EnergieberaterInnen A-Kurs Skriptum 2018 PDF

Skriptum für EnergieberaterInnen A-Kurs © www.pov.at Impressum Niederösterreichische Energie- und Umweltagentur (eNu), Grenzgasse 10, 3100 St. Pölten Für den Inhalt verantwortlich: Dr. Herbert Greisberger, eNu DIin Mag.a Ulrike Wernhart, eNu : D...

Skriptum für EnergieberaterInnen A-Kurs © www.pov.at Impressum Niederösterreichische Energie- und Umweltagentur (eNu), Grenzgasse 10, 3100 St. Pölten Für den Inhalt verantwortlich: Dr. Herbert Greisberger, eNu DIin Mag.a Ulrike Wernhart, eNu : Dr.in Iris Baart, Mag. Manfred Bürstmayr, Ing. Joe Gansch, MSc, Mag. Thomas Koisser, Ing. Leopold Schwarz DIin Doris Banner, in in DI Alexandra Bauer, DI Jasmin Gerstenmayer, DI Johannes Hug, Sabine Vogel im Auftrag der Magistratsabteilung 20 – Energieplanung Stadt Wien 7. neubearbeitete Auflage, Juni 2018 Vers. 21-04 Liebe zukünftige Energieberaterinnen und Energieberater, wie viel Energie verbraucht ein Mensch in Österreich bzw. weltweit? Wie lässt sich dieser Verbrauch, ohne Einschränkungen der Lebensqualität, reduzieren? Wie berechnet man den Heizwärmebedarf und was steht eigentlich im Energieausweis? Mit diesen und vielen weiteren Fragen werden Sie im Beratungsalltag konfrontiert werden. Deshalb brauchen Sie einerseits umfangreiches Detailwissen aus den Bereichen Energie, Klima, Physik & Haustechnik. Andererseits gilt es den Blick aufs Ganze nicht zu verlieren! Mit dem EnergieberaterInnen A-Kurs (Grundkurs) erhalten Sie die wichtigsten Grundkenntnisse, damit Ihnen ein optimaler Einstieg in die Branche gelingt. Nachschlagewerk und Lernwerkzeug dafür, ist das vorliegende Skriptum. Es bietet eine Zusammenstellung der wichtigsten Informationen um die Energiesituation von Haushalten oder kleinvolumigen Wohnbauten umfassend erkennen zu können. Darüber hinaus vermittelt es einfache Berechnungsmethoden, mit denen man selber Sachlagen einschätzen und auf Plausibilität prüfen kann. Wir wünschen Ihnen viel Erfolg beim Lernen! Dr. Herbert Greisberger Mag.a Elisabeth Tangl Geschäftsführer der eNu Leitung DIE UMWELTBERATUNG Wien Leitung Bereich Energie und Klima eNu www.umweltberatung.at www.enu.at Inhaltsverzeichnis EINLEITUNG...................................................................................................................... 1 1. ENERGIEEINSATZ UND ENERGIERESSOURCEN............................................................... 3 Weltweite Energiepotentiale und Reserven.................................................................................... 3 Erscheinungsformen der Energie................................................................................................... 3 Erneuerbare und nicht Erneuerbare Energiequellen..................................................................... 4 Reserven und Ressourcen.............................................................................................................. 4 Größenordnungen von Energiespeichern...................................................................................... 4 Energiesituation der Welt.............................................................................................................. 5 Weltweiter Stromverbrauch.......................................................................................................... 6 Energieverbrauch pro Person......................................................................................................... 7 Energiebedarf eines Menschen pro Tag......................................................................................... 8 Energiesituation in Österreich........................................................................................................ 9 Importe und Exporte.................................................................................................................... 10 Bruttoinlandsverbrauch............................................................................................................... 11 Energetischer Endenergieverbrauch............................................................................................ 12 Energiebedarf eines Haushaltes................................................................................................... 13 Die Energieumwandlungskette..................................................................................................... 14 Energiedienstleistung................................................................................................................... 15 NutzerInnenverhalten.................................................................................................................. 16 Der Rebound‐Effekt...................................................................................................................... 18 Ökologischer Fußabdruck............................................................................................................. 19 Welterschöpfungstag................................................................................................................... 22 2. UMWELTAUSWIRKUNG DER ENERGIENUTZUNG......................................................... 25 Umweltauswirkungen der Nutzung fossiler Energieträger............................................................ 28 Braun‐ und Steinkohle.................................................................................................................. 28 Erdgas und Erdöl.......................................................................................................................... 29 Klimaziele versus Förderungen..................................................................................................... 32 Atomkraft..................................................................................................................................... 33 Erneuerbare Energie, Klimazielerreichung und Umweltauswirkungen........................................... 34 Wasserkraft.................................................................................................................................. 34 Windkraft..................................................................................................................................... 35 Biomasse...................................................................................................................................... 36 Biokraftstoffe................................................................................................................................ 37 Energieeinsparungen sind notwendig........................................................................................... 37 3. KLIMA UND LUFT........................................................................................................ 41 EBA A‐Kurs Skriptum i Wetter – Witterung ‐ Klima.......................................................................................................... 41 Klimawandel............................................................................................................................... 41 Der Treibhauseffekt..................................................................................................................... 42 Treibhausgase............................................................................................................................. 42 Zusammensetzung der Emission anthropogener Treibhausgase................................................. 45 CO2‐Ausstoß von Energieträgern................................................................................................. 46 Emissionsszenarien..................................................................................................................... 47 Kippelemente im Klimasystem..................................................................................................... 47 Nationale und internationale Klimapolitik................................................................................... 49 Klimavertrag von Paris.................................................................................................................. 49 EU‐Klimaziele................................................................................................................................ 49 Österreichisches Klimaschutzgesetz............................................................................................. 50 Entwicklung der Treibhausgase in Österreich.............................................................................. 50 Auswirkungen und Anpassung an den Klimawandel..................................................................... 51 EU‐Strategie zur Anpassung an den Klimawandel........................................................................ 51 Österreichische Strategie zur Anpassung an den Klimawandel.................................................... 51 Zusätzliche globale Auswirkungen des Klimawandels.................................................................. 52 Luftschadstoffe........................................................................................................................... 53 Ozon (O3).......................................................................................................................................... Staub (inkl. Feinstaub).................................................................................................................. 54 Stickstoffoxide.............................................................................................................................. 54 Schwefeldioxid.............................................................................................................................. 