Energiekrise – DLR quantifiziert flächendeckend Energiesparpotential im Gebäudesektor
Die aktuelle Energiekrise und der klimaneutrale Umbau der Energiewirtschaft rückt Energiesparmaßnahmen in den Fokus. Allein der Gebäudesektor ist für etwa ein Drittel des deutschen Endenergieverbrauchs verantwortlich. Ein enormes Einsparpotential, das mit Hilfe des EOC quantifiziert wurde.
Auf kommunaler oder nationaler Ebene fehlen frei zugängliche, flächendeckende Daten zum Energiebedarf der Gebäude. Besonders alte, unsanierte Gebäude bieten ein gewaltiges Einsparpotenzial. Der tatsächliche Wärmebedarf von Wohngebäuden hängt neben ihrem Baujahr von weiteren Faktoren ab, wie z.B. den klimatischen Gegebenheiten und den Gebäudetypen. Die bislang existierende Datenlücke wurde nun mit Hilfe von Geodaten geschlossen.
Flächendeckend verfügbare digitale Gebäudemodelle lieferten Basisinformationen zu Grund-, Wand- und Dachflächen. Mit diesen wurde ein maschinelles Lernverfahren trainiert, um Gebäudetyp und Gebäudealter mit einer sehr hohen Genauigkeit zu bestimmen. Das Verfahren stützt sich auf eine Vielzahl von berechneten Gebäudeformmerkmalen (z.B. Fläche, Umfang, Höhe), Zusatzinformationen aus dem Gebäude- und Wohnungsregister des Zensus 2011 sowie spezifischen Kennwertgrößen des Wärmebedarfs für verschiedene Bauteilkomponenten (Institut Wohnen und Umwelt - IWU).
Die Kennwerte berücksichtigen dabei drei verschiedene Sanierungsszenarien: Das erste Szenario geht vom Urzustand der Gebäude aus, das dem je nach Bauperiode typischen Energiestandard entspricht. Das zweite Szenario setzt die Mindeststandards der Energieeinsparverordnung von 2014 voraus und entspricht in etwa der heutigen Situation. Das dritte Szenario geht von den besten, verfügbaren Dämmstandards aus, die heute z.B. bei Passivhäusern zum Einsatz kommen.
Anhand dieses Verfahrens konnte flächendeckend der standardisierte Wärmebedarf von Wohngebäuden für das Bundesland Baden-Württemberg berechnet werden, in Summe 68 TWh/a. Unter Annahme idealer Dämmung (Szenario 3) könnte dieser Wert um etwa 31% auf 47 TWh/a reduziert werden. Dies zeigt das enorme Potential zur Reduzierung des Energiebedarfes im Gebäudesektor. Das im Projekt entwickelte Verfahren eignet sich daher als wertvolles Planungsinstrument, um Sanierungen gezielt zu fördern und zum Erreichen der Klimaziele beizutragen. Es unterstützt und ergänzt Kommunen bei ihren Planungen zur Wärmeversorgung, wie sie mit den kommunalen Wärmeplänen in Baden-Württemberg ab 2023 verpflichtend geworden sind. Das Ergebnis der Berechnung für Baden-Württemberg ist auch im EOC Geoservice (Residential Heat Demand) abrufbar (siehe Link). Die gebäudescharfe Information wurde hierbei aus Datenschutzgründen auf ein 100x100 m Raster aggregiert.
„ANSWER kommunal“ wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms gefördert. Projektpartner: Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum (DFD), DLR-Institut Vernetzte Energiesysteme, KEA Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg GmbH.
Links
- EOC Geoservice: Residential Heat Demand - Baden-Württemberg, Germ
- Deep Learning-based generation of building stock data from remote sensing for urban heat demand modeling. ISPRS International Journal of Geo-Information
- Building types' classification using shape-based features and linear discriminant functions. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing
- Semantic labelling of building types. A comparison of two approaches using random forest and deep learning. 40. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF, Band 29. Stuttgart