Abb. 1 (Animation, unten) zeigt den Verlauf des Rohölpreises von 1960 bis 2006. Die Entwicklung ist vor allem gezeichnet durch starke Schwankungen - aber es gibt auch einen klaren Trend, und der heißt „up“. Dieser Trend wird durch die eingezeichnete Ausgleichskurve wiedergegeben. Was nicht sein darf, das nicht sein kann: Darüber waren sich alle maßgeblichen Kräfte lange Zeit einig. Hohe Energiepreise sind nicht gerade Anreiz für die Konjunktur. Also musste man diese Möglichkeit von vorn herein ausschließen. Dass sich die Realität anders entwickelte als der fromme Wunsch, ist leicht zu erkennen. Weit weniger hart würde es uns treffen, hätten sich Wirtschaft und Gesellschaft früh genug ernsthaft auf höhere Energiepreise eingestellt.

Wir werden den Ölpreis im Folgenden als Vergleichsmaßstab heranziehen: Und zwar den Preis, der sich daraus für eine Kilowattstunde „1 kWh“ Heizwärme, mit einem modernen Heizkessel von einem privaten Haushalt erzeugt, ergibt. In folgenden Abschnitten wird diskutiert, wie sich dieser Preis aller Voraussicht nach entwickeln wird¹⁾. Wir nehmen das Ergebnis hier vorweg:

Der künftige Preis für 1 kWh Heizwärme wird bei
über 11 Cent/kWh
für den privaten Endverbraucher liegen.

Abb. 1: Entwicklung des Ölpreises in der Vergangenheit - und in Zukunft. Das war 2005 zu Preisen von 2005 zusammengestellt. Nominal liegt der Preis heute darüber - daher war unsere Prognose immer noch etwas zu günstig für das Heizöl: Aber der daraus abgeleitete Wert von rund 11 Cent/kWh Heizwärme bietet auch heute immer noch eine gute Abschätzung.2)

Wir beschreiben hier eine Methode für die Einschätzung der Wirtschaftlichkeit unterschiedlicher Ansätze für die Bereitstellung von Heizwärme: Wir geben dafür an, wie teuer „1 kWh“ Heizwärme ist, die durch diese Maßnahme bereitgestellt oder ersetzt wird. Das sind z.B.

• Die Wärmekosten von aus einem Fernwärmenetz bezogener Heizwärme (derzeit³⁾ meist rund 12 Cent/kWh ohne Investitionskosten⁴⁾ ).
  
  
• Die Wärmekosten aus einem Öl- oder Gas-betriebenen zentralen Heizkessel (oben schon mit rund 11 Cent/kWh angegeben).
  
  
• Die Wärmekosten von einer mit Netzstrom betriebenen zentralen Heizungs-Wärmepumpe (rund 10 Cent/kWh bei einem Altbau, ohne Kapitalkosten einer evtl. zusätzlichen Investition⁵⁾ ).
  
  
• Die Wärmekosten einer Holz- oder einer Pelletheizung (rund 10 Cent/kWh bei einem Altbau, ohne Kapitalkosten einer evtl. zusätzlichen Investition⁶⁾.
  
  
• Die auf ein Jahr und auf die eingesparte kWh umgelegten Kapitalkosten einer nachträglich angebrachten Innendämmung: Das lässt sich z.B. mit unserem Rechner im konkreten Fall ermitteln; bei bestehenden Gebäuden sind es rund 4 bis 8 Cent/kWh.
  
  
• Die auf ein Jahr und auf die eingesparte kWh umgelegten Kapitalkosten einer nachträglich angebrachten Außendämmung: Auch hier kann individuell nachgerechnet werden; bei bestehenden Gebäuden sind es rund 7 bis 10 Cent/kWh.
  
  

Eine Energiesparmaßnahme ist immer dann wirtschaftlich, wenn der Preis für die eingesparte kWh kleiner ist als der für die bezogene Energie. Wie rentabel eine Maßnahme ist, hängt aber auch z.B. vom Umfang der erschlossenen Energiemengen ab; Investitionsentscheidungen müssen daher an Hand der gesamten Kosten über den Lebenszyklus getroffen werden.

