In der heute beginnenden Artikelserie geht es um die globale Versorgung mit Raumwärme, also das Heizen und Kühlen von Gebäuden. Der Wärmesektor steht medial etwas im Schatten der beiden anderen Sektoren: des „griffigen“ Verkehrssektors, der technisch relativ homogen ist und der für die deutsche Exportwirtschaft eine besondere Bedeutung hat; und (2) des Stromsektors, der wegen der Energiewende in Deutschland ohnehin intensiv diskutiert wird. Der folgende Text stützt sich überwiegend auf Veröffentlichungen der IEA, die im Rahmen ihrer Schriftenreihe „Energy Technology Perspectives“ die wichtigsten Verbrauchssektoren für Energie untersucht.

Der Wärmesektor besteht aus zwei sehr unterschiedlichen Segmenten:

(1) Die Raumwärme für Gebäude. Hier geht es also v.a. um das Heizen und Kühlen von Räumen. Gelegentlich wird auch das Zubereiten von Warmwasser dazu gezählt.

(2) Die Prozesswärme für industrielle und häusliche Prozesse, also z.B. das Schmelzen von Eisenerz oder das Kochen. Prozesswärme ist nicht unser Thema.

Grundsätzlich gilt: Weder im Verkehr noch in der Industrie wird weltweit so viel Endenergie verbraucht wie für Gebäude (Anmerkung: Endenergie ist die Energie, die dem Verbraucher zur Verfügung steht, z.B. als Strom, Gas oder Kraftstoff. Die Primärenergie (in Form von Kohle, Erdgas, Rohöl etc.) muss z.B. zur Stromerzeugung oder in der Raffinerie erst unter großen Energieverlusten in nutzbare Endenergie transformiert werden). Grund genug, sich dieses Themas detaillierter anzunehmen. Etwa 35% des globalen Endenergieverbrauchs entfallen auf Raumwärme, Air Conditioning, Warmwasser, Licht, Kochen oder elektrische Geräte. Das ist mehr Energie, als im Verkehr (30%) oder in der Industrie (31%) benötigt werden. In nicht-industrialisierten Regionen der Welt entfallen sogar bis zu 80% des Endenergiebedarfs auf den Gebäudesektor.

Das folgende Schaubild veranschaulicht die große Bedeutung von Gebäuden. Die „Renewables“ (erneuerbare Energien) bestehen v.a. aus traditioneller Biomasse (Holz, Dung etc.) und nur zu einem sehr geringen Teil aus Wind- oder Solarenergie. „Commercial Heat“ bezeichnet Fernwärme im weiteren Sinne.

Gebäude und der globale Endenergieverbrauch 2010

Globaler Endenergieverbrauch und Gebäude

Globaler Endenergieverbrauch und Gebäude

Quelle: IEA; Zahlen sind für 2010

Raumwärme und Heizung weltweit: Vielfalt der Ausgangssituationen und Lösungen

Der internationale Raumwärmemarkt ist jedoch sehr heterogen und deshalb analytisch eher „unhandllich“. Je nach Land, Klimazone und Wohlstandsniveau stammt z.B. die Heizenergie aus höchst unterschiedlichen Quellen. Noch dazu sind die Daten nicht so gut aufbereitet wie z.B. im Verkehr, v.a. außerhalb der Industrieländer. Deshalb müssen wir in vielen Fällen etwas pauschal vom Heizen oder Kühlen im „Gebäudesektor“ sprechen. Das umfasst dann Wohngebäude, Büros, kleinere Werkstätten und Läden (aber nicht Fabriken oder andere industrielle Einrichtungen). Und noch eine Sprachregelung: Wenn wir von „Wärme“ sprechen, meinen wir normalerweise auch das Kühlen, also nicht nur Heizungen, sondern auch stationäre Klimaanlagen bzw. A/C-Geräte.

Die IEA kommt in ihrem Hauptszenario zu dem Ergebnis, dass der gesamte Energieverbrauch in Gebäuden (Heizen, Kühlen, Strom, Kochen) bis 2050 um 50% steigen wird, wenn die aktuellen Trends fortgeschrieben werden. Etwa drei Viertel dieses Anstiegs könnten mit rein technischen Verbesserungen vermieden werden.

Alle dafür notwendigen Technologien stehen schon heute zur Verfügung, allerdings nicht immer zu wettbewerbsfähigen Preisen. Hier sind die Voraussetzungen länderspezifisch: Eine Fassadensanierung kann sich bei hohen Energiekosten wie in Deutschland lohnen, aber in Russland oder China trotz kälterer Winter bei niedrigen Erdgas- oder Fernwärmetarifen unrentabel bleiben.

Hinzu kommen institutionelle oder historisch gewachsene Strukturen, die energetisch effizienten Lösungen im Weg stehen.

