Gebäudeenergiegesetz

Neu im Gebäudeenergiegesetz (GEG), das am 01. November 2020 in Kraft tritt, ist die Bedeutung des Stroms aus erneu­er­ba­ren Energien. Damit sind ins­be­son­de­re der Photovoltaikanlagen gemeint. Unser ers­ter Text über die neue Rolle der PV im GEG klang sehr opti­mis­tisch, fast eupho­risch. Denn künf­tig bekom­men Photovoltaikanlagen eine grö­ße­re Bedeutung beim Neubau von Gebäuden. Doch wie hoch ist der Einfluss der Photovoltaik wirk­lich? Welche Leistung ist bei gro­ßen Gebäuden gefor­dert und wie viel Einsparung ermög­licht der Einsatz von PV-Anlagen? Diesen Fragen gehen wir in dem fol­gen­den Text nach und beant­wor­ten sie anhand eines prak­ti­schen Beispiels.

1. Das sagt das GEG zum Einsatz von Photovoltaikanlagen
2. Veränderungen im Vergleich zu EnEV und EEWärmeG
3. So sehen die Anforderungen rech­ne­risch aus
4. Bestimmung der Nennleistung für den GEG Nachweis
5. Bedeutung der PV für die Einhaltung der Anforderungen GEG und KfW Effizienzhaus
   
6. Rechenbeispiel aus der Praxis
7. Fazit zur Anrechnung von Photovoltaikanlagen im Gebäudeenergiegesetz

1. Das sagt das GEG zum Einsatz von Photovoltaikanlagen

Vieles bleibt im Gebäudeenergiegesetz, im Vergleich zur Energieeinsparverordnung (EnEV) und zum Erneuerbare-Energien Wärmegesetz, unver­än­dert. Die Anrechnung von Strom aus erneu­er­ba­ren Energien stellt sich jedoch ganz anders dar als bisher.

Neu ist auch die in § 4 erwähn­te Vorbildwirkung von Solarenergie zur Stromerzeugung in Gebäuden der öffent­li­chen Hand, deren Einsatz zumin­dest geprüft wer­den sollte.

Solarstrom für den Mindestanteil der erneuerbaren Energien

Künftig kön­nen Planer*innen auch Strom für den vor­ge­schrie­be­nen Anteil von 15 Prozent zur Deckung des Wärme- und Kälteenergiebedarfs mit erneu­er­ba­ren Energien her­an­zie­hen. Bei Photovoltaikanlagen gilt die­ser Anteil nach § 36 als erfüllt, wenn deren Nennleistung (in kW) min­des­tens das 0,03-fache der Gebäudenutzfläche, geteilt durch die Anzahl der beheiz­ten (und gekühl­ten) Geschosse, beträgt. Es ist jedoch keine Nutzung des Stroms für den Wärme- und Kältebedarf vorgeschrieben.

Abzug vom Primärenergiebedarf entsprechend der installierten Nennleistung

Ferner kann, ent­spre­chend der Nennleistung der Photovoltaikanlage, ein Wert vom bereits errech­ne­ten Primärenergiebedarf des Gebäudes abge­zo­gen wer­den. Bisher, in der EnEV, konn­ten Photovoltaikanlagen den Endenergiebedarf redu­zie­ren. Dieser Wert war in § 5 der EnEV abhän­gig von Standardwerten aus der Norm und der Fläche des Daches. Er muss­te monats­wei­se mit dem elek­tri­schen Endenergiebedarf für die Gebäudetechnik ver­rech­net wer­den. Die Summe konn­te dann vom Endenergiebedarf abge­zo­gen werden.

Als Voraussetzung für die Anrechnung der Photovoltaikanlage gilt wei­ter­hin nach § 23 Satz 1, dass die Erzeugung in unmit­tel­ba­rem räum­li­chem Zusammenhang zum Gebäude, sowie die Nutzung vor­ran­gig im Gebäude unmit­tel­bar nach Erzeugung oder nach vor­über­ge­hen­der Speicherung erfol­gen muss. Nur die über­schüs­si­ge Strommenge darf in das öffent­li­che Netz ein­ge­speist werden.

