Einf¨ uhrung in den Umgang mit Umweltsystemen Departement Umweltwissenschaften
Autoren:
Sarah Conradt Claudia Farr`er Thomas Kuster Stefan Neuenschwander
Fallbeispiel 2003/2004
Herausforderungen f¨ ur den Wohn- und Tourismusort Pontresina durch die prognostizierten Klima¨anderungen
Beitrag zur Senkung der CO
2 -Emissionen Naturwissenschaftliche Analyse der Grossgruppe Gelb
INHALTSVERZEICHNIS 1
Inhaltsverzeichnis
1 Zusammenfassung 2
2 Einleitung 2
2.1 Reduktionspotential Haushalt/Gewerbe . . . . 2
2.2 Reduktionspotential Liegenschaften . . . . 2
2.3 Wald als CO 2 Senke? . . . . 2
2.4 Verkehr . . . . 2
3 Methoden 2 4 Resultate 3 4.1 Stoffflussanalyse C-Fluss . . . . 3
4.2 Reduktionspotential Haushalt/Gewerbe . . . . 3
4.2.1 Verteilung der CO 2 -Emissionen . . . . 3
4.2.2 Energieverbrauch bei verschieden Innentemperaturen . . . . 4
4.2.3 Reduktion von CO 2 -Emissionen durch sparsames Heizen und L¨ uften . . . . 4
4.3 Reduktionspotential Liegenschaften . . . . 5
4.4 Wald als CO 2 Senke? . . . . 5
4.4.1 Begriffskl¨arung . . . . 5
4.4.2 Waldkreislauf . . . . 5
5 Diskussion und Schlussfolgerung 6 5.1 Reduktionpotential Haushalt/Gewerbe . . . . 6
5.1.1 Verteilung der CO 2 -Emissionen . . . . 6
5.1.2 Reduktion von CO 2 -Emissionen . . . . 7
5.2 Reduktionspotential Liegenschaften . . . . 7
5.3 Wald als CO 2 Senke in Pontresina . . . . 7
5.4 Verkehr . . . . 8
6 Ideenpool 8 A Berechnungen 8 A.1 Reduktionspotential Liegenschaften . . . . 8
A.2 Reduktionspotential Haushalt/Gewerbe . . . . 9
B Glossar 10 B.1 Energiekennzahl . . . . 10
B.2 Minergie-Standard . . . . 10
B.3 U-Wert (ehemals k-Wert) . . . . 10
1 ZUSAMMENFASSUNG 2
1 Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem naturwissenschaftlichen Aspekt der CO 2 -Emission in Pontresina, insbesondere mit dem Reduktionspotential.
Es wurde untersucht, inwiefern man die CO 2 -Emissionen in der Hotellerie/Parahotellerie durch umweltbe- wusstes Heizen senken kann, welche Auswirkungen eine bessere D¨ammung der Geb¨aude hat und in welchem Mass der Wald als CO 2 -Senke wirkt.
Bei allen Geb¨auden k¨onnte durch Senkung der Innentemperatur sowie durch Sanierung der Geb¨aude die CO 2 -Emissionen drastisch reduziert werden. Bei Senkung der Innentemperatur um 1C wird die CO 2 - Emission um 1%, bei Sanierung aller Geb¨aude um 40% und bei Durchsetzung des Minergiestandards sogar um 80% reduziert.
Langfristig gesehen ist der Wald CO 2 neutral und stellt deshalb keine Senke dar.
2 Einleitung
2.1 Reduktionspotential Haushalt/Gewerbe
Zahlen ¨ uber den CO 2 -Ausstoss werden in Pontresina nicht erhoben. Die mit dem Treibhauseffekt in Verbin- dung stehende Klimaerw¨armung und der darauf folgende R¨ uckgang des Permafrost scheinen in Pontresina jedoch ein Thema zu sein. Unter 4.2 werden Aussagen ¨ uber die Akteure Hotellerie, Parahotellerie und Privathaushalte gemacht – genauer ¨ uber CO 2 -Emissionen, welche diese bei der Gewinnung von W¨arme und Warmwasser verursachen. Unter 5.1 werden zudem M¨oglichkeiten aufgezeigt, CO 2 -Emissionen zu verringern.
