Gebäudeintegrierte Photovoltaik: Neue Geschäftsmodelle könnten Solarfassaden zum Durchbruch verhelfen
von Andreas Karweger *
Die noch geringe Verbreitung von Solarfassaden wird meist mit den vermeintlich hohen Kosten und fehlendem Know-how der Architekten begründet. Der folgende Beitrag zeigt, dass die Barrieren vielschichtiger sind und Photovoltaik-Fassaden sogar nach Erreichen der Netzparität von Solarstrom und weiterhin drastisch sinkenden Kosten nicht zum Selbstläufer werden.
Neue Geschäftsmodelle und Finanzierungskonzepte für Solarstromanlagen und energetische Sanierungen könnten auch den Markt für Energiefassaden beleben. Der Solarserver veröffentlicht den Beitrag mit freundlicher Erlaubnis des Economic Forum (München) als Solar-Report November 2011.Kosten von Solarfassaden werden oft überschätzt
Nur selten können Architekten ihren Auftraggeber davon überzeugen, dass eine Solarfassade zur aktiven Gewinnung von Strom aus Photovoltaik oder Wärme aus Solarthermie ökonomisch sinnvoll ist. Für eine fundierte Entscheidung über den Bau einer Solarfassade benötigen Architekten und Bauherren Informationen zu den Kosten und Erträgen einer Anlage sowie über deren Mehrkosten im Vergleich zu einer traditionellen Fassade.
Oft kommt die Idee, Solartechnik in ein Gebäude zu integrieren, im Laufe eines Bauprojektes auf, wird dann aber nicht realisiert, weil zu wenige Informationen über Details vorliegen. Eine Untersuchung des Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) hat gezeigt, dass Bauherren während der einzelnen Bauphasen derartig viele Entscheidungen treffen müssen, dass sie sich im Zweifelsfall gegen eine Solaranlage entscheiden.
Die Umsetzung einer Solarfassade wird als zu vielschichtig bewertet, insbesondere weil hierbei unterschiedliche Gewerke zusammenarbeiten müssen. Außerdem werden zu hohe Kosten vermutet, wie zwei Studien des Economic Forum und des britischen Ingenieurbüros Arup unabhängig voneinander feststellen: Architekten und Ingenieure halten Solarfassaden für sehr aufwändig und überschätzen deren Kosten.Im Folgenden werden die Barrieren beschrieben, die bislang eine stärkere Verbreitung von energetischen Sanierungen verhindert haben, denn Entscheidungen über Investitionen in energetische Sanierungen sind denjenigen von Energiefassaden sehr ähnlich. Die Zahl von Studien über die Gründe einer mangelnden Akzeptanz energetischer Sanierungen ist inzwischen sehr groß, und es gibt Finanzierungsprogramme und Geschäftsmodelle, die versuchen, diese Akzeptanz zu erhöhen.
Ganzheitliche Planung und fachübergreifender Dialog erforderlich
In vielen Köpfen ist die Entscheidung über mehr oder weniger Energieeffizienz beim Bauen und Sanieren wie ein Spagat zwischen Ökologie und Ökonomie. Dabei können Energieeffizienz-Maßnahmen beim Neubau sogar zu Kosteneinsparungen bereits in der Bauphase führen, wenn beispielweise die Heizungs- und Belüftungsanlage kleiner dimensioniert werden kann, weil das Haus energieeffizient konzipiert wurde.
Wirtschaftlich interessante Ergebnisse lassen sich insbesondere dann erzielen, wenn bereits zu Projektbeginn ein energetisches Konzept im Rahmen einer integrativen Planung erstellt wird, denn nur so kann ein optimales Verhältnis zwischen Bau- und Betriebskosten erreicht werden, und die Lebenszykluskosten eines Gebäudes können optimiert werden. Es bedarf einer ganzheitlichen Planung und eines fachübergreifenden Dialogs zwischen allen Beteiligten, um ein Energiekonzept für ein bestimmtes Gebäude zu entwickeln: Tragwerk, Heizung/Lüftung, Bauphysik und Fassade müssen in Abhängigkeit voneinander gesehen werden. Nur so lassen sich zukünftige Heiz- und Kühlleistungen vorhersagen und Heizung- und Lüftungsanlagen optimieren.
