Herausforderungen wie Klimawandel, Ressourcenmangel oder steigende Energiepreisen erfordern eine höhere Energieeffizienz. Der Gebäudesektor ist für hohe Energieverbräuche verantwortlich. Ein Instrument zur Steigerung
der Gebäudeenergieeffizienz ist das Energiespar-Contracting (ESC). Ein externer Contractor verpflichtet sich vertraglich zur Durchführung effizienzsteigernder Maßnahmen eines Gebäudes. Die Aufwendungen werden refinanziert durch realisierte Energiekosteneinsparungen. Obwohl das ESC Vorteile bietet wird es selten angewandt. Die
Arbeit fokussiert sich besonders auf Möglichkeiten und Probleme des ESC als Geschäftsmodell für Stadtwerke. Die Arbeit verknüpft wissenschaftliche Erkenntnisse und Praxiswissen und konzentriert sich auf rechtliche Aspekte.
Heating is most important part of thermal energy demand, and accounts for large amounts ofenergy consumption in cold regions. Renewable energy sources will be of great importance inorder to cover future energy demands. However, their intermittency is rightly considered asinconvenient. Thus, a more effective management of demand, coupled with efficient storagesystems is required. Based on this perception, thermal systems coupled with electricityproduction have been efficiently designed, they are the so called “combined heat and power”(micro-CHP). Nonetheless, heat losses from the thermal part of their system lead to electricityfluctuation. Therefore, the use of micro-CHP in combination with a volume-efficient and nearlylossless heat storage system to counteract electricity fluctuations is a viable solution.The heat storage system in this work is based on reversible thermochemical reactions, suchas dehydration and hydration of inorganic salts, which exhibits very high energy density (up to628 kWh·m-3 of storage material). The chosen inorganic salt (SrBr2·6H2O) reacting with purewater vapour operates within a closed system. The objective of this work is to design a systemthat thermodynamically matches the combination with micro-CHP. Therefore, investigationshave been performed from the material at micro-scale to the system at lab-scale. Models weredeveloped on the basis of heat and mass transfer with chemical reaction and were done in orderto numerically analyse the system. Experiments were additionally performed to consolidate thenumerical tools for future studies. Characterization experiments have been designed and tested.Thermo-physical properties (thermal conductivity, specific heat capacity, permeability, chemicalkinetics) of the reactive salt were then determined to be used as parameters into the sodeveloped models.The numerical simulations lead to the time-space evolution of heating fluid, reactive bedtemperatures and reactor pressure. The originality of this study is to model the coupled heat andmass transfer with chemical reaction on a 3D geometry to be close to the reality. Results help tonumerically and experimentally analyse the thermochemical heat storage performances. Thebed energy density is experimentally found to be 531 kWh·m-3 of salt hydrate. Based on thecondensation temperature during the experimentation, a reactor energy density of 140 kWh·m-3and a storage capacity of 65 kWh with a thermal efficiency of 0.78 are obtained. This systemproves the recovery capacity of more than 2/3 of the input energy. Various aspects of design andrecommendation for optimisation aspect that could help during prototype development aretaken into account and addressed. Comparison simulation-experiment is then performed anddiscussed, showing encouraging results, even if limited at lab-scale.
Nachhaltige Energieversorgung spielt eine wichtige Rolle für den Klimaschutz. Dabei gehört die Steigerung der Energieeffizienz zu den zentralen Elementen einer Energiewende. Die vorliegende Fallstudie beschäftigt sich intensiv mit einem in der Policy Analyse bisher vernachlässigten Politikfeld: der Energieeffizienzpolitik. In Deutschland wird viel Energie dazu gebraucht, um Gebäude zu heizen. Hier existieren große wirtschaftliche Effizienzpotentiale. Die EU sieht darin eine „Schlüsselrolle“ und fordert von ihren Mitgliedstaaten mit der Richtlinie 2002/91/EG Rahmenbedingungen für energieeffizientere Gebäude. Mit Ansätzen der EU-Implementationsforschung und der Politikfeldanalyse untersucht die Arbeit den Implementationsprozess dieser Richtlinie zwischen 2003 und 2010 in Deutschland und beschreibt die formale und praktische Effektivität des Ergebnisses mithilfe neu entwickelter kontextspezifischer Kriterien. Eine detaillierte Prozess-Analyse identifiziert relevante Faktoren, die das politische Ergebnis beeinflusst haben. Formal hat Deutschland die EU-Gebäude-Richtlinie größtenteils implementiert. Doch einige Anforderungen sind verspätet oder unbefriedigend praktisch implementiert worden. Eine wichtige Ursache der Verzögerung waren inhaltliche Differenzen zwischen den politischen Ressorts. An der öffentlichen Debatte beteiligten sich starke Befürworter beider Seiten, die den Prozess zusätzlich beeinflussten. Für den Vollzug der Energieeinsparverordnung (EnEV) sind die Bundesländer zuständig; ihre Kontrolle der energetischen Mindeststandards bei Bestandsgebäuden ist jedoch nicht befriedigend. Es gibt kaum Daten zu der Frage, ob neu gebaute oder sanierte Gebäude den gesetzlichen Anforderungen entsprechen. Ursachen für den mangelhaften Vollzug liegen im Zielkonflikt zwischen ambitionierter Klimaschutzpolitik auf der einen und Bürokratieabbau auf der anderen Seite. Hier war der Bundesrat, der behördliche Stichproben ablehnte, entscheidender Akteur. Die Verzögerungen und die ineffektive praktische Implementation der Richtlinie in Deutschland waren Resultat politischer Auseinandersetzungen. Es gab also keine institutionellen oder administrativen Probleme bei der Implementation im engeren Sinne, wie sie Implementationsdefizite in anderen Fällen erklären. Abschließend werden konkrete Handlungsempfehlungen entwickelt, wie die Bundesregierung eine effektive Implementation der EU-Gebäude-Richtlinie gewährleisten (u.a. bessere formale Implementation des Energieausweises und der Heizungsinspektion sowie effektivere Durchsetzung der EnEV durch Stichprobenkontrollen) und erfolgreich gegen Widerstände von Interessengruppen durchsetzen kann (z.B. indem sie Pro-Effizienz-Interessenkoalitionen stärkt und neben dem Ordnungsrecht auch begleitende Instrumente weiterentwickelt, beispielsweise finanzielle Anreize sowie Information und Beratung, auch um mit dem gängigen Missverständnis aufzuräumen, die EnEV sei freiwillig).