Darmstadt
Integriertes Klimaschutzkonzept für die Wissenschaftsstadt Darmstadt Im Auftrag der Wissenschaftsstadt Darmstadt bearbeitet von Institut Wohnen und Umwelt GmbH, Darmstadt und memo-consulting, Seeheim-Jugenheim 30. November 2013 Gefördert durch: aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages
Bearbeitung Institut Wohnen und Umwelt GmbH: Peter Werner (verantwortliche Redaktion) Dr. Andreas Enseling Dr. –Ing. Thilo Koch Martin Vaché Memo-consulting Joachim Fahrwald Gerhard Eppler Gefördert durch: aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages
Inhaltsverzeichnis Tabellenverzeichnis ................................................................................................................................. 8 Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................................... 10 Vorbemerkung....................................................................................................................................... 12 1 Einleitung ....................................................................................................................................... 13 1.1 Ziele und Aufgaben eines integrierten Klimaschutzkonzeptes ............................................. 13 1.2 Rahmenbedingungen in der Wissenschaftsstadt Darmstadt ................................................ 13 1.2.1 Entwicklung und Abgrenzung des Gebietes .................................................................. 14 1.2.2 Geografische Einbindung............................................................................................... 14 1.2.3 Bevölkerungs- und Wirtschaftsentwicklung.................................................................. 14 1.2.4 Flächennutzung ............................................................................................................. 17 1.2.5 Leitbilder zur Stadtentwicklung ..................................................................................... 18 1.2.6 Bisherige Aktivitäten zum Klimaschutz ......................................................................... 19 1.2.7 Bisherige Ziele zum Klimaschutz.................................................................................... 20 1.3 Verbrauchsdaten und Situation der Energieversorgung (fossil) ........................................... 20 1.4 Erneuerbare Energien ........................................................................................................... 23 1.4.1 Solarenergie................................................................................................................... 24 1.4.2 Wind .............................................................................................................................. 25 1.4.3 Wasserkraft ................................................................................................................... 26 1.4.4 Biomasse........................................................................................................................ 26 1.4.5 Geothermie/Umweltwärme .......................................................................................... 27 1.4.6 Zusammenfassung Erneuerbare Energien im Strombereich......................................... 28 1.4.7 Zusammenfassung Erneuerbare Energien im Wärmebereich ...................................... 29 2 Ablauf zur Erstellung des Klimaschutzkonzeptes .......................................................................... 30 2.1 Organisation und Ablauf........................................................................................................ 30 2.2 Zieldiskussion......................................................................................................................... 32 3 Bilanz der CO2-Emissionen ............................................................................................................ 33 3.1 Vorbemerkung....................................................................................................................... 33 3.2 Erstellung der Energie- und CO2-Bilanz ................................................................................. 33 3.3 Ergebnisse der Energie- und CO2-Bilanz ................................................................................ 34 4 Trendprognose und Szenarien ...................................................................................................... 37 4.1 Trendprognose 2020 ............................................................................................................. 37 4.2 Szenario A – Maximale Energieeffizienz................................................................................ 38 3