2.2 Reduktionspotential Liegenschaften
Welche Einsparungen k¨onnen beim sanieren bzw. umsetzen des Minergiestandards erreicht werden? Da in Pontresina ein Grossteil der H¨auser Altbauten sind kann wahrscheinlich schon durch sanieren der CO 2 - Ausstoss stark verringert werden.
2.3 Wald als CO
2 Senke?
T¨aglich werden durch B¨aume in der Schweiz 20000t CO 2 der Atmosph¨are entzogen und gebunden. Dabei befinden sich 90% des in Vegetation oberirdisch gespeicherten CO 2 in W¨aldern. Kann der Wald also durch Photosynthesereaktionen die CO 2 Konzentration in der Atmosph¨are verringern? Wirkt er als CO 2 -Senke?
Inwieweit kann Pontresina eine eventuelle Senkenwirkung nutzen?
2.4 Verkehr
Der Verkehr in Pontresina verursacht auch CO 2 -Emissionen, sch¨atze den Ausstoss f¨ ur die verschieden Ver- kehrsaufkommen ab. Welche M¨oglichkeiten gibt es die Emissionen zu verringern. Da ein grosser Teil des Verkehrs Zielverkehr ist, gibt es sicher Massnahmen diesen mit ¨offentlichen Verkehrsmitteln zu bew¨altigen.
3 Methoden
Um die Aufgaben sinnvoll zu bearbeiten haben wir uns die Fragen aufgeteilt. Jeder hat einen Teilbereich bearbeitet. Der Besuch in Pontresina hat uns eine groben ¨ Uberblick ¨ uber die Liegenschaften verschaffen.
Am Schluss haben wir alle Informationen unserer Fallstudie zusammengef¨ uhrt. Grosse Probleme hat uns vor allem die Datenbeschaffung des Istzustandes des Energieverbrauchs der Liegenschaften bereitet. Es war sehr schwierig geeignete Werte zu finden, um unsere Berechnungen sinnvoll aufzustellen. Auch genaue Infor- mationen ¨ uber den Heiz¨olverbrauch von Hotellerie waren schwierig zu ermitteln. Die einzigen brauchbaren Angaben beziehen sich auf die durchschnittlichen Energiekennzahlen 1 von Neubauten in der Schweiz.
4 RESULTATE 3
Abbildung 1: Stofflussanalyse
4 Resultate
4.1 Stoffflussanalyse C-Fluss
Die Soffflussanalyse (Abbildung 1) wurde auf das wesentliche reduziert, sehr kleine Flussmengen wurden daher vernachl¨assigt (zum Beispiel die Landwirtschaft).
4.2 Reduktionspotential Haushalt/Gewerbe 4.2.1 Verteilung der CO 2 -Emissionen
Die Abbildung 2 stellt Jahres-CO 2 -Emissionen dar, die durch Heizungen und Produktion von Warmwasser verursacht werden. Betrachtet wurden folgende Akteure: Privathaushalte, Hotellerie und Parahotellerie. Die Werte sind Sch¨atzungen, welchen folgende Daten und Annahmen zugrunde liegen.
Privathaushalte
– Einwohnerzahl von Pontresina
– Der durchschnittliche Jahres-CO 2 -Ausstoss, der von einer Person in der Schweiz durch Heizung und Warmwasser verursacht wird.
Hotellerie
– Bettenzahl und Erd¨ol-Verbrauch eines Hotels in Pontresina.
– Logiern¨achte der Hotellerie in Pontresina w¨ahrend des letzten Gesch¨aftsjahres.
Parahotellerie
– Logiern¨achte der Parahotellerie in Pontresina – Anzahl Betten der Parahotellerie in Pontresina.
– Annahme: Die H¨auser werden nur beheizt, wenn sie auch bewohnt werden. Da die H¨auser nach Nichtben¨ utzung vorgeheizt werden m¨ ussen, wurde der berechnete Wert um 10% erh¨oht.
