Umwandlung ineffizienter Gebäude in dezentrale Kraftwerke

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In vielen entwickelten Teilen der Welt sind ältere Wohngebäude energieeffizient, daher ist es eine wichtige Gelegenheit, die CO2-Emissionen zu reduzieren, um sie zu sanieren und effizienter zu machen.

Ein deutsches Startup namens ecoworks hat diese Idee weiterentwickelt und umweltfreundliche Gebäudelösungen entwickelt, die die Umwandlung von renovierten Häusern in dezentrale Kraftwerke umfassen.

Während ihres Lebenszyklus machen Wohngebäude derzeit etwa 40% des gesamten Energieverbrauchs in Europa und 36% der Treibhausgasemissionen aus. Ein Großteil davon wird auf altmodische, ineffiziente Gebäude zurückgeführt. In Deutschland befinden sich rund 5 Millionen Wohneinheiten in Mehrfamilienhäusern, die vor 1978 gebaut wurden und daher modernisiert werden müssen.

Ecoworks wurde 2019 gegründet und nutzt industrielle Vorfertigung, digitale Techniken und energieeffiziente Systeme, um Mehrfamilienhäuser mit bis zu vier Stockwerken innerhalb weniger Wochen in energieeffiziente Gebäude umzuwandeln. Als Generalunternehmer ist ecoworks am gesamten Modernisierungsprojekt beteiligt: ​​Einreichung von Genehmigungen und Förderanträgen, Organisation von Arbeitsabläufen und Überwachung des Projekts auf der Baustelle. Nach Abschluss der Modernisierung wird ecoworks 15 Jahre lang der Energieversorger des Gebäudes sein.

Modernisierung ineffizienter Gebäude zur Emissionsreduzierung

Im Interesse der Energieeffizienz modernisiert das Start-up das ineffiziente Gehäuse durch Auffrischen der Seiten, des Daches und der Fenster. Der Prozess umfasst auch die Isolierung der Kellerdecke. Das Unternehmen verwendet vorgefertigte Fassaden- und Dachkomponenten sowie vormontierte Gebäudetechnik, um die Gesamtarbeitsbelastung um bis zu 80% zu reduzieren.

In der zweiten Phase wird das Wohngebäude durch die Installation von Sonnenkollektoren, Wärmespeichern und Wärmepumpen in eine einzige dezentrale Energieeinheit umgewandelt. Der Öko-Arbeitsprozess wurde unter Berücksichtigung der Erschwinglichkeit und der kurzen Bauzeiten konzipiert, um ineffiziente Gebäude schnell klimaneutral und attraktiver zu machen.

Nach der Modernisierung liefern die effizienten Gebäude Berichten zufolge mehr Strom, als die Bewohner für Warmwasser, Heizung und Strom benötigen. Der überschüssige Strom kann dann in das öffentliche Netz eingespeist werden, wodurch diese Wohneinheiten zu dezentralen Kraftwerken werden.

Die Klimaziele der Bundesregierung erfordern eine Quote zur Wiederherstellung der Effizienz, die dreimal höher ist als die derzeitige. Ein Ziel, das mit den derzeitigen Bauarbeitern nur sehr schwer zu erreichen ist. Da 95% der Renovierungs- und Bauarbeiten in Deutschland von Hand ausgeführt werden, werden qualifizierte Bauarbeiter auf dem Gelände zunehmend zu einem großen Engpass. Nach einigen Prognosen wird es in den kommenden Jahrzehnten eine Lücke von rund 100.000 qualifizierten Bauarbeitern geben.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat das ecoworks-Team digitale Planungstechniken und vorgefertigte Methoden entwickelt, um ein Netto-Null-Modernisierungssystem zu erreichen. Angesichts der steigenden Nachfrage nach einer Netto-Null-Modernisierung werden die Investitionen laut ecoworks zu langfristigen Kostensenkungen führen, die idealerweise ein Niveau erreichen, auf dem die Vermieter ihre Ertragserwartungen erfüllen können, und die Bewohner werden nicht von steigenden Wohnkosten überfordert.

Wohngebäude in Deutschland machen etwa 35% des Endenergieverbrauchs und 30% der Kohlendioxidemissionen des Landes aus. Um das Klimaziel zu erreichen, einen Anstieg der durchschnittlichen Welttemperaturen um 1,5 Grad Celsius zu verhindern, müssen ineffizientere Gebäude klimaneutral gemacht und die Bauarbeiten mit möglichst geringen Emissionen abgeschlossen werden. Ecoworks wiederum gab an, weiterhin umweltfreundliche Gebäudelösungen zu entwickeln, um die Kosten für die Modernisierung zu senken und die Emissionen im Wohnungssektor wirtschaftlich zu senken.

Die Debatte um dezentrale Solarenergie

Obwohl das Konzept eines dezentralen Kraftwerks für viele Menschen attraktiv klingt, gab es einen erheblichen Rückschlag, insbesondere aufgrund von Kostenproblemen. Kritiker weisen darauf hin, dass Solarmodule in Gewerbe- und Wohngebäuden im Vergleich zu großen Solarkraftwerken bis zu viermal so viel pro Watt kosten.

Unterstützer glauben, dass diese vereinfachte Gleichung und andere, die sie mögen, unzählige Vorteile übersehen und Kosten vermeiden, die mit dezentralen Kraftwerken verbunden sind, die möglicherweise nahe oder nahe am Bedarf liegen, anstatt Hunderte von Kilometern entfernt zu sein. Der potenzielle Nutzen eines Stromnetzes mit einer bedeutenden Dezentralisierungskomponente trat für die Bürger Nordkaliforniens im Jahr 2020 in den Vordergrund, als die Pacific Gas & Electric Company (PG & E) im Kampf gegen Waldbrände die Stromversorgung für etwa 750.000 Einwohner abschaltete. Da Stromleitungen Waldbrände verursachen können, wird durch Abschaltungen die enorme Haftung von PG & E für die Zerstörung von Bränden in Kalifornien in den letzten Jahren behoben.

Ein dezentraleres System beseitigt die Abschaltungen zwar nicht vollständig, kann jedoch den Bedarf verringern. In einem solchen Stromversorgungssystem halten die gestreute Erzeugung und die damit verbundenen Mikronetze kritische Lasten aufrecht.

Das Argument, dass Sonnenkollektoren auf dem Dach und verteilte Kraftwerke den Bedarf an Stromleitungen verringern könnten, wurde im kalifornischen Übertragungsplan 2017-2018, der 20 neue Übertragungsstationen effektiv stornierte und 21 aufgrund der hohen Energieeffizienz weiter veränderte, erheblich gefördert und Haushaltssolarenergie. Stromwechselnde Frachtprognosen mit einer prognostizierten Kosteneinsparung von 2,6 Milliarden US-Dollar.

Ressourcen und weiterführende Literatur

Tucker, C. ecoworks sammelt 5 Millionen Euro, um europäische Gebäude klimaneutral zu machen. EU-Start-up. [Online] Verfügbar um: https://www.eu-startups.com/2020/04/ecoworks-collects-e5-million-to-make-european-buildings-carbon-neutral/

Roselund, C. Dezentralisierung ist mehr als ein Traum. pv Magazin. [Online] Verfügbar um: https://pv-magazine-usa.com/2019/10/10/another-system-is-possible-could-a-decentralized-grid-avoid-power-shutoffs/

O’Neil, C. Von unten nach oben: das Design eines dezentralen Stromversorgungssystems. NREL. [Online] Verfügbar um: https://www.nrel.gov/news/features/2019/from-the-bottom-up-designing-a-decentralized-power-system.html

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