4.3 Szenario B – Maximale Nutzung Erneuerbarer Energien ...................................................... 40 4.4 Zusammenfassung ................................................................................................................. 41 5 Potenzialanalyse ............................................................................................................................ 42 5.1 Vorgehensweise .................................................................................................................... 42 5.2 Reduktionspotenziale Stadtentwicklung – Stadt und Quartiere ........................................... 42 5.2.1 Allgemeines ................................................................................................................... 42 5.2.2 Ausgangsbedingungen .................................................................................................. 42 5.2.3 Potenzialanalyse ............................................................................................................ 43 5.2.4 Kosten und regionale Wertschöpfung........................................................................... 47 5.2.5 Zusammenfassung Reduktionspotenziale Stadt- und Quartiersentwicklung ............... 47 5.3 Reduktionspotenziale bei den Kommunalen Liegenschaften und Straßenbeleuchtung ...... 48 5.3.1 Allgemeines ................................................................................................................... 48 5.3.2 Ausgangsbedingungen .................................................................................................. 49 5.3.3 Potenzialanalyse ............................................................................................................ 51 5.3.4 Regionale Wertschöpfung ............................................................................................. 52 5.4 Reduktionspotenziale im Gebäudebereich (Wohngebäude) ................................................ 52 5.4.1 Allgemeines ................................................................................................................... 52 5.4.2 Ausgangsbedingungen .................................................................................................. 53 5.4.3 Potenzialanalyse ............................................................................................................ 55 5.4.4 Regionale Wertschöpfung ............................................................................................. 59 5.4.5 Zusammenfassung Reduktionspotenziale Gebäude ..................................................... 61 5.5 Reduktionspotenziale Mobilität und Verkehr ....................................................................... 61 5.5.1 Allgemeines ................................................................................................................... 61 5.5.2 Ausgangsbedingungen in Darmstadt............................................................................. 61 5.5.3 Zielsetzungen im Bereich Mobilität ............................................................................... 65 5.5.4 Reduktionspotenziale im Bereich Mobilität .................................................................. 66 5.6 Reduktionspotenziale Gewerbe/Industrie ............................................................................ 69 5.6.1 Allgemeines ................................................................................................................... 69 5.6.2 Ausgangsbedingungen .................................................................................................. 70 5.6.3 Potenzialanalyse ............................................................................................................ 70 5.7 Reduktionspotenziale Private Haushalte (Strom und Konsum) ............................................ 70 5.7.1 Allgemeines ................................................................................................................... 70 5.7.2 Ausgangsbedingungen .................................................................................................. 71 4
5.7.3 Potenzialanalyse ............................................................................................................ 72 5.8 Reduktionspotenziale konventionelle Energieversorgung.................................................... 73 5.8.1 Allgemeines ................................................................................................................... 73 5.8.2 Umstellungspotenziale von Haushaltsanschlüssen auf Erdgas ..................................... 73 5.8.3 Ausbaupotenziale der Kraft-Wärme-Kopplung ............................................................. 74 5.9 Nutzungspotenziale Erneuerbare Energien .......................................................................... 75 5.9.1 Allgemeines ................................................................................................................... 