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Transformation im Gebäudesektor

Klimacode liefert Lösung zur CO2-Reduktion

Die Gifhorner Wohnungsbau-Genossenschaft eG hat sich zum Ziel gesetzt, den CO2-Ausstoss ihrer Wohnungsbestände durch den CO2-Minderungsfahrplan von Kieback & Peter um rund 20 % zu reduzieren. (GWG)

Den Gebäudesektor trifft als einen der großen Verursacher von CO2-Emissionen eine besondere Verantwortung – vor allem in Punkto Gebäudebetrieb. Quelle: www.bundesregierung.de und www.bauindustrie.de (Kieback & Peter)

Die neun Module des CO2-Minderungsfahrplans. (Kieback & Peter)

Zeitliche Einordnung der neun Module des CO2-Minderungsfahrplans. (Kieback & Peter)

Dieses beispielhafte Kunden-Gebäude-Portfolio aus der Wohnungswirtschaft zeigt einen dringenden Handlungsbedarf unabhängig von der Gebäudegröße: 60 % der Gebäude überschreiten den CO2-Emissions-grenzwert von 27 kg/m2 (aus dem Jahr 2017 des GdW, Bundesverband deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen). (Kieback & Peter)

Je mehr Daten digital gesammelt und ausgewertet werden, umso mehr CO2-Emissionen können beim Gebäudebetrieb verhindert werden. (Kieback & Peter)

 

Nach wie vor ist der Betrieb vieler öffentlicher und gewerblicher Gebäude mit hohen Energieaufwänden und unzureichenden CO2-Bilanzen verbunden. In zahlreichen Einrichtungen – etwa in Kliniken, Laboren, Industriebetrieben, aber auch Wohngebäuden – ist eine ausfallfreie Versorgung mit Wärme, Kälte und Strom unabdingbar. Dem gegenüber stehen deutlich verschärfte Anforderungen an den Klimaschutz und eine international veränderte energiepolitische Ausgangslage. Wie sich der Spagat zwischen Sicherheitsvorgaben, Kostendruck und Klimaschutzzielen im Gebäudebetrieb beherrschen lässt, zeigt der neue CO2-Minderungsfahrplan, der zwei wesentliche Erfolgsvoraussetzungen mitbringt: eine schnelle Umsetzbarkeit und eine hohe Effektivität. Das Konzept zur Reduzierung von CO2-Emissionen im öffentlich und gewerblich genutzten Objektbestand – der so genannte Klimacode 3/3/0 - stammt aus der Feder von Kieback & Peter.

Insbesondere Eigner und Betreiber von öffentlichen und gewerblichen Einrichtungen sehen sich mehr denn je gefordert, ökonomische Interessen mit den so genannten ESG-Kriterien – Umweltschutz, soziale Gerechtigkeit und eine verantwortungsvolle Unternehmensführung – in Einklang zu bringen. „Hinzu kommt der stark steigende technologische Innovationsdruck, der die langfristige Wettbewerbsfähigkeit in vielen Sektoren entscheidend determiniert“, erläutert Christoph Ritzkat, Vorsitzender der Geschäftsleitung von Kieback & Peter. „Die Komplexität des gesamten Anforderungskatalogs ist heute so hoch, dass sie ohne Digitalisierungsschub und integrierte Vernetzungslösungen vielerorts kaum noch zu bewältigen ist.“

Umgekehrt weisen Smart-Building-Konzepte ein enormes Potenzial zur Verbesserung der Energieeffizienz im Gebäudebetrieb auf. Vollautomatisierte Objekte sind gegenüber nicht bzw. gering automatisierten Gebäuden in der Lage, bis zu 49 % der benötigten Gesamtenergie einzusparen und die damit verbundenen Emissionen zu reduzieren. Voraussetzung dafür ist eine exakte objektspezifische und nutzungsorientierte Planung und Umsetzung der Systemintegration sowie ein leistungsfähiges Monitoring, das es ermöglicht, kontinuierliche Echtzeitanpassungen vorzunehmen und daraus strategische Optimierungsmaßnahmen für den Dauerbetrieb abzuleiten.

Drei Stationen eines Effizienzfahrplans

In dem von Kieback & Peter entwickelten CO2-Minderungsfahrplan für gewerbliche und öffentliche Gebäudebestände werden alle Prozessschritte einer solchen Systemintegration strukturiert, präzisiert und in drei Projektabschnitte gegliedert:

  • die Bestandsanalyse,
  • die technische Konzeption,
  • die CO2-Reduktion auf Grundlage von Monitoring, Adaption und Betriebsoptimierung.

Abhängig von der Bedarfsspezifikation und den jeweiligen technologischen Voraussetzungen stehen drei Paketvarianten mit bis zu neun Modulen zur Verfügung. Von der halbautomatisierten, App-basierten Datenerfassung im Energiemanagementsystem bis hin zur volldigitalisierten Verbindung sämtlicher HLK-Anlagen zum BEMS (Building Energy Management System) können Art und Anzahl der Digitalisierungsfunktionen und der Vernetzungsgrad individuell bestimmt werden. „Ziel ist es, den gesamten Anlagenbetrieb – also von Heizung, Lüftung und Klima – mittels einer intelligenten digitalen Steuerung maximal wirksam und nachhaltig zu realisieren“, verdeutlicht Geschäftsführer Christoph Ritzkat. Dies gelte insbesondere für Bestandsobjekte, die bislang noch keiner energetischen Sanierung unterzogen wurden. Ritzkat fährt fort: „Dabei ist der Zeitvorteil von zentraler Bedeutung für die Transformation im Gebäudesektor und die Erreichung der fixierten Klimaschutzziele: Innerhalb von nur drei Monaten können auf Basis des CO2-Minderungsfahrplans erste Energieeinspareffekte, einschließlich CO2-Emissionssenkung und Betriebskostenentlastung erzielt werden.“

