Der nachstehende Artikel erschien in gekürzter Form im Bundesbaublatt 01/02 2017:
A. Die Frage nach der Wirtschaftlichkeit des Passivhausstandards
Zahlreiche Länder und Kommunen haben durch entsprechende Beschlüsse ihrer Gremien erklärt, dass im jeweiligen Zuständigkeitsbereich Neubauten als Passivhäuser entsprechend dem Standard des Passivhaus-Instituts Darmstadt errichtet werden sollen. Als wesentliche Festlegung gilt hierbei, dass der jährliche Energieverbrauch je qm beheizte Nutzfläche nicht mehr als 15 kWh jährlich betragen soll. In der fachlichen Debatte gibt es widerstreitende Meinungen zur Frage, ob dieser Standard gegenwärtig wirtschaftlich zu realisieren ist.
Nachfolgend sollen verschiedene Positionen zu dieser Frage dargestellt werden. Ferner soll eine energetische und finanzmathematische Methode vorgestellt werden, die es ermöglicht, Vorgaben für eine wirtschaftliche Realisierung des Passivhaus-Standards oder anderer ggf. darunter liegender Standards zu errechnen. Denn es ist zur Frage der Wirtschaftlichkeit keine einfache und schon gar keine global gültige Antwort möglich. Wie meist, kommt es auf die Umstände des Einzelfalls an.
Die Reichweite der fachlichen Debatte zu dieser Frage ist zeitlich limitiert: Der Bundesgesetzgeber ist infolge der EU-Energieeffizienzrichtlinie (RICHTLINIE 2010/31/EU vom 19.05.2010) verpflichtet, ab 2019 für die öffentlichen Bauherren und ab 2021 für die privaten Bauherren einen Niedrigstenergiestandard zu verordnen, der voraussichtlich nahe bei dem gesetzlich nicht normierten Passivhaus-Standard liegen wird.
Gleichwohl sind bis 2018 noch eine Vielzahl von Standard-Entscheidungen zu Bauvorhaben zu treffen, die vor 2019 begonnen oder fertiggestellt werden. Hierzu soll die folgende Arbeit eine Handreichung geben.
B. Übersicht über die aktuellen energetischen Standardregelungen der Länder und der Kommunen
Den Passivhausstandard haben für eigene Neubauten eingeführt Bayern, Brandenburg, Bremen, Rheinland-Pfalz, Baden-Württemberg und Thüringen, ferner eine große Zahl von Kommunen. Unter den 15 größten deutschen Städten sind dies Köln, Frankfurt/Main, Essen, Leipzig, Dresden, Hannover und Nürnberg und ebenfalls als Kommune Bremen.
Der nicht gesetzlich normierte Passivhausstandard ist wie folgt definiert:
- Heizwärmebedarf <= 15 kWh/qm a
- Nutzkältebedarf <= 15 kWh/qm a
- Primärenergiebedarf <= 120 kWh/qm a
- Gebäudeluftdichtheit <= 0,6/h
- Gebäudeheizlast <= 10W/qm
- Übertemperaturhäufigkeit <= 10 %
Daneben gibt es verschiedene Abstufungen der Unterschreitung des EnEV-Standards mit 20 - 70 %. Die KfW-Förderbank des Bundes hat eigene Abstufungen eingeführt, die in % den Restenergiebedarf unter Bezug auf die EnEV-Standard ausweisen: KfW 40, KfW 55 usw.
C. Kritik an der Hochdämmung von Hochbauten
Die maßgebliche Kritik an der Hochdämmung bezieht sich im Wesentlichen auf die Dämmung von Bestandsbauten. Hier können insbesondere bei unkritischer Anwendung des ~WDV-Systems enorme Gestaltverluste baukultureller Werte entstehen. Insoweit ist auch eine öffentliche Debatte hierüber zu verzeichnen, die noch durch die laufenden Untersuchungen zur Brandgefahr von WDV-Konstruktionen mit Polystyrol als Dämmstoff buchstäblich befeuert wurde.
Neubauten können insoweit von Beginn an gestaltkonform geplant und ausgeführt werden.
Die Hochdämmung von Bestandsbauten wurde auch seitens vieler Bauexperten als häufig extrem unwirtschaftlich kritisiert. Durch Prebound- und ~Rebound-Effekte werden vielfach die errechneten Einspareffekte nicht erzielt und die Refinanzierung der Investition kann nicht wie geplant erfolgen.
Prebound-Effekt meint, dass Nutzer schlecht gedämmter Immobilien einen vorauseilend (prebound) niedrigeren Komfortanspruch haben und im gewünschten Ergebnis weniger Heizkosten erzeugen, als nach einer abstrakten Berechnung gemäß der einschlägigen Normen.