55 Kohlenmonoxid (CO).................................................................................................................... 55 Schwermetalle.............................................................................................................................. 55 Flüchtige Organische Verbindungen (NMVOC)............................................................................ 56 Benzol........................................................................................................................................... 56 Persistente organische Schadstoffe.............................................................................................. 56 Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK).................................................................. 56 Ammoniak.................................................................................................................................... 57 ii EBA A‐Kurs Skriptum 4. ENERGIESPARENDES UND ÖKOLOGISCHES BAUEN UND WOHNEN.............................. 61 Motivation für energiesparendes Bauen....................................................................................... 61 Motivation für die Althaussanierung............................................................................................ 61 Behaglichkeit............................................................................................................................... 62 Thermische Behaglichkeit............................................................................................................ 62 Luftbewegung............................................................................................................................... 64 Luftfeuchtigkeit............................................................................................................................ 64 Frischluft....................................................................................................................................... 65 Die Energiekennzahl.................................................................................................................... 66 Die Klasseneinteilung des Energieausweises............................................................................... 67 Die Umrechnung von der Energiekennzahl auf den Jahresheizwärmebedarf mit Beispielen..... 68 Energiebilanz eines Hauses – Der Heizwärmebedarf..................................................................... 69 Transmissionswärmeverluste....................................................................................................... 69 Lüftungswärmeverluste................................................................................................................ 69 Solare Wärmegewinne................................................................................................................. 70 Interne Wärmegewinne............................................................................................................... 70 Kriterien von ökologischem und energiesparendem Bauen und Wohnen...................................... 71 1. Infrastruktur des Bauplatzes.................................................................................................... 72 2. Lage und Besonnung des Bauplatzes....................................................................................... 75 3. Kompakt bauen........................................................................................................................ 77 4. Freiflächen................................................................................................................................ 78 5. Orientierung, Raumaufteilung.................................................................................................. 79 6. Langlebigkeit durch Anpassungsmöglichkeit an veränderte Nutzung..................................... 80 7. Komfortlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung................................................................. 81 8. Vermeidung sommerlicher Überwärmung............................................................................... 83 Bewertungssysteme zur Beurteilung von Gebäuden..................................................................... 85 KLIMAAKTIV ‐ die Klimaschutzinitiative........................................................................................ 88 Der klimaaktiv Gebäudestandard für Neubau und Sanierung........................................................ 88 Die klimaaktiv Kriterien................................................................................................................ 89 Bewertungskategorien und Kriterien für Wohngebäude im Detail............................................. 90 5. PHYSIKALISCHE UND KLIMATISCHE BEGRIFFE.............................................................. 95 Energie und Leistung.................................................................................................................... 95 Der Zusammenhang zwischen Leistung und Energie................................................................... 95 Gebräuchliche Einheiten und Größenordnungen für Leistung und Energie................................ 96 Vorsilben für Zehnerpotenzen nach DIN 1301............................................................................. 96 Graphische Darstellung und Zusammenhang Leistung – Energie................................................ 96 Umrechnungsfaktoren für andere Energie‐ und Leistungseinheiten........................................... 98 Volllaststunden............................................................................................................................ 98 EBA A‐Kurs Skriptum iii Energiebegriffe.......................................................................................................................... 100 Klimabegriffe............................................................................................................................. 102 Die Wärmeübertragung............................................................................................................. 103 Die Kalorische Grundgleichung.................................................................................................. 105 Wertigkeit von Energie und Energieumwandlung....................................................................... 106 Energieformen............................................................................................................................ 106 Umwandlungsmöglichkeit.......................................................................................................... 107 Wertigkeit der Energie – Exergie................................................................................................ 107 Wärmekraftmaschinen.............................................................................................................. 109 Wärmekraftmotoren.................................................................................................................. 109 Wärmepumpen.......................................................................................................................... 110 Kraftwerke, Heizwerke und Heizkraftwerke............................................................................... 111 Licht.......................................................................................................................................... 112 Leuchtmittel............................................................................................................................... 113 Effizienz von Leuchtmitteln........................................................................................................ 113 6. BERECHNUNGEN....................................................................................................... 117 Der Wärmefluss (Wärmeleistung) durch einen Bauteil............................................................... 117 Die Berechnung des U‐Werts eines Bauteils............................................................................... 118 Wärmeverlust eines Bauteils.................................................................................................... 121 Heizkosteneinsparung durch Bauteilverbesserung.................................................................... 123 Datenblatt 32 im Handbuch für EnergieberaterInnen................................................................ 124 Berechnung der nötigen Dämmstoffdicke.................................................................................. 125 Die Berechnung der Heizlast...................................................................................................... 126 Die Berechnung des Heizwärmebedarfs..................................................................................... 130 7. DER ENERGIEAUSWEIS.............................................................................................. 139 Anwendung des Energieausweises............................................................................................. 139 Die OIB‐Richtlinien.................................................................................................................... 140 OIB‐Richtlinie 6......................................................................................................................... 140 Die erste OIB‐Richtlinie 6............................................................................................................ 141 Die OIB‐Richtlinie 6 aus dem Jahr 2011...................................................................................... 