75 5.9.2 Potenzialanalyse Solarenergie....................................................................................... 75 5.9.3 Windkraft....................................................................................................................... 78 5.9.4 Geothermie/Erdwärme ................................................................................................. 79 5.9.5 Klärgas ........................................................................................................................... 80 5.9.6 Abwasserwärme ............................................................................................................ 80 5.9.7 Biomasse........................................................................................................................ 80 5.10 Regionale Wertschöpfung ..................................................................................................... 84 6 Maßnahmenkatalog ...................................................................................................................... 86 6.1 Maßnahmenübersicht ........................................................................................................... 86 6.2 Kriterien zur Beurteilung der Maßnahmen ........................................................................... 87 6.2.1 Kosten ............................................................................................................................ 87 6.2.2 Priorität.......................................................................................................................... 88 6.2.3 Umsetzungspotenzial .................................................................................................... 89 6.2.4 Reduktionspotenzial ...................................................................................................... 89 6.3 Maßnahmenliste - Strategische Klimaschutzmaßnahmen .................................................... 90 6.3.1 Übersicht Strategische Maßnahmen ............................................................................. 90 6.3.2 Datenblätter – strategische Maßnahmen ..................................................................... 91 6.4 Maßnahmenliste – Stadt- und Quartiersentwicklung ........................................................... 99 6.4.1 Übersicht Maßnahmen zur Stadt- und Quartiersentwicklung ...................................... 99 6.4.2 Datenblätter – Maßnahmen zur Stadt- und Quartiersentwicklung ............................ 100 6.5 Maßnahmenliste - Kommunale Liegenschaften und Straßenbeleuchtung......................... 109 6.5.1 Übersicht – Maßnahmen zu Kommunalen Liegenschaften und Straßenbeleuchtung 109 6.5.2 Datenblätter - Maßnahmen zu Kommunalen Liegenschaften und Straßenbeleuchtung 110 6.6 Maßnahmenliste – Energieeffiziente Gebäude................................................................... 122 6.6.1 Übersicht – Maßnahmen Energieeffiziente Gebäude ................................................. 122 6.6.2 Datenblätter – Maßnahmen Energieeffiziente Gebäude ............................................ 123 5
6.7 Maßnahmenliste – Mobilität ............................................................................................... 136 6.7.1 Übersicht – Maßnahmen Mobilität ............................................................................. 136 6.7.2 Datenblätter – Maßnahmen Mobilität ........................................................................ 137 6.8 Maßnahmenliste Gewerbe/Industrie .................................................................................. 176 6.8.1 Übersicht – Maßnahmen Gewerbe/Industrie ............................................................. 176 6.8.2 Datenblätter – Maßnahmen Gewerbe/Industrie ........................................................ 177 6.9 Maßnahmenliste Private Haushalte (Ernährung und Konsum)........................................... 186 6.9.1 Übersicht – Maßnahmen Private Haushalte (Ernährung und Konsum) ...................... 186 6.9.2 Datenblätter – Maßnahmen Private Haushalte (Ernährung und Konsum) ................. 187 6.10 Maßnahmenliste Energieversorgung fossil ......................................................................... 192 6.10.1 Übersicht – Maßnahmen Energieversorgung fossil .................................................... 192 6.10.2 Datenblätter - Maßnahmen Energieversorgung fossil ................................................ 193 6.11 Maßnahmenliste Erneuerbare Energien ............................................................................. 203 6.11.1 Übersicht – Maßnahmen Erneuerbare Energien ........................................................ 203 6.11.2 Datenblätter – Maßnahmen Erneuerbare Energien ................................................... 