Hier stellen wir die Bestimmung der Einspar-Energiekosten bei Energieeffizienz-Maßnahmen dar:

1. Es wird die mit der Maßnahme erzielte Heizwärmeeinsparung ermittelt: Das geschieht auf der Basis der Bauphysik, genauer, durch eine Energiebilanz des Gebäudes. Im konkreten Fall kann das z.B. mit unserem Tool "ENBIL" gemacht werden. Das Ergebnis sind die Wärmeeinsparungen pro Jahr $Q_{Ein}$, gemessen in kWh/a; (konkretes Beispiel: 16250 kWh durch eine Außendämmung).
   
   
2. Es werden die gesamten Investitionskosten $I$ der Maßnahme bestimmt (das sind 21000 € in unserem Beispiel).
   
   
3. Wir bestimmen den effektiven Jahreszins des verwendeten Kredites (das sind derzeit rund $p_{nom}$=3,5%/a). Das ist der nominale Zins!
   
   
4. Wir rechnen den Zins auf Realzins $p_{real}$ um: Grob ist das „Zins $-$ Inflationsrate“. Wir wollen hier ganz auf der sicheren Seite bleiben, nehmen also an, dass die Inflation künftig wieder auf rund 1,5%/a begrenzt sein wird: Dann ist der reale Effektivzins bei 2%/a anzusetzen⁷⁾.
   
   
5. Wir bestimmen die zu erwartende Nutzungsdauer $t_N$ der Maßnahme. Bei baulichen Maßnahmen liegt diese in aller Regel bei über 40 Jahren: Für unser Beispiel setzen wir allerdings vorsichtig 30 Jahre an. Wir verwenden die Nutzungsdauer als Betrachtungszeitraum $t_N$.⁸⁾
   
   
6. Mit dem Realzins und der Nutzungsdauer lassen sich die Investitionskosten in reale Kapitalkosten jedes Jahr über die Nutzungsdauer der Maßnahme umrechnen. Das geschieht mit dem finanzmathematischen Annuitätenfaktor
   
   $a=\frac{p_{real}}{1-(1+p_{real})^{-t_N}}$.
   
   mit $a$ ergeben sich dann die Jahreskapitalkosten zu $K_a = a \cdot I$. In unserem Beispielfall wird $a=$4,5%/a und die Kapitalkosten werden $K_a = a \cdot I = 4,5\%/a \cdot 21000 € = 938,64$ €/a.
   
   
7. Gibt es Wartungskosten und sonstige Unterhaltskosten $K_U$? Für die meisten technischen Systeme gilt das, z.B. ein Ölkessel braucht eine jährliche Inspektion durch den Schornsteinfeger. Diese Jahreskosten fallen zusätzlich an und sie werden zu den schon bestimmten Jahres-Kapitalkosten zugeschlagen. Für die meisten baulichen Maßnahmen gibt es keine (zusätzlichen) Unterhaltskosten: Putzschichten 'halten' ebenso lang wie die Dämmmaßnahmen - jedenfalls länger als 30 a. Wartungskosten von Fenstern (Beschläge ölen und neu einstellen) gibt es zwar, aber die sind für energieeffiziente Fenster nicht höher als sonst auch. In unserem Beispiel sind die annuitätischen Unterhaltskosten 0.
   
   
8. Letzter Schritt: Die insgesamt jährlich anfallenden Kosten werden durch die erzielten Heizwärmeeinsparungen geteilt:

$ \displaystyle { P_{Ein}=\frac{K_a + K_U}{Q_{Ein} } } $

und in unserem Beispiel wird das zu

$ P_{Ein}=\frac{938,64\, €/a + 0}{16250\, kWh/a } = 5,8\, $ Cent/kWh


Diese Abschätzung erlaubt die Einordung von Maßnahmen sowohl zur Erzeugung also auch zur Einsparung einer kWh ermitteln. Maßnahmen, die nicht gegeneinander am gleichen Bauteil antreten (z.B. eine Innendämmung gegen eine Außendämmung) sind immer dann wirtschaftlich und daher empfehlenswert, wenn sie einen niedrigeren Preis pro kWh Heizwärmereduktion aufweisen als der künftige Preis für die aktive Versorgung - nach der vorausgegangenen Analyse sind das in jedem Fall mehr als 11 Cent/kWh. Eine Dachgeschossdeckendämmung mit z.B. rund 4 Cent/kWh „sticht“ z.B. die eben behandelte Außenwanddämmung nicht aus - denn beide Einsparungen treten ja nicht gegeneinander an, sie können vielmehr beide (annähernd) additiv ausgeführt werden, was sich im vorliegenden Fall auch empfiehlt, weil beide sind deutlich günstiger sind als die sonst jährlich wieder einzukaufende Heizwärme.