Beispiel China: Viele Wohnhäuser oder Quartiere werden aus historischen Gründen von kleineren, relativ ineffizienten Kohlebrennern ohne Kraft-Wärme-Kopplung mit Heizenergie versorgt. Oftmals fehlt es an Thermostaten, um den Verbrauch in den Wochnungen zu regeln. Hinzu kommen Pauschalzahlungen der Haushalte, die ebenfalls keinen Anreiz zu sparsamem Verhalten geben. Auch der Komfort ist eingeschränkt: In Peking darf erst ab dem 15. November die Kohleheizung eingeschaltet werden. In den übrigen Zeiten müssen vergleichsweise teure Stromheizungen genügen. Das sind zumeist kleine A/C-Anlagen, die im Sommer zum Kühlen der Räume eingesetzt werden, die aber Zusatzfunktionen zum Heizen haben. In kleineren Räumen wie z.B. Badezimmern dominieren elektrische Heizstrahler.

Die großen Unterschiede zwischen den Regionen zeigen sich auch bei den Einsparpotenzialen. Während sich z.B. in Deutschland die Diskussion fast ausschließlich um Gebäudeisolierung und Heizsysteme dreht, liegt der Schwerpunkt der Einsparpotenziale global gesehen oftmals in anderen Bereichen:

  • Weltweit betrachtet könnte durch Investitionen in eine verbesserte Warmwasserzubereitung im Moment mehr Energie eingespart werden als bei der Raumwärme. Das liegt v.a. am ineffizienten und umweltschädlichen Einsatz traditioneller Biomasse in ärmeren Regionen.
  • Auch gewinnt der Bereich der Klimatisierung bzw. Kühlung eine immer größere Relevanz, weil in den heißeren Regionen (Südchina, Indien, Brasilien etc.) die Bautätigkeit und der Zuwachs an städtischer Wohfläche erheblich schneller erfolgen als im „alten“ Europa.
  • Und schließlich: Die größten Einsparpotenziale, gerade auch bei schädlichen Emissionen, bietet nach wie vor die Energie, die für das Kochen verwendet wird. Hier wird noch so viel traditionelle Biomasse auf ineffiziente Weise verwendet, dass selbst bescheidene technologische Verbesserungen relevante Verbesserungen in der globalen Energie- und Klimabilanz ermöglichen.

Bedeutung des Gebäudesektors für die Klimapolitik

Die IEA kommt je nach Region zu unterschiedlichen Empfehlungen. Im folgenden Schaubild werden die zwei wichtigsten Maßnahmen je Region jeweils für technologische Verbesserungen und politische Programme angegeben. Die roten Kästen bezeichnen die kurzfristig wichtigsten Schritte.

– In kälteren Klimazonen stehen die Isolierung der Gebäudefassaden und die beschleunigte Einführung von Wärmepumpen an erster Stelle. Daneben ist v.a. in den Schwellen- und Entwicklungsländern die Einführung und Implementierung verbindlicher Buildings Codes (Baurecht im weiteren Sinn, das auch den Betrieb des Gebäudes einschließt) wichtig.

– In warmen und heißen Klimazonen ist es entscheidend, die traditionelle Verbrennung der Biomasse rasch durch moderne Heiz- und Kochtechniken zu ersetzen. Dabei kann die Solarthermie eine wichtige Rolle spielen.

Herausgehobene Probleme und Lösungsansätze einzelner Regionen:

  • ASEAN: Effizientere Nutzung der Biomasse; Energiebedarf zur Kühlung von Räumen reduzieren
  • Brasilien: Energiebedarf zur Kühlung von Räumen reduzieren; beschleunigte Einführung der Solarthermie
  • Indien: Effizientere Nutzung der Biomasse; beschleunigte Einführung der Solarthermie
  • Mexiko: Energiebedarf zur Kühlung von Räumen reduzieren; beschleunigte Einführung der Solarthermie
  • Südafrika: Effizientere Nutzung der Biomasse; beschleunigte Einführung der Solarthermie
  • China: Gebäudeisolierung in kalten Regionen; Einführung von Wärmepumpen
  • EU: Gebäudeisolierung in kalten Regionien; Einführung von Wärmepumpen
  • USA: Gebäudeisolierung in kalten Regionen; Einführung von Wärmepumpen
  • Russland: Gebäudeisolierung in kalten Regionen; Einführung von Wärmepumpen

 Regionale Empfehlungen der IEA für die Wärmeversorgung

Regionale Empfehlungen der IEA für den Bereich Raumwärme

Regionale Empfehlungen der IEA für den Bereich Raumwärme

Kosten-Nutzen-Analyse der Investitionen in den Wärmemarkt

Die IEA errechnt in ihrem Hauptszenario, dass auf diese Weise Investitionen von 12.000 Mrd. Dollar die Energiekosten bis 2050 um 17.000 Mrd. Dollar senken könnten. Die Investitionen würden sich also gesamtwirtschaftlich lohnen.

Allerdings steht diese Rechnung auf wackligen Füßen: Je nach Diskontierungsrate des Kapitals kann auch ein negatives Saldo entstehen. Die Investition muss ja früher erfolgen als der Nutzen eintreten kann und der angemessene Zinssatz der Diskontierung des Nutzens (also seiner Darstellung als heutigen Barwert) ist bis zu einem bestimmten Grad beliebig.

FORTSETZUNG FOLGT