Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion des Kantons Bern

Analysen zum fossilen Heizanlagenbestand im Kanton Bern Schlussbericht

Amt für Umweltkoordination und Energie AUE

Impressum Kanton Bern, Analysen zum fossilen Heizungsbestand im Kanton Bern erarbeitet durch geo7 AG, geowissenschaftliches Büro, 3012 Bern im Auftrag des AUE Der Schlussbericht ist abrufbar auf www.energie.be.ch unter dem Link "Publikationen" Autoren Martin Senn, Umweltingenieur (B.Sc) Ursin Caduff, Geograf (M.Sc) Begleitgruppe Karin Scheidegger, Leiterin Abteilung Energie AUE Barbara Zehnder, Leiterin Förderung AUE Matthias Haldi, Stv. Leiter Abteilung Energie AUE Matthias Spack, Fürsprecher, Rechtsamt BVE Foto Titelseite tagesanzeiger.ch Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion des Kantons Bern Amt für Umweltkoordination und Energie Reiterstrasse 11, 3011 Bern Tel +41 31 633 36 61 Bern, Mai 2016

Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung Ergebnisse...................................................................4 1

Ausgangslage ...............................................................................................5

2

Einleitung ......................................................................................................5

2.1 2.2

Grundlagendatensatz: Feuerungskontrolle (beco) ................................................... 5 Allgemeine Überlegungen zu den Darstellungen in Tabellen und Diagrammen ....... 6

3

Ergebnisse ....................................................................................................6

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

Anzahl Heizkessel und installierte Leistung ............................................................. 6 Anlagenbestand über die Zeit .................................................................................. 7 Analyse der Altersstruktur der bestehenden Heizkessel im Kanton Bern ................. 9 Heizkessel mit Verfügung bzw. Sanierungsfrist ..................................................... 12 Anteile der Öl- und Gaskessel bei Erstinstallation und dem Heizungsersatz .......... 14 Grobe Betrachtung möglicher CO2-Einsparpotenziale im Bereich der fossilen Wärmeerzeugung in Kanton Bern ....................................................... 17

ANHANG A Beilagen

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Abbildung 2: Abbildung 3: Abbildung 4: Abbildung 5: Abbildung 6: Abbildung 7: Abbildung 8: Abbildung 9: Abbildung 10: Abbildung 11: Abbildung 12:

Entwicklung der Anzahl fossiler Heizkessel im Kt. Bern ............................................4 Anzahl Heizkessel nach Energieträger und Gebäudetyp ..........................................7 Installierte Leistung nach Energieträger und Gebäudetyp .........................................7 Zeitliche Entwicklung des Anlagenbestandes ...........................................................8 Zeitliche Entwicklung des Anlagenbestandes nach Energieträger ............................................................................................................8 Zeitliche Entwicklung der installierten Leistung nach Energieträger ............................................................................................................9 Altersstruktur der in Betrieb stehenden Heizkessel ................................................. 11 Anteil Energieträger nach Kesselalter ..................................................................... 11 Heizkessel nach Baujahr und Leistung ................................................................... 13 Kesselleistung nach Gebäudealter 1 (Öl/Gas) ........................................................ 15 Kesselleistung nach Gebäudealter 2 (Öl/Gas) ........................................................ 16 Energieträger nach Bauperiode (Quelle: EBBE 2014) ............................................ 16

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Tabelle 2: Tabelle 3: Tabelle 4: Tabelle 5: Tabelle 6: Tabelle 7: Tabelle 8:

Anzahl Heizkessel nach Energieträger und Gebäudetyp ..........................................6 Installierte Leistung in MW nach Energieträger und Gebäudetyp ..............................6 Übersicht Altersstruktur fossile Heizkessel Kanton Bern ......................................... 10 Anzahl und Anteil der Kessel nach Energieträger ohne bzw. mit einer Verfügung ...................................................................................................... 12 Anzahl und Anteil der Kessel nach Gebäudeart ohne bzw. mit einer Verfügung ...................................................................................................... 12 Kesselleistung nach Gebäudealter ......................................................................... 14 CO2-Einsparpotenzial dynamisch ........................................................................... 18 Primärenergie und THG-Emissionsfaktoren............................................. Anhang A.2

Analyse fossiler Heizanlagenbestand

Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE)

Zusammenfassung Ergebnisse Im Kanton Bern sind aktuell rund 130‘000 Öl- und Gasfeuerungen in Betrieb. Die gesamte installierte Leistung beträgt 6.3 GW. Eingesetzt werden sie in Wohnbauten, in Gewerbeund Industriebauten sowie in öffentlichen Gebäuden. Der Verwendungszweck ist in erster Linie die Heizwärmeerzeugung, wobei im Bereich Gewerbe und Industrie auch Prozesswärme erzeugt wird. Ein Viertel der Heizkessel werden mit Gas betrieben und drei Viertel mit Öl. Der Anteil der Anlagen, welche die geltenden Anforderungen gemäss der Luftreinhalteverordnung nicht erfüllen und mit einer Sanierungsfrist belegt sind, beträgt 6 %. Zwischen 1980 und 2000 stieg die Anzahl der Inbetriebnahmen fossiler Heizkessel kontinuierlich von 500 bis knapp 6‘000 Anlagen pro Jahr an (siehe Abbildung 1). Ab diesem Zeitpunkt sinkt die Anzahl der Inbetriebnahmen neuer fossiler Heizkessel, mit Ausnahme eines kurzen Anstiegs rund um die Inkraftsetzung des aktuellen Energiegesetzes im Jahr 2012, deutlich gegen 0. Insbesondere im Neubaubereich werden aktuell kaum noch fossile Heizkessel verwendet. Aber auch beim Heizungsersatz zeigt sich eine Tendenz weg von fossilen Heizsystemen zu alternativen Lösungen bzw. mehr Effizienz.