Ist die Anforderung erfüllt, dür­fen Planer*innen nach der Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs einen Wert abzie­hen. Dieser beträgt 150 kWh je kW instal­lier­ter Nennleistung. Zusätzlich dür­fen sie 70 Prozent des elek­tri­schen Endenergiebedarfs der Gebäudetechnik abzie­hen, wenn die Anlagengröße eine Nennleistung in der Höhe des 0,03-fachen der Gebäudenutzfläche geteilt durch die Anzahl der beheiz­ten Geschosse, über­schrei­tet. Es dür­fen jedoch höchs­tens 30 Prozent vom Jahres-Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes abge­zo­gen werden.

Kommt ein Batteriespeicher zum Einsatz, dann dür­fen 200 kWh je kW instal­lier­ter Nennleistung vom Primärenergiebedarf abge­zo­gen wer­den. Den elek­tri­schen Endenergiebedarf der Gebäudetechnik dür­fen die Planer*innen dann um 100 Prozent redu­zie­ren, also kom­plett abzie­hen. Bedingung ist auch hier, dass die Größe der Anlage eine Nennleistung in der Höhe des 0,03-fachen der Gebäudenutzfläche geteilt durch die Anzahl der beheiz­ten Geschosse, über­schrei­tet. Der Abzug darf bei einer PV-Anlage mit Batteriespeicher jedoch höchs­tens 45 Prozent vom Jahres-Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes betragen.

Beim zusätz­li­chen Abzug des elek­tri­schen Endenergiebedarfs müss­te eigent­lich noch eine Umrechnung auf den Primärenergiebedarf erfol­gen. Im bereits errech­ne­ten Primärenergiebedarf ist der elek­tri­sche Endenergiebedarf mit einem Primärenergiefaktor ent­hal­ten. Dies wird im Text des GEG jedoch nicht berück­sich­tigt, daher haben wir im Beispiel unten den elek­tri­schen Endenergiebedarf der Gebäudetechnik vom Primärenergiebedarf abgezogen.

2. Veränderungen im Vergleich zu EnEV und EEWärmeG

Im Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), das bis­lang für den Anteil der erneu­er­ba­ren Energien in neu errich­te­ten Gebäuden zustän­dig war, durf­ten nur Technologien wie die ther­mi­sche Solarenergie, feste und flüs­si­ge Biomasse oder die Geothermie ange­rech­net wer­den. Alternativ waren Ersatzmaßnahmen, wie KWK-Anlagen oder eine ver­bes­ser­te Energieeffizienz mög­lich. Eine strom­ba­sier­te Heiz- und Trinkwassertechnik mit erneu­er­ba­ren Energien war im EEWärmeG jedoch nicht vorgesehen.

Die Anrechnung von Strom aus erneu­er­ba­ren Energien erfolg­te bis­lang nach § 5 der EnEV. Die Voraussetzungen waren die glei­chen wie künf­tig im GEG. Es durf­te jedoch nur der Strom ange­rech­net wer­den, der in dem jewei­li­gen Monat für die Gebäudetechnik, Heizung, Lüftung und Trinkwassererwärmung benö­tigt wurde. Für die Ermittlung des monat­li­chen Ertrags, bestimmt nach DIN V 18599–9, wur­den Standardwerte für die Nennleistung der Photovoltaikmodule nach DIN V 18599–9: 2011-12 Anhang B, mit Strahlungswerten für den Standort Potsdam aus DIN V 18599–10 herangezogen.

Der monat­li­che Ertrag, der höchs­tens dem Bedarf ent­spre­chen darf, wurde auf­sum­miert und vom Endenergiebedarf abge­zo­gen. Das war ein kom­pli­zier­tes Verfahren mit Angaben, die nicht der Realität ent­spre­chen. In der Praxis kam die Anrechnung der Photovoltaikanlage jedoch kaum zur Anwendung.

