dem PE in Zusammenhang steht), und der Übergang zu einer nicht fossilen Energieversorgung, der sich über mehrere Jahrzehnte erstrecken wird. Gebäude, die heute gebaut werden, werden längere Lebenszyklen haben als diese Übergangsphase zu einer nicht fossil basierten Gesellschaft, und werden auch in der Zeit nach dem Übergang genutzt werden. Während der Übergangsphase ändern sich die PE- und GWP-Faktoren und werden schließlich gegen Null tendieren, wenn wir eine Gesellschaft erreichen, die zu 100% aus erneuerbaren Energien gespeist wird. Bedeutet dies im Rückschluss, dass Gebäude, unabhängig von ihrer Bauweise, immer besser und besser werden und ihr (End-)Energieverbrauch keine Rolle spielt?  +Gegenwärtig ist unser Hauptanliegen die Reduzierung der Treibhausgase, GWP (mit dem PE in Zusammenhang steht), und der Übergang zu einer nicht fossilen Energieversorgung, der sich über mehrere Jahrzehnte erstrecken wird. Gebäude, die heute gebaut werden, werden längere Lebenszyklen haben als diese Übergangsphase zu einer nicht fossil basierten Gesellschaft, und werden auch in der Zeit nach dem Übergang genutzt werden. Während der Übergangsphase ändern sich die PE- und GWP-Faktoren und werden schließlich gegen Null tendieren, wenn wir eine Gesellschaft erreichen, die zu 100% aus erneuerbaren Energien versorgt wird. Bedeutet dies im Rückschluss, dass Gebäude, unabhängig von ihrer Bauweise, immer besser und besser werden und ihr (End-)Energieverbrauch keine Rolle spielt?  
  
-Die oben genannten Bewertungsmethoden legen dies nahe auch wenn das offensichtlich nicht der Fall ist. Erneuerbare Energie muss erzeugt, geliefert und oft gespeichert werden um Versorgungslücken zu überbrücken. Erneuerbare Energie braucht Infrastruktur und Raum, was zu einem entscheidenden limitierenden Faktor werden wird. Wir wollen bezahlbare erneuerbare Energie für alle und für alle Anwendungen. Aus diesen Gründen muss die Energienutzung effizient sein: Energieeffizienz ist die Voraussetzung für eine effektive Versorgung mit erneuerbarer Energie. Wenn man bedenkt, dass ein Drittel des Gesamtenergieverbrauchs in den entwickelten Ländern für den Betrieb von Gebäuden benötigt wird, ist uns klar, wie wichtig dieser Sektor für den Übergang ist, und offensichtlich sind die traditionellen Bewertungsmethoden für dieses Zukunftsszenario nicht angemessen.   +Die oben genannten Bewertungsmethoden legen dies nahe auch wenn das offensichtlich nicht der Fall ist. Erneuerbare Energie muss erzeugt, geliefert und oft gespeichert werden um z.B. wetterbedingte Versorgungslücken zu überbrücken. Erneuerbare Energie braucht Infrastruktur und Raum, was zu einem entscheidenden limitierenden Faktor werden wird. Wir wollen bezahlbare erneuerbare Energie für alle und für alle Anwendungen. Aus diesen Gründen muss die Energienutzung effizient sein: Energieeffizienz ist die Voraussetzung für eine effektive Versorgung mit erneuerbarer Energie. Wenn man bedenkt, dass ein [[grundlagen:analyse_zum_energieverbrauch_in_deutschland|Drittel des Gesamtenergieverbrauchs]] in den entwickelten Ländern für den Betrieb von Gebäuden benötigt wird, ist uns klar, wie wichtig dieser Sektor für den Übergang ist, und offensichtlich sind die traditionellen Bewertungsmethoden für dieses Zukunftsszenario nicht angemessen.   
  
