Zum Thema Nachhaltige Energieversorgung gibt es künftig noch immer einen hohen Diskussionsbedarf. Es können jedoch bereits heute einige Punkte identifiziert werden, die unstrittig sein sollten:

- Energieeffizienz wird in einer nachhaltigen Energieversorgung an erster Stelle stehen, da die Menge nachhaltig verfügbarer und bezahlbarer Energie begrenzt ist (Nutzungskonkurrenz bei der Biomasse, konkurrierende Landschaftsnutzung bei Windenergieanlagen, Beeinträchtigung des Ortsbilds durch Kollektoren). Zudem erweisen sich Energieeffizienzmaßnahmen als wirtschaftlich besonders attraktiv. Das Passivhaus ist bei den Gebäuden der zielführende Standard in Bezug auf die Energieeffizienz. Er markiert eine erwiesenermaßen funktionierende, in der Breite ökonomisch anwendbare Lösung – die alle Anforderungen an die Nachhaltigkeit ohne bedeutende Hindernisse erfüllen kann.

- Die primärenergetische Bewertung von Biomasse muss künftig auch den erneuerbaren Energieanteil einschließen. Biomasse ist eine durch die begrenzte Ressource „Land“ grundsätzlich nicht in beliebigem Maß ausbaubare Energiequelle; sie kann und muss eine Rolle spielen – allerdings nur in einem nachhaltig vertretbaren Umfang; der wird primär durch die ökologischen Bedingungen einer nachhaltigen Land- und Forstwirtschaft bestimmt. Die in diesem Rahmen umwelt- und sozialverträglich gewinnbare Biomasse kann einen Teil der Energieversorgung übernehmen – wobei auch schon innerhalb der energetischen Nutzung Nutzungskonflikte auftreten (Biosprit versus Biogas versus Kraftwerkseinsatz versus Wärmeerzeugung - in welcher der letztgenannte die geringste Wertigkeit aufweist). Daher muss auch der Energierohstoff Biomasse effizient eingesetzt werden – und dem trägt eine Mitbewertung des erneuerbaren Energieanteils Rechnung.

- Die zusätzliche Ausweisung eines CO₂-Äquivalents ist sinnvoll, da der Klimawandel als die große Herausforderung unserer Zeit erkannt wurde und das CO₂-Äquivalent die Klimawirkung eines Gebäudes abbildet.

- Zudem ist es sinnvoll, in Zukunft zusätzlich einen Primärenergiebedarf in Bezug auf eine künftige Versorgungsstruktur auszuweisen, da Primärenergie- bzw. KEV- Faktoren und CO₂-Äquivalente mit der Fortentwickelung von Technologien und der Zusammensetzung von Energieträgern und Koppelprodukten einem permanenten Änderungsprozess unterworfen und somit dynamisch sind, (vgl. Abbildung 1).

Abbildung 1: Unterschiedlicher Primärenergiebedarf gleicher Gebäude durch Änderung der Primärenergiefaktoren 2011 und 2030. Hellgrau abgesetzt ist die Nachhaltigkeitsgrenze.

- Das Passivhaus stellt heute in fast allen Regionen der Erde das wirtschaftliche Optimum dar [Feist 2012]. Auch seine Versorgung mit nachhaltig verfügbarer Energie ist nach dem heutigen Stand der Technik überall möglich. Mit steigenden Energiepreisen und fortschreitender Technologie wird sich das ökonomische Optimum noch mehr in Richtung höherer Effizienz verschieben. Sollten in den Sektoren Verkehr und Gewerbe/Industrie geringere Effizienzsteigerungen realisierbar sein, könnten diese sogar partiell durch einen noch höheren Beitrag im Gebäudesektor kompensiert werden (wobei das Potential allerdings wegen des ohnehin zukünftig sehr niedrigen Niveaus begrenzt ist). Dies könnte in der Zukunft auch über den Passivhausstandard hinaus gehende Effizienzforderungen wirtschaftlich sinnvoll machen. Um hier Anreize zu schaffen, wird das PHI „Energieklassen“ für Passivhäuser einführen.