– Das Verh¨altnis der Anzahl Logiern¨achte Winter zu Sommer ist gleich wie bei der Hotellerie.
1 siehe B.1
4 RESULTATE 4
– 25% der Energie wird f¨ ur die Wassererw¨armung verwendet.
Berechnungen und Quellen siehe A.1.
Abbildung 2: Verteilung der CO 2 -Emissionen in Pontresina
4.2.2 Energieverbrauch bei verschieden Innentemperaturen
Die Abbildung 3 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen der Raumtemperatur und Energieverbrauch eines Hauses bei gleich bleibender Aussentemperatur. Erh¨oht man die Innentemperatur eines Hauses, steigt der Energieverbrauch der Heizung proportional zur gr¨osser werdenden Differenz von Innen- und Aussentem- peratur. Bei einer Aussentemperatur von 8C hat sowohl eine Erh¨ohung der Innentemperatur von 10 auf 15C , als auch eine Erh¨ohung von 20 auf 25C einen Anstieg des Energieverbrauchs von rund 40% zur Folge.
Durch eine Senkung der Temperatur im Innenraum um 1C , verringert man den Energieverbrauch um rund 7%.
4.2.3 Reduktion von CO 2 -Emissionen durch sparsames Heizen und L¨ uften
Sparsames Heizen
Wohnungen sollten auf maximal 20 C geheizt sein. Heizk¨orper sollten m¨oglichst frei stehen. Ung¨ unstig platzierte M¨obel, lange Vorh¨ange und auf Radiatoren montierte Trockenstangen k¨onnen den Energie- verbrauch um bis zu 20% steigern. Falls nicht vorhanden, sollte auf eine moderne Heizregelung um- ger¨ ustet werden. Thermostatventile und eine automatische Absenkung der Temperatur in der Nacht , sind Voraussetzung f¨ ur ein sparsames Heizen.
Sparsames L¨ uften
Mehrmals t¨aglich sollte w¨ahrend 5 Minuten bei voll ge¨offneten Fenstern gel¨ uftet werden. Dadurch wird einen vollst¨andigen Luftaustausch erm¨oglicht, ohne dabei die Oberfl¨achen der W¨ande und der Ge- genst¨ande stark abzuk¨ uhlen. W¨ahrend der Heizperiode sollte Dauerl¨ uftung vermieden werden. Fenster in Kippstellung erh¨ohen den Energieverbrauch und f¨ordern das ausk¨ uhlen der W¨ande. Wasser konden- siert an den kalten W¨anden, was zu Schimmelpilzbefall f¨ uhren kann 2 .
2 SWO
4 RESULTATE 5
Abbildung 3: Energieverbrauch bei verschieden Innentemperaturen
4.3 Reduktionspotential Liegenschaften
Die vorhanden Daten sind ein Durchschnittlicher CO 2 -Ausstoss pro Person (f¨ ur Heizung und Warmwasser) von 1.59t CO 2 sowie eine durchschnittliche Energiekennzahl f¨ ur Neu-, Alt- und Minergiebauten. Dies ergibt einen CO 2 -Ausstoss von 7400t/CO 2 pro Jahr 3 .
Wenn alle Altbauten saniert w¨ urden, k¨onnte der Ausstoss um 3100t/CO 2 pro Jahr reduziert werden auf 4300t/CO 2 pro Jahr, dies entspricht einer Abnahme von 40%. Falls nur Minergieh¨auser in Pontresina stehen w¨ urden, n¨ahme der Ausstoss um 5800t/CO 2 auf 1600t/CO 2 ab, dies w¨ urde einer Abnahme von 80%
entsprechen (Diagramm Abbildung 4, Berechnungen siehe A.1).
4.4 Wald als CO
2 Senke?
4.4.1 Begriffskl¨ arung
Zun¨achst haben wir den Begriff CO 2 -Senke gekl¨art. Dies stellt ein Kohlenstoffspeicher dar, der der At- mosph¨are netto CO 2 entzieht. Im Gegenteil setzt eine Quelle CO 2 frei. Der Wald kann als Senke (durch Umwandlung von CO 2 zu Glukose und Sauerstoff: Photosynthese) sowie als CO 2 -Quelle (R¨ uckreation) wir- ken. Durch einen Sturm wie Lothar oder grossfl¨achige Waldbr¨ande mutiert ein Wald schlagartig zu einer Quelle.