 [{{ :picopen:per_landing_de_fig_1.png?800 |**Abb.1: Bewertung der Primärenergie: Von PE zu PER**}}] [{{ :picopen:per_landing_de_fig_1.png?800 |**Abb.1: Bewertung der Primärenergie: Von PE zu PER**}}]
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 ====Nachhaltige Gebäude für eine nachhaltige Zukunft==== ====Nachhaltige Gebäude für eine nachhaltige Zukunft====
  
-When our society’s energy supply becomes 100% renewablewe will need guidance on how to design and construct buildings to become an integral part of our renewable futureWith the new PER systeman assessment method has been developed which allows the optimisation of buildings with respect to their performance in a system with 100 % of their energy derived from renewable resources. In such a supply systembuildings will play a major role not only by reducing their energy needbut also by providing space and structure for renewable energy generation assets.+Wenn die Energieversorgung zu 100 % erneuerbar wirdbrauchen wir solche Entwürfe von Gebäuden, die diese zu integralen Bestandteilen der erneuerbaren Zukunft machenMit dem PER-System wurde dazu eine Bewertungsmethode entwickelt, die es erlaubtGebäude hinsichtlich ihrer Verträglichkeit mit einem System bei 100 % Energie aus erneuerbaren Ressourcen zu optimieren. In einem solchen Versorgungssystem werden Gebäude eine wichtige Rolle spielenindem sie nicht nur ihren Energiebedarf reduzierensondern auch Flächen und Eignung für Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien bieten - das ist bei Gebäuden vor allem die Nutzung von solar erzeugtem Strom.
 ====Null, Netto-Null, Nahe-Null, Plus: Welches ist die beste Lösung?==== ====Null, Netto-Null, Nahe-Null, Plus: Welches ist die beste Lösung?====
  
-Diese Bewertungssysteme berücksichtigen bereits die vor Ort (oder in der Nähe) erzeugten erneuerbaren Energien. Hier wird der Endenergiebedarf bzw. -verbrauch mit der Energieerzeugung bilanziert. Aber die Energienachfrage und das Angebot an erneuerbaren Energien sind nicht synchronisiert. Deshalb muss Energie so lange gespeichert werden, bis sie benötigt wirdund dies erfordert natürlich zusätzliche Energie, die berücksichtigt werden muss. Besonders problematisch sind jahreszeitlich bedingte Unterschiede in der Energieproduktion und im Energieverbrauch: Netto-Null-Gebäude benötigen typischerweise die meiste Energie im Winter, die im Sommer erzeugt und für den Winter gespeichert werden muss. Dies erfordert nicht nur zusätzliche Energie, sondern ist auch sehr teuer, da der Speicher nur einmal pro Jahr genutzt werden kann. Daher ist es ratsam, effizientere Gebäude zu bauen, insbesondere um den Energiebedarf in Jahreszeiten zu senken, in denen nicht genügend erneuerbare Energie zur Deckung des Bedarfs zur Verfügung steht.  +Diese Bewertungssysteme berücksichtigen bereits die vor Ort (oder in der Nähe) erzeugten erneuerbaren Energien. Hier wird der Endenergiebedarf bzw. -verbrauch mit der Energieerzeugung bilanziert. Aber die Energienachfrage und das Angebot an erneuerbaren Energien sind nicht zeitlich synchron. Deshalb muss Energie so lange gespeichert werden, bis sie benötigt wird. Dies erzeugt Umwandlungsverluste und benötigt daher zusätzliche Energie, die berücksichtigt werden muss. Besonders problematisch sind jahreszeitlich bedingte Unterschiede zwischen Energieproduktion und Energieverbrauch: Netto-Null-Gebäude benötigen typischerweise die meiste Energie im Winter. Diese muss dann im Sommer erzeugt und für den Winter gespeichert werden. Dies erfordert nicht nur zusätzliche Energie, sondern ist auch ziemlich teuer, da ein solcher Langzeit-Speicher nur einmal pro Jahr genutzt werden kann. Daher ist es ratsam, Gebäude so effizient zu bauen, dass insbesondere der Energiebedarf in den Jahreszeiten sinkt, in denen sonst erneuerbare Energie nicht im Überfluss zu Verfügung steht.  
  