3. So sehen die Anforderungen rechnerisch aus

So weit die sehr kom­ple­xe Theorie. Aber inter­es­sant sind die kon­kre­ten Zahlen, die hin­ter die­sen Formeln und Texten ste­cken und sich erst durch Beispielrechnungen erschließen.

Erforderliche Nennleistung von Photovoltaikanlagen

Wie hoch ist die erfor­der­li­che Nennleistung einer Photovoltaikanlage, um den Pflichtanteil für erneu­er­ba­re Energien zu errei­chen? Folgende Grafik zeigt die erfor­der­li­che Nennleistung in Abhängigkeit von der Nutzfläche und der Anzahl der Geschosse:

Das Diagramm zeigt, je weni­ger (beheiz­te und gekühl­te) Geschosse das Gebäude hat, umso höher ist die erfor­der­li­che Nennleistung. Auf der ande­ren Seite benö­ti­gen große Gebäude mit einer hohen Anzahl an Geschossen eine gerin­ge­re Nennleistung, um die Anforderungen zu erfül­len. So rei­chen bei einer Nutzfläche von 3.000 m² und sechs Geschossen bereits ca. 15 kWp aus, wäh­rend bei drei Geschossen mit der glei­chen Grundfläche 30 kWp instal­liert wer­den müs­sen. Für diese Leistung bele­gen die Module nur eine Fläche von ca. 90, bzw. 180 m².

Reduzierung des Primärenergiebedarfs durch Solarstrom

Die Reduzierung des Primärenergiebedarfs ist im Wesentlichen von der instal­lier­ten Nennleistung abhän­gig. In der Grafik oben fehlt noch die Absenkung um den elek­tri­schen Endenergiebedarf von 70 bzw. 100 Prozent, in Abhängigkeit von der instal­lier­ten Nennleistung und einem even­tu­ell ein­ge­plan­ten Batteriespeicher.

4. Bestimmung der Nennleistung für den GEG Nachweis

Die Ermittlung des Stromertrags aus PV-Anlagen nach § 5 der Energieeinsparverordnung erfolg­te mit einer genorm­ten Nennleistung des Photovoltaikmoduls nach DIN V 18599–9: 2011-12 Anhang B und der beleg­ten Dachfläche. Damit war der errech­ne­te Ertrag unab­hän­gig vom tat­säch­li­chen Ertrag. Da die Leistung der neu instal­lier­ten Module über die Jahre immer bes­ser gewor­den ist, wird der reale Stromertrag höher gewe­sen sein, als ursprüng­lich berechnet.

Im GEG ist in § 23 nur von der instal­lier­ten Nennleistung die Rede, ohne eine wei­te­re Definition. Eine Ermittlung des Stromertrags mit Standardwerten wird es dann nicht mehr sein, da kein Bezug zu einer Norm her­ge­stellt wird.

Es ist eher davon aus­zu­ge­hen, dass der reale Wert der Nennleistung für die Photovoltaikmodule gemeint ist, denn im Text steht “instal­lier­te Nennleistung”, was auf die tat­säch­lich instal­lier­te Leistung schlie­ßen lässt. Das wäre ein deut­li­cher Fortschritt zur bis­he­ri­gen Praxis.

5. Bedeutung der PV für die Einhaltung der Anforderungen GEG und KfW Effizienzhaus

Interessant ist nun, wie sich die Anrechnung des Stroms aus einer Photovoltaikanlage auf den gefor­der­ten Jahres-Primärenergiebedarf aus­wirkt. Immerhin kann sich der errech­ne­te Primärenergiebedarf durch eine große PV-Anlage theo­re­tisch um bis zu 30, bzw. 45 Prozent vom Jahres-Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes reduzieren.