142 Die OIB‐Richtlinie 6 aus dem Jahr 2015...................................................................................... 142 Differenzen von Energieausweis zu Energieverbrauch................................................................ 143 iv EBA A‐Kurs Skriptum 8. DIE GEBÄUDEHÜLLE................................................................................................. 145 Bautechnische Begriffe.............................................................................................................. 145 Baustoffe................................................................................................................................... 148 Dämmstoffe............................................................................................................................... 151 Übersicht Dämmstoffe und ihre Eigenschaften........................................................................... 159 Bauteile und Konstruktionen...................................................................................................... 611 Außenwandkonstruktionen........................................................................................................ 161 Was prinzipiell bei Bauteilkonstruktionen zu beachten ist........................................................ 164 U‐Werte der Außenwandarten im Vergleich:............................................................................ 165 Deckenkonstruktionen............................................................................................................... 165 Die oberste Geschossdecke:....................................................................................................... 166 Die Kellerdecke........................................................................................................................... 167 Der Fußbodenaufbau................................................................................................................. 167 Dachschräge............................................................................................................................... 168 Fenster...................................................................................................................................... 169 Die wichtigsten Fenstertypen:.................................................................................................... 169 Wärmetechnische Kennzahlen des Fensters:............................................................................. 170 Richtwerte für U und g‐Werte von Rahmen und Verglasungen:................................................ 170 Energiebilanz eines Fensters...................................................................................................... 172 Der fachgerechte Fenstereinbau................................................................................................ 173 Sommertauglichkeit von Gebäuden........................................................................................... 174 Luftdichtheit.............................................................................................................................. 175 Wärmebrücken.......................................................................................................................... 177 Beispiele typischer Wärmebrücken............................................................................................ 178 Temperaturverlauf durch einen Bauteil...................................................................................... 179 Oberflächentemperatur............................................................................................................. 180 Außen‐ und Innendämmung...................................................................................................... 180 Luftfeuchtigkeit......................................................................................................................... 182 Schimmelbildung....................................................................................................................... 183 Ökologie von Dämmstoffen und Bauteilen................................................................................. 184 Massivmauerwerk und Holzständerkonstruktion...................................................................... 184 Ökologie der Dämmstoffe.......................................................................................................... 185 Dämmstoffdicke und Ökologie................................................................................................... 186 Ökonomie der Dämmstoffdicke................................................................................................. 189 Mindestanforderung an die U‐Werte von Bauteilen................................................................... 191 Konstruktionen der Gebäudehülle im Laufe der Zeit................................................................... 193 EBA A‐Kurs Skriptum v 9. WARMWASSER UND HEIZUNG................................................................................. 201 Warmwasser............................................................................................................................. 201 Richtwerte für die Abschätzung des Warmwasserbedarfs:........................................................ 201 Dezentrale – Zentrale Versorgung.............................................................................................. 202 Verteilverluste der Warmwasserbereitung................................................................................ 203 Das Speicherprinzip, Warmwasser‐Boiler.................................................................................. 203 Grundsätzliches für die Effizienz von Boilern:............................................................................ 204 Das Durchlaufprinzip.................................................................................................................. 205 Legionellen und die Hygienenorm B 5090.................................................................................. 206 ÖNORM B 5019........................................................................................................................... 207 Die Effizienz der Warmwasserbereitung.................................................................................... 208 Wärmeabgabe von Heizsystemen.............................................................................................. 210 Flächenheizung (Wand‐, Fußboden‐, Deckenheizung)............................................................... 210 Kriterien für die Auswahl des Wärmeabgabesystems................................................................ 212 Generelle Aussagen über Wärmeabgabesysteme...................................................................... 212 Wärmeverteilung ‐ Rohrführung................................................................................................ 213 Einrohrsystem............................................................................................................................. 213 Zweirohrsystem.......................................................................................................................... 214 Verteilersystem.......................................................................................................................... 214 Dämmung................................................................................................................................... 215 Regelung der Heizung................................................................................................................ 215 Die Regelung der Wärmeerzeugung........................................................................................... 215 Regelung der Wärmeverteilung und ‐abgabe............................................................................ 217 Abschließende Bemerkung......................................................................................................... 220 Verbrennungstechnologie......................................................................................................... 221 Wirkungsgrad ‐ Nutzungsgrad.................................................................................................... 221 Feuerungstechnischer Wirkungsgrad (ηF).................................................................................. 221 Kesselwirkungsgrad ( K)............................................................................................................. 222 Heizkessel................................................................................................................................. 224 Niedertemperaturkessel............................................................................................................. 224 Tieftemperaturkessel.................................................................................................................. 225 Brennwertkessel......................................................................................................................... 226 Ein‐ oder Mehrkesselanlagen..................................................................................................... 228 Umstellbrandkessel.................................................................................................................... 228 Wechselbrandkessel................................................................................................................... 