-[{{:picopen:per_landing_de_fig_2.png?250|**Abb. 2: Das Net-Zero-Niedrigenergiegebäude (LEH) verfügt über viel PV, sowohl auf dem Dach als auch an der Fassade. Aber es benötigt im Winter immer noch viel mehr Energie, die entweder aus nicht erneuerbaren Quellen oder aus saisonalen Speichern stammt. Dafür wird sehr viel Energie benötigt, die ebenfalls berücksichtigt werden muss. (Beispiel: ein Niedrigenergiehaus in einem kühlen, gemäßigten Klima, die gesamte Elektrizität für Heizung und Warmwasser mit Wärmepumpen und Geräten). Es ist nicht nur weit von Null entfernt, sondern wird bei so viel Energie, die saisonal gespeichert werden muss, auch sehr teuer werden.**}}][{{:picopen:per_landing_de_fig_3.png?250|**Abb. 3: Das gleiche Gebäude wie ein Passivhaus: es bleibt eine Winterlücke, aber es verbraucht in dieser Jahreszeit, in der eine Speicherung erforderlich ist, viel weniger Energie... Bei gleicher Menge an PV-Erzeugung beträgt der zusätzliche Winterbedarf nur 20 % im Vergleich zum Niedrigenergiehaus.**}}][{{:picopen:per_landing_de_fig_4.png?250|**Abb. 4: Im Falle des Passivhauses kann die Anzahl der PV-Module und die entsprechende Energieproduktion einfach reduziert werden (z.B. bei mehrgeschossigen Gebäuden), ohne die "Lücke" zu stark zu beeinträchtigen. Die aus dem Speicher zu entnehmende Menge wäre immer noch gering. Dies zeigt, dass energieeffiziente Gebäude von entscheidender Bedeutung für einen effektiven Übergang zu einer Versorgung mit erneuerbaren Energien sind.**}}]+|[{{:picopen:per_landing_de_fig_2.png?250|**Abb. 2: Das Net-Zero-Niedrigenergiegebäude (LEH) verfügt über viel PV, sowohl auf dem Dach als auch an der Fassade. Aber es benötigt im Winter immer noch viel mehr Energie, die entweder aus nicht erneuerbaren Quellen oder aus saisonalen Speichern stammt. Dafür wird sehr viel Energie benötigt, die ebenfalls berücksichtigt werden muss. (Beispiel: ein Niedrigenergiehaus in einem kühl-gemäßigten Klima, die gesamte Elektrizität für Heizung und Warmwasser mit Wärmepumpen und Geräten). Es ist nicht nur weit von Null entfernt, sondern wird bei so viel Energie, die saisonal gespeichert werden muss, auch teuer werden. **}}]|[{{:picopen:per_landing_de_fig_3.png?250|**Abb. 3: Das gleiche Gebäude aber mit der Effizienz eines Passivhauses: es bleibt eine Winterlücke, aber es verbraucht in dieser Jahreszeit, für die eine Speicherung erforderlich ist, viel weniger Energie... Bei gleicher Menge an PV-Erzeugung beträgt der zusätzliche Winterbedarf nur 20 % von dem des Niedrigenergiehauses\\ \\ \\ \\ \\ \\  **}}]|[{{:picopen:per_landing_de_fig_4.png?250|**Abb. 4: Im Falle des Passivhauses kann die Anzahl der PV-Module und die entsprechende Energieproduktion einfach reduziert werden (z.B. bei mehrgeschossigen Gebäuden), ohne die "Lücke" zu stark zu beeinträchtigen. Die aus dem Speicher zu entnehmende Menge wäre immer noch gering. Dies zeigt, dass energieeffiziente Gebäude von entscheidender Bedeutung für einen effektiven Übergang zu einer Versorgung mit erneuerbaren Energien sind.** Übrigens: Wir empfehlen hier weiterhin, PV-Anlagen so groß wie möglich zu bauen, weil nicht überall die Flächen zur Verfügung stehen und so Kapazität für weitere Anwendungen geschaffen wird. }}]
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 Erneuerbare Primärenergie (PER) ist die Einheit der Energie, die aus erneuerbaren Ressourcen erzeugt wird, z.B. Elektrizität, die von einer Photovoltaikanlage/Windturbine erzeugt wird, oder Wärme, die mit einer solarthermischen Anlage erzeugt wird. PER-Faktoren spiegeln die primären erneuerbaren Ressourcen wider, die zur Deckung des Endenergiebedarfs eines Gebäudes benötigt werden, einschließlich der Verteilungs- und Speicherverluste. Im Falle eines PER-Faktors von 1,5 wird ein Überschuss von 50% erneuerbarer Primärenergie benötigt, um den Endenergiebedarf des Gebäudes decken zu können. Je höher der PER-Faktor, desto höher sind die erforderlichen Ressourcen und desto wichtiger ist die Umsetzung von Effizienzmaßnahmen, um eine Kompensation aus nicht erneuerbaren Quellen zu vermeiden. Erneuerbare Primärenergie (PER) ist die Einheit der Energie, die aus erneuerbaren Ressourcen erzeugt wird, z.B. Elektrizität, die von einer Photovoltaikanlage/Windturbine erzeugt wird, oder Wärme, die mit einer solarthermischen Anlage erzeugt wird. PER-Faktoren spiegeln die primären erneuerbaren Ressourcen wider, die zur Deckung des Endenergiebedarfs eines Gebäudes benötigt werden, einschließlich der Verteilungs- und Speicherverluste. Im Falle eines PER-Faktors von 1,5 wird ein Überschuss von 50% erneuerbarer Primärenergie benötigt, um den Endenergiebedarf des Gebäudes decken zu können. Je höher der PER-Faktor, desto höher sind die erforderlichen Ressourcen und desto wichtiger ist die Umsetzung von Effizienzmaßnahmen, um eine Kompensation aus nicht erneuerbaren Quellen zu vermeiden.
  