Rebound-Effekt meint dabei den umgekehrten Fall, dass nach einer energetischen Sanierung die Komfortansprüche steigen und höhere als die vorausberechneten Temperaturen gewünscht werden und damit ein höherer Verbrauch als berechnet erfolgt.
In der normalen Praxis eines kommunalen Immobilienbetriebes tauchen regelmäßig beide Faktoren auf. Sie sind jedoch nicht im voraus berechenbar. Beide sind zusammen dafür verantwortlich, dass im Einzelfall nicht die vorausberechneten Einspareffekte erzielt werden.
Viele Experten sehen darin die Ursache, dass die energetische Sanierungsrate der Wohnungsbaubestände weit hinter den Erwartungen und den Notwendigkeiten zurück bleibt, weil auch private Immobilienbesitzer kein ausreichendes Vertrauen in die prognostizierten Einsparungen haben.
Ob sich Mehraufwendungen für einen Passivhausstandard und wenn in welchem Zeitraum rechnen, soll hier näher untersucht werden.
D. bisherige Methoden zur Wirtschaftlichkeitsberechnung von Investitionen zur Energieeinsparung
Weit überwiegend werden - wenn überhaupt Wirtschaftlichkeitsberechnungen erfolgen - dynamische Verfahren (Barwert- oder Endwertberechnungen) verwendet, die dazu z.B. bei der VDI 2067 oder 6025 speziell auf die betriebstechnischen Gewerke ausgerichtet sind. Die Verfahren sind untereinander, soweit sie dynamisch sind im Ergebnis vergleichbar. Entscheidend für die Ergebnisse sind stets die verwendeten Parameter der finanziellen und energetischen Eckdaten.
Eine Wirtschaftlichkeit energiesparender Investitionen kann sich wegen der Eingabedaten der Berechnungsmethode nur ergeben, wenn man über die (ebenfalls anzunehmende) Laufzeit (Lebens- oder Nutzungsdauer) einer Investition definierte Energiepreissteigerungsraten und Kapitalmarktzinssätze vorausschätzt. Dies waren bisher die eigentlichen Stellschrauben zur Beeinflussung der Ergebnisse, ebenso wie die Festlegung der Laufzeiten. Die Kritik von einzelnen Rechnungshöfen an dieser Methode war stets, dass durch geeignete Wahl der v.g. Parameter nahezu jede energiesparende Investition für wirtschaftlich erklärt werden kann. Angenommene Energiepreissteigerungsraten und Laufzeiten wurden als zu hoch bzw. zu lang kritisiert.
Richtig dabei ist, dass sich infolge der derzeitigen Konjunkturschwäche der Weltwirtschaft die Energiepreise seit etlichen Jahren nicht signifikant erhöht haben. Gleichwohl wird sich wegen der langfristig zunehmenden Verknappung der nicht erneuerbaren Energien deren Preis unausweichlich weiter nach oben bewegen.
Bei Laufzeiten von über 30 Jahren, wie sie gelegentlich für Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen angenommen wurden, so die Kritik, würden die Entwicklung von Wissenschaft und Technik und daraus möglicherweise resultierende Systemwechsel außer Acht gelassen. Es sei undenkbar, eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung über 60 Jahre Laufzeit mit jährlichen exponentiellen Energiepreissteigerungen von 6 oder 8 % anzustellen. Hierdurch würden im Ergebnis die Energiekosten die Kapitalkosten um ein Vielfaches übersteigen. Bei einer derartigen Entwicklung seien technisch bedingte Systemwechsel hoch wahrscheinlich, was die Basisannahmen der Berechnung untergraben würde. Letztlich wird dafür plädiert, die Laufzeit von derartigen Investitionsrechnungen auf 30 Jahre zu begrenzen, weil jede weitere Extrapolation in die Zukunft vollkommen spekulativ sei.
Bei den gesetzlich definierten Energiestandards ist Basis des jeweiligen Standards die wirtschaftliche Verfügbarkeit der erforderlichen Bauweisen und -Techniken für den privaten Eigentümer entsprechend dem entwickelten Stand von Baugewerbe und -Industrie. Es darf dem Privateigentümer keine Vorreiterrolle zugeschrieben werden, bei der er mehr investieren muss als er wirtschaftlichen Gewinn daraus ziehen kann. Dies wird in bestimmten Grenzen für den öffentlichen Bauherren ausgeschlossen. Es kann und wird bei der entsprechenden Gesetzgebung häufig auf die Vorbild- und Vorreiterrolle der öffentlichen Bauherren hingewiesen.