- Jedes Gebäude nutzt eine entscheidende natürliche Ressource: Das Land, auf dem es gebaut wird. Die verfügbaren Flächen sind begrenzt – eine seit langem in der Stadt- und Regionalplanung bekannte Tatsache. Der Aufwand „in Anspruch genommene Grundfläche“ für den Nutzen „Nutzfläche im Gebäude“ muss sich in Grenzen halten; auch hier gibt es ernst zu nehmende Nutzungskonflikte. Andererseits ist in dem Fall, dass ein Areal ohnehin bebaut wird, die zusätzliche Nutzung der bebauten Fläche – in Form der entstehenden Dachfläche – für die auf dem Areal anfallenden Solarenergie in aller Regel ohne größere Probleme möglich. In der Regel (und die Ausnahmen können in Diskussion aller Kriterien bestimmt werden – z.B. ein Dachgarten) ist daher die Gewinnung der zur Grundfläche gehörenden Solarenergie eine an den Neubau kopplungsfähige Anforderung. Die Menge der erzeugten erneuerbaren Energie muss dabei allerdings auf die in Anspruch genommene Grundfläche bezogen werden, denn die Grundfläche bestimmt das verfügbare solare Potential (ggf. sind auch Abstandsflächen mit einzubeziehen, eine Diskussion über das adäquate Bezugsmaß kann dies weiter präzisieren. Definitiv ungeeignet ist die erstellte Nutzfläche als Bezugsfläche für die erzeugte solare Energie (die „Kraftwerksnutzung“ des Gebäudes).
{ Beweis: Ein Optimum der je Quadratmeter Nutzfläche erzeugbaren solaren Energie wird bei eingeschossigen Gebäuden erreicht (kleinstmögliche Nutzfläche je Grundfläche). Es kann aber kein Zweifel daran bestehen, dass z.B. ein zweigeschossiges Gebäude auf dem gleichen Grundriss ökologisch insgesamt zu einer geringeren Belastung führt (bessere Flächenausnutzung) – der Solarertrag je Nutzfläche geht dabei jedoch zurück. (QED) }
Vor diesem Hintergrund wird deutlich, warum die Konzeptionen von Netto-Null- und von Plusenergiehäusern als Optimierungsziele irreführend sind – sie erhöhen den Flächenaufwand für die gleiche Nutzung ganz erheblich. Sinnvoll hingegen ist, von einem neu errichteten Gebäude zu verlangen, dass es

(a) eine so hohe Effizienz aufweist, dass die angeforderte Energiemenge nachhaltig (d.h. aus erneuerbaren Quellen und dauerhaft) gedeckt werden kann – diese Anforderung wird z.B. von einem Passivhaus erfüllt,

(b) einen angemessenen Teil der Solarenergie, die auf das in Anspruch genommene Grundstück auffällt, an öffentliche Energienetze liefert (gegen einen zu vereinbarenden angemessenen Preis).

- Die Entwicklung hin zu einer nachhaltigen Versorgung muss gefördert werden. Kernziel ist dabei, dass möglichst viel in die richtige Richtung passiert. Dabei muss auch erlaubt sein, einmal geschaffene Instrumente zu korrigieren, wenn sie nicht die beabsichtigte Wirkung erzeugen.

Über die Mindestanforderungen des Passivhaus Standards hinaus sind durchaus noch weitere Effizienzpotentiale wirtschaftlich sinnvoll erschließbar. Dies liegt zum einen an den stärker als in vorangegangenen Studien des PHIs prognostiziert gestiegenen Energiepreisen, zum anderen an der voranschreitenden technologischen Entwicklung und den sinkenden Preisen für Passivhaus geeignete Komponenten und andere hoch energieeffiziente Produkte.

