Der IN2-Ansatz
Mit einem verstärkten Fokus darauf, wie die Klimakrise gemildert werden kann, haben die Regierungen des Vereinigten Königreichs und der Republik Irland ehrgeizige Ziele gesetzt, um die Kohlenstoffemissionen erheblich zu reduzieren, mit Verpflichtungen, bis 2050 CO2-Neutralität zu erreichen. In den letzten 20 Jahren hat IN2 daran gearbeitet, energiearme Lösungen in allen Projekten zu liefern, wobei unser Team kontinuierlich unsere Herangehensweise an Design und Erreichen der CO2-Neutralität untersucht und entwickelt.
IN2 stellt sicher, dass ein CO2-neutraler Ansatz durch eine Kombination aus
- Minimierung des Energieverbrauchs
- Sicherstellung fossiler-freier Energielösungen
- Maximierung erneuerbarer Energietechnologien
Minimierung des Energieverbrauchs
Der Energieverbrauch von Gebäuden kann durch eine Kombination aus passiven Designtechniken, energiearmen Systemen und erneuerbaren Technologien minimiert werden.
Passive Designtechniken priorisieren die Leistung der Fassade und minimieren somit solare Wärmeeinträge, während sie die Verfügbarkeit von natürlichem Licht im Gebäude maximieren. Dies ermöglicht erhebliche Energieeinsparungen bei HVAC/Chiller- und Beleuchtungsenergie.
Als Element des passiven Designs würde, wo möglich, natürliche Belüftung in einer „Mixed Mode“-Anordnung für das Gebäude genutzt, wobei mechanische Belüftung ergänzt wird, wo der Komfort der Endnutzer nicht allein durch passive Umweltkontrolle gewährleistet werden kann. Dies ist typischerweise der Fall bei extremen Wetterbedingungen, zum Beispiel bei hohen Temperaturen im Hochsommer, Kälte im tiefsten Winter und starkem Wind-/Regenwetter.
Abb. 1. Monatlicher Energieverbrauch - Mixed Mode Belüftung
Das obige Bild zeigt den prognostizierten monatlichen Energieverbrauch für ein Büro in Mixed Mode-Anordnung, wie es in der formalen LEED-Berechnung durchgeführt wurde, wo zu sehen ist, wie insbesondere die Heizung, Kühlung und Hilfsenergie (HVAC-Lüfter und Pumpen) erheblich minimiert wurden. Darüber hinaus kann die Reduzierung der Beleuchtungsenergie aufgrund der verfügbaren Tageslichtnutzung während der Sommermonate erkannt werden.
Bei diesem Beispiel war der vorherrschende Energietyp, der für dieses Gebäude prognostiziert wurde, die Büroausstattung, die alle Betriebsenergien (Technologie, Computer, Catering usw.) umfasst, bei denen durch die Auswahl energieeffizienter Geräte Verbesserungen erzielt werden können. Dieses Energiebeispiel wurde für eine maßgeschneiderte Gebäudedesignanordnung durchgeführt. Insbesondere würde ein CO2-neutraler Ansatz das Fehlen fossiler Brennstoffe erfordern.
Fossilfreie Energielösungen
Abb. 1 zeigt die bestätigten SEAI-Kohlenstoffemissionsfaktoren für Strom und Erdgas in Irland im Zeitraum 2005-2018, mit ihrer in die Zukunft projizierten Entwicklung bis 2050, zu welchem Zeitpunkt alle Gebäude in der EU nahe Null-Energie-Gebäude (NZEB) sein müssen.
Die Kohlenstoffintensität von Strom in Irland hat exponentiell abgenommen, wobei der Trend darauf hindeutet, dass die Emissionen bis 2040-2045 mit Gas gleichziehen. Diese Verbesserung der Kohlenstoffintensität ist ein Indikator für das Ausmaß der erneuerbaren Technologien, insbesondere Wind und Solar, die erfolgreich in die Stromerzeugung in Irland integriert wurden und hauptsächlich kohlenstoffintensive fossile Brennstoffe wie Kohle, Öl und Erdgas ersetzen.
Abgesehen von der weltweiten Erschöpfung fossiler Brennstoffe macht deren Weglassen auch wirtschaftlich Sinn, da in Kombination mit verbesserten Effizienzen (insbesondere bei Wärmepumpen, die 3-4 Mal effizienter sind als Kessel) erhebliche Energie- und damit verbundene Betriebskosten für Brennstoff und Wartung vermieden werden können.
Abb. 2. Kohlenstoffemissionsfaktoren 2005-2018
IN2 würde die Machbarkeit der Ersetzung fossiler Brennstoffsysteme wie Erdgasheizkessel durch fossilfreie Alternativen wie Wärmepumpen für alle kommerziellen Projekte bewerten.
Der Einsatz erneuerbarer Energiequellen auf nationaler Ebene kann auch durch erneuerbare Technologien wie Photovoltaik ergänzt werden.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass, während ein Energieversorgungsvertrag mit beispielsweise SSE Airtricity kommerziell als erneuerbare Energiequelle für die Zwecke der regulatorischen Einhaltung (TGD Teil L 2017 und BER) angesehen werden könnte, alle Stromversorgungen auf der durchschnittlichen CO2-Intensität des nationalen ESB-Netzes bewertet werden.
Erneuerbare Technologien
Erneuerbare Technologien, die auf Gebäudeebene angewandt werden, können einen CO2-neutralen Ansatz sicherstellen, insbesondere durch den Einsatz von Photovoltaik (PV)-Paneelen, um auf wirklich erneuerbare Weise Strom aus direkter und diffuser (bewölkter) Sonnenstrahlung zu erzeugen.
Abb. 3. PV-Array
Traditionell waren die Kapitalkosten für PV im Kontext von Baukostenbudgets prohibitiv, jedoch sind diese in den letzten zehn Jahren exponentiell gesunken und in Kombination mit stetig verbesserten Effizienzen hat sich diese Technologie als tragfähig erwiesen, mit Amortisationszeiten, die derzeit im Bereich von 5-10 Jahren liegen.
Was die Betriebskosten betrifft, ist PV praktisch wartungsfrei und sollte daher derzeit maximiert werden, soweit es die Dachflächenbeschränkungen erlauben. Die einzige Einschränkung für die Installation eines großen PV-Arrays wäre die verfügbare Dachfläche, und daher würde IN2 empfehlen, alle verfügbaren Dachflächen mit PV zu versehen, um das Potenzial dieser Ressource in allen kommerziellen Projekten zu maximieren.