Insoweit spiegeln die regelmäßigen Verschärfungen der Energiegesetzgebung grundsätzlich den Stand der Entwicklung von Wissenschaft, Technik und Industrie wider, verschärfte Anforderungen für öffentliche Bauherren den noch nicht vollständig wirtschaftlichen Teil davon. Die wirtschaftlichen Grenzen zwischen beiden Standards sind aber nicht statisch sondern unterliegen einer dynamischen Entwicklung, weshalb die Gesetzgebung dem regelmässig folgt.
E. Konzepte für den Niedrigstenergiestandard ab 2019/21
Artikel 9 der Neuauflage der EU-Gebäuderichtlinie von 2013 fordert, dass „die Mitgliedsstaaten gewährleisten, dass bis 31. Dezember 2020 alle neuen Gebäude Niedrigstenergiegebäude sind und nach dem 31. Dezember 2018 neue Gebäude, die von Behörden als Eigentümer genutzt werden Niedrigstenergiegebäude sind". Desweiteren sollen die Mitgliedsstaaten „Nationale Pläne zur Erhöhung der Zahl der Niedrigstenergiegebäude erstellen" und „unter Berücksichtigung der Vorreiterrolle der öffentlichen Hand Strategien festlegen und Maßnahmen ergreifen, wie beispielsweise die Festlegung von Zielen, um Anreize für den Umbau von Gebäuden, die saniert werden, zu Niedrigstenergiegebäuden zu vermitteln".
Ein Niedrigstenergiegebäude ist laut Artikel 2 der Neuauflage der EU-Gebäuderichtlinie definiert als „ein Gebäude, das eine sehr hohe Gesamtenergieeffizienz aufweist. Der fast bei Null liegende oder sehr geringe Energiebedarf sollte zu einem ganz wesentlichen Teil durch Energie aus erneuerbaren Quellen -- einschließlich Energie aus erneuerbaren Quellen, die am Standort oder in der Nähe erzeugt wird -- gedeckt werden".
Niedrigstenergiegebäude in Deutschland
In Deutschland wird die EU-Gebäuderichtlinie in Form des Energieeinsparungsgesetzes (EnEG), welches die gesetzliche Grundlage schafft, und der Energieeinsparverordnung (EnEV) umgesetzt.
Seit dem 13. Juli 2013 ist die geänderte Version des Energieeinsparungsgesetzes EnEG 2013 in Kraft. Wichtigste Änderungen sind entsprechend der Novelle der EU-Gebäuderichtlinie der gesetzlich vorgeschriebene Niedrigstenergiestandard für öffentliche Gebäude ab 2019 und alle weiteren Neubauten ab 2021(§ 2a), die Kontrolle von Energieausweisen und Inspektionsberichten (§ 7b) und die Änderung der Energieeinsparverordnung.
EU-Gebäuderichtlinie 2010/31 Neufassung 2013:
F. Methode zur Bestimmung der maximalen wirtschaftlichen Zusatzinvestition
Eine differenzierte Methode zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit von Energieeinsparmaßnahmen haben die Autoren Prof. Lütkemeyer und Prof. Strauß in der vom Senator für Umwelt, Bau und Verkehr und von der Bremer Energiekonsens [Klimaschutzagentur der Freien Hansestadt Bremen] in Auftrag gegebenen Studie "Strategien und Potentiale energieeffizienter Sanierung im Bremer Wohngebäudebestand" 2013/14 vorgelegt (http://bit.ly/spesgesamt) in Kapitel 4 S. 47 ff ). Dort wird ein sogenannter Prognosefaktor dargestellt, der die wesentlichen zukunftsabhängigen Einflüsse auf die Wirtschaftlichkeit von Energieeinsparmaßnahmen zusammenfasst und die Berechnung einer Kapitalrückflußquote ermöglicht, d.h. eine Aussage darüber, ob sich die Maßnahme über die Lebensdauer der betreffenden Bauteile "rentiert" bzw. das eingesetzte Kapital (mehr als) vollständig oder zum Teil durch Einsparungen zurückgewonnen wird. Elegant ist an dieser Methode, dass nicht mit vollständig feststehenden Eckdaten gearbeitet werden muss, sondern dass situativ aktuelle Einschätzungen der Zinsentwicklung, der Inflationsraten und der Energiepreisentwicklung vorgenommen werden können oder Varianten einfach zu berechnen sind.
Der Gang dieser Berechnung setzt auf eine oder mehrere gegebene konkrete Energieeinsparinvestitionen auf und liefert als Ergebnis, ob diese im Nutzungszeitraum refinanziert werden können. Basis hierfür ist die erzielte Energieeinsparung gegenüber der gesetzlich vorgegebenen Basisvariante (z.B. entsprechend EnEV 2014).
