Der Schlüssel zur Wärmewende liegt in der Digitalisierung

Smarte Komponenten ermöglichen die nachhaltige Verknüpfung von Infrastruktur, Gebäude, Technik und Nutzer

Die Wärmepumpe gilt als Schlüsseltechnologie in der Energiewende: Rund 500.000 Geräte sollen ab 2024 jährlich installiert werden und den Weg zur Klimaneutralität 2045 ebnen. Zweifellos liegt unsere Zukunft in regenerativen Energiesystemen. Doch die Wärmepumpen- und Sanierungsoffensive im energieintensiven Gebäudesektor greifen zu kurz: In den Liegenschaften fehlen bisher fundierte Daten zur Wärmenutzung, die aber für jegliche Maßnahmen essenziell wären. Der Einsatz digitaler Analyse- und Monitoringtechnik, wie sie unter anderem zur Einhaltung der Wasserhygiene in komplexen Trinkwasser-Installationen zum Einsatz kommen, sollte daher auch im Rahmen der Wärmewende forciert werden.

Die geplante Verzahnung von kommunaler Wärmeplanung und Gebäudeenergiegesetz ist ein wesentlicher Schritt zu einer nachhaltigen Transformation unserer Energieerzeugung, -Verteilung und -Nutzung. In der Theorie bildet jene kommunale Wärmeplanung künftig die Basis zur Ermittlung der Optimierungspotenziale dort, wo Wärme notwendig ist: in den Verbrauchersektoren. Künftig soll also erst eine Wärmeplanung vorliegen, bevor die Verpflichtungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) greifen und Hausbesitzer sowie Betreiber sich mit der Sanierung ihres Heizsystems auseinandersetzen. Das bedeutet, dass kommunale Planer profunde Kenntnisse über Ihre Verbraucher und deren Wärmenutzungsverhalten benötigen.

Die Wärmewende und die Rolle unseres Wassers

Die Debatte um die notwendige Veränderung unserer Wärmeinfrastruktur wird bisweilen ohne Einbeziehung der natürlichen Ressource Wasser gerechnet. Dabei ist Wasser längst nicht nur Lebensmittel Nummer 1 für den Menschen, sondern im Kontext der Wärmeerzeugung (noch) nicht wegzudenken. Es transportiert mit 1,163 Wattstunden je Liter und je Differenz von einem Kelvin auch Wärmeenergie und ist bei der Stromerzeugung in Deutschland unverzichtbares Prozessmedium. Kein thermisches Kraftwerk, das mit den fossilen Energieträgern Kohle und Gas arbeitet, kommt ohne den natürlichen Energieträger Wasser aus. Doch auch das oft zitierte „Öl des 21. Jahrhunderts“ wird nicht nur immer knapper, sondern mit den zunehmenden Folgen des Klimawandels auch unberechenbarer. Extreme Starkregenereignisse und Überschwemmungen gehen Hand in Hand mit Wasserknappheit, sinkenden Grundwasserspiegeln oder fehlendem Schneefall im Winter. Generell und auch kurzfristig nicht substituierbar, muss das Medium Wasser angesichts eines sich global stark verändernden Wasserkreislaufs in den Analysen im Rahmen der Energiewende inkludiert und berücksichtigt werden.

Für smarte Gebäudetechnik kann die digitale Trinkwasser-Überwachung eine Blaupause sein

Mit Blick auf die Ressource Wasser muss das Medium in hygienesensiblen Bereichen nicht nur zuverlässig transportiert werden, sondern auch die hohen Qualitätsansprüche der jeweils lokalen Verordnungen und Richtlinien zur Trinkwassergüte erfüllen. In Deutschland sind zum Beispiel ein Großteil der Mehrfamiliengebäude, Hotels, wie auch Krankenhäuser mit einer zentralen Warmwassererwärmung ausgestattet. Dabei kommen innovative Zirkulationsregelsysteme wie das Hycleen Automation System zum Einsatz. Die Technologie erzeugt einen dynamischen hydraulischen Abgleich und sorgt dafür, dass in diesen großen Liegenschaften mit weit verzweigten Leitungen und vielen Zirkulationssträngen die Mindesttemperatur von 55 °C in der Warmwasser-Installation gewährleistet und damit die Bildung von Keimen und Legionellen vermieden wird.

Die smarte Anbindung des Systems ermöglicht ein 24/7 Monitoring der Installation, ob über den Desktop-PC, Smartphone App oder auch mit einer Erinnerung über eine Pushnachricht. Was die Trinkwassergüte überwachen kann, ist auch dazu nutzbar, die Effizienz der Anlageninstallation zu visualisieren und somit den Energiebedarf nachhaltig zu optimieren. Dazu arbeitet GF Piping Systems seit Jahren mit Hochschulen zusammen, um Erstellern und Betreibern die Chancen durch ein smartes Reguliersystem sowie die möglichen Einsparungen des eigenen CO₂-Abdrucks darzulegen.

Von der Trinkwasserüberwachung zum ganzheitlichen Gebäude-EKG

Aktuell wird das HAS zu 60 Prozent in Bestandsgebäuden eingebaut – die Tendenz steigt aufgrund der zunehmenden Anforderungen, die durch die Trinkwasserverordnung gestellt werden. Wie lässt sich ein solches Konzept mit Blick auf die Herausforderungen unserer Zeit ganzheitlich implementieren? Ein umfassender Transformationsprozess erfordert eine fundierte Bedarfs- und Potenzialaufnahme dort, wo Wärmeenergie benötigt wird. Obwohl die Hürden für den Einsatz digitaler Messtechnik bisweilen niedrig sind, nutzen wir diese bisher kaum, um den Heizenergiebedarf zu monitoren und zu optimieren. Aber erst das digitale Anlagen- und Gebäude-EKG bildet die Basis für eine ressourcenschonende Zukunft. Kurios erscheint dabei, dass dieser „Ganzkörpercheck“ im Gebäudeenergiegesetz gefördert, aber nicht vorgeschrieben bzw. obligatorisch ist.

Im Jahr 2022 waren in Deutschland knapp 4,267 Millionen messpflichtige Öl- und über 6,208 Millionen Gasfeuerungsanlagen in Liegenschaften vorhanden (Quelle: schornsteinfeger.de). Schon bevor diese fossilen Technologien mit erneuerbaren Energieträgern ersetzt werden, könnten durch eine Neuansetzung der Priorisierung in der Technischen Gebäudeausstattung rund 20 % CO₂-Emissionen eingespart werden. Dafür wäre lediglich die Installation eines „dauerhaften Gebäude-EKGs“ zur Ermittlung des Energieverbrauchs notwendig, um beispielsweise zu hohe Vorlauftemperaturen zu vermeiden.

Fazit: Konzepte erfordern smarte Lösungen und Expertennetzwerke

Der derzeitige Bedarf an renovierten und energetisch sanierten Wohnraum steigt parallel zum Bedarf an Energie und somit auch der Druck auf die Ressource Wasser. Um diesen Kreislauf in Einklang zu bringen, ist das Fachwissen aller relevanten Akteure bei der kommunalen Planung zukunftsfähiger Infrastruktur notwendig. Eine erfolgreiche Transformation der Energie- und Wärmenetze führt nicht nur zur Vermeidung von CO₂-Emissionen. Sie führt vor allem dazu, dass im Prozess zur Gewinnung elektrischer Energie zunehmend auf Wasser verzichtet werden kann. Eine solche Zukunft gelingt nur über die Grenzen der Gewerke hinaus im Netzwerk. Und auch diese Netzwerke nutzen die nachhaltigen Verknüpfungen und Möglichkeiten der Digitalisierung.