Neubauten müs­sen min­des­tens die ener­ge­ti­schen Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes ein­hal­ten. Diese haben sich, im Vergleich zur Energieeinsparverordnung nicht ver­än­dert. Der errech­ne­te Jahres-Primärenergiebedarf darf maxi­mal 75 Prozent des Primärenergiebedarfs vom Referenzgebäude nach EnEV 2009 betra­gen. Demnach würde es theo­re­tisch aus­rei­chen, nur nach EnEV 2009 zu bauen und eine mög­lichst große PV-Anlage zu instal­lie­ren, um die Anforderung des GEG ein­zu­hal­ten. Für das Ziel der Reduzierung von CO2-Emissionen wäre die­ser Effekt jedoch kontraproduktiv.

Eine ähn­li­che Rechnung lässt sich auch für die Effizienzhaus-Standards der KfW durch­füh­ren, jedoch ohne Berücksichtigung der Anforderung an den spe­zi­fi­schen Transmissionswärmeverlust. So darf der Jahres-Primärenergiebedarf eines Effizienzhaus 55 maxi­mal 55 Prozent des Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes betra­gen. Dann reicht für die­sen Standard theo­re­tisch ein Bau nach GEG-Standard (75 % des Referenzgebäudes) plus PV-Anlage aus. Von den erreich­ten 75 Prozent kön­nen bis zu wei­te­re 30 Prozent abge­zo­gen wer­den, also 45 Prozent des Referenzgebäudes. Damit ist die Anforderung für den Primärenergiebedarf erfüllt, nicht jedoch für den spe­zi­fi­schen Transmissionswärmeverlust. Dieser darf im Effizienzhaus 55 maxi­mal 70 Prozent der Werte des Referenzgebäudes betragen.

Beim Effizienzhaus 40 ist die Berechnung jedoch nicht so ein­fach. Mit einem Bau nach GEG und einem maxi­ma­len Abzug für die PV-Anlage wer­den nur 45 Prozent des Referenzgebäudes erreicht. Erlaubt sind jedoch nur maxi­mal 40 Prozent. Daher dürf­te der Bau maxi­mal 70 Prozent des Primärenergiebedarfs vom Referenzgebäude errei­chen. Hinzu kommt noch die Anforderung an den Transmissionswärmeverlust, die nicht berück­sich­tigt wird.

Rechnet man das glei­che Beispiel mit PV-Anlage und Batteriespeicher, also mit einem Abzug von maxi­mal 45 Prozent, dann würde ein Gebäude nach GEG die Anforderung für das Effizienzhaus 40 und 40 plus erfül­len. Es ist jedoch nicht der maxi­mal spe­zi­fi­sche Transmissionswärmeverlust berück­sich­tigt, der nur 55 Prozent des Wertes vom Referenzgebäude betragen.

Diese Rechnungen sind nur theo­re­ti­sche Betrachtungen. Sie berück­sich­ti­gen nicht, ob die Gebäude den maxi­ma­len Abzug für die PV-Anlage errei­chen kön­nen. Aber sie zei­gen, was die­ser Abzug für den Effizienzhaus-Standard bedeu­ten kann.

6. Rechenbeispiel aus der Praxis

Da die bis­he­ri­gen Betrachtungen immer noch sehr theo­re­tisch waren, folgt nun ein prak­ti­sches Beispiel, um die Anforderungen des GEGs anschau­li­cher dar­zu­stel­len. Die Daten stam­men von einem durch SOLARIMO rea­li­sier­tes Mieterstrom-Projekt. Das Gebäude ist ein Plattenbau, der 2017 saniert wurde.

Nennleistung der PV-Anlage für den Pflichtanteil erneuerbarer Energien

Das Gebäude hat eine Nutzfläche A(N) von 2.750 m² und 5 Geschosse. Dies bedeu­tet nach § 36, dass eine Nennleistung von 16,5 kWp aus­reicht, um den erfor­der­li­chen Anteil des Wärme- und Kälteenergiebedarfs mit erneu­er­ba­ren Energien zu decken. Auf dem Dach die­ses Gebäudes war jedoch Platz für eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 38 kWp — mehr als das Doppelte der erfor­der­li­chen Leistung.