228 Spezialkessel............................................................................................................................... 228 Sonstige Kessel........................................................................................................................... 229 Brennerbauarten........................................................................................................................ 229 Maßnahmen zur Schadstoffreduktion bei Öl‐ und Gasfeuerungen........................................... 231 vi EBA A‐Kurs Skriptum 10. ELEKTRISCHER ENERGIEVERBRAUCH...................................................................... 233 Stromverbrauchsentwicklung in Österreich................................................................................ 233 Stromverbrauch und erneuerbare Stromerzeugung.................................................................... 235 Strompreis und Energierechnung............................................................................................... 236 Stromverbrauch im Haushalt...................................................................................................... 241 Geräteausstattung...................................................................................................................... 241 Studie Stromverbrauch in Österreich......................................................................................... 241 Stromverbrauch unterschiedlich großer Haushalte................................................................... 243 Verteilung des Stromverbrauchs im Haushalt............................................................................ 244 Die Bestimmung des Stromverbrauches..................................................................................... 245 Energiebuchhaltung................................................................................................................... 246 Einsparpotentiale....................................................................................................................... 246 Das EU Energielabel................................................................................................................... 249 Stromspar‐ und Einkauftipps...................................................................................................... 251 11. NUTZUNG ERNEUERBARER ENERGIEN IN ÖSTERREICH........................................... 259 Nutzung von Biomasse ‐ Heizen mit Holz.................................................................................... 259 Holz als Brennstoff..................................................................................................................... 259 Holzverbrennung........................................................................................................................ 260 Holzheizung und Solaranlage..................................................................................................... 260 Abklärungen vor Kesseltausch................................................................................................... 261 Holz‐Pelletsfeuerung.................................................................................................................. 261 Hackschnitzelkessel.................................................................................................................... 262 Stückholzkessel........................................................................................................................... 263 Wärmepumpen.......................................................................................................................... 267 Vorteile von Wärmepumpen...................................................................................................... 267 Funktion..................................................................................................................................... 267 Effizienz von Wärmepumpen..................................................................................................... 268 Wirkungsgrad von Wärmepumpen............................................................................................ 269 Die Jahresarbeitszahl.................................................................................................................. 269 Vergleich verschiedener Systeme:............................................................................................. 270 Betriebsweisen von Wärmepumpen.......................................................................................... 271 PV und Wärmepumpe................................................................................................................ 272 Ökologie..................................................................................................................................... 272 Zertifizierte Wärmepumpeninstallateure.................................................................................. 273 Preise von Energieträgern.......................................................................................................... 274 Solarenergieangebot in Österreich............................................................................................. 275 Aktive und Passive Solarnutzung................................................................................................ 275 Sonnenenergienutzung.............................................................................................................. 275 EBA A‐Kurs Skriptum vii Thermische Solaranlagen........................................................................................................... 276 Funktionsweise der solaren Brauchwasserbereitung................................................................. 276 Kollektorarten............................................................................................................................. 277 Kennlinien der verschiedenen Kollektortypen........................................................................... 278 Schwimmbadabsorber................................................................................................................ 278 Flachkollektor............................................................................................................................. 278 Vakuumkollektor........................................................................................................................ 279 Thermische Solaranlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung.................. 280 Ausrichtung und Neigung........................................................................................................... 280 Verschattung.............................................................................................................................. 281 Anlagendimensionierung............................................................................................................ 281 Praktische Tipps zur Erhöhung des Wirkungsgrades.................................................................. 281 Theoretische Überlegungen zu Solarenergieangebot und Heizwärmebedarf........................... 282 Photovoltaik.............................................................................................................................. 284 1 Kilowatt‐peak........................................................................................................................... 284 Optimale Ausrichtung und Neigung........................................................................................... 284 Installation von PV‐Modulen...................................................................................................... 284 Verschattung, Verschmutzung................................................................................................... 285 Anlagenarten.............................................................................................................................. 285 Ertrag und Kosten – Die PV‐Formel............................................................................................ 286 Beispiel: Amortisation einer PV‐Anlage...................................................................................... 286 Das Plusenergiehaus – Meßergebnisse eines konkreten Projekts............................................... 289 Die klimaaktiv Heizungsmatrix................................................................................................... 291 12. PRAXIS DER ENERGIEBERATUNG............................................................................. 295 Unabhängige Energieberatung‐ rechtliche Rahmenbedingungen................................................ 295 Die Energieberatung.................................................................................................................. 297 Beratungsthemen....................................................................................................................... 297 Die wichtigsten Faktoren für eine gelungene Energieberatung sind......................................... 297 Das gelungene Beratungsgespräch............................................................................................. 298 Kommunikation in der Beratung................................................................................................ 298 Arten der Energieberatung......................................................................................................... 299 Phasen der Beratung ‐ Abgrenzung zur Planung......................................................................... 300 Energieberatung im Bauprozess................................................................................................. 