Lebenszykluskosten werden oft vernachlässigt
Die Planungspraxis sieht anders aus, und eine integrative Planung, bei der auch der Energieplaner von Anfang an zum Team gehört, ist die Ausnahme. Noch immer wird in einzelnen, unabhängigen Schritten geplant, und Entscheidungen werden nicht im Hinblick auf die Optimierung des Ganzen, sondern vielmehr auf die Lösung von Teilproblemen getroffen. Selbst die Kostenschätzungen energieeffizienter Gebäude beruhen laut der Zeitschrift "Estimating Today" auf der Summe einzelner Aufwandsposten, die unabhängig voneinander entfernt oder hinzugefügt werden, anstatt diese in Abhängigkeit voneinander zu betrachten.
Dies führt dazu, dass Komponenten einer energetischen Sanierung, wie beispielsweise Gebäudedämmung, Wärmepumpe oder eine Solaranlage, in Konkurrenz zueinander treten, anstatt dass diese als sich ergänzende Maßnahmen betrachtet werden.Selten werden die kompletten Lebenszykluskosten eines Hauses betrachtet, das sind diejenigen Kosten, die nicht nur die Baukosten, sondern auch die Kosten für den Gebäudebetrieb über Jahrzehnte berücksichtigen. Bauherren und Immobilienkäufer lassen sich bei ihren Investitionsentscheidungen noch zu sehr von niedrigeren Baukosten „blenden“ und vergessen dabei den Energieverbrauch eines Gebäudes. Langfristig werden sie teuer für ihre Kurzsichtigkeit bezahlen – heißt es doch im Englischen so treffend: „The bitterness of a poor quality remains longer than the sweetness of a low price."
Während Investoren ein Gebäude oft gleich nach Fertigstellung oder schon während der Bauphase veräußern und daher nur an niedrigen Baukosten interessiert sind, haben diejenigen Bauherren, die später auch Nutzer des Gebäudes sein werden, auch ein Interesse an niedrigen Betriebskosten. Mit der Länge des Betrachtungszeitraums nimmt der Anteil der Energiekosten an den Gesamtkosten an Bedeutung zu. Über die gesamte Nutzungsdauer eines Gebäudes betrachtet, betragen die Baukosten oft nur ein Drittel der Gesamtkosten eines Gebäudes.
Lange Refinanzierungszeit als Barriere
Man könnte vermuten, dass Eigentümer, die gleichzeitig auch Nutzer eines Gebäudes sind, eher in Energiefassaden oder energetische Sanierungen investieren. Tatsächlich aber investieren viele Bauherren nicht in erneuerbare Energien, weil ihre Sichtweise aufgrund ihrer wirtschaftlichen Situation kurzfristig ist. Je enger der finanzielle Rahmen eines Bauherren, desto wertvoller ist für ihn das Geld, über das er in der Gegenwart verfügt. Das heißt, seine Investitionsentscheidungen beruhen implizit auf einem sehr hohen Zinssatz, der ein Vielfaches des Marktzinses beträgt.
Mit zunehmender Länge des Betrachtungszeitraums sinkt daher seine Bereitschaft, in erneuerbare Energien zu investieren. Dies gilt nicht nur für private Bauherren, sondern insbesondere auch für öffentliche Auftraggeber, die angesichts schrumpfender Etats ihre Bauprojekte nur selten energetisch optimieren. Eine akzeptable Refinanzierungszeit bzw. Amortisationszeit von Investitionen ist in diesen Fällen extrem kurz und tendiert gegen Null. Die Refinanzierungszeit ist der Zeitraum, den eine Investition benötigt, um über Gewinne bzw. Einsparungen ihre Anschaffungskosten zu erwirtschaften.
Die Anwendung der Refinanzierungszeit als Entscheidungskriterium ist insbesondere bei langlebigen Gütern unvorteilhaft, da sie den Ertrag bzw. die Ernergieersparnis, welche nach dem Betrachtungszeitraum anfallen, unberücksichtigt lassen. Oft werden Investitionen mit einer kürzeren Amortisationszeit bevorzugt, da sie vermeintlich ein geringeres Risiko bergen.