204 6.12 Maßnahmenliste Übergreifende Öffentlichkeitsarbeit und Bildung................................... 224 6.12.1 Übersicht – Maßnahmen für übergreifende Öffentlichkeitsarbeit und Bildung ......... 224 6.12.2 Datenblätter - Maßnahmen für übergreifende Öffentlichkeitsarbeit und Bildung .... 225 6.13 Zusammenfassung Maßnahmen ......................................................................................... 238 6.13.1 Strategische Maßnahmen ........................................................................................... 238 6.13.2 Stadt- und Quartiersentwicklung ................................................................................ 238 6.13.3 Kommunale Liegenschaften und Straßenbeleuchtung ............................................... 238 6.13.4 Wohngebäude ............................................................................................................. 239 6.13.5 Mobilität ...................................................................................................................... 240 6.13.6 Gewerbe/Industrie ...................................................................................................... 241 6.13.7 Private Haushalte ........................................................................................................ 241 6.13.8 Energieversorgung (fossil) ........................................................................................... 241 6.13.9 Erneuerbare Energien.................................................................................................. 242 6.13.10 Übergreifende Öffentlichkeitsarbeit ....................................................................... 243 6.13.11 Beiträge der Maßnahmen zur CO2-Minderung - Übersicht .................................... 243 7 Konzept Öffentlichkeitsarbeit und Kampagnen .......................................................................... 245 7.1 Kampagnen zur Maßnahmenumsetzung ............................................................................ 246 8 Controlling- und Evaluationskonzept .......................................................................................... 248 6
8.1 Fortschreibung der Energie- und CO2-Bilanz ....................................................................... 248 8.2 Projektmonitoring ............................................................................................................... 248 9 Abschließende Hinweise zur Umsetzung und zu den institutionellen Strukturen ...................... 250 10 Zusammenfassende Schlussfolgerungen und Perspektiven ................................................... 251 Verwendete Referenzen...................................................................................................................... 252 7
Tabellenverzeichnis Tab. 1: Entwicklung der Bevölkerungszahl in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 2: Sozialversicherungspflichtig Beschäftigte am Arbeitsort in Darmstadt nach Wirtschaftsab- schnitten. Tab. 3: Entwicklung der Flächennutzungen in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 4: Verbrauchswerte für Erdgas und Strom für das Gebiet der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 5: Entwicklung der Hausanschlüsse mit Erdgas in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 6: Von dem Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (bafa) geförderte Blockheizkraftwer- ke in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 7: Entwicklung der Anzahl von Anlagen zur Gewinnung von Solarstrom in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 8: Genehmigte Anlagen zur Oberflächengeothermie in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 9: Anzahl von Anlagen und deren Leistungen zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien. Tab. 10: Anzahl von Anlagen und deren Leistungen zur Wärmeerzeugung aus Erneuerbaren Energien. Tab. 11: Grobe Abschätzung von Reduktionspotenzialen im Bereich Entwicklung Konversionsflächen, Nachverdichtung und Quartierssanierung. Tab. 12: Energieverbräuche und CO2-Emissionen der kommunalen Liegenschaften der Wissenschafts- stadt Darmstadt, die im Energiebericht 2010 erfasst worden sind. Tab. 13: Verbrauchswerte für die Straßenbeleuchtung in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 14: Reduktionspotenziale der CO2-Emissionen bei den kommunalen Liegenschaften (Bezugsjahr 2010). Tab. 15: CO2-Einsparpotenziale Straßenbeleuchtung. Tab. 16: Verteilung der Baualtersklassen in Darmstadt und deren Anteile an den CO2-Emissionen. Tab. 17: Verteilung der Baualtersklassen in Prozent von Wohneinheiten der Wohnungsunternehmen in Darmstadt. Tab. 18: Verbleibende CO2-Emissionen bei Ist-Zustand und Ergebnisse der Potenzialanalyse bezogen auf den