Abbildung 1: Entwicklung der Anzahl fossiler Heizkessel im Kanton Bern

Die Betrachtung der Altersstruktur zeigt, dass über 40 % aller Heizkessel maximal 15 Jahre alt sind. Weitere 20 % sind 16 – 20 Jahre alt. Die restlichen Anlagen, wiederum knapp 40 %, sind älter als 20 Jahre. Werden die Öl- und Gaskessel separat betrachtet, zeigen sich deutliche Unterschiede bei der Verteilung der Anlagen auf die Altersgruppen. Der Anteil der Anlagen ≤ 15 Jahre bei den Gaskesseln ist mit rund 70 % deutlich grösser als bei den Ölkesseln mit rund 36 %. Gaskessel sind im Schnitt also deutlich jünger als Ölkessel. Eine grobe Berechnung zu den CO2-Emissionen ergab eine Menge von 3.2 Mio. Tonnen CO2eq pro Jahr, welche die fossile Wärmeerzeugung im Kanton Bern verursacht. Eine Umsetzung des Teilmoduls F „Erneuerbare Wärme beim Wärmeerzeugerersatz“, wodurch die nichterneuerbare Wärmeerzeugung auf 90 % des massgebenden Wärmebedarfs bei Wohnbauten beschränkt werden könnte, führt zu einem Minder-Ausstoss von rund 182‘000 t CO2eq.

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1

Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE)

Ausgangslage Das Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE) beschäftigt sich aktuell mit der Erarbeitung des Förderprogramms 2017 und einer Teilrevision des Kantonalen Energiegesetzes (KEnG) sowie der Kantonalen Energieverordnung (KEnV). Beim Energiegesetz steht unter anderem die Umsetzung des Teilmoduls F der Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn 2014) „Erneuerbare Wärme beim Wärmeerzeugerersatz“ im Fokus. Die Firma geo7 wurde in diesem Zusammenhang beauftragt, die kantonale Feuerungsdatenbank in Bezug zu den in Betrieb stehenden Ölund Gasheizkesseln im Kanton Bern auszuwerten und Antworten zu folgenden Fragestellungen zu liefern: o

Wie viele Öl- und Gasheizungen gibt es im Kanton Bern?

o

Wie viele Anlagen haben eine Sanierungsfrist gestützt auf die Luftreinhalteverordnung (Verfügung)?

o

Wie ist die Alterszusammensetzung der Öl- und Gasheizungen in 5-Jahresschritten?

o

Wo werden die Heizkessel eingesetzt?

o

Wie gestaltet sich das Verhältnis von Erst- zu Ersatzinstallationen der fossilen Wärmeerzeuger?

o

In welcher Grössenordnung liegen die CO2-Emissionen durch die bestehenden Heizkessel?

2

Einleitung

2.1

Grundlagendatensatz: Feuerungskontrolle (beco) Zur Auswertung der gewünschten Fragestellungen wurden die aktuellsten Datensätze des zuständigen Amtes (beco) verwendet. Sie stammen zum einen aus der kantonalen Feuerungskontrolle und zum anderen aus der kantonalen Emissionskontrolle. Die Datenbank für die kantonale Feuerungskontrolle (Programm FEKO) beinhaltet alle Anlagen bis 1 MW Leistung und wird von den Feuerungskontrolleurinnen und Feuerungskontrolleuren in den Gemeinden genutzt (oder verwaltet). Die direkt im beco geführte Emissionskontrolle (Programm iGeko) liefert die Daten zu den Grossfeuerungen (> 1 MW) inkl. messpflichtiger Holzfeuerungen (> 70 kW). Im Programm FEKO sind rund 128‘000 Heizkessel zum Verbrennen von fossilem Brennstoff erfasst. Die zugewiesenen Energieträger sind entsprechend Öl und Gas sowie Öl/Gas. Die Bezeichnung Öl/Gas wird für sogenannte Mehrstoff-Feuerungen verwendet, welche sowohl mit Öl als auch Gas betrieben werden können. Das Programm FEKO umfasst Anlagen in der Industrie, im Gewerbe und in Wohngebäuden. Das beco ist aktuell daran, die Erfassung und Datenhaltung des Programms FEKO umzubauen, wodurch die Qualität der Daten durch einen höheren Automatisierungsgrad verbessert wird. Diese Verbesserung kommt jedoch erst zum Tragen, wenn die Kontrolleurinnen und Kontrolleure (oder die Kontrollpersonen) die nächste Kontrolle vornehmen und die einzelnen Feuerungen entsprechend neu erfassen bzw. aktualisieren. Das Programm iGeko mit den Grossfeuerungen beinhaltet rund 1‘200 weitere für die Analyse relevante Heizkessel. Als Brennstoffe für diese Grossfeuerungen werden Gas, Öl, Holz (Alt- und Restholz) oder Kohle (nur wenige) verwendet. Das Einsatzgebiet umfasst Gewerbe- und Industriebetriebe, aber auch Wohnhäuser und Wärmeverbünde. Die Heizkessel erzeugen in erster Linie Heizwärme, wobei im Bereich Gewerbe und Industrie auch Prozesswärme erzeugt wird.