Refinanzierungszeit als Entscheidungsgrundlage
Laut eines Berichts der International Energy Agency entscheiden sich nicht nur private Haushalte, sondern auch viele Unternehmen, kleine wie große, in 14 von 15 Fällen gegen eine solarthermische Anlage, weil sie ihre Entscheidung implizit aufgrund der Refinanzierungszeit fällen (vgl. „Barriers to Technology Diffusion: The Case of Solar Thermal Technologies“). Obwohl energetische Sanierungen und Investitionen in erneuerbare Energien für Bauherren und spätere Nutzer ökonomisch sinnvoll sind, sich bei rationaler Betrachtung geradezu aufdrängen, werden diese mangels Kapital nicht realisiert – Der Bauherr verhält sich also wie ein Investor, der kurzfristig seine Rendite optimieren möchte. Auch die Studie „Energy Efficiency Indicator“, die jährlich von der Firma Johnson Controls und dem Internationalen Verband für Facility Management (IFMA) durchgeführt wird, kommt in ihrem Bericht aus dem Jahr 2011 zu dem Schluss, dass mangelnder Zugang zu Kapital das größte Hindernis für Energieeffizienzprojekte darstellt.Selbst Bauherren mit größerem finanziellen Spielraum investieren nur selten in erneuerbare Energien, weil von staatlicher Seite eine kurzfristige Sichtweise gefördert wird: In vielen Ländern sind steuerliche Abschreibungsmöglichkeiten so ausgelegt, dass Baukosten nur langfristig über Jahrzehnte abgeschrieben werden können, hingegen der monatliche Energieverbrauch sofort steuerlich absetzbar ist. Diese Situation verstärkt die Tendenz, Baukosten möglichst niedrig zu halten und die Energieeffizienz zu vernachlässigen. Insbesondere bei Solarfassaden sind die steuerlichen Nachteile erheblich. Beispielsweise kann in Deutschland eine Solarfassade nur über fünfzig Jahre abgeschrieben werden, während eine Aufdachanlage, die ein bewegliches Gut darstellt, über zwanzig Jahre abgeschrieben werden kann.
Neue Geschäftsmodelle und Finanzierungskonzepte erforderlich
Damit Bauherren verstärkt in erneuerbare Energien investieren, sind neue Geschäftsmodelle und Finanzierungskonzepte erforderlich. Nur so können Energiefassaden aus ihrer Marktnische herausgeführt werden und sich zu einem marktgängigen Produkt entwickeln. Banken haben sich mit der Entwicklung neuer Finanzierungskonzepte zurückgehalten und haben im Grunde seit der Erfindung des Bankautomaten keine nennenswerte Innovation hervorgebracht, kritisiert der ehemalige amerikanische Notenbankchef Paul Volcker.
Da Leasing als Finanzierungsform nur bei beweglichen Gütern verwendet wird, kommt diese nur für Aufdachanlagen, aber nicht für Energiefassaden in Frage, es sei denn, die Module lassen sich leicht wieder abnehmen, ohne dass die Fassade beschädigt bzw. deren Funktion beeinträchtigt wird. Bei einem Darlehen fordern die Banken als Sicherheit eine Grundbucheintragung. Bei Zahlungsunfähigkeit des Darlehensnehmers kann die integrierte Solaranlage jedoch nicht entfernt werden, ohne die Gebäudehülle zu beschädigen. Im Falle einer Photovoltaikanlage bietet sich als Lösung die Abtretung der Einspeisevergütung an die Bank an.
Energie-Contracting als Lösungsansatz
Ein bereits existierendes Konzept ist das sogenannte Energy Performance Contracting. Hierbei übernimmt der Auftragnehmer – der Contractor – die Verantwortung für alle Phasen des Gebäudes: von der Planung über das Bauen, der Finanzierung, dem Betreiben, teilweise sogar bis hin zum Abriss des Gebäudes. Der Nutzer des Gebäudes zahlt einen vorab vereinbarten Festpreis, ähnlich einer Warmmiete, die alle Kosten beinhaltet; lediglich in Extremfällen (extrem heiße Sommer oder kalte Winter) darf zusätzlicher Energiebedarf in Rechnung gestellt werden.