Gesamtbestand der Gebäude. Tab. 19: Charakterisierung der Gebäude, von denen neueste Energieausweise vorliegen (ohne Gebäu- de der Wohnungsunternehmen). Tab. 20: Modal Split verschiedener Städte in Deutschland. Tab. 21: Entwicklung von Pkw-Zulassungen in Darmstadt. Tab. 22: Potenzielle Zielwerte beim Modal Split und Auswirkungen auf die CO2-Emissionen in Dar- mstadt. Tab. 23: Übersicht über Reduktionspotenziale im Bereich des lokalen Personenverkehrs. Tab. 24: Aufteilung der Stromverbrauche in Privaten Haushalten und Einsparpotentiale. Tab. 25: Theoretisches Reduktionspotenzial durch vollständige Umstellungen der gebäudebezogenen Wärmeversorgung von Heizöl und Kohle auf Erdgas Tab. 26: Berechnung der Reduktionspotenziale durch Ausbau von BHKWs und Nahwärmenetzen. 8
Tab 27.: Berechnung der solaren Potenziale für Photovoltaikanlagen – optimistische Abschätzung. Tab. 28:Theoretisches Solarpotenzial für Photovoltaikanlagen – restriktiv konservative Potenzialab- schätzung. Tab. 29: Solarthermische Nutzung von 30 Prozent der geeigneten Gebäude. Tab. 30: Energiepotenzial aus Windenergie für das Stadtgebiet der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Tab. 31: Entwicklung der Baufertigstellungen in der Wissenschaftsstadt Darmstadt von 2006 bis 2011. Tab. 32: theoretisches Potenzial der Wärmeenergieerzeugung im Neubaubereich. Tab. 33: Energetisches Nutzungspotenzial für Energieholz aus der Forstwirtschaft Darmstadt. Tab. 34: Verfügbare Ackerfläche für Energiepflanzen. Tab. 35: Theoretisch nutzbares Energiepotenzial von Kurz-Umtriebs-Plantagen in der Wissenschafts- stadt Darmstadt. Tab. 36: Theoretisch nutzbares Energiepotenzial von Miscanthus-Anbauflächen in der Wissenschafts- stadt Darmstadt Tab. 37: Erzeugungspotenziale im Bereich der Erneuerbaren Energien in der Wissenschaftsstadt Dar- mstadt. Tab. 38: Wertschöpfungseffekte aus dem EE-Potenzial im Überblick. Tab. 39: Verteilung der Maßnahmen auf die verschiedenen Handlungsfelder. Tab. 40: Durch die Maßnahmen induzierte, potenzielle CO2-Reduktionen. 9
Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Bevölkerungsentwicklung bis 2030 im Vergleich der Bevölkerungsprognosen. Abb. 2: Pro Kopf Kosten für den Energieverbrauch im Lebenszyklus. Abb. 3: Veränderungen der Bevölkerungsanteile nach Alterskohorten zwischen 2011 und 2030. Abb. 4: Bisher entwickelte Ziele des Klimaschutzes in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Abb. 5: Karte der leitungsgebundenen Energieversorgung auf dem Gebiet der Wissenschaftsstadt Darmstadt (Quelle: HSE). Abb. 6: Ausbau der erneuerbaren Energien in der Wissenschaftsstadt Darmstadt im Bereich Stromer- zeugung dargestellt in kWh pro Jahr. Abb. 7: Organigramm zum Klimaschutzkonzept der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Abb. 8: Bisher diskutierte Zielpfade, Entwicklung der realen CO2-Bilanz und neue, angepasste Zielwer- te, als rote Punkte gekennzeichnet Abb. 9: Entwicklung Energieverbrauchs mit Berücksichtigung der Vorkette (LCA-Ansatz) in der Wissen- schaftsstadt Darmstadt. Abb. 10: Entwicklung der gesamten CO2-Emissionen mit Berücksichtigung der Vorkette (LCA-Ansatz) in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Abb. 11: Entwicklung der gesamten CO2-Emissionen pro Kopf mit Berücksichtigung der Vorkette (LCA- Ansatz) in der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Abb. 12: Gesamte bilanzierte CO2-Emissionen für Darmstadt pro Kopf der Bevölkerung inklusive Vor- kette (LCA). Die Darstellung zeigt die Verteilung auf die Bereiche Wirtschaft, Verkehr und Haushalte. Der Anteil der kommunalen Verwaltung ist ab 1995 berücksichtigt. Abb. 13: Vergleich von Trendverlauf und der Entwicklung auf Basis der Szenarien A und B dargestellt in t CO2 pro Jahr und Einwohner. Abb. 14: Städtebauliche Einflussgrößen auf die verfügbaren Solargewinne und –verluste (Quelle: Amt für Stadtplanung und Bauordnung Essen). Abb. 15: Kartenausschnitt über Lage, Verteilung, Größe und vorgesehene Nutzungen der Konversions- flächen. Abb. 16: Entwicklung der Energiestandards, allerdings ist die geplante EnEV 2012 nicht in Kraft getre- ten. Abb. 17: Potenzialanalyse des Wohngebäudebestandes der Wissenschaftsstadt Darmstadt, differen- ziert nach den verschiedenen Baualtersgruppen. Abb. 18: CO2-Emmissionen verschiedener Maßnahmenpakete (gemittelt). Abb. 19: Primärenergiebedarf verschiedener Maßnahmenpakete (gemittelt). Abb. 20: Endenergiebedarf verschiedener Maßnahmenpakete (gemittelt). Abb. 21: Kosten verschiedener energetischer Maßnahmenpakete (gemittelt). Abb. 22: Beziehung zwischen Anzahl der Wege und zurückgelegten Entfernungen. Abb. 23: Geplante Richtlinien bzw. Entwicklungen der CO2-Emissionen für Pkw-Flotten. Abb. 24: Durchschnittliche Sonnenstunden in Deutschland. Abb. 25: Ausschnitt aus dem Solardachkataster der Wissenschaftsstadt Darmstadt. 10
