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Bau & Infrastruktur Vision #2

Effizient genutzte und digital gesteuerte Energie

Die Schweiz hat in den letzten Jahrzehnten einen immer grösser werdenden Energieverbrauch verzeichnet. Der heutige Verbrauch liegt umgerechnet über den Grenzen des Wachstums, die bei einer nachhaltigen Entwicklung im Energiebereich berücksichtigt werden müssen. Das Ziel ist daher klar : Wir müssen Wege finden, den Energieverbrauch zu reduzieren. Und die folgende Vision zeigt mögliche Wege zu diesem Ziel auf.

Die aktuellen Herausforderungen
Die Vision
Die Handlungsempfehlungen
Die Autoren

„2050 sind unsere Bauten über den gesamten Lebenszyklus energieautark oder energieliefernd, verwenden Ressourcen nachhaltig und kommunizieren von der Planung bis zum Betrieb mit uns Nutzer:innen“

Peter Fehlmann und Uwe Scheibler, die Autoren der Vision

 

Die aktuellen
Herausforderungen

Wo stehen wir an und wieso? Wir haben folgende Herausforderungen identifiziert.

Steigender Energieverbrauch

Die Schweiz hat aktuell einen Energieverbrauch von 800’000 TJ (oder 223 TWh bei einem Bruttoenergieverbrauch 304 TWh) pro Jahr. Das ist gleich viel wie noch vor 30 Jahren, allerdings ist die Effizienz inzwischen um 60 % angestiegen. Wir verbrauchen also immer mehr. Rund 40 %, also 200’000 TJ/a (oder 90 TWh) davon sind dem Gebäudebereich zuzurechnen – und da sind die grossen Mengen an Grauer Energie nicht eingerechnet. Im Gebäude- und Anlagenbereich liegt deshalb ein grosses Potential zur Energieeinsparung einerseits und zur Energieproduktion andererseits.

Nachhaltigkeit im Energiebereich

Für eine nachhaltige Entwicklung gibt es Grenzen des Wachstums. Beim Energiebereich liegt diese etwa bei einem Viertel des natürlichen Energieumsatzes im System Erde. Umgerechnet liegen wir in der Schweiz um das Vierfache darüber. Es gilt also, den Energieverbrauch um mindestens ¾ zu reduzieren. Das ist mit smartem Bauen möglich. Allerdings gehören dazu dann auch Anstrengungen beim Materialverbrauch, bei der Umweltverschmutzung und der Bevölkerungsentwicklung.

Eine breite Schicht der Bevölkerung erkennt die Notwendigkeit, sich klimafreundlich zu verhalten. Es wird verdichtet gebaut, fossil betriebene Heizungen werden durch weniger umweltschädliche  Alternativen ersetzt, Photovoltaik (PV) wird zunehmend installiert und Elektrofahrzeuge sind im Aufwind. Es besteht auch ein breiter Konsens, unsere Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zu reduzieren, zumal diese aus Gebieten kommen, die autokratisch regiert werden und sich nicht umweltfreundlich verhalten. Konsens ist auch, dass internalisierte Energieproduktion unseren Wohlstand sichert und stärkt, Arbeitsplätze schafft und Innovation fördert.

Konkrete Herausforderungen der nächsten 25 Jahre

Damit wir in den nächsten 25 Jahren die Vision weitgehend umsetzen können, stellen sich unter anderem folgende Herausforderungen.

  • Die aktuelle Stromverschwendung von mehr als 20 % muss beseitigt werden.
  • Die Energieeffizienz muss massiv erhöht werden und dieser “Gewinn” soll zur Verbrauchsminderung beitragen.
  • Die Produktion und Speicherung von Strom aus erneuerbaren Quellen muss massiv ausgebaut werden. Dies primär in den Siedlungsgebieten.
  • Der Umgang mit Energie muss wieder stärker an die Selbstverantwortung der Menschen gebunden werden. Die Verbrauchszwecke müssen in der Gesellschaft diskutiert werden.

 

Die Vision

2050 sind unsere Bauten über den gesamten Lebenszyklus energieautark oder energieliefernd, verwenden Ressourcen nachhaltig und kommunizieren von der Planung bis zum Betrieb mit uns Nutzer:innen.

Energieautarke und energieliefernde Gebäude

2050 sind unsere Bauten energieautark und grundsätzlich auch selbst energieproduzierend. Die Gebäude sind so konstruiert, dass sie sehr wenig Betriebsenergie und auch wenig Energie für Heizung und Kühlung benötigen. Die Nutzer:innen (Eigentümer:innen und Mieter:innen/Pächter:innen) sind bereits in der Planungsphase miteinbezogen und können den Fussabdruck des von ihnen zu nutzenden Gebäudes oder Anlage selbst mitsteuern. Ein Grossteil der produzierten Energie kann daher der Industrie, dem Gewerbe und der Mobilität zur Verfügung gestellt werden. Auch Umbau und Rückbau benötigen wenig Energie und liefern wieder Baustoffe für neue Zwecke.

Visuelle Interpretation von energieautarken und energieproduzierenden Gebäuden generiert mit KI

Was heisst das?