Erdöl ist auch heute noch die wichtigste Energiequelle für den weltweiten Energiehunger. Und Erdöl wird noch auf lange Zeit dominant sein und den Preis für Energie bestimmen. Das geht aus den Arbeiten der Internationalen Energie Agentur [IEA 2001] hervor. Noch 2022 hat sich diese Einschätzung bewahrheitet - die weitere Entwicklung ist allerdings deutlich unsicherer geworden, weil die künftige Entwicklung bzgl. des Substitutionsenergieträgers Erdgas nur schwer absehbar ist. Dies wiederum lässt künftig eher höhere Preise für fossile Energie erwarten. Der Übergang zu erneuerbarer Energie kann hoffentlich beschleunigt werden und ist evtl. in der Lage, die Preise im Bereich des Niveaus von 2021 zu stabilisieren. Für unsere hier dargestellten Betrachtungen ergeben sich zumindest im mittelfristigen Mittel keine bedeutend veränderten Einschätzungen.

Natürlich könnten die Ölpreise schon nächstes Jahr einbrechen. Es ist eine der Eigenschaften dieser von Spekulation regierten Märkte, nahezu unberechenbar zu sein. Vielleicht ist aber auch das ein guter Grund, die Abhängigkeit ein wenig zu reduzieren? Aber diskutieren wir die Entwicklung doch einmal an Hand der Relevanz der Gründe, die für die derzeit hohen Preise aufgeführt werden:

• Die Förderkapazitäten Europa und Nordamerika gehen zurück -
  • dieser Trend wird sich künftig noch verstärken.

• Yukos (Russland), Sabotagen und Anschläge im Irak
  • das war nur ein „aktuelles Problem“ (2004); aber sicherheitskritische Krisen gab es seither immer wieder und auch immer wieder an anderen Orten. - Wer kann Aussagen zur künftigen Sicherheitslage machen?

• steigender Bedarf China
  • das ist erst der Anfang; und nicht nur der Bedarf von China steigt, Indien z.B. kommt ebenfalls strak ins Spiel. Dies ist die mittel- und langfristige Haupttriebfeder für die weltweite Bedarfsentwicklung.

• 4 Hurricanes binnen 6 Wochen (das war 2004)
  • zunächst war das nur ein aktuelles Problem; 2005 gab es mehr als 25 Hurricanes, 2006 sind die meiste Stürme vor dem Erreichen des amerikanischen Kontinentes nach Norden abgedriftet. Aber: Es gibt künftig eine zunehmende Problematik durch den Klimawandel, der die Gefahr von Extremwetterereignissen nachweislich erhöht.

• Kapazitätsgrenze der OPEC
  • die wäre mittelfristig zur beheben;
  • aber: langfristig gibt es Kapazitätsgrenzen überall, vgl. die IEA-Energie-outlook-Berichte.
    

So wagen wir hier eine Fortschreibung der mittleren Energiepreistrends; wohlgemerkt, keine Prognose, aber eine begründete Extrapolation auf der Basis der zuvor gegebenen Analyse. Ein exponentielles Wachstum des Energiepreises wird es nicht geben – da sind Substitutionspotentiale vor; aber die mittleren Energiepreise in den relevanten Zeiträumen, in denen ein Neubau oder ein modernisiertes Gebäude Heizenergie benötigen wird, sie werden kaum niedriger sein als die heutigen Tagespreise. Darüber gibt es nun interessanterweise unter Wirtschaftsfachleuten wieder eine Einigkeit. Allerdings sind die Gründe dafür nicht wirklich neu. Dass der Preisanstieg irgendwann kommen musste, war bekannt – nur wann genau er kommt, das war nicht leicht vorauszusehen. Der gegenwärtig eher über dem Trend liegende Preis kann durchaus sogar noch einmal zurückgehen – die Trendlinie berücksichtigt das.