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2.2

Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE)

Allgemeine Überlegungen zu den Darstellungen in Tabellen und Diagrammen In den einzelnen Tabellen und Abbildungen werden, wo als sinnvoll erachtet, die Anlagenzahlen als auch die aufsummierte Leistung der verwendeten Feuerungen dargestellt. In der Regel liegt das Gewicht jedoch bei der aufsummierten Leistung, da diese einen besseren Bezug zu einer weiterführenden Verwendung z.B. der Auswertungen in Bezug auf die Entwicklung der Treibhausgase darstellt. Datensätze, welche nicht vollständig erfasst sind und daher nicht zugewiesen werden können, sind jeweils in der Kategorie „Unbekannt“ zusammengefasst.

3

Ergebnisse

3.1

Anzahl Heizkessel und installierte Leistung Insgesamt sind im Kanton Bern rund 128‘000 Öl- oder Gasfeuerungen in Betrieb. Die gesamte installierte Leistung beträgt 6‘300 MW. In der Tabelle 1 und der Tabelle 2 werden die Unterschiede nach Energieträger und Gebäudeart aufgezeigt. Tabelle 1:

Anzahl Heizkessel nach Energieträger und Gebäudetyp

Anzahl Feuerungen [Stk.]

Wohnen

Industrie/ Gewerbe

Öffentliche Gebäude

Unbekannt

Gas

22'572

3'812

1'080

384

27'848

21.8 %

Öl

84'852

11'795

1'940

1'338

99'925

78.2 %

4

9

-

-

13

0.0 %

107'428

15'616

3'020

1'722

127'786

100.0 %

84.1 %

12.2 %

2.4 %

1.3 %

100.0 %

Unbekannt Total

Tabelle 2:

Installierte Leistung in MW nach Energieträger und Gebäudetyp

installierte Leistung [MW] Gas Öl Unbekannt Total

Gesamtergebnis

Wohnen

Industrie/ Gewerbe

Öffentliche Gebäude

Unbekannt

Gesamtergebnis

753

783

174

31

1'741

27.6 %

2'861

1'260

311

111

4'542

72.0 %

2

25

-

-

27

0.4 %

3'616

2'068

485

142

6'311

100.0 %

57.3 %

32.8 %

7.7 %

2.2 %

100.0 %

Der Anteil der mit Heizöl betriebenen Feuerungen beträgt gemessen an der Anzahl der Feuerungen 78.2 %, gemessen an der installierten Leistung sind es mit 72 % etwas weniger. Grund dafür ist, dass die grösseren Anlagen vermehrt mit Gas betrieben werden. Ebenfalls zeigt sich, dass im Bereich Industrie/Gewerbe sowie in den öffentlichen Gebäuden vor allem grössere Feuerungen installiert sind (siehe auch Abbildung 2 und Abbildung 3).

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Abbildung 2: Anzahl Heizkessel nach Energieträger und Gebäudetyp

3.2

Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE)

Abbildung 3: Installierte Leistung nach Energieträger und Gebäudetyp

Anlagenbestand über die Zeit Als weiterer Analysepunkt wird die Entwicklung des Anlagenbestandes über die Zeit betrachtet. Die ältesten Anlagen stammen aus dem frühen 20. Jahrhundert. In der Abbildung 4 wird aufgezeigt, wie sich die installierte Leistung als auch die Anlagenzahl von 1965 bis 2015 entwickelt haben. Die Darstellung beinhaltet alle fossilen Heizkessel. Ab dem Auswertzeitpunkt von 1965 steigt die Anzahl der Anlagen kontinuierlich an, bis sie während der Ölkrise (1973) kurz einbricht. Der eigentliche Aufschwung setzt kurz nach 1980 ein und dauert bis zum Höhepunkt von 1998, worauf die Anlagenzahl wieder deutlich abnimmt. Die fallende Kurve endet 2008, worauf eine weitere Spitze im Jahr 2012 folgt. Ausschlaggebend für diese Spitze dürfte die zu diesem Zeitpunkt breit diskutierte Revision der Kantonalen Energiegesetzgebung gewesen sein. Danach folgt ein deutlicher Abfall bei der Anlagenzahl bzw. der Installation von neuen Anlagen bis zum Niveau von 1983. Die letzte Entwicklung zeigt somit eine klare Tendenz gegen 0, was entsprechend heisst, dass aktuell nur sehr wenige fossile Heizkessel neu installiert werden.

