Heizung, Dämmung, CO₂-Emissionen: Im klassischen Energieausweis sind die Gebäude noch so abgebildet, wie es der alten Zeit der Großkraftwerke und Ölkessel entspricht. Es kommt allein darauf an, wie viel Energie ein Gebäude braucht. „Aber wann das Haus diese Energie verbraucht, ob der Verbrauch in eine andere Zeit verschoben werden kann – das spielt hier noch keine Rolle“, erklärt Sönke Nissen, Projektmanager Innovation beim Deutschen Institut für Normung (DIN e. V.). Denn in der alten Welt der Energie wurden diese Informationen nicht gebraucht. 

Wann immer sich eine neue Technik verbreitet, machen sich Einrichtungen wie DIN, das Europäische Komitee für Normung (CEN) oder die Internationale Organisation für Normung (ISO) an die Arbeit, um so früh wie möglich gemeinsame Begriffe und Standards festzulegen: Anders könnten heute Autos in deutschen Fabriken nicht mit Schrauben aus chinesischer Produktion gefertigt werden, würde das Internet an der nächsten Grenze bei der Übersetzung in einen neuen Code scheitern und jedes Land hätte seine eigene Frequenz im Stromnetz. Die Normung von Produkten und Verfahren ist ein Kind der Industrialisierung und Globalisierung. Die ersten Ansätze reichen zurück vor das Jahr 1800. Heute sind sie so allgegenwärtig, dass wir sie garnicht mehr wahrnehmen.

Sönke Nissens Innovationsabteilung bei DIN arbeitet in nationalen und europäischen Forschungsprojekten mit daran, die sich mit dem technischen Fortschritt laufend auftuenden Lücken der Normung sofort zu schließen.

In der Energiewirtschaft geht es darum, so früh wie möglich eine gemeinsame Sprache zu entwickeln: für die Vernetzung von Sektoren, für eine laufend wachsende Anzahl neuer Marktakteure und Erzeugungsanlagen und die Integration weiterer Anwendungen wie Smart Meter oder Speicher. So sollen Innovationen möglichst schnell marktfähig gemacht werden.

Der heute gültige Energieausweis geht auf eine Norm zurück, die ab der Jahrtausendwende entwickelt wurde: die DIN V 18599. „Bei den damaligen Gas- und Ölheizungen war es für das Energiesystem nicht wichtig zu wissen, wann die Anlagen in Betrieb waren“, erklärt Sönke Nissen. Darum wurden solche Fragen auch von der Norm nicht erfasst. 

Doch die Zeiten haben sich geändert: Schon heute stehen in den meisten neuen Einfamilienhäusern Wärmepumpen, auf 1,7 Millionen Dächern in Deutschland sind Photovoltaikanlagen installiert, in vielen Gebäuden gibt es große Warmwasserspeicher. Und Nahwärmenetze übernehmen immer öfter die Versorgung ganzer Quartiere. Gleichzeitig liefern große Windparks den Strom abhängig davon, wie stark der Wind weht. Anders als früher ist die Energieversorgung heute zeitlich dynamisch.

Am Anfang steht dabei eine Recherche zu den Normen, die es schon gibt. Und das sind viele. Auf 528 Zeilen kommt die Liste, in der Sönke Nissen alle relevanten Normen zusammengetragen hat. Von der DIN V 44570-60531 für „Elektrische Raumheizgeräte für den Hausgebrauch“ über die VDI 2164 „Phasenwechselmaterialien - Energiespeichersysteme in der Gebäudetechnik“ bis zur ISO/IEC 13273, die die Terminologie für Energieeffizienz und erneuerbare Energiequellen beschreibt und damit für einen großen Nutzerkreis festlegt.

Eine dieser vorhandenen Normen ist auch die DIN V 18599 für die energetische Bewertung und den Energieausweis für Gebäude. „Die Norm ist für die finanzielle Förderung von Neubauten und Sanierungen zentral, weil die staatliche Unterstützung sich stark an der Energieeffizienz bemisst“, erklärt Simon Hinterholzer, der für das Berliner Borderstep Institut an der Entwicklung der DIN SPEC 91410-2 zur „Identifizierung und Bewertung von Flexibilität in Gebäuden und Quartieren“ mitgearbeitet hat. In Zukunft könnte mit dieser neuen DIN SPEC auch die Flexibilität von Gebäuden mit in den Kriterienkatalog der Gebäudeförderung einfließen. Oder die Betreiber von virtuellen Kraftwerken könnten sich einen schnellen Überblick verschaffen, was ein Gebäude an Flexibilitäten liefern kann. 

Damit die DIN SPEC auch den Realitätscheck besteht, wurden die dort festgelegten „Flexibilitätseigenschaften“ in der Praxis überprüft: etwa an 13 Häusern in Schleswig-Holstein, zwei Häusern in Hessen und an einem Quartier mit über 220 Wohnungen in Berlin.

Besonders in der Schleswig-Holsteinischen Nordseegemeinde Friedrich-Wilhelm-Lübke-Koog zeigt sich dabei, was die Wärmeversorgung von Häusern im Zusammenspiel Windkraft für das Energiesystem leisten kann.

