Zielsetzung:
Im Kontext von Klimawandel und Energiekrise sind Fragen der Energiebilanz und -effizienz von Gebäuden besonders relevant. Die Baudenkmalpflege trägt durch ihre wirtschaftlichen, ökologischen und soziokulturellen Aspekte der nachhaltigen Ressourcenverwendung und damit direkt zum Klimaschutz bei. Historische Bauten, die überwiegend aus dauerhaften Materialien und Konstruktionen bestehen, sind ein gutes Beispiel für Green Culture durch energie-schonende Nutzung und bestandsorientierte Weiterentwicklung. Die beim Bau alter Gebäude bereits eingesetzte (graue) Energie muss bei sorgfältiger und schonender Erneuerung, u.a. durch Einsatz nachhaltiger Baustoffe, nicht noch einmal aufgewendet werden.
Holz war schon immer ein nachhaltiger, ressourcen- und energieschonender Werkstoff und gehört zu den ältesten Baukulturen weltweit. Allein in Deutschland gilt die Holzarchitektur (Fachwerkhäuser, Dachwerke) als prägend. Es ist daher sowohl im Sinne der Denkmalpflege als auch zur zukünftigen Nutzung von Holz als Baumaterial wichtig, Eigenschaften, Zustand und Veränderung dieses Materials zu beobachten und zu verstehen. Dazu stehen heute vielversprechende Technologien wie optische 3D-Messtechnik und KI-basierte Datenanalyse zur Verfügung, die in diesem Sektor bisher noch kaum eingesetzt werden.
Ziel dieses Vorhabens ist, ein Verfahren zur automatisierten Bauteildokumentation und
-kontrolle für Altholzbauten im Bestand zu entwickeln. Dies beinhaltet:
- Entwicklung eines prototyphaften optischen Messsystems zur Bestands- und Merkmalsaufnahme;
- Entwicklung eines Automatisierungsverfahrens zur Merkmalsdetektion;
- Automatisierung des Informationstransfers in digitales 3D-Modell.
Im Laufe des Projektes werden folgende Ergebnisse angestrebt:
- Messverfahren bestehend aus innovativer Hardware (RTI-Sensor, patentiert) und Software (KI-gestützte Merkmalserkennung) zur objektiven und dokumentierten Festigkeitsanalyse von verbautem Altholz;
- Schnittstelle zur automatischen Übertragung von Holzkenngrößen an einen Digitalen Zwilling (basierend auf BauWolke-Software/BauCAD);
- Zukünftige Vermarktungsmöglichkeiten durch Sensor/Software und erweitertes Dienstleistungsangebot durch Gutachter.
<p>Energieverbrauch und Energieeffizienz in Deutschland in Zahlen</p><p>Den Energieverbrauch zu reduzieren, ist zentrale Säule der Energiewende und entscheidend für den Klimaschutz. Denn jede Kilowattstunde, die nicht verbraucht wird, verringert den Bedarf bei der Energiebereitstellung, sei es fossil oder erneuerbar. Das Umweltbundesamt zeigt die Entwicklung des Endenergieverbrauchs und der Energieeffizienz in Deutschland absolut und nach Sektoren seit 1990.</p><p>Einsparung beim Energieverbrauch wesentlich für den Klimaschutz</p><p>Den Energieverbrauch, also den Verbrauch von Kraftstoffen, Wärme, Strom zu reduzieren, ist zentrale Säule der Energiewende und wesentliche Voraussetzung für einen effektiven Klimaschutz. Dies belegen zahlreiche<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/szenarien-projektionen-zu-klimaschutz-energie">Klimaschutzszenarien</a>. Zum Energiesparen trägt einerseits bei, die gewünschte „Leistung“ mit weniger Endenergie zu erreichen („Effizienz“-Strategie). Andererseits gilt es auch zu hinterfragen, welcher scheinbare „Bedarf“ wirklich benötigt wird („Suffizienz“-Strategie). Das 2023 verabschiedete Energieeffizienzgesetz (EnEfG) verbessert den Rahmen für Effizienzsteigerungen und Energiesparen in Deutschland und legt erstmals verbindliche Energieeinsparziele gesetzlich fest. Der Handlungsbedarf zur Energieeinsparung ist groß: Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Endenergieverbrauch#alphabar">Endenergieverbrauch</a> (EEV) in Deutschland sank zwar von 2021 bis 2023, doch stieg er 2024 wieder an. Damit wuchs die Lücke des EEV zu den gesetzlichen Zielen wieder. Die Diagramme „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/dokument/energieverbrauch-energieeffizienz-in-deutschland">Energieverbrauch und Energieeffizienz in Deutschland</a>“ und die nachfolgende Zusammenfassung stellen dar, wie sich Endenergieverbrauch, Endenergiemix und die Endenergieeffizienz für Deutschland sowohl insgesamt als auch differenziert nach einzelnen Sektoren bisher entwickelt haben.