Mit welchen Energiepreisen muss man dann rechnen? Aus einem mittleren Ölpreis von um 60 Cent/Liter ergibt sich unter Einbeziehung des Jahresnutzungsgrades (90%) ein Wärmepreis von 6,7 Cent/kWh. Dazu kommt noch der Aufwand für Hilfsenergie (etwa 0,3 Cent/kWh) und der variable Teil der Systemkosten (mehr als 1,6 Cent/kWh). Insgesamt ist mit einem mittleren künftigen Wärmepreis von um 9 bis 11 Cent/kWh zu rechnen. Kosten für die CO₂-Rückhaltung sind dabei noch nicht berücksichtigt.

Ein Blick auf diese Analyse aus dem Jahr 2022: Bis zum letzten Jahr war dieses Szenario überraschend gut zutreffend. Allerdings wird jetzt sichtbar, dass wir uns alle haben täuschen lassen: Das eine Zeitlang sehr billige russische Erdgas erweist sich im Nachhinein als Ergebnis eines aus politischen Motiven betriebenen Dumpings, Europa wurde auf diesem Weg von russischen Gaslieferungen abhängig gemacht. Selbstverständlich werden die extrem hohen Preise in einer Krise wie der gegenwärtigen nicht auf Dauer Bestand haben, denn es handelt sich um einen plötzlichen Wegfall eines Großteils der bisherigen Lieferungen und die weltweiten Vertriebswege sind darauf nicht vorbereitet. Die Gefahr für solche Krisen ist aber immer gegeben, wenn eine Volkswirtschaft in hohem Ausmaß von einer ganz bestimmten Quelle abhängt; genau genommen hätten wir das schon aus den Ölkrisen gelernt haben müssen. Das Grundproblem war und ist immer noch der gigantisch hohe Bedarf an fossilem Energiebezug. Wirklich dagegen helfen können die verbesserte Effizienz (wie hier am Beispiel der Wärmedämmung dargestellt) und ein erheblicher Ausbau der erneuerbaren Energiegewinnung⁹⁾.

Die Aussichten wären tatsächlich nicht sehr günstig, wenn wir auf Energieimporte auf dem Weltmarkt in bleibender Höhe angewiesen wären. Zum Glück sind wir es nicht: Heimische Substitutionsenergie steht zu Preisen zur Verfügung, die schon beim heutigen Energiepreis ökonomisch konkurrenzfähig sind (Energie aus Wind-, Wasserkraftstrom und auch Photovoltaik für den Betrieb von Wärmepumpen). Leider sind diese Energiequellen aber in ihrem Umfang begrenzt¹⁰⁾ - aber auch das muss kein Problem sein, denn mit besserer Energieeffizienz können wir den Energiebedarf um einen Faktor 4 (und mehr) senken. Dies ist vor dem Hintergrund der künftigen Energiepreise wirtschaftlich. Und damit reichen die regional verfügbaren Flächen ohne weiteres für ein vollständig erneuerbare Versorgung aus - das wird bereits durch die vielen schon bestehenden Passivhaus-Plus Gebäude¹¹⁾ bewiesen; diese Lösung funktioniert übrigens überall.

Das Passivhaus ist ein Beispiel für eine besonders energieeffiziente Lösung. Passivhäuser erfordern etwas höhere Investitionskosten gegenüber herkömmlichen Neubauten. Wichtig ist daher eine durchdachte Finanzierung.

Amortisationszeiten sind für die gestellte Aufgabe als Kriterium ungeeignet: Sie lassen Maßnahmen mit kurzem Lebenszyklus günstiger erscheinen; Ohne Kenntnis der Nutzungsdauer sagt eine Amortisationszeit gar nichts aus - eine Maßnahme, die sich in einem halben Jahr „amortisiert“ kann dennoch völlig unwirtschaftlich sein … z.B. wenn das Produkt nach drei Monaten bereits kaputt ist.

