CO2-Bilanzierung und Optimierung von Hochbauwerken

Nach aktuellem Kenntnisstand ist davon auszugehen, dass mehr als 50% der weltweiten CO₂-Emissionen auf das Bauwesen zurück zu führen sind, hiervon entfallen ca. 2/3 auf den Bereich der Hochbauwerke. Dem Bauwesen, speziell dem Hochbau kommt daher eine zentrale Bedeutung bei der Abwendung der Klimakatastrophe zu.

Bisherige Einsparungen haben sich nahezu ausschließlich auf den Energieverbrauch während des Gebäudebetriebes konzentriert. Basierend auf dem Energieeinspargesetz im Jahre 1976 wurden 1998 zunächst die Wärmeschutzverordnung und ab 2002 die Energieeinsparverordnung (EnEV) eingeführt, die regelmäßig (2004, 2007, 2009, 2014, 2016) aktualisiert und 2020 durch das Gebäudeenergiegesetz (GEG) abgelöst wurde. Diese Regelungen zielen jedoch ausschließlich auf den Betrieb von Gebäuden. Hierdurch sind die energetischen Standards in Bezug auf die Gebäudehülle inzwischen so hoch, dass aus dem Gebäudebetrieb zukünftig keine weitere CO₂-Einsparung mehr zu erwarten ist. Daher rückt der CO₂-Bedarf, der aus der Errichtung des Bauwerks (bzw. deren Unterhaltung und späterem Rückbau) resultiert, der sogenannten „grauen Emission“, zunehmend den Fokus.

Basierend auf dem in Deutschland in den nächsten Jahren anstehenden Bauvolumen und dem vom Sachverständigenrat für Umweltfragen ermittelten, zur Einhaltung der Ziele des Pariser Klimaabkommens zur Verfügung stehenden CO₂-Restbudget von ca. 4 Gigatonnen CO₂, wurde an der Universität Stuttgart (Weidner, Sobek etc. al.) ermittelt, dass je Kubikmeter umbauten Raum lediglich ca. 35 kgCO₂ verbraucht werden dürfen. Voruntersuchungen, die an der FH Kiel durchgeführt wurden, zeigen allerdings, dass bei Gebäuden, die in konventioneller Massivbauweise errichtet werden, über eine Lebensdauer von ca. 80 Jahren aktuell etwa 125 – 165 kgCO₂ je Kubikmeter umbauten Raum benötigt werden. Hiervon besteht auch ein nennenswerter Anteil aus energieunabhängigen prozessbedingten CO₂-Emissionen, der auch bei einer Erhöhung des regenerativen Anteils bei der Energieerzeugung nicht eliminiert wird. Der CO₂-Bedarf muss zukünftig also drastisch, um ca. 75% gesenkt werden.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen daher 

1. durch umfassende CO₂-Bilanzen ein Überblick bzw. Transparenz und Erfahrungswerte hinsichtlich des CO₂-Verbrauchs über den Lebenszyklus typischer Hochbaukonstruktionen geschaffen wird;
2. basierend auf den CO₂-Bilanzen werden dann die wesentlichen Einflussfaktoren des CO₂-Bedarfs extrahiert und
3. konkrete Maßnahmen ausgearbeitet, wie der CO₂-Bedarf von Hochbauwerken möglichst kostenneutral um im Mittel mindestens um etwa ca. 30 % gesenkt werden kann; im Idealfall soll (in Verbindung mit einem zukünftig höheren Anteil an regenerativer Energie) die erforderliche Untergrenze von 35 kgCO₂/m³ umbauten Raum erreicht werden.