301 Die Grobanalyse........................................................................................................................ 302 Wirtschaftlichkeitsberechnungen............................................................................................... 303 Förderungen............................................................................................................................... 304 viii EBA A‐Kurs Skriptum EINLEITUNG Bauen oder Sanieren ist eine aufregende Angelegenheit und erfordert vielfältige Entscheidungen. Um gute Entscheidungen für die nächsten Jahre und Jahrzehnte zu treffen, ist der Überblick über die komplexen Zusammenhänge des energieeffizienten Bauens wichtig. Eine individuelle, firmenunabhängige Beratung vor Beginn eines Bau‐ oder Sanierungsvorhabens spart langfristig Geld, Zeit und Ärger. Energieberatung informiert Abbildung 1: Eine Energieberatungssituation: EnergieberaterInnen unterstützen ihre KundInnen bei © S.Seidl, DIE UMWELTBERATUNG der Entscheidungsfindung, wägen Vor‐ und Nachteile unterschiedlicher Bauweisen, ‐materialien, ‐konstruktionen ab, helfen bei der Auswahl der Energieversorgung, stellen umfangreiche Infomaterialien zur Verfügung und informieren über mögliche Förderungen. Energieberatung hilft, richtige Entscheidungen zu treffen Gerade in der Anfangsphase von Bauvorhaben haben die KundInnen größten Einfluss auf Energieeffizienz, Bau‐ und Betriebskosten und die langfristige Wertigkeit ihrer Immobilie. Eine fundierte, firmenunabhängige Energieberatung in dieser Phase hilft den Bauherrn, die Zusammenhänge und Folgen von Entscheidungen zu erkennen. Somit können Entscheidungen sehenden Auges mit einem größeren Wissenshintergrund getroffen werden. Die firmenunabhängige Energieberatung Entscheidend dabei ist, dass die Energieberatung in Parteienstellung für die Kundin/den Kunden stattfindet. Firmenunabhängige Beratung ist frei von Verkaufsinteressen oder Nachfolgeaufträgen und hat die Aufgabe, für die Beratungskunden im Beratungsgespräch das bestmögliche Ergebnis zu finden, und zwar firmenunabhängig und technologieübergreifend. 2003 wurde im Energiebericht der Österreichischen Bundesregierung eine unabhängige Energieberatung der Länder gefordert. Energieberatung „wirkt“ Eine fachkundige Energieberatung trägt dazu bei, den Energieverbrauch und somit den Ausstoß von Treibhausgasen dauerhaft und nachhaltig zu senken. Die Energieberatung kommt also nicht nur den KundInnen und deren Haushaltsbudget zugute, sondern ist ein Mosaikstein zur Erreichung der österreichischen und weltweiten Klimaschutzziele. Auch im Bundes‐Energieeffizienzgesetz EEffG kommt der Energieberatung besondere Bedeutung zu, da durch eine Energieberatung eines Kunden/einer Kundin eine Reduktion des Energieverbrauchs angerechnet werden darf. Die Arbeitsgemeinschaft EnergieberaterInnen‐Ausbildung (ARGE EBA) Als lose Arbeitsgemeinschaft schlossen sich die Vertreter der Energieagenturen und der Energiereferenten der Länder bereits in den frühen 1990er Jahren zusammen, um eine österreichweit EBA A‐Kurs Skriptum Einleitung 1 einheitliche Ausbildung (Stundenanzahl und Lehrziele) für EnergieberaterInnen mit einem entsprechend hohen Qualitätsanspruch zu entwickeln Ziel der standardisierten Ausbildung war  Die Einhaltung von Mindeststandards in der Energieberatung  Gleiche Ergebnisse / Aussagen verschiedener Energieberatungsstellen  Höherer Bekanntheitsgrad der Energieberatungstätigkeit 2011 wurde der Verein ARGE EBA gegründet, mit dem Ziel, die Ausbildung nach ARGE EBA noch besser österreichweit zu akkordieren und als den österreichischen Standard für die EnergieberaterInnen‐ Ausbildung festzulegen. Der Verein ARGE‐EBA ist eine Organisation der Österreichischen Bundesländer und hat dementsprechend 9 Mitglieder. Die Länder sind teilweise selbst als Mitglied und teilweise durch die Landesenergieagenturen vertreten. Die EnergieberaterInnen‐Ausbildung nach ARGE EBA Die Ausbildung nach ARGE EBA verbindet all die oben erwähnten Anforderungen an eine Ausbildung für EnergieberaterInnen, und ist durch die Vermittlung der Kombination von  Physikalischem Grundverständnis  Bautechnik, Bauphysik  Heizungstechnik  Kommunikation und  Praxiserfahrung durch begleitete Energieberatungen in dieser Form einzigartig und auf die Bedürfnisse von angehenden EnergieberaterInnen zugeschnitten. Die ARGE EBA sieht ihre Aufgabe in der Qualitätssicherung und Weiterentwicklung der österreichweiten hochwertigen Ausbildung für EnergieberaterInnen. Mit der Prüfung über die Ausbildung durch die ARGE EBA haben Berater und Beraterinnen gezeigt, dass Sie sich durch besonderes Wissen und besondere Beratungsfähigkeiten von anderen am Markt unterscheiden. Die ARGE EBA Kurse Die EnergieberaterInnen‐Ausbildung wird in zwei, aufeinander abgestimmten und aufbauenden Kursen angeboten und besteht aus dem Grundkurs (A‐Kurs) und dem Fortsetzungslehrgang (F‐Kurs). Der A‐Kurs beinhaltet in 6 Kurstagen 50 Lehreinheiten. Ziel ist es, ein grundlegendes Verständnis für Energie zu entwickeln, Zusammenhänge herstellen zu können, Energieprobleme zu erkennen und Lösungsansätze zu kennen. Der F‐Kurs beinhaltet 120 Lehreinheiten in 15 Kurstagen. Weiters ist ein Teamprojekt durchzuführen und es sind Energieberatungen gemeinsam mit erfahrenen EnergieberaterInnen zu absolvieren. Das Ziel des F‐Kurses ist die Vertiefung aller Bereiche, die schon im A‐Kurs angesprochen wurden. Durch die Energieberatungspraxis sollen selbständig umfassende Energieberatungen für den kleinvolumigen Wohnbau durchgeführt werden können Seit ca. 25 Jahren wird die Ausbildung in Ostösterreich (Wien, Niederösterreich und Burgenland) von der Energie‐ und Umweltagentur Niederösterreich (eNu) in Kooperation mit DIE UMWELTBERATUNG sehr erfolgreich durchgeführt. In den letzten zehn Jahren besuchten ca. 1000 Personen den A‐Kurs und ca. 250 Personen wurden zu EnergieberaterInnen (Absolvierung des F‐Kurses) ausgebildet. _______________ http://www.arge‐eba.or.at; zuletzt abgerufen am 25. 6. 2018 U. Wernhart (2013): Berufsbildbeschreibung „Energieberatung“, Projektbericht des ETZ‐Projekts REBE 2 Einleitung EBA A‐Kurs Skriptum  1. Energieeinsatz und Energieressourcen Das Thema Energie ist ein sehr komplexes und umfasst im Grunde sämtliche Lebensbereiche. Wir starten dieses Skriptum, indem wir einen Überblick geben, welche Energieformen es in unserem Universum und auf der Erde gibt und in welchen Größenordnungen die Energieträger zur Verfügung stehen. Im Anschluss wird auf die Entwicklung des Weltenergieverbrauchs einschließlich des Einsatzes der verschiedenen Energieträger eingegangen. Wie sich der weltweite Energiekonsum verteilt kann anhand des Pro-Kopf Energieverbrauchs verschiedener Länder und Kontinente miteinander verglichen werden. Am Beispiel Österreichs wird gezeigt, wie hoch die inländische Energieproduktion ist und wie viel Energie importiert werden muss, um den heimischen Verbrauch zu decken. Der Energieverbrauch wird nach Energieträgern, Sektoren und Nutzenergiekategorien aufgeschlüsselt. Schließlich kann mit der Aufstellung des Energieverbrauchs eines Haushaltes der Bezug zum eigenen Energieverbrauch hergestellt werden. Der Begriff Energiedienstleistung wird erklärt und auf die große Bedeutung des NutzerInnenverhaltens eingegangen. Mit dem ökologischen Fußabdruck wird die Bewertung des eigenen ökologischen Verhaltens möglich und Bewusstsein für Verhaltensänderungen hin zu einem reduzierten Energiegebrauch geweckt. Weltweite Energiepotentiale und Reserven Erscheinungsformen der Energie Um die Energiesituation zu betrachten, ist es wichtig einen Überblick über die vorhandenen Energieformen und Nutzungsmöglichkeiten zu haben. Diese sind: Sonnenenergie mit all ihren Nutzungsformen: Direkte Solarenergienutzung: Aktiv: Photovoltaik Thermische Solarkollektoren Passiv: Solararchitektur Indirekte Solarenergienutzung: Biomasse (Holz, Biodiesel, Biogas, Energiegras) Umweltwärme (Erdwärme, Grundwasser, Luft) Wasserkraft (Wasserkraftwerke, Meeres- strömungskraftwerke) Windenergie (Windkraftanlagen) Erdwärme (Geothermische Energie): Wärmefluss aus dem Erdinneren Gezeitenenergie (Rotationsenergie der Erde und wird durch die Gravitationskraft zwischen Erde und Mond verursacht) Fossile Energieträger Erdgas Abbildung 1: Erneuerbare Energiequellen; eigene Erdöl Darstellung Kohle (insb. Stein- und Braunkohle) Uran und Plutonium für Kernspaltung EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 3 Erneuerbare und nicht Erneuerbare Energiequellen Grundsätzlich lassen sich die Energiequellen in zwei Kategorien einteilen: Als Erneuerbare Energiequellen werden solche bezeichnet, die in menschlichen Dimensionen unerschöpflich sind oder sich ständig erneuern. Dazu zählen Sonnenenergie, Erdwärme und die Rotationsenergie der Erde, die als Gezeitenenergie nutzbar ist. Diese Energiequellen sind in Abbildung 1 veranschaulicht. Ein weiterer Energiespeicher ist die vorhandene organische Materie (Biomasse) auf der Erdoberfläche. Diese kann nachhaltig, das heißt erneuerbar, oder ausbeuterisch, das heißt, nicht erneuerbar verwendet werden. Nicht erneuerbare Energieträger sind Energieformen, die in der Erdkruste lagern und aufbrauchbar, also endlich sind. Dazu zählen die fossilen Energieträger Erdöl, Erdgas und Kohle und die radioaktiven Stoffe Uran 235 und Plutonium, die für die Kernspaltung eingesetzt werden. Ressourcen und Reserven Als Energieressource bezeichnet man jene Menge eines Rohstoffes, die auf der Erde insgesamt vorhanden ist. Dies beinhaltet auch jene Menge eines Rohstoffs, der nicht wirtschaftlich oder mit der vorhandenen Technik abgebaut werden kann. Unter Energiereserven versteht man jene Menge eines