Bereits am Anfang haben wir festgestellt, warum sich die oft verbreitet angewendete „Amortisationszeit“ überhaupt nicht für eine seriöse Bewertung eignet. Wie also berechnen wir die einzelwirtschaftliche Rentabilität sonst? Die Grundlage dafür sind die seit Jahrzehnten eingeführten Methoden der dynamischen Wirtschaftlichkeitsrechnung - doch das klingt jetzt komplizierter, als es ist: Kapitalwert- und Annuitätenmethode. Wir arbeiten das hier verständlich auf, so dass es für jede:n Interessenten mit einem Taschenrechner einfach ist, das selbst zu bestimmen.

Das Problem ist ja, dass Ausgaben und Einnahmen oft nicht zeitgleich stattfinden - und deswegen nicht einfach aufsummiert werden können - denn fraglos ist ein Ausgabe „heute“ schwerer zu meistern als Kosten, die erst in der Zukunft auf uns zukommen. Grundlage für alles ist der Begriff des Barwertes einer Aktion: Das ist der Wert einer Einnahme (positiv) oder Ausgabe (negativ gerechnet), der HEUTE angesetzt werden muss, wenn die Mittel für die spätere Aktion bereits heute aufzunehmen oder zurückzustellen wären. Wie das gemacht wird, ist allgemein in der Finanzwelt eingeführt und liegt z.B. auch der „Kapitalisierung“ von Renten u.a. zugrunde.

Bei der Barwertmethode werden alle im Lebenszyklus anfallenden Kosten auf einen Barwert oder Gegenwartswert „zurück gerechnet“. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Maßnahmen, jeweils bestehend aus unterschiedlichen Investitionskosten, Energiekosten (und Wartungskosten), auch wenn sie zu unterschiedlichen Zeitpunkten stattfinden, korrekt miteinander vergleichen. Auch unterschiedliche Nutzungsdauern oder Betrachtungszeiträume, die nicht der Nutzungsdauer entsprechen, können einbezogen werden. Dies geschieht durch die Berücksichtigung des Restwertes; vgl. z.B. [Feist 2005a]. Wir führen hier die zugehörigen Größen und die Berechnungsformeln dazu auf.

Denn, dieser Restwert steht am Ende des Zeitraums immer noch zur Verfügung und wird sich (unter den dann herrschenden Randbedingungen) weiter nützlich auswirken. Den Barwert dieses Restwertes können wir daher bei korrekter Betrachtung innerhalb des Zeitraums t_B abziehen.

Schon mit einem Taschenrechner sind diese Faktoren leicht zu bestimmen; wir haben aber hier auch eine Barwerttabelle zusammengestellt, so dass sich die Werte auch nachschlagen lassen.

Wie üblich bezeichnen wir mit p den Zinssatz, p_nom der nominale Effektivzins¹²⁾ und p_real den Effektivzins nach Bereinigung mit der allgemeinen Inflationsrate i.

In diesem Fall kann der Barwertfaktor über die Nutzungsdauer bestimmt werden und geht so in die Berechnung des Restwertes ein:

Das ist jetzt der korrekt bestimmte Gegenwartswert aller zukünftigen Zahlungen für Energie über den Betrachtungszeitraum. Natürlich muss hier jetzt ein Preis für die künftigen Energiekosten k_j angesetzt werden. Dafür wird der kWh-Energiepreis aus den vorausgehenden Abschnitten gebraucht¹³⁾.

Bei der Bestimmung der sogenannten Annuität wählen wir gerade die 'umgekehrte' Betrachtungsweise: Statt jährlich regelmäßig anfallende Zahlungen in einen Gegenwartswert oder Barwert umzurechnen, rechnen wir hier die einmaligen Anfangszahlungen in jährlich konstante Zahlungen um¹⁴⁾. Die Vorstellung ist dabei wie folgt: wir stellen uns vor, einen Kredit mit dem konstanten Zinsfuß p auf zu nehmen. Die Laufzeit des Kredits sei hier der Betrachtungszeitraum t_B. Bei einem Annuitäten-Kredit ist es gängig, jährlich konstante Zahlungen vorzunehmen: Diese setzen sich aus dem Zinsbeitrag (jeweils p mal Restschuld) und der jährlichen Tilgung zusammen - und sind gerade so bestimmt, dass am Ende der Laufzeit der Kredit vollständig zurückgezahlt ist. Damit ist der Annuitätenfaktor a gerade der Kehrwert des zugehörigen Barwertfaktors:

