Ersatz von Elektroheizungen Zertifikatsarbeit CAS Energieeffizienz ...

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Zusammenfassung Die Arbeit untersucht die elektrischen Widerstandsheizungen und die Ablösung derselben in der Schweiz. Die unterschiedlichen Bauformen und deren Bestand im Gebäudepark werden thematisiert und der daraus resultierende Stromverbrauch aufgezeigt. Immerhin werden etwa 5% des gesamten schweizerischen Elektrizitätsverbrauches in festinstallierten Elektroheizungen verbraucht, davon benötigen die dezentralen Elektroheizungen etwa einen Fünftel, also etwa 1 % des Elektroverbrauchs in der Schweiz. Mit Fokus auf dezentrale Elektroheizungen wird ein typisches Beispielobjekt gesucht. Anhand eines Gebäudes aus den Elektroheizungs-Boomjahren (Baujahr 1978) mit Mischheizspeichern und Direktheizungen werden 19 verschiedene Heizungssanierungsvarianten mit dem Ist-Zustand des Gebäudes und drei unterschiedlichen Gebäudesanierungspaketen kombiniert. Diese Sanierungspakete entsprechen dem Grundsatz, zuerst den Verbrauch zu minimieren und werden so definiert, dass die einzelnen Massnahmen eine möglichst grosse Wirkung haben. So wird z.B. nicht an Dämmdicke gespart. Resultierend kann der Heizenergiebedarf in drei Stufen von 453 MJ/(m²a) um über 85% auf 75 MJ/(m²a) gesenkt werden, was etwa dem Niveau des Minergie-P-Standard entspricht. Auf der Heizungsseite kommen sowohl Heizsysteme mit wassergeführten Wärmeverteilsystemen, als auch verschiedene dezentrale Geräte zum Zug. Nebst der Wechselwirkung Gebäude – Heiztechnik wird auch der Einfluss der Speisung der elektrisch betriebenen Heizungen mit Solarstrom aus eigener Photovoltaikanlage bzw. vom freien Ökostrommarkt untersucht. Für alle Kombinationen werden die nötigen Investitionen bzw. Kapital-, Unterhalts- und Energiekosten abgeschätzt. Durch eine systematische Auslegeordnung mit ökonomischer und ökologischer Einschätzung sowie unter Berücksichtigung von anderen nicht zahlenmässig erfassbaren Einflüssen wird versucht, eine möglichst objektive Bewertung der verschiedenen Varianten vorzunehmen. Es zeigt sich, dass der Einbau eines wasserführenden Wärmeverteilsystems, welches von einem Wärmepumpensystem gespeist wird, finanziell das Interessanteste ist und bei langfristiger Betrachtung sogar tiefere Jahreskosten aufweist, als die bestehende Elektrospeicherheizung. Insgesamt weisen die Zentralheizungsvarianten mit Wärmepumpen und Gasheizung etwa ähnlich tiefe CO2-Emissionen auf, aber die Gasheizung ist deutlich teurer. Die Pelletfeuerung kostet in etwa gleich viel, wie die Gasheizung, ist aber deutlich besser in der Ökologie. Mindestens gleich gut beim CO2-Ausstoss aber mit etwas tieferen Jahreskosten schneidet die Erdsondenwärmepumpe ab, welche mit Solarstrom gespeist ist. Alle dezentralen Systeme bringen höhere CO2-Emissionen bei mittleren Kosten, oder haben wie die solargespeisten Elektroheizungen kleine CO2-Emissionen, sind aber dann sehr teuer. Die zusätzliche Umsetzung von Gebäudesanierungen gemäss Paket 1 sind bei den dezentralen Heizsystemen rentabel, bei solargespeister Elektroheizung auch Paket 2. Hingegen bringen bauliche Massnahmen in Kombination mit Zentralheizungen höhere Jahreskosten. Es besteht hier also ein Konkurrenzverhältnis zwischen den baulichen und den heiztechnischen Massnahmen. Hingegen bewirken beide eine Verringerung des Risikos für Kostensteigerungen aufgrund Energiepreiserhöhungen. Um den Ersatz von dezentralen Elektroheizungen in Schwung zu bringen, ist aus obigen Überlegungen, der Einbau von wassergeführten Zentralheizungen mit Fördermitteln nzu unterstützen. Damit würde erreicht, dass der Wechsel auf eine zentrale Wärmeerzeugung erfolgt, und die Elektroheizung definitiv demontiert wird. Denn solange diese im Gebäude vorhanden ist, besteht immer die Gefahr, dass sie erstens weiterbetrieben und zweitens bei Defekten schleichend erneuert wird und deshalb für Jahrzehnte in Betrieb bleibt. Dies gilt es zu verhindern. CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 4/60
Inhaltsverzeichnis ZUSAMMENFASSUNG ...........................................................................................................................4 INHALTSVERZEICHNIS..........................................................................................................................5 EINLEITUNG, AUFGABENSTELLUNG, VORGEHENSWEISE..............................................................6 ENERGIEVERBRAUCH ELEKTRISCHER WIDERSTANDSHEIZUNGEN .............................................7 VERTEILUNG ELEKTRISCHER WIDERSTANDSHEIZUNGEN IM GEBÄUDEBESTAND....................8 ÜBERSICHT DER ELEKTRISCHEN HEIZSYSTEME...........................................................................10 Direktheizungen..................................................................................................................................10 Speicherheizungen .............................................................................................................................11 RAHMENBEDINGUNGEN UND UMFELD ............................................................................................12 Gesetzliche Rahmenbedingungen......................................................................................................12 Elektroheizung - Lobby .......................................................................................................................13 Fördermittel.........................................................................................................................................13 Umfrage bei Besitzern von Elektroheizungen .....................................................................................14 BEISPIELOBJEKT: IST - ANALYSE.....................................................................................................15 Gebäudehülle .....................................................................................................................................15 Haustechnik ........................................................................................................................................16 Nutzerverhalten ..................................................................................................................................16 Energieverbrauch ...............................................................................................................................17 Berechnung des Heizwärmebedarfs nach SIA 380/1 .........................................................................18 ÜBERSICHT DER SANIERUNGSMÖGLICHKEITEN ...........................................................................20 DETAILBETRACHTUNG MASSNAHMEN GEBÄUDEHÜLLE .............................................................21 Beschreibung der energetischen Verbesserungsmassnahmen..........................................................21 Auswirkung der Verbesserungsmassnahmen auf Wärmeverluste und Heizwärmebedarf..................24 DETAILBETRACHTUNG MASSNAHMEN HEIZTECHNIK...................................................................25 Varianten ohne Zentralheizung...........................................................................................................25 Varianten mit wasserführendem Wärmeverteilsystem........................................................................28 BEURTEILUNG DER MASSNAHMENPAKETE ...................................................................................29 Abschätzung der Investitionskosten ...................................................................................................29 Übersicht der Kostenkomponenten.....................................................................................................31 Vergleich Jahreskosten.......................................................................................................................32 Vergleich Ökologie (CO2-Emissionen) ................................................................................................33 Weiche Fakten....................................................................................................................................34 Diskussion der Ergebnisse .................................................................................................................35 Anreizsysteme zum Ersatz von Elektroheizungen ..............................................................................37 SCHLUSSBETRACHTUNG...................................................................................................................38 Empfehlung an den Eigenheimbesitzer ..............................................................................................38 Erkenntnisse aus unserer Arbeit.........................................................................................................38 Schlussgedanken ...............................................................................................................................38 LITERATUR / UNTERLAGEN / DATENQUELLEN...............................................................................39 Verwendete Literatur ..........................................................................................................................39 Informationen und Unterlagen zum Beispielobjekt..............................................................................39 ANHANG................................................................................................................................................40 CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 5/60
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Seite 23 und 24: Energetische Verbesserungsmassnahme
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Seite 29 und 30: Beurteilung der Massnahmenpakete Ab
Seite 31 und 32: Übersicht der Kostenkomponenten P3
Seite 33 und 34: Vergleich Ökologie (CO2-Emissionen
Seite 35 und 36: Diskussion der Ergebnisse Wirtschaf
Seite 37 und 38: Beibehaltung der Elektroheizung und
Seite 39 und 40: Literatur / Unterlagen / Datenquell
Seite 41 und 42: CAS Energieeffizienz 2009, Institut
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