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Abbildung 4: Zeitliche Entwicklung des Anlagenbestandes

Abbildung 5: Zeitliche Entwicklung des Anlagenbestandes nach Energieträger

Analog der Abbildung 4 zeigt Abbildung 5 die Entwicklung der Anzahl Heizkessel je Baujahr, wobei Öl- und Gaskessel separat betrachtet werden. Der Verlauf der ölbasierten Heizkessel entspricht weitestgehend dem Verlauf der Summe der beiden Energieträger (Anteil Öl = 78 %). Der Verlauf der „Gaskurve“ weicht jedoch deutlich davon ab. Diese beginnt rund 10 Jahre verzögert kurz vor 1990 zu steigen und tut dies bis 2011 mehr oder weniger stetig, worauf ein eigentlicher Einbruch erfolgt und die Tendenz klar, analog den Ölkesseln, gegen 0 zeigt.

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Abbildung 6: Zeitliche Entwicklung der installierten Leistung nach Energieträger

Eine leicht abweichende Kurve entsteht bei der Betrachtung der installierten Heizleistung je Kesselbaujahr und Energieträger. Bei der Leistung der Gaskessel treten zwischen 1965 und 1995 mehrere Spitzen auf. Diese sind auf die Installation einzelner Grossanlagen in Gewerbe oder Industriebetrieben zurückzuführen. Auffallend ist zudem die Spitze von 2012, wo die installierte Heizleistung von Gaskesseln jene von Ölkesseln sogar übertrifft. Auch hier wird vermutet, dass diese Spitze zumindest teilweise eine Reaktion auf die damals anstehende Revision des Energiegesetzes ist und gleichzeitig mehrere grössere Anlagen in Betrieb genommen wurden.

3.3

Analyse der Altersstruktur der bestehenden Heizkessel im Kanton Bern Als Datengrundlage der Tabelle 3 dienen wiederum alle im Kanton Bern in Betrieb stehenden Heizkessel getrennt nach Energieträger und Alter. Im Fokus liegen die Anlagen, welche in den nächsten Jahren ersetzt werden könnten. Die übliche Lebensdauer von Feuerungsanlagen beträgt 20 Jahre1. Entsprechend wurden die Anlagen in Gruppen eingeteilt, welche detailliertere Aussagen betreffend die Menge zulassen, die kurz vor oder über dieser Altersgrenze stehen. Die jüngsten Anlagen (Kesselbaujahr ≤ 15 Jahre) machen 42.9 % aller Anlagen aus. Weitere 19.9 % sind 16 – 20 Jahre alt. Die restlichen Anlagen, knapp 40 %, sind älter als 20 Jahre oder unbekannten Baujahres. In Abbildung 7 ist die grafische Auswertung der Altersstruktur ersichtlich. In der Analyse der Tabelle 3 bestätigt sich zudem der in Kapitel 3.2 aufgezeigte, zeitlich versetzte Einsatz von Gasfeuerungen. Der Anteil der Anlagen ≤ 15 Jahre bei den Gaskesseln ist mit 68.8 % deutlich grösser als bei den Ölkesseln mit 35.7 %. Ein grosser Teil der Gaskessel sind folglich jünger als 15 Jahre. Basierend darauf lässt sich bei den Ölkesseln grundsätzlich ein grösseres Sanierungspotenzial feststellen, denn zum einen sind die Ölkessel im Schnitt älter und es gibt auch mehr Öl- als Gaskessel. Die Abbildung 8 visualisiert die unterschiedliche Altersstruktur nach Energieträger.

1

„Paritätische Lebensdauertabelle“ von Hauseigentümer- (HEV) und Mieterverband (MV) Seite 9 von 20

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Alle Öl Gas

Anzahl Anlagen (Anteil in %)

Anzahl Anlagen

223'281

3.5 %

5'248

4.1 %

≤ 15 Jahre

2'579'835

40.9 %

54'831

42.9 %

16-20 Jahre

1'152'090

18.3 %

25'407

19.9 %

21-25 Jahre

924'818

14.7 %

19'081

14.9 %

26-30 Jahre

627'657

9.9 %

12'170

9.5 %

> 30 Jahre

803'144

12.7 %

11'049

8.6 %

6'310'825

100 %

127'786

100 %

Unbekannt

202'567

4.5 %

5'183

5.2 %

≤ 15 Jahre

1'520'455

33.5 %

35'653

35.7 %

16-20 Jahre

890'063

19.6 %

20'397

20.4 %

21-25 Jahre

764'368

16.8 %

16'560

16.6 %

26-30 Jahre

552'800

12.2 %

11'477

11.5 %

> 30 Jahre

612'014

13.5 %

10'655

10.7 %

4'542'267

100 %

99'925

100 %

Unbekannt

2'392

0.1 %

60

0.2 %

≤ 15 Jahre

1'050'358

60.3 %

19'170

68.8 %

16-20 Jahre

262'027

15.0 %

5'010

18.0 %

21-25 Jahre

160'450

9.2 %

2'521

9.1 %

26-30 Jahre

74'857

4.3 %

693

2.5 %

> 30 Jahre

191'130

11.0 %

394

1.4 %

1'741'214

100 %

27'848

100 %

18'322

67.0 %

5

38.5 %

9'022

33.0 %

8

61.5 %

27'344

100 %

13

100 %

Total

Total

Unbekannt

Leistung Heizkessel (Anteil in %)