Beim Contracting tritt der Contractor als Generalunternehmer auf, und Architekten sowie ausführende Betriebe werden zu seinen Subunternehmern. Der Vorteil des Energy Performance Contracting ist, dass im Idealfall eine integrierte Planung die Investitions- und Betriebskosten optimiert; außerdem wird dem Bauherren eine Energieeinsparung garantiert, womit das Investitionsrisiko auf den Contractor abgewälzt wird. Das Know-how des Contractors führt oft auch zum Einsatz innovativer Technologien, insbesondere der erneuerbaren Energien. Des Weiteren kann Contracting auch den Investitionsstau der öffentlichen Auftraggeber auflösen.Tenesol und der Glashersteller AGC Glass Europe haben ein Joint Venture für die Herstellung spezialgefertigter gebäudeintegrierter Photovoltaik-Glasmodule (BIPV) geschlossen.
Die nach Kundenwunsch gefertigten Verbundglasmodule sollen in Frankreich produziert werden.Das Contracting-Modell von SunCity
Das amerikanische Unternehmen SunCity bietet ein Finanzierungsmodell für Photovoltaikanalgen an, das im Grunde eine Form des Contracting darstellt. Der Kunde erhält auf seinem Dach eine PV-Anlage, die bis zur vollständigen Bezahlung Eigentum von SunCity bleibt. Das Unternehmen ist für das Funktionieren und die Wartung der Anlage verantwortlich und garantiert dem Kunden eine Mindest-Performance.
Mehr als 40 % der kalifornischen Solaranlagen gehören nicht den Hauseigentümern
SunCity erhält die Einspeisevergütung und garantiert seinen Kunden, dass die Summe aus Tilgung und Energieverbrauch immer geringer ist als die monatlichen Energiekosten vor Inbetriebnahme der PV-Anlage, so dass der Kunde von Anfang an von einer monatlichen Kostenersparnis profitiert. Das Unternehmen hat bisher noch keine Solarfassaden finanziert, denn bei Zahlungsunfähigkeit werden die Module einfach wieder abmontiert. Laut des Green-Blogs der New York Times vom 10.01.2010 gehören über 40 % der kalifornischen Solaranlagen nicht den Hauseigentümern, auf deren Dächern sich die Anlagen befinden, sondern Unternehmen wie SunCity. Im Dezember 2010 akquirierte SunCity das Unternehmen Building Solutions, das energetische Sanierungen nach ausführlicher Gebäudeanalyse durchführt. Seitdem bietet SunCity auch energetische Sanierungen an.
Mehrere Energieeffizienzprojekte des Intelligent Energy Europe Programms der EU Kommission in Brüssel haben gezeigt, dass über ein Energy Performance Contracting auch die Gebäudehülle optimiert werden kann. Weil Refinanzierungszeiten für derartige Projekte sehr lang sind und das erforderliche Know-how, insbesondere der Bauphysik, oft nicht vorhanden ist, wurden bei Energy-Performance-Contracting-Projekten, die energetische Sanierungen zum Ziel hatten, zumeist nur diejenigen Maßnahmen durchgeführt, die eine kurze Refinanzierungszeit hatten, so etwa der Austausch von Heizkesseln. Hingegen wurden der Einbau von hochdämmenden Fenstern oder eine Energiefassade nicht realisiert, weil diese kostenintensiv sind und Lebenszeiten von über 30 Jahren haben.
Contractor Enron Energy Services auch mit millionenschweren Werbekampagnen erfolglos
Obwohl es sich beim Contracting um eine Win-Win-Situation handelt, bei der beide Vertragspartner einen Vorteil erzielen, ist Contracting wenig verbreitet. Die Bemühungen des amerikanischen Unternehmens Enron, im großen Maßstab mit Firmen und privaten Haushalten Contracting-Verträge abzuschließen, scheiterten, weil jedes Gebäude unterschiedliche Voraussetzungen mitbrachte. Das Geschäftsmodell von Enron beruhte auf dem Verkaufsprinzip “low-touch high-volume”. Energieeffizienzmaßnahmen lassen sich jedoch nur schwer reproduzieren und erfordern projektspezifische Verträge bzw. Finanzierungsvarianten. Die Millionen von Dollar, die Enron Energy Services in die Werbekampagne investierte, brachten wenig neue Kunden; im Dezember 2001 ging das Unternehmen mit einem Verlust von über 500 Millionen Dollar in Konkurs.
