Eine ganzheitliche Klimapolitik erfordert neue Mobilitäts- und Gebäudeenergiekonzepte

Eine ganzheitliche Klimapolitik erfordert neue Mobilitäts- und Gebäudeenergiekonzepte

Getrieben durch die Megatrends der Digitalisierung, der Sektorenkopplung und der Entwicklung urbaner Lebensräume hin zu Smart Citys, befinden sich derzeit besonders klassisch-konservative Branchen in einem disruptiven Marktumfeld mit niedrigen Eintrittsbarrieren für neue Marktteilnehmer. Vor allem Energie- und Mobilitätsdienstleister sowie Wohnungsbauunternehmen stehen hierbei im Fokus der öffentlichen Wahrnehmungen. Wird ihnen die Anpassung an das veränderte Marktumfeld gelingen?

Besonders im Verkehrssektor und der Wohnungswirtschaft werden energiewirtschaftliche und sektorenübergreifende Konzepte grundlegende Veränderungen für die Branchen mit sich bringen. Aufgrund der zunehmenden Urbanisierung steigt die Bedeutung nachhaltiger und somit zukunftsfähiger Mobilitäts- und Gebäudeenergiekonzepte, um Antworten auf den wachsenden Energiebedarf in diesen Bereichen zu finden.

Getrieben durch die europäische und nationale Energie- und Klimaschutzpolitik, müssen hier branchenübergreifend nachhaltige Energiekonzepte im Sinne einer Wärme- und Mobilitätswende realisiert werden. Während im Stromsektor mit der Energiewende bereits die Transformation von einer fossilen zu einer erneuerbaren Energiezukunft eingeleitet wurde, steht die Verkehrs- und Wohnungswirtschaft noch am Anfang dieser Entwicklung. Gemessen am Endenergieverbrauch trägt besonders der Verkehrssektor mit einem Anteil von etwa 30% erheblich zur nationalen Emission klimaschädlicher Treibhausgase bei. Führt man sich vor Augen, dass noch immer 95% des Endenergieverbrauchs mineralölbasiert sind, wird das enorme Substitutionspotential deutlich. Ein vergleichbares Potential zeigt sich auch im Gebäudesektor. Hierauf entfallen rund 40% des europäischen Gesamtenergieverbrauchs. 75% der Energie werde dabei für die Erzeugung von Raumwärme aufgewendet, was die große Bedeutung einer nachhaltigen Wärmewende unterstreicht.

Die Grafik zeigt die rechtlichen EU-Rahmenbedingungen die Auswirkungen auf den Mobilitäts- und Gebäudesektor haben.

Die Rahmenbedingungen der Transition der Mobilitäts- und Gebäudesektoren in eine nachhaltige Zukunft werden durch den europäischen und nationalen Gesetzgeber maßgeblich beeinflusst. Insbesondere die in Abbildung 1 aufgeführten EU-Richtlinien (mehr zu den rechtlichen Rahmenbedingungen) sowie das Mieterstromgesetz und das derzeit in der Abstimmung befindliche Gebäudeenergiegesetz fokussieren sich auf eine nachhaltige Anpassung der energetischen Anforderungen an Gebäude.

Gebäude rücken in den Fokus europaweiter Energiestandards

Zur energetischen Versorgung von Gebäuden wird zukünftig der Aspekt der Lokalität eine zentrale Rolle spielen. Besonders bei der Errichtung und Sanierung von Wohnquartieren können Skaleneffekte generiert und so lokal erzeugte Energie durch die Einbindung von Speichertechnologien in smarten Wohnquartieren effizienter genutzt werden. Nachdem in den letzten Jahren die Netzparität von Heimspeicher-Photovoltaik-Anlagen erreicht wurde, wird hier mit einem starken Markthochlauf gerechnet. Darüber hinaus bildet die Vermarktung der sich ergebenden Flexibilität ein netzdienliches Geschäftsmodell, das einige Marktteilnehmer bereits erfolgreich implementieren.
Für die gesamtenergetische Gebäudeversorgung spielt jedoch besonders der Wärmesektor eine bedeutendere Rolle. Neben Blockheizkraftwerken (BHKW) und strombetriebenen Wärmepumpen bilden solarthermiebasierte Wärmeversorgungskonzepte eine Alternative mit hohem Potenzial. Ganzjährig nutzbar ist Solarthermie in Kombination mit einer Holzhackschnitzelheizung. Sogenannte „Sonnenhäuser“ erweitern diese Konzeption durch in das Hausdesign integrierte und optimal gedämmte Warmwasserspeicher.