Kesselalter Unbekannt

Total

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Leistung Heizkessel (kW)

Übersicht Altersstruktur fossile Heizkessel Kanton Bern

Energieträger

Tabelle 3:

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Unbekannt 15 Jahre Total

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Abbildung 7: Altersstruktur der in Betrieb stehenden Heizkessel

Abbildung 8: Anteil Energieträger nach Kesselalter

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3.4

Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE)

Heizkessel mit Verfügung bzw. Sanierungsfrist Heizkessel, die mit einer Verfügung belegt sind bzw. eine Sanierungsfrist erhalten haben, müssen in einer vorgeschriebenen Frist saniert oder ersetzt werden. Grund dafür sind nicht erfüllte Anforderungen gemäss der Luftreinhalteverordnung. Im Kanton Bern sind Anfang 2016 rund 7‘700 Heizkessel oder 6.0 % des Anlagenbestandes mit einer Verfügung belegt (siehe Tabelle 4). In Bezug zu den unterschiedlichen Energieträgern zeigt sich bei Gas mit 4.0 % ein deutlich kleinerer Handlungsbedarf als bei Öl mit 6.6 %. Eine Aufschlüsselung nach Gebäudeart (Tabelle 5) zeigt, dass bei Heizkesseln in Gewerbe- und Industriebetrieben mit 9.4 % ein etwas grösserer Sanierungsbedarf besteht als bei Heizkesseln in Wohngebäuden mit 5.5 %. Die Auswertung des Anteils der Feuerungen mit einer Verfügung anhand der installierten Leistung entspricht grösstenteils der Auswertung gemäss der Anlagenzahl. Sie wird deshalb nicht separat dargestellt. Tabelle 4:

Anzahl und Anteil der Kessel nach Energieträger ohne bzw. mit einer Verfügung

Brennstoff

Heizkessel ohne Verfügung

Heizkessel mit Verfügung

Gesamt

Öl

93'340

6'585

6.6 %

99'925

Gas

26'725

1'123

4.0 %

27'848

12

1

7.7 %

13

120'077

7'709

6.0 %

127'786

Unbekannt Gesamtergebnis

Tabelle 5:

Anzahl und Anteil der Kessel nach Gebäudeart ohne bzw. mit einer Verfügung

Gebäudeart Wohnen Gewerbe & Industrie Öffentliche Gebäude & andere Gesamtergebnis

Heizkessel ohne Verfügung

Heizkessel mit Verfügung

Gesamt

101'519

5'909

5.5 %

107'428

14'143

1'473

9.4 %

15'616

4'415

327

6.9 %

4'742

120'077

7'709

6.0 %

127'786

Die Abbildung 9 zeigt die Aufschlüsselung aller Heizanlagen in Bezug zur Anlagenleistung und des Kesselalters sowie ob eine Verfügung besteht oder nicht. Abgebildet sind alle im Kanton Bern in Betrieb stehenden Heizkessel (127‘786 Stk.), wobei diese aufgrund der gegenseitigen Überlagerung nicht alle sichtbar sind. Ersichtlich ist hingegen, dass der grösste Teil der Anlagen eine Leistung zwischen 0 und 500 kW aufweist und dass ab 1995 vermehrt Anlagen mit einer Leistung über 1‘000 kW eingesetzt werden.

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Abbildung 9: Heizkessel nach Baujahr und Leistung

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3.5

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Differenzierung der Öl- und Gaskessel nach Erstinstallation und Heizungsersatz Der folgende Vergleich stellt das Baujahr des Heizkessels und das Alter des Gebäudes, in dem der Heizkessel installiert ist, einander gegenüber. Diese Gegenüberstellung soll aufzeigen, wie sich der Anteil fossiler Heizungen in frisch erstellten Gebäuden (Erstinstallation Heizung) und bestehenden Gebäuden (Heizungsersatz) verhält. Die Datengrundlage auf der Gebäudeseite bildet das „Gebäude- und Wohnungsregister der Schweiz“ (GWR). Im GWR sind die Baujahre nicht vollständig erfasst, weshalb auf die Bauperiode (Zeitspanne von 5 Jahren) als Altersgrösse zurückgegriffen wird, welche vollständig erfasst ist. Folgende Regel liegt der Gegenüberstellung zugrunde: eine Erstinstallation einer Heizung erfolgt, wenn das Baujahr des Kessels in die Bauperiode des Gebäudes fällt. Ein Beispiel: der Heizkessel datiert auf das Jahr 1982, das entsprechende Gebäude hat die Bauperiode 1981-1985. Bei einem Heizungsersatz ist der aktuelle Heizkessel jünger als die Bauperiode des Gebäudes. Tabelle 6, Abbildung 10 und Abbildung 11 visualisieren die Resultate der Analyse. Tabelle 6:

Kesselleistung nach Gebäudealter

Bauperiode Standortgebäude

summierte Kesselleistung (kW) Erstinstallation

Heizungsersatz

Unbekannt

Summe

1919-1945

128

115

131

374

1946-1960

3'345

3'748

3'900

10'993

1961-1970

27'083

41'638

56'932

125'653

1971-1980

63'702

97'447

197'587

358'736

1981-1985

41'337

145'058

119'736

306'131

1986-1990

69'420

347'470

210'767

627'657

1991-1995

83'144

533'458

308'216

924'818

1996-2000

107'417

696'413

348'260

1'152'090

2001-2005

72'342

626'582

360'194

1'059'118

2006-2010

28'752

509'288

259'226

797'266

2011-2015

4'287

465'695

253'469

723'451

0

0

224'538

224'538

500'957

3'466'912

2'342'956

6'310'825

8%

55 %

37 %

100 %

Unbekannt Summe Anteil

Aus der Tabelle 6 und Abbildung 10 ist ersichtlich, dass Öl- und Gasheizungen beim Heizungsersatz eine zentrale Rolle spielen. Rund 3‘500‘000 kW oder 55 % der bestehenden Kessel sind in Gebäuden installiert, welche deutlich älter sind als der Heizkessel selbst. Hier ist entsprechend davon auszugehen, dass bereits ein Heizungsersatz stattfand und dabei ein Öl- oder Gaskessel eingebaut wurde.

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Der Erstinstallation von Öl- und Gaskesseln können 500‘000 kW oder 8 % der installierten Kesselleistung zugewiesen werden, ein deutlich kleinerer Teil als beim Heizungsersatz. Der deutliche Trend in der Abbildung 11 zeigt, dass aktuell kaum noch fossile Heizkessel bei neu erstellten Gebäuden eingebaut werden. Bestätigt wird dieser Umstand durch die Abbildung 12, welche auf der kantonalen Energiebedarfsberechnung (EBBE 2014) basiert. Darin ist ersichtlich, dass der Anteil der Energieträger Öl und Gas für Heizwärme ab der Bauperiode 1991-1995 stetig abnimmt und im Gegenzug der Anteil der Wärmepumpen (erneuerbare Energie) entsprechend zunimmt. Aufgrund der fehlenden Gebäudeidentifikation auf der Heizungsseite können 37 % der installierten Leistung keiner der beiden Kategorien Erstinstallation und Heizungsersatz zugeordnet werden. Es sind dies in erster Linie Heizkessel, welche in Gewerbe- und Industriebauten oder Wärmenetzen im Einsatz sind.

Abbildung 10: Kesselleistung nach Gebäudealter (Öl/Gas)

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Kesselleistung nach Gebäudealter (Öl/Gas)

Kesselleistung [kW]

120'000 100'000

Erstinstallation

80'000 60'000 40'000 20'000 0

Bauperiode Standortgebäude Abbildung 11: Kesselleistung nach Gebäudealter 2 (Öl/Gas)

Abbildung 12: Energieträger nach Bauperiode (Quelle: EBBE 2014)

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3.6

Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE)

Grobe Betrachtung möglicher CO2-Einsparpotenziale im Bereich der fossilen Wärmeerzeugung im Kanton Bern Die Wärmeerzeugung, insbesondere die am häufigsten verwendeten Öl- und Gasheizkessel, sind für einen wesentlichen Teil der kantonalen CO2-Emissionen verantwortlich. Das Teilmodul F „Erneuerbare Wärme beim Wärmeerzeugerersatz“ ist ein Instrument, welches einen Beitrag zur Reduktion der CO2-Emissionen leisten könnte. Die untenstehende Berechnung zeigt grob auf, welche Einsparungen damit möglich sind. Als weiterer Schritt wird eine Langzeitbetrachtung durchgeführt, welche das theoretische Potenzial einer gesamten Umstellung der Wärmeerzeugung auf CO2-freie Systeme aufzeigt. Einsparung CO2-Emissionen bei Umsetzung des MuKEn Teilmoduls F Die folgende Berechnung zeigt das Einsparpotenzial von CO2-Emissionen durch die Umsetzung des Moduls F der MuKEn 2014 auf. Eine entsprechende Umsetzung bedeutet, dass beim Wärmeerzeugersatz nur noch 90 % des massgebenden Heizwärmebedarfs von Wohnbauten mit nichterneuerbaren Energieträgern gedeckt werden dürfen. Für die Substitution bzw. den Minderbedarf der nichterneuerbaren Energie sind verschiedene Standardlösungen vorgesehen. Werden diese Standardlösungen umgesetzt, resultieren die gewünschten Einsparungen von 10 %. Weitere Informationen zum „Teilmodul F“ sind im Anhang A.1 ersichtlich. Die Berechnung basiert auf folgenden Grundlagen: die installierte Heizleistung im Bereich Wohnen (3‘616‘000 kW gemäss Tabelle 2) wird mit einer Vollaststundenzahl von 1‘800 h und dem Einsparpotenzial bzw. dem Faktor 0.1 multipliziert. Die 1‘800 Vollaststunden wurden aus einem Abgleich mit der Energiebedarfsberechnung (EBBE 2014) für Wohngebäude ermittelt. Danach werden die kWh in GWh umgewandelt und mit dem CO2Faktor multipliziert. Als CO2-Faktor wurde aufgrund der Anteile von Öl- und Gaskessel in der Gesamtmenge ein Wert von 279 CO2eq kg/MWh bzw. t/GWh festgelegt. Die Berechnung Schritt für Schritt: 3‘616‘000 kW x 0.1 x 1‘800 h/a = 650‘880‘000 kWh/a

 651 GWh/a

651 GWh/a x 279 t CO2eq/GWh = 181‘629 t CO2eq/a

182 ‘000 t CO2eq/a

Mit der Umsetzung des Teilmoduls F wäre es folglich möglich, rund 182‘000 Tonnen CO2eq/a bei fossilen Heizkesseln in Wohngebäuden einzusparen.