Rohstoffes, der mit verfügbaren Technologien (wirtschaftlich) abbaubar ist. Die Angabe von Energiereserven ist daher einem ständigen Wandel unterworfen, da sich einerseits die technischen Möglichkeiten und andererseits die wirtschaftlichen Voraussetzungen für eine Gewinnung ändern. Größenordnungen von Energiequellen Die Sonne ist mit Abstand der größte Energielieferant für die Erde. Die Strahlungsleistung auf die Erdatmosphäre beträgt 1367 W/m². Dieser Wert wird auch als Solarkonstante bezeichnet. Auf die gesamte Erdatmosphäre fällt eine Strahlungsleistung von 172 PW. Das bedeutet, dass die Erde pro Jahr 18 eine Energiemenge von 1,5⋅10 kWh von der Sonne erhält. In Abbildung 2 veranschaulicht die gelbe Kugel diese riesige Energiemenge. Die Geothermische Energie ist ein Wärmestrom aus dem Erdinneren. Dieser wird durch das Temperaturgefälle zwischen dem Erdkern mit ca. 6000 °C und der kühleren Erdoberfläche (ca. 15°C) verursacht. Die Wärmestromdichte an der Erdoberfläche beträgt ca. 65 mW/m². Der Gradient beträgt im Mittel 3 K/100 m, kann an speziellen Punkten der Erdoberfläche aber auch wesentlich größer sein. Für die gesamte Erdoberfläche bedeutet das eine Wärmeleistung von 32 TW, bzw. eine Wärmemenge 12 von 280⋅10 kWh pro Jahr, die an der Erdoberfläche ankommt. Diese jährliche geothermische Wärmemenge ist in Abbildung 2 ebenfalls dargestellt. Die Gezeitenenergie spielt größenordnungsmäßig - im Vergleich zur Solarenergie - eine untergeordnete Rolle. Die Massen-Anziehungskraft des Mondes verursacht die Wasserwulsten, unter denen sich die Erde durchdreht. Die Wasserwulsten wirken aber wie Bremsbacken auf die rotierende Erde und bremsen ihre Rotation ab. Die Energie, die in den Gezeiten steckt, entstammt der Rotationsenergie der 22 Erde. Die Rotationsenergie der Erde um ihre eigene Achse beträgt 7 10 kWh. Jährlich verliert diese Rotation eine Energiemenge von 2,7⋅1015 kWh, welche den Gezeiten zugeführt wird. Dies entspricht einer Leistung von ca. 3 TW. Auch diese jährliche Gezeitenenergie ist in Abbildung 2 dargestellt. Im Vergleich zum Weltenergieverbrauch ist die Energie von der Sonne 10.000 mal so groß („Die Sonne liefert in weniger als 1 h soviel Energie, wie die Menschheit im Jahr benötigt“), die geothermische 4 Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen EBA A-Kurs Skriptum Energie ist ca. doppelt so groß wie der Weltenergieverbrauch, die Gezeitenenergie beträgt ca. 1/6 des Weltenergieverbrauchs. Energie in PWh Jährliche Sonnenenergie 1,5·106 Jährliche Erdwärme 2803) Jährliche Gezeitenenergie 26 Erdölressourcen 27721) Erdgasressourcen 16471) Kohleressourcen 50141) Uranressourcen 4202) Gesamte Biomasse auf 4000 Erdoberfläche Jährlicher 158 Weltenergieverbrauch 1) Abbildung 2: Größenordnung von Energiequellen; eigene Darstellung; Quelle: BP Statistical Review of World 2) 3) Energy 2016; Dietrich Pelte, Die Zukunft unserer Energieversorgung, 2010 Thomas J. Ahrens: Global Earth Physics. American Geophysical Union, 1995 Abbildung 2 zeigt auch deutlich, wie endlich die fossilen Energieträger sind: Wenn man zum Beispiel den gesamten Weltenergieverbrauch mit Erdöl decken würde, wären rein rechnerisch in maximal 18 Jahren alle Ölreserven aufgebraucht, Kohle würd etwa doppelt so lange reichen. Die Uranvorräte hingegen würden nur für drei Jahre den gesamten Weltenergieverbrauch decken. Kernenergie kann daher, abgesehen von den Risiken für die Umwelt, allein durch die Begrenztheit der Vorkommen keine dauerhafte Lösung für die Deckung des Weltenergiebedarfs darstellen. Energiesituation der Welt Der weltweite Primärenergieverbrauch wird von der internationalen Energieagentur (IEA) für 2018 mit 14.282 Mtoe (Millionen Tonnen Rohöleinheiten) angegeben. Dies entspricht ca. 598 Exajoule oder 166.000 TWh. Diese Energiemenge berücksichtigt in der Regel nur jene Energieträger, die auf Märkten gehandelt werden. Der allergrößte Teil der jährlichen Solareinstrahlung (siehe oben), die Nutzung von traditioneller Biomasse (insbesondere in Schwellen- und Entwicklungsländern) und andere erneuerbare Energien, die nicht vermarktet werden, sind hier nicht inkludiert. Im Jahre 2018 wurden ca. 31% des Weltenergieverbrauchs durch Erdöl gedeckt, ca. 27 % durch Kohle und 23 % durch Erdgas. Ca. 5% des Weltenergieverbrauchs stammen aus Kernenergie. Die Erneuerbaren einschließlich der Abfallverwertung machen lediglich 14 % aus. Somit wird der Weltenergieverbrauch zu rund 81% mit fossilen Energieträgern gedeckt, wie in nebenstehender Abbildung zu sehen ist. Abbildung 3: Zusammensetzung der Energieträger des weltweiten Primärenergieverbrauchs. Datenquelle: IEA, World Energy Balances 2020 EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 5 Abbildung 4 zeigt die zeitliche Entwicklung des Weltenergieverbrauchs von 1965 bis 2018: dieser stieg kontinuierlich an und hat sich in diesem Zeitraum mehr als verdreifacht. Die Internationale Energieagentur sieht den Weltenergiebedarf weiterhin im Steigen und geht von einem Zuwachs von 30 Prozent bis ins Jahr 2040 aus. Die stärksten Wachstumsraten werden zwar bei erneuerbaren Energien erwartet, dennoch werden auch die anderen Energieträger – fossile und nukleare – weiterhin zunehmen. (vgl. IEA- World Energy Outlook 2016 – Executive Summary; ) Abbildung 4: Entwicklung des Weltenergieverbrauchs 1965 bis 2018 Jahren. Datenquelle: IEA, World Energy Balances 2020 Weltweiter Stromverbrauch Die weltweite Stromerzeugung betrug im Jahr 2018 26.730 TWh. Diese setzen sich zu 2/3 aus den fossilen Energieträgern (Kohle, Erdgas, Erdöl) zusammen und zu 10% aus Kernenergie. Nur 26 % der weltweiten elektrischen Energieerzeugung kommen aus Wasser- und Windkraft, Photovoltaik, Biomasse oder Abfällen (siehe Abbildung 5). Die Stromerzeugung aus Windenergie hat sich seit 2005 mehr als verzwölffacht und trägt weltweit gesehen mit 5 % zur Stromerzeugung bei. Die Stromerzeugung aus Sonnenenergie ist seit 2005 um das 150-fache gestiegen und trägt mittlerweile mit 2% zur Stromerzeugung bei. Während Wasser, Wind- und Sonnenenergie (Photovoltaik) zum Großteil zur Stromproduktion verwendet werden, werden bei Kernenergie, Kohle, Öl und Gas sowohl Strom erzeugt als auch die Abwärme (z.B. Prozesswärme) genutzt. Abbildung 5: Zusammensetzung der Energieträger für die weltweite Stromerzeugung. Eigene Grafik, Datenquelle: IEA, Word Energy Balances 2020 6 Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen EBA A-Kurs Skriptum Energieverbrauch pro Person Interessant ist die Frage wer in der Welt wie viel Energie verbraucht. Der weltweite durchschnittliche pro Kopf Energiekonsum betrug im Jahr 2019 ca. 21.000 kWh je Person. Wie die folgenden Abbildungen deutlich zeigen, ist aber der Energieverbrauch pro Kopf in einzelnen Ländern, aber auch je Kontinent sehr unterschiedlich verteilt: Eine Person eines nordamerikanischen Landes verbraucht im Schnitt ca. 65.600 kWh und Jahr, im Mittleren Osten waren es ca. 42.000 kWh/Person und Jahr, in der Europäischen Union ca. 34.300 kWh/Person und Jahr, in Mittel- und Südamerika ca. Abbildung 6: Primärenergieverbrauch pro Kopf, 15.200 kWh/Person und Jahr, im asiatisch- Europa und Welt; eigene Darstellung, pazifischen Raum ca. 17.000 kWh/Person und Jahr Datenquelle: British Petroleum (BP): Statistical und eine Person in Afrika verbrauchte ca. 4.200 kWh Review of World Energy 2020 im Jahr, also rund 16-mal weniger, als eine Person in einem nordamerikanischen Staat. Der weltweite Durchschnitt ist also nur deshalb so niedrig, weil vor allem in Afrika, Südamerika und im asiatischen Raum der Energiekonsum noch weit unter dem Durchschnitt der hoch industrialisierten Länder liegt. Der Pro-Kopf Energieverbrauch in der Europäischen Union war 2019 ca. 34.300 kWh im Jahr. Untenstehende Abbildung zeigt die EU Staaten im Vergleich. Österreich liegt dabei im oberen Drittel und mit ca. 46.500 kWh/Person und Jahr deutlich über dem Durchscnitt: Täglicher Energiebedarf eines Menschen Der österreichische Pro-Kopf- Primärenergieverbrauch lag 2019 bei ca. 125 kWh täglich, der tägliche Endenergieverbrauch bei ca. 100 kWh bei einer Bevölkerungszahl von 8.858.775 Personen. Abbildung 7:Primärenergieverbrauch pro Kopf, Europa und Im österreichischen Durchschnitt benötigt Welt; eigene Darstellung, Datenquelle: British Petroleum heutzutage eine Person pro Tag ca. 34 kWh für die (BP): Statistical Review of World Energy 2020 private Nutzung (Heizung, WW, Strom, Individualverkehr) an Endenergie. Die übrigen mehr als 64 kWh pro Person und Tag fallen vorgelagert in den anderen Sektoren wie Landwirtschaft, Industrie und Gewerbe, Dienstleistungen und Transport an. Eine erwachsene Person nimmt täglich ca. 4 kWh in Form von Nahrung zu sich. Auf ein Jahr hochgerechnet ist das ein Energiebedarf von rund 1500 kWh. 0,5 kWh kann ein Mensch am Tag mechanische Muskelarbeit verrichten, also rund 180 kWh im Jahr. Diese Zahlen nehmen sich im Vergleich zum Energiebedarf, den unsere moderne Lebensweise mit sich bringt sehr bescheiden aus. EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 7 Energiesituation in Österreich Das österreichische Energieflussdiagramm 2019 gibt einen guten Überblick über die wesentlichen Energieflüsse der verschiedenen Energieträger und deren Umwandlungsketten einschließlich der Verwendung in den Sektoren. Abbildung 8: Energieflussbild Österreich, 2019, Quelle: Energie in Österreich; BMK, 2020 linker Teil Der Leserlichkeit halber wurde das Diagramm geteilt. Die untenstehende Grafik zeigt den linken Teil des Energieflussdiagramms, das sich mit dem Energieaufkommen und der Energieumwandlung beschäftigt. Auf der linken Seite sind der Import und die inländische Erzeugung von Rohenergie dargestellt. Die Inlandserzeugung betrug 2019 rund 518 PJ, davon waren 