Ein weiterer vielversprechender Ansatz zur längerfristigen Speicherung von Wärme findet besonders in Dänemark Anklang. In solarthermischen Nahwärmenetzen werden multifunktionale Erdbeckenwärmespeicher genutzt. Geringe Wärmespeicherpreise können bei diesem Konzept durch eine Reduzierung der Isolation und gleichzeitiger großflächiger Ausführung erreicht werden.
Unabhängig von der eingesetzten Technik ist der zentrale Bestandteil nachhaltiger Gebäudeenergiesysteme die intelligente Vernetzung und Steuerung der Energieflüsse. Wird die Digitalisierung als Datensammler, -aggregator und -verarbeiter von Anfang an konsequent in die Planung integriert, ist die maximal effiziente Nutzung des lokalen Energiesystems möglich.

Neue Energiequellen ermöglichen eine nachhaltige Mobilität

Neben der Energiewende befindet sich die Verkehrswende aktuell stark im gesellschaftlichen Diskurs. Getrieben durch eine große mediale Aufmerksamkeit (Dieselskandal und drohende Fahrverbote) liegt der Fokus auf einer zukünftigen Mobilitätsdiversifizierung. Während es in Großstädten bislang nur die Wahl zwischen öffentlichem Nahverkehr und dem Auto gab, steht mittlerweile ein breites Mobilitätsangebot bereit. Das Auto verliert bei der jungen Stadtbevölkerung immer mehr an Bedeutung. Nicht zuletzt, weil es seinen eigentlichen Vorteil – schnell von A nach B zu kommen – im Verkehrschaos der Großstädte einbüßt. Bereits heute sind neben Automobilen und Fahrrädern auch elektrische Motor- und Tretroller in Sharing-Modellen etabliert. Verschiedene Marktteilnehmer bauen zudem gerade Sammeltaxisysteme auf. Glaubt man ambitionierten Startups, sollen zudem in wenigen Jahren Flugtaxis den Personentransport ergänzen.
All diese Angebote zeigen deutlich die Transformation vom Individualverkehr hin zur Mobilitätsdienstleistung. Kooperationen der öffentlichen Verkehrsunternehmen mit der Privatwirtschaft sind hierbei unumgänglich, um die eigenen Angebote im öffentlichen Nahverkehr um Dienstleistungen im Sharing-Segment zu erweitern und den Bürgern ein umfassendes Mobilitätsangebot präsentieren zu können.
Doch ganz verschwinden wird das Auto auch in Zukunft nicht. Gerade im Bereich der Langstreckenmobilität fernab der Ballungszentren fehlen noch Alternativen. Doch schon heute zeigt sich beim Auto eine zunehmende Diversifizierung. Neben dem klassischen Verbrennermotor ist bereits eine Vielzahl an verschiedenen Antriebsarten am Markt präsent: Erdgas (CNG), Flüssiggas (LPG), Elektro (Batterieelektrisch), Hybrid, Plug-in-Hybrid und Brennstoffzellen. Mit einem Endenergieverbrauch auf Mineralölbasis von über 90%, besteht jedoch auch im Bereich Verkehr noch reichlich Substitutionspotential.

Die Grafik zeigt die verschiedenen Energieträger, die im Verkehr derzeit zum Einsatz kommen

Die Zunahme urbaner Mobilitätsformen bringt jedoch eine weitere gravierende Herausforderung mit sich: Das Platzangebot in den Städten wird immer geringer. Ziel muss es daher sein, dass die Summe der Autos durch die neuen Mobilitätsangebote insgesamt nicht zunimmt. Die neuen Konzepte müssen den Anspruch haben, nicht nur ein Alternativangebot zu sein, sondern Privatfahrzeuge vollständig zu ersetzen. Somit wird in Zukunft entscheidend sein, wie die Bürger ihre urbane und suburbane Mobilität möglichst einfach und multimodal über eine zentrale Buchungsplattform realisieren können.