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Analyse fossiler Heizanlagenbestand

Amt für Umweltkoordination und Energie (AUE)

Theoretisches CO2-Einsparpotenzial beim totalen Ersatz fossiler Heizkessel In der Tabelle 7 ist das theoretische CO2-Einsparpotenzial bei einem totalen Ersatz der aktuell in Betrieb stehenden fossilen Heizkessel dargestellt. Die Tabelle ist nach den kommenden 20 Jahren gegliedert von 2016 bis 2036. Im Jahr 2016 ist die gesamte installierte Leistung aller Heizungen zusammengefasst, welche bereits älter als 20 Jahre sind. Ab dem Jahr 2017 kommt jeweils die installierte Leistung eines Baujahres dazu, bis im Jahr 2036 alle aktuell in Betrieb stehenden Heizungen über 20 Jahre alt sind. Die CO2Berechnung erfolgte analog der obenstehenden Berechnung zum „Teilmodul F“ mit 1‘800 Vollaststunden und 279 CO2eq t/GWh. 20 Jahre entsprechen der üblichen Lebensdauer eines Heizkessels. Der gesamte CO2-Ausstoss durch fossile Heizkessel im Kanton Bern liegt gemäss dieser Berechnung in der Grössenordnung von 3.17 Mio. Tonnen CO2eq/a. Tabelle 7:

CO2-Einsparpotenzial dynamisch

Zusammenfassung der Heizkessel welche das Alter von 20 Jahren überschritten haben

Jahr

Baujahr

inst. Leistung (kW)

Anteil

Anteil (Summe)

