TU Graz entwickelt lebenslange CO2-Prognose für Gebäude

Von der Herstellung der Baumaterialien über die Errichtung und den Betrieb bis hin Abriss: Gebäude tragen in hohem Maße zur Klimabelastung bei. Etwa 40 Prozent des CO2-Ausstoßes in der EU werden von Gebäuden verursacht. Dabei geht es längst nicht nur um Heizung, Strom oder Kühlung im laufenden Betrieb. Schon beim Bau neuer Gebäude oder bei der Sanierung bestehender entsteht eine enorme Menge an Emissionen, die oft über Jahrzehnte wirksam bleibt. 

Um Klimaneutralität bis 2050 zu erreichen, reicht es daher nicht mehr aus, ausschließlich den Energieverbrauch während der Nutzung zu senken. Vielmehr müssen Gebäude über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg neu gedacht und bewertet werden – von der Planung bis zum Rückbau. 

Fehlende Daten

Ein wesentliches Problem dabei ist die Datenlage. Bisher gibt es nur wenige vergleichbare und verlässliche Informationen zu Emissionen über den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden. Besonders auf nationaler Ebene und für den gesamten Gebäudebestand in der EU fehlen übersichtliche und einheitliche Datensätze. 

Um diese Lücke zu schließen, hat die Europäische Kommission das Projekt WLC (Whole-Life Carbon) ins Leben gerufen, an dem auch die TU Graz beteiligt ist. „Nachdem der Gebäudebetrieb zunehmend dekarbonisiert wird, nimmt die Bedeutung der betriebsbedingten Emissionen verstärkt ab. Konstruktionsbezogene Emissionen durch Bau, Instandhaltung oder Rückbau sind hingegen viel schwieriger zu reduzieren“, sagt Alexander Passer vom Institut für Tragwerksentwurf an der TU Graz der futurezone.

Prognose-Tool

Genau hier setzt das Projekt an. Mithilfe einer innovativen Lösung soll diese Hürde künftig überwunden werden, indem auch schwer beeinflussbare Emissionsquellen, wie etwa Abriss und Rückbau, erfasst werden. Ziel ist es, die Klimaauswirkungen des europäischen Gebäudebestands besser zu verstehen und daraus wirksame Maßnahmen abzuleiten. Dafür hat das Forschungsteam die CO2-Emissionen aus Bau, Nutzung, Sanierung und Rückbau umfassend untersucht. „Zunächst haben wir eine Literaturrecherche zu existierenden statistischen Daten, etwa zu Gebäudebestand oder Energieverbrauch und Dekarbonisierungsstrategien, durchgeführt“, sagt Passer. 

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In einem nächsten Schritt wurde analysiert, wie sich sowohl betriebsbedingte als auch konstruktionsbezogene Emissionen langfristig reduzieren lassen. Die Ergebnisse basieren dem Forscher zufolge auf eine mit den Projektpartnern durchgeführten Modellierung von etwa 15.000 repräsentativen Gebäudetypen. Diese decken verschiedene Bauweisen, Altersklassen und Energiestandards in ganz Europa ab und wurden virtuell auf die einzelnen EU-Mitgliedstaaten verteilt.

Auf Basis der modellierten Gebäude wurde schließlich das Prognose-Werkzeug PULSE-EU entwickelt. Mit dessen Daten lassen sich unterschiedliche Szenarien zur Reduktion der CO2-Emissionen im Gebäudesektor simulieren. „Ziel war es, diese Daten der EU-Kommission transparent verfügbar zu machen“, sagt Passer. Auf diese Weise können die Gesamtemissionen des Gebäudebestands realistisch abgebildet werden. 

Maßnahmen visualisieren

Mit einem zweiten Werkzeug namens Scenario Explorer der KU Leuven können Entscheidungsträger und Endanwender außerdem verschiedene Szenarien selbst ausprobieren und so die Auswirkungen unterschiedlicher Maßnahmen nachvollziehen, anschaulich visualisieren und vergleichen. Auf Grundlage der Analysen hat das Forschungsteam 10 zentrale Strategien abgeleitet, darunter der Ausbau erneuerbarer Energien, eine höhere Renovierungsrate oder der verstärkte Einsatz biobasierter Baumaterialien. 

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Überraschend ist, welche Maßnahme zumindest in Österreich den größten Klimaeffekt zeigt: Den Berechnungen zufolge hat die Reduktion des Wohnraumbedarfs pro Person um lediglich 2 Quadratmeter den stärksten positiven Einfluss auf das Klima. Diese Erkenntnis unterstreicht, dass auch gesellschaftliche und strukturelle Veränderungen eine wesentliche Rolle hinsichtlich der Klimaneutralität spielen. 

Druck auf Baubranche

„Mithilfe unseres Maßnahmensets kann die Politik beziehungsweise die Verwaltung in der Kommission besser steuern, wie Klimaziele am besten erreicht werden können“, sagt Passer. Generell wachse der Druck auf die Bau- und Immobilienbranche: „Mit der Überarbeitung der Gebäudeenergieeffizienz-Richtlinie müssen für alle neuen Gebäude künftig nicht nur die betriebsbedingten, sondern auch die konstruktionsbezogenen Emissionen bei der Baueinreichung vorgelegt werden.“ 

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Ab 2030 sind diese Grenzwerte, welche stufenweise abgesenkt werden, verbindlich einzuhalten – andernfalls darf nicht gebaut werden.