83,5 % erneuerbare Energieträger. Diese teilen sich auf in: 28 % Wasserkraft, 55,5 % sonstige erneuerbare Energien (Biomasse, Wind, Solarwärme, PV, Umgebungswärme), 11 % fossile Energieträger; 5,5 % brennbare Abfälle. Sichere Vorkommen fossiler Energieträger sind rückläufig. Die Erneuerbaren Energien legen zu. Trotzdem kann sich Österreich bei realistischer Betrachtung maximal zu einem Drittel bei gleichbleibendem Energiebedarf selber versorgen. Abbildung 9 : Struktur der inländischen Primärenergieerzeugung 2019; Datenquelle: Statisik Austria, eigene Darstellung 8 Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen EBA A-Kurs Skriptum Rechter Teil des Energieflussdiagramms Österreich 2019 mit der Energieverwendung und den Energieverlusten. In den Kreisen ist der Endenergieverbrauch nach Sektoren aufgeschlüsselt: Die Verluste durch Umwandlung summieren sich auf 220 PJ. 334 PJ an Gas, Öl und Strom werden exportiert. Auffallend ist, dass der Verbrauch an Erdöl zu einem Großteil, nämlich zu 84 % für die Mobilität aufgewendet wird. Bei den fossilen Energieträgern sind der produzierende Bereich stark vertreten. Die Haushalte konsumieren bereits einen hohen Anteil an erneuerbaren Energien. Abbildung 10: Energieflussbild Österreich, 2019, Quelle: Energie in Österreich; BMK, 2020 rechter Teil Importe und Exporte Im Jahr 2019 wurden in Österreich insgesamt etwa 1380 PJ an Energieträgern importiert, ca. 520 PJ Energie im Inland produziert und etwa 330 PJ Energie exportiert. Daraus folgt ein Netto-Energie-Import von ca. 1050 PJ und eine Abhängigkeit von Energieimporten von ca. 2/3. Abbildung 11 zeigt die Energieimporte und -exporte, aufgeschlüsselt nach Energieträgern. Abbildung 11: Österreichische jährliche Energieimporte und –exporte in PJ, Quelle: Energie in Österreich; BMK, 2020 EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 9  Die Ausgaben für Energieimporte betrugen im Jahr 2019 rund 12,3 Mrd. € und die Erlöse aus den Exporten 3,6 Mrd. €. Somit wurden 8,7 Mrd. € für den Energiehandel ausgegeben. Zum Vergleich: Energieimporte betrugen 7% der Warenimporte, die Energieexporte 2% der gesamten Exporte. Netto-Ausgaben von 8,7 Mrd. Euro bedeuten, dass jede Einwohnerin, jeder Einwohner ca. 1000 € für Abbildung 12: Handelsbilanz der Jahre 1995 bis 2019 in Energieimporte ausgegeben hat. Mrd. Euro. Datengrundlage: Statistik Austria, Zum Vergleich: der im Tourismus Außenhandelsbilanz, eigene Darstellung erwirtschaftete Handelsüberschuss vor den Corona bedingen Einschränkungen betrug 8,8 Mrd. Euro. Auf die Österreichische Handelsbilanz haben diese Energieimporte maßgeblichen Einfluss: 2017 betrug das Handelsdefizit 5,7 Mrd. Euro, wenn die Netto-Energieimporte nicht notwendig gewesen wären, hätte Österreich einen Handelsüberschuss erzielt. Bruttoinlandsverbrauch Der Bruttoinlandsverbrauch (BIV) Österreichs betrug 2019 etwa 1.450 PJ. Von 1970 bis 2005 gab es eine steigende Tendenz von durchschnittlich 2-3 % pro Jahr. Seit 2005 ist der Bruttoinlandsverbrauch weitgehend stabil. Wie Abbildung 13 zeigt ist der Anteil der fossilen Energieträger zurückgegangen, während der Anteil an erneuerbaren Energieträgern zugenommen hat. 2019 wurde der Bruttoinlandsverbrauch zu ca. 2/3 von Netto-Importen (Import-Export) gedeckt, ca. 1/3 stammen aus der inländischen Rohenergieerzeugung. Abbildung 13: Bruttoinlandsverbrauch aufgeschlüsselt nach Energieträgern in PJ; Quelle: Energie in Österreich; BMK, 2020; 10 Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen EBA A-Kurs Skriptum Energetischer Endenergieverbrauch Der energetische Endenergieverbrauch hat sich zwischen 1970 und 2005 verdoppelt. Seit 2005 steigt der Energieverbrauch nicht mehr so stark, dies ist v.a. darauf zurückzuführen, dass in der Verbrauchskategorie "Sonstiges“ (Dienstleistungen, Landwirtschaft,…) der Energieverbrauch zurückgegangen ist und in der Kategorie "private Haushalte" der Energieverbrauch stagniert. Der energetische Endenergieverbrauch im Bereich „Produzierender Bereich“ und vor allem im Bereich „Verkehr“ nimmt seit 1970 kontinuierlich zu. Der Endenergieverbrauch Österreichs betrug 2019 etwa 1.139 PJ. Die zwei Nutzenergiekategorien, die am meisten Endenergie benötigten, waren mit 37% die "Traktion" (Mobilität) und mit 27% "Raumheizung und Klimaanlagen". Abbildung 14: Endenergieverbrauch von 1970 bis 2019 in Österreich nach Sektoren; Eigene Grafik, Datenquelle: Statistik Austria. Abbildung 15: Endenergieverbrauch 2019 nach Nutzenergiekategorien in Österreich; Eigene Grafik, Datenquelle: Statistik Austria. EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 11 Energiebedarf eines Haushaltes Abbildung 16: Energiebedarf eines fikitven Haushalts, farbliche Abstufung: geringer/mittlerer/hoher Verbrauch; Quelle: eigene Berechnungen, eigene Darstellung Die Berechnung der obenstehenden Grafik beruht auf folgenden Angaben: Auto: 15.000 km pro Jahr, 7 l pro 100 km = 1050 Liter; entspricht ca. 10.500 kWh Warmwasser: Ein durchschnittlicher 4-Personen-Haushalt: 2 kWh täglich pro Person = 4*2*360 = ca. 2900 kWh pro Jahr Nutzenergie. Für die Verteilverluste können noch zusätzlich 30 % bis 150 % angesetzt werden, je nach Warmwasserverbrauch, Rohrlänge, Einsatz einer Zirkulationspumpe. Hier werden für eine Durchschnittsverbrauch 4000 kWh Endenergie angenommen. Heizung: 1.000 bis 50.000 kWh im Einfamilienhaus, abhängig von der Qualität der Gebäudehülle, Größe und Form des Gebäudes und der Effizienz des Heizsystems. Elektrische Geräte: 2016 benötigte ein durchschnittlicher Haushalt 3.585 kWh an elektrischer Energie, wobei in dieser Zahl die WW-Bereitung und Stromheizungen miteingeschlossen sind. Ein sparsamer Verbrauch kann unter 600 kWh sein, hoher Verbrauch bis über 9.000 kWh reichen. Großes Einsparungspotential liegt in sparsamem Nutzerverhalten, vermindertem Stand-by Verbrauch und energiesparenden Haushaltsgeräten. Bei der Betrachtung des Endenergieverbrauchs eines Haushaltes wird oft der Verbrauch für die private Mobilität nicht berücksichtigt. Aus der Grafik ist ersichtlich, dass jedoch dieser Sektor einen beträchtlichen Teil des Gesamtenergiebedarfs eines Haushaltes ausmachen kann. Im modernen Einfamilienhaus in Niedrigenergie- oder Passivhausbauweise kann der Energieverbrauch für die Mobilität den Energieverbrauch für die Raumwärme und Warmwasser deutlich übersteigen. Ein Passivhaus ohne öffentliche Verkehrsanbindung und ohne Infrastruktur kann in Summe gesehen einen höheren Energieverbrauch verursachen, als ein durchschnittlich gedämmtes Gebäude im Baulandkerngebiet mit guter Infrastruktur. 12 Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen EBA A-Kurs Skriptum Der Gesamtenergieverbrauch hängt auch von Lebensstil und dem damit zusammenhängenden NutzerInnenverhalten ab und beeinflusst den Ressourcenverbrauch sowie den Energieeinsatz für Produktion und Transport. Zum Beispiel verursachen Internetbestellungen einen Energieverbrauch durch Verpackung, Versand und Anlieferung. Bei Bekleidungsartikeln beträgt der Rückversand 50%. Die Energieumwandlungskette Die Energieumwandlungskette von der Primärenergie bis zur Nutzung von Energie steht in folgendem Zusammenhang: Primärenergie (=> Sekundärenergie) => Endenergie => Nutzenergie Primärenergie = der in der Natur vorliegende Energieträger wird durch Verarbeitung zur Sekundärenergie Endenergie = Energieform, die angeliefert wird  Energiekosten; wird durch Umwandlung zur Nutzenergie = Energieform die benötigt und erzeugt wird Endenergie * ɳ = Nutzenergie ɳ (eta) = Nutzungsgrad bei der Energieumwandlung von End- zu Nutzenergie Beispiele von Energieumwandlungsketten zur Erzeugung von: Antriebsenergie, Wärme, Licht Am Ende der Energieumwandlungskette steht die Energiedienstleistung = Bedürfnis der Nutzer. Eine Dienstleistung, die durch den Einsatz von Energie in Anspruch genommen werden kann Reduzierung des Energieverbrauchs durch: 1. Weniger Nutzenergie benötigen durch: NutzerInnen-Verhaltens z.B. Reduzierung der Ansprüche, sparsamer Gebrauch, Konsumverzicht...und durch sparsame Gebäude, Geräte 2. Durch Verringerung der Verluste (Effizienzsteigerung, Wartung, Grundeinstellungen, …) folgt 3. Reduktion der Endenergiemenge 4. Endenergiemenge möglichst durch erneuerbare, ökologisch erzeugte Energie decken, dadurch vermindert sich der Primärenergieverbrauch EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 13 Energiedienstleistung Am Ende jeder Energieumwandlungskette steht die Nutzung der Energie, genauer gesagt die Erfüllung eines (Energie-)Bedürfnisses. Die von der Verbraucherin bzw. dem Verbraucher nachgefragte Dienstleistung, die auf Basis von Energie bereitgestellt wird z.B. warmer Raum, kühles Bier, beleuchteter Raum, heißes Wasser, … nennt man Energiedienstleistung. Energiesparen beginnt bei der Bereitstellung der Energiedienstleistung: Gleicher Nutzen kann auch ohne bzw. mit stark reduziertem Energieeinsatz erfüllt werden: Tageslichtnutzung anstatt künstliche Beleuchtung Kaltes Bier vom Keller anstatt vom Kühlschrank Sommerliche Überhitzung durch bauliche Maßnahmen verhindern, anstatt zu klimatisieren Zu Fuß, mit dem Rad oder den öffentlichen Verkehrsmitteln fahren, anstatt das Auto zu benutzen; Erholung vor Ort anstatt weite Fahrten oder Flugreisen Konsum von Gütern reduzieren; leihen statt kaufen; reparieren statt wegwerfen … Verschwendung stoppen: weniger hohe Raumtemperaturen, frische Luft durch richtiges Lüften anstatt gekippter Fenster, … Beispiel: heißer Kaffee durch a) kontinuierliche Wärmezufuhr unter der Glaskanne durch eine Elektroheizplatte oder b) einmal aufgeheizt und gut wärmegedämmt in der Thermoskanne! Beispiel: 7 kg Wäsche trocknen durch a) Wäschetrockner (Energieeffizienzklasse A+++ bis B) oder b) durch Aufhängen auf eine