Hierfür ist grundsätzlich die umfangreiche Kalkulation der Kosten der Basisvariante und der beabsichtigten zusätzlichen Investition notwendig.
Das hier vorgeschlagene Rechenverfahren ändert den Rechengang durch Umformung des Formelwerks der Autoren Prof. Lütkemeyer/Prof. Strauß hin zum Ergebnis genau der Investition, die bei Erreichen eines zu definierenden energetischen Standards gerade noch wirtschaftlich, also innerhalb der vorgegebenen Laufzeit zu refinanzieren ist. Basis sind hier die zu erzielende Energieeinsparung gegenüber dem gesetzlichen Standard, die Nutzungsdauer, die Kapitalverzinsung und die Energiepreissteigerungsrate.
An der Unsicherheit der Einschätzung dieser in die Zukunft weisenden Faktoren ändert dies Vorgehen nichts, der Planer bekommt jedoch vor einer langwierigen Kalkulation der Investitionskosten bereits in Abhängigkeit von dem angestrebten Standard gegenüber den gesetzlicher Vorgaben eine maximale Gesamtinvestition genannt, die nicht überschritten werden darf.
Im Rahmen von Sensitivitätsanalysen kann so auch umgekehrt ein Standard/eine maximale Investition definiert werden, der unterhalb von Passivhausstandard oder den definierten KfW-Standards liegt und gleichwohl wirtschaftlich ist.
Die Verformelung und detaillierte Erläuterung des Rechengangs finden Sie nachstehend:
F.1 Rechengang maximale Investition
Der Rechengang ist in mehrere Tabellenblätter eingebettet, welche hier abgerufen werden können:
Sie können das Blatt herunterladen und anschließend die Rechenparameter entsprechend Ihren Vorgaben verändern. Dargestellt ist eine effektive Energiepreissteigerung von 0 %
Einen PDF-Ausdruck können Sie hier einsehen
Der Kostenfaktor K = eingesparte Energie über Laufzeit monetär/aufgewendete Investitionsmittel
Prognosefaktor P lt. Formelwerk Lütkemeyer/Strauß
nachstehende Formeln werden verwendet:
nach Lütkemeyer/Strauß: eingesparte Energie über Laufzeit monetär/aufgewendete Investitionsmittel*Prognosefaktor = 1 oder größer
durch Umformung ergibt sich aufgewendete Investitionsmittel = Prognosefaktor * eingesparte Energie monetär
dies entspricht
maximal investierbare Investitionsmittel = Prognosefaktor * eingesparte Energie monetär
das ist die Investition, bei der mit dem gegebenen Prognosefaktor ein Rückflussfaktor von mindestens 1 erreicht wird mehr Investitionen verschlechtern den Rückfluss, geringere verbessern ihn.
Die Laufzeit der Zusatzinvestition ist für den Beispielfall "KITA mit PH-Standard" oder KfW-55-Standard berechnet und beträgt für den PH-Standard 29 Jahre, für den KfW-55-Standard 33 Jahre, d.h. ab diesen Jahren ist das Zusatzdarlehen für die erhöhten Aufwendungen getilgt und die Einsparungen für die Restlebensdauer gehen allein zugunsten des Bauherrn. Allerdings sind diese beim Passivhausstandard jährlich etwa doppelt so hoch wie beim KfW-55-Standard.
G. Literatur und Quellen
EU-Gebäuderichtlinie 2010/31 Neufassung 2013
abgerufen am 30.09.2015
Strategien und Potenziale energieeffizienter Sanierung für den Bremer Wohnungsbestand, Prof. Dipl.- Ing. Ingo Lütkemeyer, Prof. Dr.- Ing. Rolf-Peter Strauß, im Auftrag des Senators für Umwelt, Bau und Verkehr und Energiekonsens Bremen GmbH, Bremen 2014
Evaluation von acht Passivhaus-Kitas in Hannover, Dr.-Ing. Stefan Plesser, energydesign braunschweig GmbH, 4A-Side GmbH, Braunschweig 2014
zum Autor:
Dipl.Ing. Architekt Falko von Strauss und Torney (Jahrgang 1949) war bis 2014 (Eintritt in den Ruhestand) beim Senator für Umwelt, Bau und Verkehr in der Freien Hansestadt Bremen als Referent für Hochbau und Liegenschaften beschäftigt. Ab 1992 bis 2003 war er Leiter des dortigen Hochbauamts und Geschäftsführer von dessen Nachfolgeorganisationen. Von 1979 bis 1991 war er Abteilungsleiter für den Hochschulbau im Staatshochbauamt Göttingen.
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