-Mit dem PER-System wird der Energieübergang zu einer 100 % Primärenergieversorgung aus erneuerbaren Ressourcen vorweggenommen. Die neue Bewertungsmethodik fördert explizit nicht den jährlichen Ausgleich von Energiebedarf vor Ort und Energieproduktion im Kontext einzelner Gebäude. Das erreichte Niveau der Energieeffizienz und die Versorgung mit erneuerbarer Energie müssen unabhängig voneinander bewertet werden. Bei einemdirekten Gegenrechnen werden wichtige Aspekte wie Energieverluste durch Speicherung und die Verfügbarkeit von Raum für die Produktion erneuerbarer Energie vernachlässigt.+Mit dem PER-System wird der Energieübergang zu einer 100 % Primärenergieversorgung aus erneuerbaren Ressourcen vorweggenommen. Die neue Bewertungsmethodik fördert explizit nicht den jährlichen Ausgleich von Energiebedarf vor Ort und Energieproduktion im Kontext einzelner Gebäude. Das erreichte Niveau der Energieeffizienz und die Versorgung mit erneuerbarer Energie müssen unabhängig voneinander bewertet werden. Bei einem direkten Gegenrechnen würde unterstellt, dass es keine Energieverluste durch Umwandlung und Speicherung gibt.
  