Der Klimacode 3/3/0 steht für drei Schritte in drei Monaten mit dem Klimaziel: Netto-Null. Seit 2022 ist dieser CO2-Minderungsfahrplan Teil eines Energiesparkonzepts der Gifhorner Wohnungsbau Genossenschaft EG (GWG) mit dem definierten Ziel, den Wärmeenergieverbrauch um rund 20 % zu reduzieren und den damit verbundenen CO2-Ausstoß um 600 t jährlich zu senken. Auf Grundlage zurückliegender Verbrauchs- und Betriebskostendaten konnte ein Gesamtwärmeverbrauch von 14634 MWh bei einem CO2-Emissiosnswert von 2922 t für das Jahr 2021 ermittelt werden. Daraus errechneten Kieback & Peter die zentralen KPI (Key-Performance-Indicators) – unter anderem einen CO2-Ausstoß von 26,6 kg/(m2 · a). In diesem ersten Teilschritt wird evaluiert, welche konkreten Optimierungsmaßnahmen im Energiemanagement des Unternehmens infrage kommen. Miteinbezogen werden dabei auch die Finanzierungs- und Förderungsvoraussetzungen für eine nachhaltigere Energieversorgung.

Grundsätzlich erfolgt zunächst eine ganzheitliche Bestandsaufnahme der energetischen Infrastruktur von der Erzeugerseite über die Verteilperipherie bis hin zur Übergabeebene (bei der GWG: mehrere Gaskessel sowie Pumpen, Gas- und Stromzähler u. a. m.). Darauf aufbauend wird eine hydraulische Skizze entwickelt und geeignete Montagepunkte für Verbrauchserfassungszähler wie Wärme- und Stromzähler sowie Internetverbindungen festgelegt.

Das Herzstück der Automationslösung bildet die Software „Qanteon“. Sie dient als Instrument eines Energiecontrollings und erfüllt zusätzlich die Funktionen eines rechtskonformen Dokumentations- und Reportingtools. Insgesamt werden nach Abschluss der Softwareerfassung im BEMS-Energiemanagementsys tem der GWG 105 Objekte angelegt sein.

Nach der Bestandsaufnahme analysieren die Experten von Kieback & Peter, wie sich der Betrieb der einzelnen Anlagenkomponenten zu einem effizient arbeitenden Gesamtsystem zusammenführen lassen. Zu prüfen ist im nächsten Schritt, welche Optimierungsmöglichkeiten herangezogen werden können oder ob sogar Versorgungsalternativen infrage kommen. Echtzeitdaten von Sensoren, Aktoren, dem Controller und der Software bilden hierfür die Grundlage und dienen als Bezugswerte, um die späteren Betriebs- und Reportingkennzahlen festzulegen. Für die GWG wurde so unter anderem ein Verbundkonzept erarbeitet, das einzelne Heizanlagen von Gebäuden zu einer Wärmezentrale mit Erd- und Luft-Wärmepumpen sowie einem Gas-Spitzenlastkessel zusammenführt.

Monitoring für ein präzises Energiemanagement

Um aus der Ermittlung des Ist-Zustandes und der darauf aufbauenden anlagen- und betriebsseitigen Anpassung des Gesamtsystems eine kontinuierliche Effizienzmaximierung ableiten zu können, müssen die energetischen Gebäudedaten lückenlos digital erfasst, ausgewertet und nach Erfordernis modifiziert werden. Auf diese Weise lassen sich unter anderem Absenkzeiten, Vorlauftemperaturen, Wirkungsgrade der Erzeugeranlagen sowohl automatisiert als auch über Fernzugriff überwachen und anpassen. Gleichzeitig verringert die 24/7-Kontrolle aller relevanter Daten auch die Wartungsaufwände einschließlich Verschleiß- und Reparaturkosten.

Darüber hinaus ist der Betreiber in der Lage, auch ein CO2-Monitoring durchzuführen. Weichen die tatsächlichen Emissionen von den festgelegten Grenzwerten ab, ist auch hier ein sofortiger Eingriff möglich. Auch die strategische Betriebsführung des energetischen Versorgungssystems wird durch die Automationslösung vereinfacht und optimiert – etwa durch eine permanente Kontrolle des Zielerreichungsgrads und eine ganzjährige transparente Verbrauchs- und Kostenkontrolle.

Fazit

Innerhalb des energetischen Transformationsprozesses zeigt der Gebäudesektor nach wie vor einen signifikanten Handlungsbedarf auf – noch immer ist etwa ein Drittel der Kohlendioxidemissionen hier zu verorten. Zielführende Lösungen müssen allem voran dies sein: schnell und wirksam. Anlässlich der UN-Klimakonferenz COP27 in Scharm El-Scheich im Jahr 2022 hat Kieback & Peter seinen neuen Klimacode 3/3/0 – den CO2-Minderungsfahrplan vorgestellt. Es zeigt Wege zu einer zügig umsetzbaren, effizienzoptimierten Energieversorgung auf und liefert damit einen Baustein zur Realisierung der nationalen und globalen Energiewende.

Autor: Dr. Robert Philipp, Bereichsleiter Business Development und Segment Management bei Kieback & Peter GmbH & Co. KG

www.kieback-peter.de

 


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