Es ist möglich, dass künftige Energiepreissteigerungen geringer ausfallen, als bisher, oder es sogar kurzfristig zu Reduktionen beim Energiepreis kommt. Die weltpolitische Lage und die künftige Entwicklung der Kosten für erneuerbare und fossile Energien sind nur schwer prognostizierbar. Im Mittel eines längeren Zeitraums (ab ca. 12 Jahren), und das ist der relevante Zeithorizont bei Entscheidungen über Investitionen an Gebäuden, werden die Energiepreise aber nicht unter den heutigen (2012) liegen, sofern es nicht zu katastrophalen Entwicklungen kommt.

Dies bedeutet, dass die Investition in hohe Energieeffizienz ein besonders geringes Risiko darstellt und ökonomisch, ökologisch und sozial-ethisch sehr vorteilhaft ist. Hieraus leitet sich die Entscheidungsmaxime zugunsten höchster Energieeffizienz ab. Forderungen nach beispielsweise mittelmäßigen Effizienzstandards bei Neubauten und Sanierungen auf nur geringem Niveau sind vor diesem Hintergrund unverantwortlich. Natürlich sind die Investitionskosten für Passivhäuser höher als die konventioneller Gebäude. Diese Investitionsmittel fließen zu einem großen Teil an regionale Unternehmen (nämlich das Bauhandwerk). So wird

• einerseits die regionale Wertschöpfung gestärkt
  

• und andererseits der Kapitalabfluss in energieexportierende, oft instabile Regionen der Erde ebenso wie die Abhängigkeit von selbigen reduziert.
  

Wie in [Akkp 42] gezeigt, rechnen sich die Investitionen für den Investor durch dauerhaft rückfließende Einsparungen – aktuell liegen diese etwa auf einem Niveau von 4 bis 10% internem Zinsfuß. Derart hohe Renditen sind heute mit (sicheren!) Geldanlagen ansonsten kaum zu erreichen – und vor allem nicht steuerfrei.

Eine gute Illustration liefert die Untersuchung zu den Lebenszykluskosten von Passivhaus Fenstern, die mittlerweile oft in der Investition nicht teurer sind als 2-fach verglaste Standardfenster. Diese Verbesserung wurde durch systematische Forschungs- und Entwicklungsarbeit erreicht, nun kann sie vergleichsweise bequem in der Breite umgesetzt werden. Ein weiteres Beispiel zeigt sich im Bereich der Warmwasser-Nutzung. In den Niederlanden ist die Wärmerückgewinnung aus Duschwarmwasser bereits in größerem Umfang verbreitet - es ist eine kostengünstige Maßnahme, die im Neubau und auch in vielen Altbauten umgesetzt werden kann.

Eine besondere Rolle spielt – auch und gerade im Passivhaus – die Elektroeffizienz. Neue Technologien stehen an der Schwelle zur breiten Anwendung, so dass hier ein besonders hohes Effizienzpotential besteht. Beispiele sind die Beleuchtung mit LEDs, die inzwischen wirtschaftlich auch Halogenlampen verdrängen können, die deutlichen Verbesserungen im IT-Bereich und der Einsatz von Vakuumdämmung in Kühl- und Gefrierschränken. Trotzdem stieg der Haushaltsstrombedarf in der EU in den vergangenen Jahren um 0,7% p.a.. Diese Mehrverbrauchstendenz kann durch konsequenten Einsatz der Effizienztechnik umgekehrt werden. Die Wichtigkeit des Themas Elektroeffizienz wurde vom PHI schon in der Anfangsphase der Passivhausentwicklung erkannt und soll in Zukunft noch stärker in den Fokus kommen.

