Energie generierende Gebäude sind, bezogen auf den momentanen Entwicklungsstand der regenerativen Energiebereitstellung, eine realistische Option.
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Szenarien der zukünftigen Energieversorgung in Deutschland gehen davon aus, dass im Jahr 2050 mehr als die Hälfte des Energiebedarfs mit regenerativen Energien gedeckt wird. Da die Versorgungssicherheit, vor allem in Industrieländern auch weiterhin einen hohen Stellenwert hat, müssen sinnvolle Kombinationen von Energien aus regenerativen und gegebenenfalls aus konventionellen Quellen entwickelt werden. Dabei sollte der Anteil an regenerativen Energien beständig ansteigen.
Bivalente und monovalente Energiebereitstellung
Bivalente Gebäude-Energiebereitstellung
Bivalent bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Gebäude mit thermischer und elektrischer Energie von je einer Anlage versorgt wird. Dies kann erfolgen mit
- einer Heizung mit einem Heizkessel (alternativ mit einem Anschluss an ein Nah- bzw. Fernwärmenetz, einem Solarkollektor oder einer Heizwärmepumpe) und einer elektrischen Energieversorgung mit einem Anschluss an das elektrische Netz oder einer eigenen Photovoltaikanlage;
- einer elektrischen Energie-Heizwärme-Kopplungsanlage, die Wärme und elektrische Energie produziert (z. B. ein Blockheizkraftwerk (BHKW)).
Die erste Variante ist, regenerative Varianten ausgenommen, die bisher vorherrschende. Mit derart definierten bivalenten Anlagen kann die gesamte Bereitstellung der Gebäudeenergie erfolgen. Dazu gehört auch Energie für technologische Prozesse der Gebäudenutzer und Beleuchtung. Gebäude, die ausschließlich mit konventionellen Energien versorgt werden, sind in der Regel mit bivalenten Anlagen ausgerüstet.
Multivalente Gebäude-Energiebereitstellung
Multivalent bedeutet, dass für die Gebäude-Energiebereitstellung die thermische und elektrische Energie aus drei oder mehr unterschiedliche Quellen stammen kann. Damit eröffnen sich vielfältigste Bereitstellungsvarianten bis hin zu einer kompletten Versorgung ausschließlich mit Energien aus regenerativen Energiequellen.
Nullemissionsgebäude
Im Rahmen einer zukünftig vollständigen regenerativen Energiebereitstellung lassen sich drei Arten von Nullemissionsgebäuden charakterisieren:
- Energie generierende Gebäude,
- mit Energien aus regenerativen Energiequellen (EREQ) versorgte Gebäude sowie
- Energie autarke Gebäude.
Ein Energie generierendes Gebäude produziert mindestens so viel Energie, wie es verbraucht. Die Jahresenergiebilanz ist ausgeglichen oder hat ein Plus an abgegebener Energie. So entstehen Zeiten, in denen mehr Energie benötigt als vom Gebäude bereitgestellt wird und solche, in denen mehr Energie erzeugt als verbraucht wird. Ein solches Gebäude muss an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen sein.
Ein mit EREQ versorgtes Gebäude erzeugt nicht die komplette Energie direkt am Gebäude. Ihm wird Biomasseenergie und regenerativ erzeugte elektrische Energie, z. B. von Windenergieanlagen, Laufwasserenergieanlagen, solarthermischen Kraftwerken, auch von außen zugeführt. Ein solches Gebäude muss nicht zwangsläufig an ein konventionelles Energieversorgungsnetz angeschlossen sein.
Ein Energie autarkes Gebäude erzeugt die komplette Energie am Gebäude. Den Ausgleich bei Inkohärenz von Erzeugung und Verbrauch von regenerativer Energie übernehmen im Gebäude integrierte Speicher. Das Gebäude ist an kein öffentliches Energieversorgungsnetz angeschlossen. Es besteht damit allerdings auch nicht die Möglichkeit, überschüssige Energie nach außen abzugeben.
Ziel der Entwicklung
Energie generierende Gebäude sind, bezogen auf den momentanen Entwicklungsstand der regenerativen Energiebereitstellung, eine praktikable Option. Diese hat allerdings den Nachteil, dass immer eine zusätzliche äußere Energieversorgung (in der Regel das regionale elektrische Netz) nötig ist. Überschüssige elektrische Energie kann nur dann ins Netz eingespeist werden, wenn ein solches zur Verfügung steht. Ziel der Entwicklung zukünftiger Gebäude und deren Energiebereitstellung sollten mit Energien aus regenerativen Energiequellen (EREQ) versorgte Gebäude sein. Manfred Schmidt: "Das mit EREQ versorgte Gebäude ist der realistischste Ansatz. Ein solches Gebäude erhält einen Teil seiner Energie von außen als Energie aus regenerativen Energiequellen und generiert selbst Energie."
Auf dem Weg zum Nullemissionsgebäude
Die Darstellung der Varianten der Energiebereitstellung in Gebäuden ist ein Thema aus dem Fachbuch "Auf dem Weg zum Nullemissionsgebäude" von Manfred Schmidt, das im Frühjahr 2013 bei Springer Vieweg erscheint.