2016

≤1995

2'354'362

37.3 %

37.3%

1'182'000

2017

1996

218'987

3.5 %

40.8%

110'000

2018

1997

229'004

3.6 %

44.4%

115'000

2019

1998

234'038

3.7 %

48.1%

118'000

2020

1999

235'585

3.7 %

51.8%

118'000

2021

2000

234'476

3.7 %

55.6%

118'000

2022

2001

210'636

3.3 %

58.9%

106'000

2023

2002

206'116

3.3 %

62.2%

104'000

2024

2003

220'479

3.5 %

65.7%

111'000

2025

2004

213'420

3.4 %

69.0%

107'000

2026

2005

208'467

3.3 %

72.3%

105'000

2027

2006

174'728

2.8 %

75.1%

88'000

2028

2007

172'137

2.7 %

77.8%

86'000

2029

2008

156'131

2.5 %

80.3%

78'000

2030

2009

136'116

2.2 %

82.5%

68'000

2031

2010

158'154

2.5 %

85.0%

79'000

2032

2011

203'645

3.2 %

88.2%

102'000

2033

2012

190'276

3.0 %

91.2%

96'000

2034

2013

158'885

2.5 %

93.7%

80'000

2035

2014

109'399

1.7 %

95.5%

55'000

2036

2015

61'246

1.0 %

96.4%

31'000

20xx

Unbekannt

224'538

3.6 %

100.0%

113'000

6'310'825

100.0 %

Summe

Bern, 1. September 2016 geo7 AG

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CO2eq

3'170'000

Anhang A Beilagen Anhang A.1

Erläuterungen zum „Modul F: Erneuerbare Wärme beim Wärmeerzeugerersatz“

Ausgangslage Im Kanton Bern sind in Wohnbauten rund 107‘000 Heizkessel für fossile Brennstoffe installiert. Diese verteilen sich auf 79 % Öl- und 21 % Gaskessel. Die gesamthaft erzeugte Wärme beträgt ca. 6.3 TWh, davon sind 5.4 TWh Raumwärme und 0.9 TWh Warmwasser (Quelle: EBBE 2014)2. In der Schweiz werden gemäss Branchenangaben im Jahr rund 50‘000 neue Wärmeerzeuger verkauft, etwa 40‘000 davon für den Ersatz alter Heizkessel. Die übliche Lebensdauer eines Wärmeerzeugers beträgt 20 Jahre3. Im Rahmen des freiwilligen Ersatzes erfolgt die hier verlangte Umstellung. Sie bewirkt, dass künftig ein Teil der Wärme mit erneuerbaren Energien bereitgestellt wird. Für die Bauherrschaft bedeutet dies zwar einen Mehraufwand, dieser erfolgt aber im Rahmen einer sowieso nötigen Massnahme (nämlich der Heizungssanierung). Durch die Zusammenfassung in einem Projekt kann die Bauzeit und damit die Störung für die Bewohnerschaft verringert und die Akzeptanz dieser Massnahme verbessert werden. Fakten zu Wirkung, Kosten und Vollzug Jedes Jahr werden rund 2.5 % der mit Heizöl oder Gas betriebenen Wärmeerzeuger ersetzt. Diese Massnahme führt dazu, dass nach 25 Jahren bei praktisch allen Wärmeerzeugungsanlagen ein nennenswerter Anteil der Wärme erneuerbar erzeugt oder durch Effizienzmassnahmen eingespart wird. Ausgehend vom heutigen Heizöl- und Gasverbrauch und der Massnahme mit dem geringsten Zusatzaufwand (Standardlösung 1 «Heizkesselersatz plus Solaranlage für das Warmwasser») gegenüber einem 1:1-Heizkesselaustausch ist über die Wirkungsdauer der Massnahme mit einem Minderverbrauch von 0.6 TWh4 zu rechnen. Es kann davon ausgegangen werden, dass in vielen Fällen andere Massnahmen als «Heizkesselersatz plus Solaranlage» zum Zug kommen und die erzielte Verminderung des Einsatzes von fossilen Brennstoffen deutlich höher ausfällt. Mit dieser Vorschrift wird auch eine beachtliche Reduktion des schweizerischen CO2-Ausstosses bewirkt. Der Vollzug kann in die bestehenden Abläufe beim Wärmeerzeugerersatz (Lufthygiene, Brandschutz, Gewässerschutz) integriert werden. Mit den Standardlösungen besteht für jede Anlage eine Auswahl von Massnahmen offen. Eine in Auftrag gegebene Studie an 82 Wohnbauten ergab, dass bei 79 dieser Objekte vier oder mehr Standardlösungen umsetzbar wären; bei einem sind es drei und bei zwei weiteren Objekten «nur» noch zwei Standardlösungen. Diese Standardisierung garantiert zudem, dass ein Ersatz von unvorhersehbar ausgefallenen Heizkesseln auch während der Heizsaison problemlos möglich ist, das heisst rasch geplant und entschieden werden kann. Vorlage Gesetzesartikel Artikel 1.29 Erneuerbare Wärme beim Wärmeerzeugerersatz (G) 1

Beim Ersatz des Wärmeerzeugers in bestehenden Bauten mit Wohnnutzung sind diese so auszurüsten, dass der Anteil an nichterneuerbarer Energie 90% des massgebenden Bedarfs nicht überschreitet. Für die Festlegung der Standardlösung gilt ein massgebender Energiebedarf für die Heizung und das Warmwasser von 100 kWh/m2a. 2

2

Die Verordnung regelt die Berechnungsweise, die Standardlösungen sowie die Befreiungen.

Unter dem Begriff Energiebedarfsberechnung EBBE wertet das Amt für Umweltkoordination und Energie AUE des Kantons Bern die Gebäudeenergieausweise GEAK sowie das Gebäude- und Wohnungsregister GWR periodisch in Kombination mit anderen kantonsweit verfügbaren gebäudebezogenen Daten aus, um den Energiebedarf für das Wohnen sowie den Energiebedarf der Betriebe abzuschätzen (Menge, Struktur und Entwicklung). Erarbeitet hat diese Berechnung die geo7 AG. 3 „Paritätische Lebensdauertabelle“ von Hauseigentümer- (HEV) und Mieterverband (MV) 4 entspricht 10 % von 6.3 TWh (gesamte fossile Wärmeerzeugung im Bereich Wohnen des Kantons Bern) analog dem Beispiel für die Schweiz.

Anhang A.2 Tabelle 8:

Primärenergiefaktoren Primärenergie und THG-Emissionsfaktoren5 Faktor Umrechnung Heizwert Ho/Hu

Faktor Primärenergie

Faktor THG-Emissionen (CO2-Äquivalente, kg/MWh)

Atomkraftwerk

1.0

4.08

25

Kehrichtverbrennung

1.0

0.02

18

Photovoltaik

1.0

1.66

97

Windkraft

1.0

1.33

36

Wasserkraft

1.0

1.22

22

CH-Produktionsmix

1.0

2.41

29

CH-Verbrauchermix

1.0

2.97

162

UCTE-Mix

1.0

3.53

594

Heizöl EL, mittel und schwer

1.07

1.24

295

Erdgas

1.11

1.15

241

Holz

1.08

1.15

11

Biogas

1.11

0.48

137

Solarwärme

1.0

1.34

29

Umweltwärme

1.0

1.61

68

Fernwärme Kehrichtverbrennung

1.0

0.06

4

Benzin

1.07

1.29

317

Diesel

1.07

1.22

302

Kerosin

1.07

1.19

288

Elektrizität

Fossile Energieträger

Erneuerbare und Abwärme

Treibstoffe

5

Quelle (Methodikpapier): Grundlagen für ein Umsetzungskonzept der 2000-Watt-Gesellschaft am Beispiel der Stadt Zürich. Ein Gemeinschaftsprojekt von Stadt Zürich, Bundesamt für Energie und EnergieSchweiz für Gemeinden mit wissenschaftlicher Unterstützung von Novatlantis. 28. Mai 2009. http://www.2000watt.ch/fileadmin/user_upload/2000Watt-Gesellschaft/de/Dateien/2000-Watt-Gesellschaft/Weg/2000-WattAbsenkpfad_fuer_Gemeinden.pdf