Wenn sich die Investition selber finanzieren soll, d.h. dass der monatliche Tilgungsbetrag kleiner als oder gleich hoch wie die Energieersparnis ist, sind für die Finanzierung vieler Energiefassaden und energetischer Sanierungen lange Laufzeiten von zwanzig oder mehr Jahren erforderlich. Während für die Finanzierung beim traditionellen Hausbau ein Hypothekardarlehen der Regelfall ist, bei dem der finanzierenden Bank als Sicherheit das Haus im Grundbuch überschrieben wird, sind bei energetischen Sanierungen und Energiefassaden keine adäquaten Sicherheiten vorhanden, auf die die Bank bei Zahlungsunfähigkeit des Investors zugreifen könnte.
Die Finanzierungsmodelle der amerikanischen Energieversorger
In ihrer Studie „Rebuilding America” hatten das Center for American Progress und die Energy Future Coalition im August 2009 der Obama-Regierung Vorschläge unterbreitet, wie man über innovative Finanzierungsformen den Markt für energetische Sanierungen in den USA ankurbeln und gleichzeitig für mehr Beschäftigung im Land sorgen könnte. Bei den in der Studie untersuchten Finanzierungsvarianten kam jeweils den örtlichen Energieversorgern eine Schlüsselrolle zu.
Darlehen für energetische Sanierungen in San Diego
Beispielsweise stellen im kalifornischen San Diego die Stadtwerke ein Darlehen für energetische Sanierungen zur Verfügung, das über die monatliche Strom- und Gasrechnung getilgt wird. In diesem Fall finanziert der Kunde, meist ein kleines oder mittelständisches Unternehmen, seine Investition über die erzielte Energieersparnis. Diese Form der Finanzierung wird “On-bill financing” genannt (“Bill” = Rechnung) oder auch „Pay as you save” (PAYS). Zwar heißt es offiziell, dass die Stadtwerke ihre Kunden zu einer umfassenden energetischen Sanierung ermutigen, jedoch führen 90% der am Programm teilnehmenden Firmen nur Effizienzsteigerungen am Beleuchtungssystem durch, z.B. den Austausch von Glühbirnen. Die durchschnittliche Laufzeit der Darlehen beträgt nur fünf Jahre.
Wohnungseigentümer bezahlt Sanierung, Mieter hat den Nutzen
Die amerikanische Stadt Babylon im Bundesstaat New York geht noch einen Schritt weiter: die Stadtverwaltung beauftragt energetische Sanierungen von Häusern ihrer Bewohner und lässt sich diese ebenfalls über die Strom- und Gasrechnung bezahlen. Sowohl in San Diego als auch in Babylon sind die monatlichen Ausgaben der am Programm teilnehmenden Haushalte von Anfang an reduziert (positiver Cash-flow wie beim Finanzierungsmodell von SunCity). Beide Programme lösen auf elegante Weise das Eigentümer-Nutzer-Dilemma, das ansonsten eine weitere Barriere für den Investitionsstau bei energetischen Sanierungen darstellt, denn im Regelfall zahlt der Wohnungseigentümer für die Sanierung, der Mieter hat den Nutzen („split incentive“ Problem). In Babylon ist das Programm außerdem so konstruiert, dass bei einem Umzug des Eigentümers oder Mieters, dessen Nachfolger das Darlehen weiter tilgt, da dieses an die Strom- und Gasrechnung des Hauses gekoppelt ist. Ähnlich konstruiert ist das amerikanische TIP-System (tariffed installation program), bei dem eine Sanierungsmaßnahme direkt über eine Abgabe getilgt wird, die an den Strom- bzw. Gaszähler gekoppelt ist.
Power to People: Houston als Vorbild
Die hier dargestellten Finanzierungsmodelle haben gemeinsam, dass sie trotz ihrer Attraktivität noch wenig verbreitet sind. Obwohl eine Teilnahme am Programm in jedem Fall ökonomisch sinnvoll ist, da vom ersten Monat an eine finanzielle Entlastung garantiert wird, nehmen nur wenige Haushalte an derartigen Programmen teil. Zwar hat der Erfolg von SunCity in den USA bereits Nachahmer gefunden, doch erreichen die Programme der Energieversorger nur 0,1 % der Haushalte. Lediglich dort, wo engagierte Gruppen sich zusammenschließen und gemeinsam versuchen, Haushalte zur Teilnahme an Energieeffizienzprogrammen zu motivieren, ist die Beteiligung stärker.