Auch wenn die Mindestgröße mit einer klei­ne­ren PV-Anlage erreicht wird, kann es sinn­voll sein eine deut­lich grö­ße­re Nennleistung zu instal­lie­ren. Je mehr Solarstrom auf dem Dach erzeugt wird, umso mehr Möglichkeiten erge­ben sich. Während die klei­ne­re Anlage viel­leicht nur für den Strombedarf der Haustechnik aus­reicht, kön­nen große Anlagen auch die Haushalte über einen Mieterstrom-Anbieter mit güns­ti­gem und sau­be­rem Strom ver­sor­gen. Es bie­ten sich dadurch neue Möglichkeiten an, die über die Bedeutung im Gebäudeenergiegesetz hinausgehen.

Bedeutung der PV-Anlage für den Jahres-Primärenergiebedarf

Interessant ist auch zu sehen, wie sich die Photovoltaikanlage auf den Jahres-Primärenergiebedarf von Gebäuden aus­wirkt. Auf den ers­ten Blick scheint es mög­lich zu sein, den Primärenergiebedarf mit der Hilfe des Solarstroms deut­lich zu senken.

Ausgangsdaten des o.g. Gebäudes im Beispiel:

• errech­ne­ter Primärenergiebedarf 236.663 kWh/a
• elek­tri­scher Endenergiebedarf: 40.058 kWh/a (elektr. Trinkwassererwärmung)

Abzug vom Primärenergiebedarf ohne Batteriespeicher

Nennleistung	16,5 kW (Mindestwert)	38 kW (real installiert)
Abzug vom Primärenergiebedarf ohne Batteriespeicher	2.475 kW/a	5.700 kWh/a
el. Endenergiebedarf x 0,7	28.041 kWh/a	28.041 kWh/a
resul­tie­ren­der Primärenergiebedarf	206.147 kWh/a	202.922 kWh/a
Einsparung durch die PV-Anlage	12,9 %	14,3 %

Abzug vom Primärenergiebedarf mit Batteriespeicher

Nennleistung	16,5 kW (Mindestwert)	38 kW (real installiert)
Abzug vom Primärenergiebedarf mit Batteriespeicher	3.300 kW/a	7.600 kWh/a
el. Endenergiebedarf x 1,0	40.058 kWh/a	40.058 kWh/a
resul­tie­ren­der Primärenergiebedarf	193.305 kWh/a	189.005 kWh/a
Einsparung durch die PV-Anlage	18,3 %	20,1 %

7. Fazit zur Anrechnung von Photovoltaikanlagen im Gebäudeenergiegesetz

Das Gebäudeenergiegesetz gibt Photovoltaikanlagen durch die geän­der­te Anrechnung eine grö­ße­re Bedeutung in der Planung von Neubauten. Ihr Beitrag zur Reduzierung des Primärenergiebedarfs ist dadurch höher als noch in der EnEV. Daher ist zu erwar­ten, dass sie früh­zei­ti­ger in die Planung ein­be­zo­gen wer­den als bis­lang. Der Beitrag der PV-Anlage soll­te jedoch nicht auf Kosten der Gesamtenergieeffizienz des Gebäudes gehen. Nur so ist die Anrechnung wirk­lich sinn­voll für das Klima.

Für zukunfts­fä­hi­ge Gebäude ist es wich­tig, die Photovoltaikanlage nicht nur für die Anrechnung im GEG zu betrach­ten. Während der Mindestwert viel­leicht für die Deckung des Strombedarfs der Anlagentechnik reicht, könn­te ein voll beleg­tes Dach zusätz­lich die Haushalte mit Strom ver­sor­gen. So bie­ten sich für die Photovoltaikanlage im Geschosswohnungsbau neue Einsatzmöglichkeiten an, wie Mieterstrom, Versorgung von Wärmepumpen und von Ladesäulen — zum Nutzen von Mieter*innen und Eigentümer*innen.