Wäscheleine im Freien! Wie an den Beispielen gut zu sehen ist, kann das gleiche Bedürfnis, die gleiche Dienstleistung, mit hohem oder geringem Energieaufwand erfüllt werden. Dem Verhalten der NutzerInnen kommt dabei eine entscheidende Bedeutung zu! 14 Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen EBA A-Kurs Skriptum NutzerInnenverhalten Das NutzerInnenverhalten hat einen erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch, also dem tatsächlich messbaren Energieeinsatz, insbesondere in den Bereichen Raumwärme, Stromanwendungen und Wasserverbrauch. Für eine ganzheitliche Betrachtung sind aber auch die Themen Sommertauglichkeit/Klimatisierung, Siedlungsstrukturen, Mobilität (Infrastruktur, Länge der Wege und wie sie zurückgelegt werden etc.), Beschaffung, Einsatz grauer Energien u.a.m. zu beachten. Vergleich des Energieverbrauch für einen 3-Personen Haushalt in Hinblick auf Verbrauchertypus "Energiesparer", "Durchschnittsverbraucher" und "Energieverschwender" 25.000 21.678 Durschnittsverbraucher 20.000 Energiesparer 12.950 15.000 Energieverschwender kWh/a 9.395 9.366 10.000 6.000 3.504 3.386 3.000 2.815 5.000 2.000 1.971 876 0 Heizenergie bei Heizenergie bei Warmwasser Stromverbrauch schlechter Dämmung Niedrigenergie-Standard Abbildung 17: Vergleich des Energieverbrauchs für Raumwärme, Wasser und Strom im Hinblick auf Verbrauchertypen Unter Energiebedarf versteht man einen rechnerischen Verbrauchswert für Energie wie er beispielsweise im Energiestandard für Gebäude beschrieben wird. Der Energiestandard eines Gebäudes definiert, wie hoch der rechnerische Energiebedarf pro Quadratmeter Energiebezugsfläche und Jahr ist. Generell wird ein bestimmter Energiestandard durch bauliche Maßnahmen und Haustechnik erreicht. Das NutzerInnenverhalten hat keinen Einfluss auf den Standard, beeinflusst aber den tatsächlichen Verbrauch maßgeblich. 450 400 350 Heizwärmebedarf [kWh/m².a] 300 250 200 Durchschnitt: 180kWh/m².a 150 100 66 kWh/m².a 74 kWh/m².a 50 13,4 kWh/m².a 14,9 kWh/m².a 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 1 6 11 16 21 26 31 36 41 3 8 13 18 23 4 8 12 19 23 3 8 13 18 23 28 22 Häuser, 63 Reihenhäuser in Heidelberg (Bj. 1962, 41 Reihenh., Niedrigenergie- 27 Niedrigener- 32 Passivhäuser, Passivhaussied. fernwärmeversorgt, 2503 Heizgradtage) sied. Niedersachsen 1991 gieh., Hessen Kronsberg 1998 Wiesbaden 1997 Abbildung 18: Energieverbrauch in Reihenhausanlagen, Gegenüberstellung Heizwärmebedarf der Häuser und tatsächlicher Heizwärmverbrauch der einzelnen Häusern in einer typischen Verteilung; Quelle unbekannt Energieverbrauch ist also nicht gleich Energiebedarf! Diese beiden Größen können sehr weit auseinanderklaffen, wie obenstehende Abbildung anhand dem Energieverbrauch in Reihenhaussiedlungen deutlich zeigt. EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 15 Die einzelnen Häuser in einer Siedlung haben alle die gleiche Energiekennzahl, trotzdem schwankt der Energieverbrauch von 50 bis 200 %, alleine durch das BenutzerInnenverhalten. Diese charakteristische Verteilung zeigt sich in allen Reihenhaussiedlungen: es gibt sparsame BewohnerInnen und VerschwenderInnen. Wenn der Energieverbrauch nachhaltig reduziert werden soll, muss auf allen Ebenen angesetzt werden: Wohnortwahl, intelligente Siedlungsstruktur, Infrastruktur und Mobilität: fußläufige Erreichbarkeit von Einrichtungen zur Versorgung des täglichen Bedarfs; Anschluss an den öffentlichen Nahverkehr zur Erreichbarkeit von Schulen, Arbeitsstätten und Behörden, etc. Planung und Ausführung hoher Energiestandards bei Neubau und Sanierung von Gebäuden. Bei Gebäuden mit geringem Heizwärmebedarf ist der Heizenergieverbrauch der unachtsamsten BewohnerInnen noch gering gegenüber einem Gebäude mit hohem Heizwärmebedarf. Effiziente Warmwasserbereitung Einsatz effizienter Geräte und Technologien Im NutzerInnenverhalten liegt großes Potential, das durch Aufklärungsarbeit erschlossen werden kann. Energieeinsparungen sind nicht zwingend mit großen Investitionen verbunden. Mit einfachen organisatorischen Maßnahmen oder einem geänderten NutzerInnenverhalten kann bereits eine große Wirkung erzielt werden. Grundlage für mögliche Energieeinsparungen sind Information und Motivation aller Beteiligten. GebäudenutzerInnen und Verwaltung müssen gemeinsam an einem effizienten Umgang mit Energie arbeiten Beispiele für Einsparpotenziale durch NutzerInnenverhalten im Bereich Raumwärme: Heizkörper frei halten bis zu 30% Richtig lüften (Stoßlüften statt Dauerlüften) bis zu 30% Absenkung der Raumtemperatur 6% pro 1°C Regelmäßige Wartung der Heizungsanlage bis zu 5% Heizkörper entlüften bis zu 5% Energiebuchhaltung im Bereich Strom: Standby-Verbrauch vermeiden bis zu 10% Effiziente Nutzung von Geräten bis zu 20% Effiziente Nutzung von Beleuchtungskörpern bis zu 20% Kühl/Gefrierschranktemperatur erhöhen/senken bis zu 2% Energiebuchhaltung im Bereich Warmwasser: Absenkung der Wassertemperatur bis zu 5% Wassersparende Armaturen einbauen bis zu 30% 5‘ duschen statt Baden bis zu 60% Energiebuchhaltung Verhaltensänderungen gehen nicht zwingend mit Komfortverlusten einher – ganz im Gegenteil: Viele Verhaltensänderungen haben sogar Komfortgewinne oder eine Qualitätssteigerung zur Folge. So wird zum Beispiel 16 Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen EBA A-Kurs Skriptum  das Raumklima durch richtiges Lüften verbessert, mögliche Schimmelbildung vermieden und gleichzeitig Energie gespart. Effiziente Nutzung von Geräten/Beleuchtungskörpern bedeutet, diese nur einzuschalten, wenn man sie tatsächlich braucht. So kann z.B. ein temporärer Verzicht auf die Dauerberieselung durch Unterhaltungselektronik die Konzentration verbessern, mehr Zeit für Kommunikation mit seinen Lieben schaffen und gleichzeitig Energie und Geld sparen. Wir leben in einer schnellen, lauten und turbulenten Zeit. Unser Alltag ist gespickt mit Terminen, ständiger Erreichbarkeit, Stress und Lärm: Wie wär’s zur Abwechslung mit „Digital Detox“? Durch eine digitale Entgiftungskur nimmt der Stress spürbar ab, Produktivität und Kreativität erhöhen sich, die Motivation steigt und wir sparen Energie. Kurze Strecken statt mit dem PKW zu Fuß oder mit dem Fahrrad zurückzulegen – das ist gut für Gesundheit und Umwelt und spart Geld. Der Rebound-Effekt Häufig können die durch Effizienzsteigerungen prognostizierten Kosten-, Energie- und CO 2 -Einsparungen nicht erreicht werden. Das liegt oft am sogenannten Rebound-Effekt. Von einem Rebound-Effekt ist die Rede, wenn die Steigerung der Ressourcen-Effizienz nicht im vorgesehenen Maße zur Senkung des Ressourcenverbrauchs führt. Ein häufiger Grund dafür ist das NutzerInnenverhalten. Arten von Rebound-Effekten : Direkte Rebound-Effekte: Nach einer Effizienzsteigerung kann eine Mehrnachfrage nach dem effizienteren Produkt bzw. der effizienteren Dienstleistung auftreten. Beispiel: Weil eine LED weniger Energie als eine herkömmliche Glühbirne verbraucht, lasse ich sie sie länger brennen oder nehme zusätzliche Leuchten in Betrieb Indirekte Rebound-Effekte: Nach einer Effizienzverbesserung kann die Nachfrage nach einer Ressource in Form von erhöhter Nachfrage nach anderen Produkten oder Dienstleistungen steigen, z.B., weil durch das effizientere Produkt finanzielle Mittel und somit Kaufkraft freigesetzt werden. Beispiel: Ich habe mein Auto abgeschafft und bin auf Fahrrad, Bus, Bahn und Car- Sharing umgestiegen. Am Jahresende habe ich ein deutliches Plus in der Haushaltskasse und kann mir eine zusätzliche Winter-Kurzreise mit dem Billigflieger leisten Gesamtwirtschaftliche Rebound-Effekte: Aufgrund veränderter Nachfrage-, Produktions- und Verteilungsstrukturen infolge der Effizienzverbesserungen von Technologien kann eine vermehrte gesamtwirtschaftliche Nachfrage nach Ressourcen entstehen. Abbildung 19: Verschiedene Arten von Rebound-Effekten am Beispiel effizienter Autos; Quelle: Umweltbundesamt Deutschland EBA A-Kurs Skriptum Kapitel 1 – Energieeinsatz und Energieressourcen 17 In Studien wurde weiters ein psychologischer Rebound-Effekt beobachtet: Wer erfolgreich in Energiesparmaßnahmen investiert hat, fühlt sich moralisch auf der richtigen Seite und hält es für gerechtfertigt, an anderer Stelle öfter "unökologisch" zu konsumieren. Beispiel: Ich habe viel Geld für ein Nullenergiehaus ausgegeben und habe nun einen minimalen häuslichen Energieverbrauch – und keine Gewissensbisse mehr, mir ein repräsentatives, spritfressendes Auto zuzulegen Höhe von direkten Rebound-Effekten nach Anwendungen im Haushalt: Die Autoren Greening/Greene/Difiglio nennen in ihrer Studie “Energy efficiency and consumption - the rebound effect - a survey” folgende Zahlen für Rebound Effekte: Raumwärme 10-30% Klimatisierung 0-50% Warmwasserbereitung 10-40% Beleuchtung HH 5-12% PKW 10-30% Aktuellere Metastudien liefern eine Übersicht und Auswertung von zahlreichen empirischen Einzeluntersuchungen. Im Detail wiedersprechen sich die Studien zum Teil erheblich. Mit Vorsicht lassen sich für Industrieländer rund 10-30% direkte Rebound Effekte bei Endverbrauchern in den Sektoren Verkehr, Haushalt/Elektrogeräte, Gebäude extrapolieren, wobei es nach oben und unten Abweichungen gibt. Hinzu kommen indirekte und makro-ökonomische Rebound Effekte im Umfang von 5 bis 50% mit Spitzen in manchen Sektoren von 90% und Backfire (= Verbrauch ist hinterher größer als vor der Maßnahme). Um insbesondere indirekte Rebound-Effekte detaillierter erfassen zu können, sollten Haushalte ganzheitlich, also hinsichtlich aller Energieverbrauchsbereiche betrachtet werden. Um differenzierte, der jeweiligen Situation angepasste Strategien bzw. Maßnahmen entwickeln zu können, sollte vermieden werden, praktisch alle Verfehlungen von Einsparzielen als „Rebound-Effekt“ z