</p><p>Entwicklung von Endenergieverbrauch und Energieeffizienz bis 2024</p><p>Der Endenergieverbrauch in Deutschland sank von 1990 bis 2018 nur leicht, beziehungsweise stagnierte weitgehend. Erst 2019 ging der gesamte Endenergieverbrauch spürbarer zurück, unter anderem in Folge der Corona-Pandemie sowie des Kriegs gegen die Ukraine („Energiekrise“) und der jeweils entsprechenden Maßnahmen. Dadurch liegt der Endenergiebedarf im Jahr 2024 13,0 Prozent unter dem Niveau von 2008, aber befindet sich damit nicht auf Zielpfad gemäß EnEfG: § 4 Abs. 1 Nr. 1 EnEfG sieht bis 2030 eine Minderung auf 1.867 Terawattstunden vor. Nachdem der Endenergieverbrauch zwei Jahre in Folge deutlich zurückgegangen war, stieg er 2024 wieder leicht um 0,15 Prozent an. Der Verbrauch lag damit 2024 gut neun Prozent über dem Zielpfad und damit höher als 2023 (7 Prozent).</p><p>Der im Vergleich zu 2019 deutlich gesunkene <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Endenergieverbrauch#alphabar">Endenergieverbrauch</a> und das steigende Bruttoinlandsprodukt (BIP) führten dazu, dass die Energieproduktivität als ökonomisches Maß für die Energieeffizienz seit 2008 deutlich anstieg und zwar um 32,2 Prozent bis zum Jahr 2024. Jedoch führte der Rückgang des BIP innerhalb eines Jahres um 0,2 Prozent bei steigendem Energieverbrauch dazu, dass die Endenergieproduktivität 2024 um 0,4 Prozent zurückging. Dem bisherigen Energieeffizienz-Fortschritt droht damit die Stagnation.</p><p>Der Endenergieverbrauch (EEV) der Industrie stagnierte nach der Finanzkrise 2009 bis 2018 auf relativ konstantem Niveau. Im Jahr 2024 reduzierte sich der EEV um rund 11,8 Prozent im Vergleich zu 2008. Gegenüber dem Vorjahr stieg der EEV um 2,5 Prozent. Den EEV der Industrie beeinflussen insbesondere strukturelle Effekte wie Produktion oder Konsum, Energieeffizienzmaßnahmen und Elektrifizierung von fossilen Prozessen, oder die Energiepreise. Die Bruttowertschöpfung des Industrie-Sektors stieg, abgesehen von Effekten der Wiedervereinigung nach 1990 und der „Finanzkrise“ 2009, kontinuierlich bis 2018 an. Seitdem verzeichnet die Industrie eine sinkende Bruttowertschöpfung. Die Endenergieproduktivität wurde im Trend bis 2019 kontinuierlich gesteigert. Während der „Energiekrise“ wurden auch in den Jahren 2022 und 2023 deutliche Effizienzsteigerungen erzielt. 2024 reduzierte sich dagegen die Endenergieproduktivität des Sektors um 5,2 Prozent.</p><p>Der Endenergieverbrauch des Sektors Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) geht seit 1990 kontinuierlich zurück. Gegenüber 2008 sank der Energieverbrauch im Jahr 2024 um 25,9 Prozent, gegenüber dem Vorjahr stieg er leicht um 0,5 Prozent. Die Bruttowertschöpfung des GHD-Sektors nimmt seit 1991 kontinuierlich zu. Im Vergleich zum Industriesektor werden EEV und Bruttowertschöpfung des Sektors weniger stark von Kriseneffekten beeinträchtigt. Der konstant sinkende Endenergieverbrauch sowie die steigende Bruttowertschöpfung führen zu einer stetig zunehmenden Endenergieproduktivität.