Dort wurde im April 2019 die Modellregion „Wind- und Wärme“ eingeweiht. In der Nordfriesischen Gemeinde wird Windkraft schon seit Jahrzehnten intensiv genutzt, laut Bürgermeister entstand hier hinter dem Nordseedeich schon 1991 „der erste Windpark“ Europas, heute sind die meisten Bürger an den umliegenden Windrädern beteiligt. Anders als früher werden die Windräder inzwischen allerdings regelmäßig „abgeregelt“, weil die Stromtrassen Richtung Süden bei starkem Wind überfüllt sind. Um diesen Strom zu nutzen, hat man in dem Wind- und Wärme-Projekt die Heizsysteme von 13 Häusern erweitert. Die Heizsysteme wurden mit größeren Warmwasserspeichern ausgestattet, die elektrische Heizpatronen, vergleichbar mit einem Tauchsieder, enthalten. Diese Heizelemente werden mit einem Signal des Netzbetreibers geschalten, womit ansonsten per Einspeisemanagement (EinsMan) die Erzeugung aus Windenergie im nahegelegenen Bürgerwindpark abgeregelt würde. „Über das Jahr 2020 hinweg wird gezielt überschüssiger Windstrom genutzt, um die Heizungen der Häuser zu unterstützen. Das senkt deren Verbrauch an fossilen Energieträgern und führt zu weniger Abschaltung bei den Windrädern“, erklärt Hinterholzer. 

Hier und in den anderen Projekten haben sich dabei die testweise eingesetzten Erfassungsbögen der DIN SPEC „Flexibilität in Gebäuden und Quartieren“ bewährt. Wie hoch die CO₂-Einsparungen in den Projekten sein werden und wie wirksam die flexible Steuerung für das Energiesystem ist, werden erst die Auswertungen im Jahr 2021 zeigen. Aber Hinterholzer ist optimistisch, was das Potenzial angeht. „Mit der zweiten Phase der Energiewende wird Flexibilität im Energiesystem unverzichtbar. Obwohl sich Flexibilität nicht ganz einfach quantifizieren lässt, ist ihre Erschließung mithilfe von Bewertungskriterien sinnvoll möglich. Um diese auch im Gebäude- und Quartiersbereich anwenden zu können, ist die neue DIN SPEC ein guter Ansatz.“

Im Förderprogramm „Schaufenster für intelligente Energie (SINTEG)“ des BMWi wurden fünf Verbundprojekte gestartet, von denen vier ihre eigenen Flexibilitätsplattformen entwickelt haben. Dort bieten Betreiber von Anlagen wie Batteriespeichern, Kühlanlagen oder Elektrolyseuren den Betreibern von Stromnetzen an, ihren Stromverbrauch in einen günstigen Zeitraum zu verschieben. Das sind meist Phasen mit viel Strom aus Wind und Solarenergie, in denen eine Überlastung der Stromnetze droht und Erneuerbare-Energien-Anlagen abgeschaltet werden. 

Für eine solche Einbindung von Anlagen in die Netzengpassbewirtschaftung auf freiwilliger Basis gibt es bisher keine Standards.

In SINTEG haben die einzelnen Verbundprojekte zunächst jeweils eigene Flexibilitätsplattformen entsprechend ihren regionalen Gegebenheiten entwickelt. In der DIN SPEC 91410-1 fließen die Erfahrungen der Teilprojekte zusammen. Sie bildet damit eine Basis, um einheitliche Anforderungen für Anbieter auf Flexibilitätsplattformen im deutschen Netz zu definieren. 

Im Einzelnen beschreibt die DIN SPEC dabei Zugangsvoraussetzungen für Anbieter, den Prozess für Gebotsabgabe und -annahme, die zeitlichen Fristen, notwendige Informationen, Schnittstellen- und Datenstrukturen sowie Anforderungen an den Datenschutz. Dadurch kann diese DIN SPEC der möglichen Konzeption künftiger Handelsplattformen für Flexibilität genutzt werden.

Ob man das Energiesystem eines einzelnen Hauses, einer Großstadt oder eines Landes wie Deutschland betrachtet: Wie gut oder schlecht es abschneidet, richtet sich nach seinen Umweltauswirkungen, den Kosten und der Sicherheit, die es bietet. So könnte eine rein auf Kohle und Öl basierende Energieversorgung in einem Modell zwar als sehr sicher abschneiden, aber bei Kosten, Importabhängigkeit, Klimaschutz und Umwelt sehr schlecht dastehen. Andersherum wäre ein sehr schnell eingeführtes rein erneuerbares System stark bei Umwelt und Klima, aber womöglich im Nachteil bei Versorgungssicherheit und Landschaftsverbrauch. 

Um verschiedene Energiesysteme mit dem gleichen Maßstab zu messen, wurde in WindNODE die DIN SPEC 91432 entwickelt, die das Raster für eine multikriterielle Bewertung bildet – also einer Bewertung, die ein ausreichendes Set an ökonomischen, sozialen, wirtschaftlichen und sicherheitsrelevanten Aspekten einbezieht.