Wird die am Anfang investierte (und aus dem Kredit bezahlte) Investition K_i mit dem Annuitätenfaktor multipliziert, so ergibt sich gerade die jährliche Zahlung des Kreditnehmers an die Bank. Die kann dann z.B. mit den jährlichen Kosteneinsparungen an Energiekosten verglichen werden - sind die Energiekosteneinsparungen höher als Zins und Tilgung bei der Bank, dann entlastet diese Maßnahme den Bauherrn jedes Jahr - und lohnt sich daher aus ökonomischer Sicht. Übrigens: Diese Annuitätenmethode liefert die gleichen Bewertungen wie die Kapitalwertmethode, sie ist aber für die meisten Bauherren etwas leichter zu verstehen.

Im Gegensatz zu vielen „Lesern aus der Glaskugel“ die sich schon lange nicht mehr getraut hatten, etwas zur Energiepreisentwicklung zu sagen, haben wir uns in diesem Artikel von 2006 getraut, die (bis jetzt unveränderte!) obige Einschätzung zu geben, natürlich mit aller Vorsicht: „So wagen wir hier eine Fortschreibung der mittleren Energiepreistrends; wohlgemerkt, keine Prognose, aber eine begründete Extrapolation auf der Basis der zuvor gegebenen Analyse.“ Wie steht diese jetzt, 16 Jahre später, eigentlich da? Abb. 2 zeigt den Vergleich.

Abb. 2: Vergleich der Einschätzung mit der bisherigen Ölpreisentwicklung.

Die sehr stark politischen und Weltmarkteinflüssen ausgesetzten kurzfristigen „aufs und abs“ konnten auch wir selbstverständlich nicht „vorhersehen“.¹⁵⁾ Das hatten wir auch immer betont (die Bankenkrise 2009 hatte sicher auch einen Einfluss - dass diese kommen würde, war vielen Ökonomen klar. Der genaue Zeitpunkt jedoch nicht. Ähnliches gilt für die heute noch nicht wirklich einschätzbaren Auswirkungen der Covid-19-Pandemie). Es ist von daher geradezu überraschend, dass die Werte (bis auf den Peak von 2012) fast innerhalb der Ober- und Untergrenzlinie geblieben sind und der mittlere Trend sich als ziemlich gut zutreffend erweist. Die starken kurzfristigen und politisch bedingten Schwankungen sollten ein weiterer Grund sein, auch ökonomisch nachhaltigere Lösungen als importierte fossile Energieträger zur Basis unseres Energiesystems zu wählen. Mit der Energiewende ist das jetzt auf dem Weg - längerfristig wird die Energie in Deutschland überwiegend aus eigener erneuerbarer Erzeugung stammen. Und, so unsere Einschätzung, sie wird weiterhin im Bereich des hier angegebenen Preisniveaus (für Heizwärme im Winter; hier Preis für 1000 kWh) liegen. Der verbesserte Wärmeschutz bleibt vor diesem Hintergrund die weitaus wirtschaftlichste Option.

Mitte des Jahres 2022 müssen wir jetzt allerdings erkennen, dass sich die fossilen Energiepreise wohl auch mittel- und längerfristig deutlich über der von uns selbst gegebenen Einschätzung aus dem Jahr 2006 bewegen werden. Mit im Durchschnitt über 11 Cent/kWh muss wohl gerechnet werden, allein schon deswegen, weil verlorene Investitionen (z.B. in eine nicht nutzbare Pipeline) ja dennoch Geld gekostet haben. Aber auch die neu zu erschließenden Quellen für die Versorgung werden ihren Preis haben - und bei einer sehr schnell erforderlichen Umstellung werden auch erneuerbare Quellen nicht zwingend viel günstiger erschließbar sein.

Zukunftsweisender Wärmeschutz ist sinnvoll

Sind Passivhäuser wirtschaftlich?

Einflussfaktoren auf Energiebilanz und Wirtschaftlichkeit von EnerPHit-Modernisierungen bei Nichtwohngebäuden

[IEA 2001] Internationale Energie Agentur: World Energy Outlook; IEA-Press, 1. edition, Oct. 2001