Beispielweise gibt es in Houston, Texas, das Programm “Power to People”, bei dem die Stadt die Gebäudehülle ihrer Bürger kostenlos luftdicht versiegelt. In ihrer Studie „Enabling Investments in Energy Efficiency“ schildert Merrian Fuller von der University of California in Berkeley das Erfolgsrezept: Die Stadt Houston schreibt gezielt die Bewohner eines Stadtteils an und stellt das Programm vor. Hierauf melden sich bereits rund 10 % der Haushalte an. Dann bezieht die Stadt Kirchengruppen und das Stadtratsmitglied des betreffenden Bezirks ein. Diese organisieren dann Gruppen von Freiwilligen, die von Haus zu Haus gehen, um das Programm vorzustellen. Es folgt eine Stadtteil-Party, um weitere Programmteilnehmer zu finden. Als Ergebnis dieser persönlichen und direkten Ansprache liegt die Teilnehmerquote zwischen 40 % und 80 %.
Fazit: Haushalte müssen persönlich angesprochen und informiert werden
Die hier beschriebenen Erfahrungen mit Energieeffizienzprogrammen haben gezeigt, dass trotz massiver ökonomischer Vorteile ein Haushalt im Regelfall nicht an einem derartigen Programm teilnimmt, sogar auch dann nicht, wenn für ihn die Anschaffungskosten komplett entfallen und er vom ersten Monat an eine Nettoersparnis hat. Da Haushalte nicht rational entscheiden, werden sie ihr Verhalten nicht aufgrund von Förderprogrammen ändern, die derzeit vorwiegend auf finanzielle Anreize setzen.
Wenn hingegen Entscheider in ihrem unmittelbaren sozialen Umfeld eine starke Unterstützung für Energieeffizienzinvestitionen oder erneuerbare Energien wahrnehmen, erhöht sich ihre Bereitschaft, in diese zu investieren. Denn Meinungen und Informationen aus dem Bekanntenkreis einer Person beeinflussen Entscheidungen stärker als die Höhe der Anschaffungskosten. Dies hat auch die Studie „Consumer Resistance to Green Innovations“ des Dublin Institute of Technology gezeigt.
Förderprogramme führen eher zu Mitnahmeeffekten weniger Haushalte als zu Verhaltensänderungen vieler Haushalte. Der Erfolg des Geschäftsmodells von SunCity beruht darauf, dass eine persönliche Ansprache der Haushalte durch die örtlichen Installationsbetriebe erfolgt. Im Fall der Stadt Houston sind es die Freiwilligen, die in ihrer Nachbarschaft erfolgreich kommuniziert und vermittelt haben.Für eine stärkere Verbreitung von Solarfassaden müssen Architekten, Heizungs- und Elektroinstallateure sowie Fassadenbauer gezielt angesprochen werden, denn auf sie verlässt sich der Bauherr bei seinen Entscheidungen.
Erst wenn zufriedene Bauherren zu Multiplikatoren werden und ihr Wissen begeistert weitergeben, werden Solarfassaden zum Selbstläufer.
Workshop des 6. internationalen Energy Forum on Solar Building Skins im Dezember in Brixen
Das von der EU-Kommission geförderte „Cost Effective“ Projekt entwickelt derzeit Produkte, Geschäftsmodelle und Finanzierungsformen für die Integration von erneuerbaren Energien in die Fassade. Auf einem Workshop, der vom deutschen Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme und dem französischen Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) organisiert wird, werden die Ergebnisse des Cost Effective Projekts vorgestellt. Der Workshop findet am 5. Dezember im Rahmen des 6. Internationalen Energy Forum on Solar Building Skins in Brixen, Italien, statt. Das zentrale Thema des Energy Forum ist die Solarfassade. Weitere Informationen unter www.energy-forum.com.
* Der Autor ist Geschäftsführer des Economic Forum, München. Dieser Beitrag beruht auf eine Studie des Economic Forum.