Im Sinne einer effektiven und nachhaltigen Verkehrswende muss vor Allem sichergestellt werden, dass die Mobilitätsangebote in ihrer gänzlichen Wertschöpfungskette nicht mehr auf Basis fossiler Energieangebote angetrieben werden. Aktuell spielt der Aufbau der Ladeinfrastruktur für den erwarteten Markthochlauf der Elektromobilität eine bedeutende Rolle für die städtischen Stromnetzbetreiber. Die Städte müssen ganzheitliche Strategien entwickeln, die neben der Ladeinfrastruktur auch die Erzeugung der neuen Energieformen mitberücksichtigen. Das gilt für batterieelektrische Fahrzeuge, genauso wie für den erwarteten Markteintritt der individuellen Wasserstoffmobilität.

Neben batterieelektrischen Fahrzeugen stehen nämlich vor allem synthetische Erdgas- und Wasserstofffahrzeuge im Fokus der zukünftigen Entwicklung. Zur Problematik des Aufbaus einer neuen „Tankinfrastruktur“ kommen bei der Wasserstoffmobilität aktuell zusätzlich noch fehlende gesetzliche Grundlagen und mangelnder Förderung hinzu. Zudem besteht noch keine einheitliche Strategie zur nachhaltigen Erzeugung von dezentralem Wasserstoff.

Eine Lösung können aus der EEG-Vergütung auslaufende Windparks darstellen, die ihren Strom durch eine Stromkaufvereinbarung (Power Purchase Agreement – PPA) direkt an Wasserstoffproduzenten verkaufen. Diese nutzen den Strom, um durch Elektrolyse „grünen“ Wasserstoff herzustellen, der entweder lokal gespeichert oder in ein bestehendes Gasnetz eingeleitet werden kann.

Die zuvor genannten Ansätze für eine nachhaltige Mobilität können in Anbetracht der wachsenden Stadtbevölkerung und immer neuen Mobilitätsangeboten nur zur Verkehrswende beitragen, wenn sie im Rahmen einer effektiven Verkehrsleitung und -steuerung umgesetzt werden. Dadurch können Ampelstandzeiten und tägliche Stauzeiten verringert und somit unnötiger Schadstoffausstoß minimiert werden. Das spielt auch in Hinblick auf die Entwicklung autonomer Mobilitätsangebote eine besonders wichtige Rolle. Aktuelle Verkehrsinformationen müssen zudem in eine zentrale Mobilitätsbuchungsplattform einfließen, um den Kunden stets das schnellste Mobilitätsangebot anbieten zu können.

Ebenfalls müssen Fahrzeuginformationen von Elektromobilen zentral erfasst werden. Nur wenn der Netzbetreiber Informationen zum Ladestand und der voraussichtlichen Ladedauer hat, kann dieser die Ladezyklen netzdienlich steuern oder gar die Batterien als Flexibilitäten nutzen. Die Digitalisierung wird somit fester Bestandteil einer erfolgreichen Verkehrswende.

Fazit: Nur eine ganzheitliche Betrachtung ermöglicht ein regeneratives Energiesystem

Zusammenfassend zeigt sich, dass auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energiezukunft noch viel zu tun ist. Wird aktuell besonders die Energiewende als Zugpferd und Fokus des zukünftigen Energiesystems genannt, bilden die Sektoren Wärme und Mobilität weitere wichtige Stützpfeiler für eine ganzheitliche erneuerbare Energiezukunft. In diesen Sektoren stellen fossile Energieträger bislang noch einen Großteil des Endenergieverbrauchs. In Zukunft wird entscheidend sein, Alternativen erfolgreich marktfähig zu machen und eine Kopplung der Sektoren zu implementieren. Von Anfang an muss hier die Digitalisierung als elementarer Bestandteil der Transformation mitgedacht werden – nur so kann eine effiziente und nachhaltige Wende in den Bereichen Wärme und Verkehr gelingen.

Im weiteren Verlauf dieser Artikelserie soll das Potenzial und die Entwicklung von zukünftigen Energiekonzepten für Gebäude und in der Mobilität ausführlicher betrachtet werden. Bereits heute hat sich Q_PERIOR Energy diesen Zukunftsthemen angenommen. Zusammen mit unseren Partnern begleiten wir diese Entwicklung aktiv. Sprechen Sie uns gerne an.

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