6CO 2 + 12H 2 O
Photosynthese
− − →
← − −
Atmung,Feuer
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O
Um diese Zusammnh¨ange besser zu verstehen haben wir uns im folgenden mit dem Waldkreislauf befasst.
4.4.2 Waldkreislauf Die Phasen von Abbildung (5) 4 :
3 siehe Tabelle 3
4 http://www.wsl.ch/wald/CO_2/img/CO_2_bilanz_g.gif
5 DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNG 6
Abbildung 4: CO 2 -Ausstoss in Pontresina
1. Wachstum, Aufforstung
Durch Aufforstung entsteht ein junger Wald, der wachstumsbedingt grosse Mengen an Biomasse bildet.
Dadurch wird CO 2 gebunden. In der Wachstumsphase wirken W¨alder also als Senken.
2. Bestehend
Ein ¨alterer Baumbestand, dessen Biomasse nicht mehr w¨achst, ist CO 2 neutral. Atmung (CO 2 Freiset- zung) und Photosyntheseleistung (CO 2 Aufnahme) halten sich in Waage.
3. Zerst¨orung
Wird jedoch das Holz in seinen Kreislauf zur¨ uckgef¨ uhrt, durch Verbrennung oder die Zersetzung von Mikroorganismen, dann wird die gleiche Menge CO 2 , die in der Wachstumsphase gebunden wurde, wieder frei.
Langfristig ist der Wald also CO 2 neutral.
Die unterschiedlichen Kapazit¨aten sind abh¨angig vom Wald¨okosystem, dem Alter, Standort, Boden und Klima. Urw¨alder sind gute CO 2 Speicher, da sie den Kohlenstoff nicht nur im Holz und der Biomasse speichern, sondern auch im Bodenhumus.
Situation in Pontresina: Seit 1892 wurde in Pontresina, parallel zu Lawinenverbauungen mit der Auffors- tung begonnen. Vor allem der Waldbestand des Schafbergs war durch intensive Schafbeweidung ¨ uberaltert und stark verringert. Seit 1935 wurden ausschliesslich einheimische Arten, wie Arven und L¨archen ange- pflanzt, insgesamt 3,5 Millionen Pflanzen. Doch stellen Wildsch¨aden nach wie vor ein grosses Problem dar, dass durch Einz¨aunungen und Jagd verringert wurde.
5 Diskussion und Schlussfolgerung
5.1 Reduktionpotential Haushalt/Gewerbe 5.1.1 Verteilung der CO 2 -Emissionen
Den Sch¨atzungen bez¨ uglich der Jahres-CO 2 -Emissionen der Hotellerie und Parahotellerie liegen eher opti- mistische Annahmen zugrunde. Aussagen ¨ uber den CO 2 -Ausstoss basieren auf der Annahme, dass H¨auser
5 DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNG 7
Abbildung 5: CO 2 Bilanz des Waldes
welche nicht benutzt werden auch nicht beheizt sind. Auch wurde das als Referenz dienende Hotel nach dem Jahre 2000 saniert, wobei auf eine Reduktion des Energieverbrauchs geachtet wurde. Eine f¨ ur Pontresina eher
¨
uberdurchschnittliche Energie-Effizienz l¨asst sich daher vermuten. Bei den Erst-Wohnungen dagegen, ging man von einer durchschnittlichen Energie-Effizienz aus. Der durch Hotellerie und Parahotellerie verursachte Anteil am CO 2 -Ausstoss, k¨onnte also verglichen mit dem der Wohnh¨auser, eher zu tief eingesch¨atzt worden sein.
5.1.2 Reduktion von CO 2 -Emissionen
Kleine ¨ Anderungen im Heiz- und L¨ uftverhalten k¨onnen viel bewirken. Die im Ergebnissteil beschriebenen Strategien zur Reduktion des Energieverbrauchs, w¨ urden die Lebensqualit¨at der meisten Leute nicht sehr stark einschr¨anken. Eine Reduktion der CO 2 -Emissionen um ein Viertel d¨ urfte dadurch erreicht werden.