Unsere Bauten und Anlagen haben dank kreislauf-orientiertem Design einen kleinen Anteil an Grauer Energie, sind hochgradig energieeffizient und produzieren Sommer und Winter, Tag und Nacht genügend  Energie, um sämtliche Geräte und Anlagen mit genügend Strom und Wärme oder Kühlung zu versorgen. Der überschüssige Produktionsanteil in der Grössenordnung von 50 % kann für industrielle und gewerbliche Zwecke ins Netz eingespeichert werden. Dach- und Fassaden-PV-Anlagen produzieren tagsüber genügend Energie, um sämtliche Gerätschaften, wie Heizung, Kühlung, Warmwasser, Kühlschränke und Fahrzeugladestationen mit genügend Energie zu versorgen. Darüber hinaus füllt die Produktion Speichereinheiten, damit genügend Strom für die Nacht und den Winter vorhanden ist. Mit Energiemanagement-Systemen wird optimiert gesteuert, wann wofür wie viel Energie gebraucht wird. Jede:r Nutzer:in ist sich bewusst, woher Strom und Wärme kommen, wie sie eingesetzt werden und kann so auch die Kosten selbst mitsteuern.

 

Die Handlungsempfehlungen

Um die Vision Wirklichkeit werden zu lassen, sind im Wesentlichen folgende vier Anreize und Systemumstellungen herbeizuführen

Die Massnahmen im Überblick

  1. Gebäudeeigner:innen müssen Anreize erhalten auch für Mietliegenschaften die entsprechenden Investitionen zu tätigen. Die Kriterien für eine Bewilligung beziehen sich auf den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes oder einer Anlage.
  2. Die gesamte Energieversorgung und die Netze müssen von top-down in erheblichem Umfang auf bottom-up umgestellt werden.
  3. In den Schulen sind die Bereiche “Umwelt und Energie” und “Smartes Bauen” zu behandeln.
  4. Bei Material und Energie ist entsprechend der externen ökologischen und sozialen Kosten eine Transparenz herzustellen.

1. Anreize für Eigentümer:innen

Jedes Gebäude und auch alle Anlagen müssen ein Energielabel erhalten, wie es heute bei Elektrogeräten üblich ist (in einigen Kantonen gibt es schon den GEAK). Ohne eine entsprechende Einstufung im Energielabel werden Eigentümer:innen steuerlich stärker belastet. Darüber hinaus können Eigentümer:innen je nach Label der Mieterschaft eine Nebenkostenpauschale in Rechnung stellen, da diese tiefere oder gar keine Energiekosten mehr bezahlen müssen. Investitionen der Eigentümer:innen müssen nach 8-10 Jahren voll amortisiert sein, danach kann ein Erneuerungsfonds geäufnet werden.

 

2. Aufgaben der Energieversorgung und der Netze

Swissgrid, die heutigen Stromverteiler und -produzenten sowie Wärmeverbünde, haben zukünftig mehrere Aufgaben: Information der Öffentlichkeit und Beratungsdienstleistungen, Förderung der Effizienz, Eindämmung der Verschwendung, Energiehandel, Energieverteilung, Schliessung von Versorgungslücken und langzeitiges Speichern von Energie primär für den Winter. Die Rahmenbedingungen müssen entsprechend umgestaltet werden.

3. Mit Bildung zu mehr Selbstverantwortung

Den meisten Leuten ist heute nicht bewusst, woher die Energie kommt und was das für die Umwelt an Belastungen zur Folge hat. Weil die Energie immer noch verhältnismässig billig ist, wird auch der Verbrauch mehr oder weniger unbewusst praktiziert. Ein frühzeitig erworbenes Wissen um die wichtigen Fakten und Zusammenhänge erleichtert den Menschen einen bewussten Umgang mit Material und Energie in Selbstverantwortung.

4. Transparenz betreffend die Kosten

Nur mit einer transparenten Kostenrechnungen können direkte und indirekte (versteckte) Subventionswirkungen und die Externalisierung von Umweltkosten in Produkte und Dienstleistungen eingepreist werden.

 

Über die Autoren

Wir danken Peter und Uwe ganz herzlich für ihren Beitrag. Die Ideen und Texte sind im Rahmen des Projekts „Vision Schweiz 2050“ des glp lab entstanden. Dabei wurden diese im Bau & Infrastruktur-Team und z.T. mit externen Expert:innen diskutiert und kommentiert. Nichtsdestotrotz legen wir bei diesem Projekt wert darauf, dass individuelle und zum Teil unkonventionelle Sichtweisen und Ideen Raum finden.

„Für mich gehen Klimaschutz und Wirtschaft Hand in Hand. Mit innovativen Lösungen erhöhen wir nicht nur unsere Unabhängigkeit vom Ausland, sondern haben die Chance uns als führende Wirtschaftsnation mit zukunftsgerichteten Produkten und Verfahren international zu positionieren. Lasst uns die Innovation für Umweltschutz zu unserem neuen Bankgeheimnis machen!“

Peter Fehlmann
EMBA

„Die Schweiz hat alle Voraussetzungen für eine nachhaltige Entwicklung – nutzen wir sie!“

Uwe Scheibler
Dr. Dipl.Ing. Landschaftsplanung TU

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