Es war uns auch wichtig, noch einmal die Frage des Herstellungsenergieaufwandes, der „Grauen Energie“, zu diskutieren. Es zeigte sich, dass der Energieaufwand in der Nutzungsphase auch bei Passivhäusern immer noch deutlich überwiegt und dass die Lebenszyklusenergiebilanz eines Passivhauses durch die Wahl der Baustoffe eher wenig beeinflusst werden kann. Der Bilanzierungsaufwand bleibt jedoch vergleichsweise hoch und ist mit großen, auch systematischen Unsicherheiten (z.B. Systemgrenze, Ansatz verbauter Biomasse) behaftet. Einige spezielle Aussagen und Empfehlungen sind aber möglich:
Als besonders energieintensiv wurden z.B. Metalle erkannt. In Zukunft scheint eher ein Leitfaden zum Bauen mit wenig Herstellungsenergieaufwand, der Grundlegendes erläutert und Handlungsempfehlungen gibt, praktikabler und sinnvoller zu sein als eine detaillierte stoffliche Bilanzierung bei jedem Bauvorhaben.

Ganz entscheidend bei der Bilanzierung der „Grauen Energie“ ist der Ansatz der Nutzungsdauer. Die Politik beschwert sich, dass die Sanierungsraten zu gering sind. Diese sind so gering, weil die Nutzungsdauer der Systeme höher ist, als sie bisher oft angesetzt wurden. Aus ökologischer Sicht ist das begrüßenswert! (2%a^-1 Sanierungsrate bedeutet z.B. eine Nutzungsdauer der betroffenen Komponente von 50 a.)

Weitere Verbesserungen können erreicht werden, wenn ein Bauteil mit geringerem Herstellungsenergieaufwand zudem auch noch länger hält. In Bezug auf diese Bilanzierungen bestehen aber weit größere Unsicherheiten als bei der Energiebilanzierung. Bei der Energiebilanzierung kann vergleichsweise einfach nachgemessen werden, wohingegen in diesem Bereich die Validierung aufwendig ist, da die Vorketten viel weiter verzweigt sind – und vom Anwender kaum vollständig verfolgt werden können.

Photovoltaik wird als mögliche Perspektive viel diskutiert. Die Preise sind in den letzten Jahren dramatisch gefallen. Auf der anderen Seite stieg der Strompreis. Auf diese Weise ist mit heutigen Photovoltaikanlagen die Netzparität nicht nur erreichbar, die Produktion von PV-Strom ist für Besitzer von PV-Anlagen preiswerter als der Bezug von Netzstrom. So kann ohne weiteres empfohlen werden, Photovoltaikanlagen bei Neubau oder Sanierung, wo immer das möglich ist, einzusetzen.

Energiewirtschaftlich führt uns der PV-Einsatz unmittelbar zur Problematik des Winterloches. Anfangs beschränkte sich das Interesse auf die Stromerzeugung im ganzen Jahr. Nun wird die Verteilung der solaren Stromernte immer wichtiger, da im Sommer teilweise mehr Strom erzeugt als verbraucht wird, für den Winter jedoch teuer andere Kraftwerkskapazitäten bereitgestellt werden müssen.

Betrachtet man einen Altbau (durchschnittliches deutsches Gebäude) und bringt dort eine optimale Photovoltaik-Anlage auf dem kompletten Dach an, so können bei einer PV-Fläche von 78 m² und 16% Zellenwirkungsgrad 80 kWh/m² Energiebezugsfläche und Jahr geerntet werden. Eine zeitaufgelöste Bilanz zeigt, dass die Energieerzeugung im Sommer deutlich über dem Bedarf, im Winter deutlich darunter liegt. Es entsteht ein Winterloch, welches beim Altbau auch unter Heranziehung der in Deutschland nachhaltig verfügbaren Biomasse nicht geschlossen werden kann (vgl. Abbildung 2).

Abbildung 2: Energiebedarf und solare Erzeugung im Altbau / Winterlücke von 29 MWh/a

Es verbleibt bei Altbaustandard eine winterliche Deckungslücke von 29 MWh/a, entsprechend einem Jahres-Heizölbedarf von 3 m³, einem Heizwasserspeicher von 243 m³ (!!) oder einer Lithium-Ionen Batterie von 71 m³ (!!). Mit einem solchen Energiestandard ist eine nachhaltige Energieversorgung nicht möglich und vor allem nicht bezahlbar.