-Im Rahmen des PER-Systems wird der Energiebedarf von Gebäuden in einem Umfeld eines ausschließlich erneuerbaren Energieversorgungsnetzes analysiert. Abhängig von der Art der Energieanwendung sowie den lokal verfügbaren erneuerbaren Energieressourcen variiert die benötigte Speicherkapazität und damit die damit verbundenen Verluste. Aus diesen Zusammenhängen werden Gewichtungsfaktoren, die sogenannten PER-Faktoren, abgeleitet und als Indikator dafür verwendet, welche Energieanwendungen am ressourcenintensivsten sind. Auf diese Weise hängen die PER-Faktoren von dem Standort des Gebäudes, der Anwendung (z.B. Heizung, Kühlung, Warmwasser oder Stromanwendungen) und dem Endenergie-Träger ab. Sie sind unabhängig vom tatsächlichen Versorgungssystem. Sie sind lokale physikalische Parameter, wie z.B. Klimadaten. In der Praxis werden sie ebenso wie die Klimadatensätze automatisch mit dem PHPP bereitgestellt. +Im Rahmen des PER-Systems wird der Energiebedarf von Gebäuden in einem Umfeld eines ausschließlich erneuerbaren Energieversorgungsnetzes analysiert. Abhängig von der Art der Energieanwendung sowie den lokal verfügbaren erneuerbaren Energieressourcen variieren die benötigten Speicherkapazitäten und daher die damit verbundenen Verluste. Aus einer Jahressimulation werden Gewichtungsfaktoren, die sogenannten PER-Faktoren, abgeleitet und als Indikator dafür verwendet, welche Energieanwendungen wie ressourcenintensiv sind. Auf diese Weise hängen die PER-Faktoren vom Standort des Gebäudes, aber auch von der Anwendung (z.B. Heizung, Kühlung, Warmwasser oder Stromanwendungen) und dem Endenergie-Träger ab. Sie sind aber weitgehend unabhängig vom derzeit bestehenden Versorgungssystem. Es handelt sich um regionale physikalische Parameter, wie z.B. Klimadaten. In der Praxis werden sie ebenso wie die Klimadatensätze automatisch mit dem PHPP bereitgestellt. 
  
  
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 [[grundlagen:nachhaltige_energieversorgung_mit_passivhaeusern:passivhaus_-_das_naechste_jahrzehnt|Passivhaus – das nächste Jahrzehnt.]] [[grundlagen:nachhaltige_energieversorgung_mit_passivhaeusern:passivhaus_-_das_naechste_jahrzehnt|Passivhaus – das nächste Jahrzehnt.]]
  
 +[[grundlagen:analyse_zum_energieverbrauch_in_deutschland|Einordnung der Heizung in Bezug auf den  Gesamtenergieverbrauch]]
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 +{{ :picopen:1_seite_per-kurzinfo_zum_download.pdf |PER – Die Bewertung für eine nachhaltige Energieversorgung - 1 Seite PER-Kurzinfo zum Download}}
 ====Energienutzung und Energieerzeugung==== ====Energienutzung und Energieerzeugung====
  
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 =====Artikel zu Spezialthemen===== =====Artikel zu Spezialthemen=====
  
-In diesem Abschnitt finden Sie Artikel zu fortgeschrittenen Themen der Erneuerbare Primärenergin. Diese Artikel gehen ausführlich auf verwandte PER-Themen ein und erfordern ein Verständnis der Grundlagen und Fundamente des PER-Systems.  +In diesem Abschnitt finden Sie Artikel zu fortgeschrittenen Themen der Erneuerbare Primärenergin. Diese Artikel gehen ausführlich auf verwandte PER-Themen ein und erfordern ein Verständnis der Grundlagen und Fundamente des PER-Systems.  
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 +[[https://passipedia.de/grundlagen/nachhaltige_energieversorgung_mit_passivhaeusern/effizienz_von_haushaltgeraeten_und_ihre_auswirkungen_auf_den_primaerenergiebedarf_von_wohngebaeuden | Effizienz von Haushaltsgeräten und ihre Auswirkungen auf den Primärenergiebedarf von Wohngebäuden]] 
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 [[https://passipedia.de/grundlagen/nachhaltige_energieversorgung_mit_passivhaeusern/erneurbarer_primaerenergiebeadrf_in_wohngebaeuden_mit_hoher_energieintensitaet | Erneurbarer Primärenergiebedarf in Wohngebäuden mit hoher Energieintensität]] [[https://passipedia.de/grundlagen/nachhaltige_energieversorgung_mit_passivhaeusern/erneurbarer_primaerenergiebeadrf_in_wohngebaeuden_mit_hoher_energieintensitaet | Erneurbarer Primärenergiebedarf in Wohngebäuden mit hoher Energieintensität]]
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grundlagen/energiewirtschaft_und_oekologie/erneuerbare_primaerenergie_per.1613641489.txt.gz · Zuletzt geändert: 2021/02/18 10:44 von gergina.radeva@passiv.de