5.2 Reduktionspotential Liegenschaften
Einsparungen bei Liegenschaften lassen sich nur durch bauliche Massnahmen erreichen. Dies kann bei Neu- bauten wie auch bei Altbauten durch mehr D¨ammung, h¨ohere Dichtigkeit sowie einen h¨oheren Wirkungsgrad bei den W¨armeerzeugern erwirkt werden. Eine hohe Dichtigkeit n¨ utzt jedoch nichts, wenn oft gel¨ uftet wird.
Dies kann baulich durch eine L¨ uftungsanlage und Fenster die nicht ge¨offnet werden k¨onnen verhindert wer- den. Die baulichen Vorschriften in Bezug auf den Energieverbrauch sind beim Minergiestandard 5 erh¨oht.
5.3 Wald als CO
2 Senke in Pontresina
Eine Senkenwirkung bez¨ uglich CO 2 kann in Pontresina durch weitere Aufforstungen erreicht werden. Be- sonders durch intakte Waldbest¨ande, in denen CO 2 in den Bodenhumus ¨ ubergef¨ uhrt und dort langfristig gespeichert wird, ergeben eine g¨ unstige CO 2 -Bilanz. Ausserdem verringern B¨aume durch ihr Wurzelwerk
5 siehe B.2
6 IDEENPOOL 8
die Gefahr von Erosionen und stellen Lawinenbarikaden dar. Bestehende Waldbest¨ande, deren Biomasse konstant bleibt, stellen jedoch keine Senkenwirkung dar und sind CO 2 neutral.
5.4 Verkehr
Auf Grund der schlechten Datenlagen wurde diese Frage nicht genauer untersucht.
6 Ideenpool
Hier haben wir erste kleine Anregungen zur Verbesserung der CO 2 -Emissionen aufgef¨ uhrt.
Um die CO 2 -Emissionen zu senken sollte man unbedingt auf die ¨offentlichen Verkehrsmittel aufmerksam machen. Zum Beispiel sollte auf der Webseite von Pontresina der ¨offentliche Verkehr immer zuerst genannt werden.
Erreichbar ist die Lagalb von Pontresina aus mit dem Zug, dem Auto oder dem Oberengadiner Sportbus. 6
Dies sollte in: ,,...mit dem Zug, dem Oberengadiner Sportbus oder dem Auto” ge¨andert werden. Die Touristen und auch die Einwohner sollten ihr Auto vermehrt zu Hause stehen lassen und daf¨ ur den ¨offentlichen Verkehr unterst¨ utzen.
Neue H¨auser sollten unbedingt nach den baulichen Vorschriften des Minergiestandards gebaut werden und schlecht abgedichtete H¨auser sollten saniert werden.
Es ist wichtig bei kleinen Dingen anzufangen, denn auch diese k¨onnen fr¨ uher oder sp¨ater Auswirkungen haben. Man sollte in Winter weniger oft das Fenster offen haben und wenn man die Heiztemperatur um 5 C verringern w¨ urde, k¨onnte man die CO 2 -Emission stark reduzieren.
Nat¨ urlich k¨onnte eine Aufforstung des Waldes den CO 2 -Gehalt in der Luft etwas reduzieren, aber im Endeffekt ist der Wald CO 2 neutral und man sollte sich nicht auf den Wald verlassen.
Eine einfach realisierbare Massnahme w¨are zum Beispiel den Saal, in dem die Podiumsdiskussion in Pontresina stattfand, mit ,,Sparlampen” bzw. Fluoreszenzleuchten zu beleuchten anstelle von dutzenden von Gl¨ uhbirnen. Damit k¨onnte 75% Strom gespart werden.
A Berechnungen
A.1 Reduktionspotential Liegenschaften
Um das Reduktionspozential berechnen zu k¨onnen m¨ ussten folgende Daten pro Geb¨aude bekannt sein:
Energiebezugsfl¨ache
Energiekennzahl
Verwendete Energietr¨ager