Bei einer Sanierung „mittlerer Qualität“ (in etwa nach der bestehenden Energie-Einspar-Verordnung) verringert sich das Winterloch um einen Faktor 3: 10 MWh/a, entsprechend einem Öltank von 1000 l, einem Heizwasserspeicher von 64 m³ oder einer Lithium-Ionen Batterie von 11 m³. Dabei entsprechen die solaren Überschüsse im Sommer etwa dem Bedarf aus dem Netz im Winter (vgl. Abbildung 3). Es handelt sich nach verbreiteter (aber unangemessener) Terminologie um ein „Netto-Nullenergiehaus“. Da der sommerliche Stromüberschuss nur unter nennenswerten Verlusten und zu indiskutabel hohen Kosten in den Winter transferiert werden kann, ist auch diese mittlere Gebäudequalität nicht nachhaltig mit Energie versorgbar. (Häufig wird in diesem Zusammenhang über die Notwendigkeit der Entwicklung weiter verbesserter Speichertechnologien diskutiert - den Möglichkeiten in diesem Bereich setzt allerdings die Physik-Grenzen; jahreszeitliche Energiespeicherung wird auf absehbare Zeit immer eine sehr teure Komponente bleiben - die allerdings für einen nur geringen Energiebedarf schließlich leistbar werden kann, vgl. nächster Abschnitt.)

Abbildung 3: Energiebedarf und solare Erzeugung in einem Gebäude mittlerer Qualität; Winterlücke 10 MWh/a

Bereits heute kann der Energiebedarf eines Gebäudes jedoch mit vertretbarem Aufwand weiter reduziert werden, wenn nicht die EnEV, sondern der EnerPHit-Standard als Maßstab angewendet wird, bei der der Passivhaus-Technologie zur Anwendung kommt. In diesem Fall wird das Winterloch so gering, dass regionale, nachhaltig nutzbare Biomassepotentiale ausreichen, um das Winterloch zu decken, siehe dazu Abbildung 4. Wichtig für die künftige Bewertung ist damit auch die Einbeziehung der Verteilung von Energiebedarf und- Erzeugung im Jahreszyklus.

Aus den dargestellten Gründen wäre es fatal, die Sanierungsraten bei mittlerer Qualität zu erhöhen. Dies würde sich stark kontraproduktiv auswirken. Der richtige Weg ist, grundsätzlich in jedem Einzelfall mit höchst möglicher Effizienz zu sanieren. Dann, und nur dann lässt sich die nachhaltige Energieversorgung im Gebäudesektor innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeitspanne in die Praxis umsetzen.

Abbildung 4: Energiebedarf und solare Erzeugung in einem EnerPHit-Gebäude; die „Winterlücke“ von 2,4 MWh wäre mit heute verfügbarer Speichertechnik zu vertretbaren Kosten überbrückbar - allerdings ist es ebenso vertretbar, den sehr geringen Restbedarf aus Biomasse zu decken (die in diesem geringen Ausmaß für alle Nutzer verfügbar ist)

Eine nachhaltige Lösung ist mit dem Passivhaus/EnerPHit und Erneuerbaren Energien erreicht - und dies zu bereits heute ökonomisch attraktiven Bedingungen. Die Lösung beweist, dass sich das Passivhaus Konzept und Erneuerbare Energien optimal ergänzen können. Leider scheinen viele Vertreter der Erneuerbare-Energien-Branche das Passivhaus als Konkurrenz an zu sehen. Dieses Vorurteil muss überwunden werden, um der nachhaltigen, intelligenten und zielführenden Kombination aus Energieeffizienz und nachhaltiger Energieerzeugung zum Durchbruch zu verhelfen.

[AkkP 7] Feist, Wolfgang (hrsg.): Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser Nr. 42 „Ökonomische Bewertung von Energieeffizienzmaßnahmen“, Passivhaus Institut Darmstadt 2012

[Feist 2012] Feist, W.; Schnieders, J. et al: „Passive Houses for different climate zones“, Passivhaus Institut, Darmstadt 2012