</p><p>Der Endenergieverbrauch der Privathaushalte in Deutschland verharrt seit 1990 auf relativ konstantem Niveau. Erst seit 2022 sinkt der Endenergieverbrauch. Die Minderung im Jahr 2024 beträgt 13,2 Prozent gegenüber 2008 und 0,2 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Während der Corona-Pandemie ab 2019 stieg der EEV des Sektors leicht an (u.a. mehr Zeit im Haushalt sowie Homeoffice). Stärker wirken sich allerdings Witterungseffekte und kalte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Witterung#alphabar">Witterung</a> aus, wie der Anstieg 2021 verdeutlicht. Im Jahr 2022 machen sich unter anderem die Bemühungen zum Energiesparen der privaten Haushalte als Reaktion auf den Krieg gegen die Ukraine und die drohende Gasmangellage, sowie die hohen Energiepreise bemerkbar.</p><p>Der Endenergieverbrauch (EEV) im gesamten Verkehrssektor stieg zwischen 2000 und 2018 stetig an. Erst mit der Corona-Pandemie sank der EEV des Sektors im Jahr 2020 erstmals deutlich, unter anderem aufgrund der Maßnahmen zur Einschränkung der Mobilität sowie dem Aufkommen von Home-Office. Der Endenergieverbrauch stieg zwar wieder etwas an. Trotzdem beträgt die Minderung noch 6,4 Prozent im Vergleich zu 2008. Gegenüber dem Vorjahr reduzierte sich der EEV leicht um 1,8 Prozent.</p><p>Stromverbrauch</p><p>Der absolute Stromverbrauch hat sich im Vergleich zu 1990 kaum verändert. Jedoch hat sich das BIP in dieser Zeit um über 50 Prozent erhöht. Dadurch stieg die Stromproduktivität der Gesamtwirtschaft um 53,7 Prozent. Im Zeitraum von 2020 bis 2023 stieg die Stromproduktivität mit 11,1 Prozent besonders deutlich, da die Nachfrage nach Elektrizität in einem schwierigen wirtschaftlichen Umfeld mit hohen Energiepreisen zurückging und das BIP nur moderat anstieg. 2024 stieg der Stromverbrauch erstmals wieder um 1,6 Prozent an – trotz einer schwierigen wirtschaftlichen Entwicklung. Dadurch fiel die Stromproduktivität um 1,8 Prozent gegenüber 2023.</p><p>Die Vorteile der Energieeffizienz werden oft unterschätzt. Ohne Energieeffizienz-Steigerungen wäre der Stromverbrauch im Jahr 2024 gegenüber 2008 um einer Drittel höher, und der Erneuerbaren-Anteil am Stromverbrauch läge bei nur 41,3 anstatt bei real 54,4 Prozent (vgl. Abbildung). Energieeffizienz ist eine tragende Säule der Energiewende, die den Verbrauch reduziert und damit den Weg für erneuerbare Energien ebnet. Dies sollte auf allen Ebenen und bei allen Akteuren Priorität haben.</p><p>Energieverbrauch macht Fortschritte, aber weitere Anstrengungen und Maßnahmen für Zielerreichung notwendig</p><p>Nachdem der Energieverbrauch in den beiden vorangegangen Jahren deutlich zurückgegangen ist, stieg er 2024 wieder leicht an. Mittlerweile sind die „Sondereffekte“ durch die Corona-Pandemie immer weniger bemerkbar und auch die Lieferketten von fossilen Primärenergieträgern funktionieren wieder, nachdem diese im Zuge des russischen Angriffskriegs gegen die Ukraine teilweise unterbrochen wurden und hohe Energiepreise zur Folge hatten. Die Politik hat in beiden Krisen (Corona-Pandemie, „Energiekrise“) mit neuen Politikinstrumenten und Maßnahmen reagiert. Diese haben einerseits zu verhaltensbedingten Energieeinsparungen in allen Sektoren geführt, und andererseits die Steigerung der Energieeffizienz und die zukunftsfähige Transformation von Haushalten, öffentlicher Hand und Unternehmen vorangetrieben. Ohne die Energiespar- und Energieeffizienz-Maßnahmen der Bevölkerung und Unternehmen wären die „Energiekrisen“-Winter nicht so glimpflich verlaufen, hätten deutlich mehr klimaschädliche Energieträger wie Öl oder Kohle verbrannt werden müssen, und wäre die Abhängigkeit von Energieimporten stärker. 2024 haben sich die Energiepreise für Industrie weiter normalisiert. Dadurch stieg der Verbrauch in diesem Sektor. Der fossile Energieverbrauch und damit der Gesamtverbrauch der privaten Haushalte sinken dagegen weiter: Energieeffizienz und Energiesparen entfalten weiterhin eine Wirkung.</p>