Die effiziente Baustelle
Neben der wirtschaftlichen und sozialen Relevanz kommt der Bauwirtschaft für die Realisierung einer nachhaltigen Entwicklung in Deutschland eine entscheidende Rolle zu. Baustoffauswahl, Energieverbrauch und Kosten sind eng aneinander gekoppelt und werden zunehmend in der Öffentlichkeit thematisiert. Während das Thema Energieeffizienz vor allem in der Nutzungsphase von Gebäuden einen hohen Stellenwert besitzt, spielen diese Aspekte beim Betrieb von Baustellen bislang eine untergeordnete Rolle.
HINTERGRUND
Der Rückgang der Baunachfrage sowie ausbleibende Investitionen öffentlicher, industrieller und privater Bauherren führten in der Vergangenheit zu einem schonungslosen Verdrängungswettbewerb um die Gunst der Kunden. Besonders vor dem Hintergrund des erheblichen Ressourcenverbrauches des Baugewerbes ist es im wieder einsetzenden Aufwärtstrend deshalb umso wichtiger, ein möglichst effizientes und nachhaltiges Management anzuwenden. Für Bauunternehmen sind geringe Herstellungskosten eine Grundvoraussetzung, um erfolgreich Angebote akquirieren zu können und dauerhaft konkurrenzfähig zu bleiben. Der durch die rückläufige Auftragslage entstandene Kostendruck im Bausektor führte in den letzten zehn Jahren zu einer kontinuierlichen Steigerung der Arbeitsproduktivität. Die Material- und Energieproduktivität nahm hingegen, verglichen mit dem Jahr 1997, um rund 11 Prozentpunkte ab (siehe Abb. 1).
Die Entwicklung macht deutlich, dass der Bauprozess bei der Lebenszykluskostenanalyse unberücksichtigt bleibt. Angesichts sich verändernder Märkte und wirtschaftlicher Krisen haben andere Maßnahmen im Kerngeschäft der Unternehmen Priorität. Die Potenziale zur Senkung des Energie- und Ressourcenverbrauchs können so nicht ausgeschöpft werden.
Zu den heutigen Herausforderungen gehören sowohl ein verantwortungsvoller Umgang mit der Natur, eine klimaschonende Energieversorgung, als auch eine effiziente Verwendung von Ressourcen. Aktuelle Diskussionen um Klimawandel und CO2-Emissionen spiegeln schon längst die Brisanz des Themas wider. Dass der Klimawandel nicht nur Risiken birgt, sondern auch Chancen eröffnet, macht sich nicht zuletzt in der Bauwirtschaft bemerkbar. Sie gilt als Gewinnerin des Klimawandels, gerade vor dem Hintergrund, dass rund 8 % aller Treibhausgasemissionen weltweit auf den Bestand und die Beheizung von Gebäuden entfallen, denn zur Reduzierung von CO2-Emissionen sind häufig Baumaßnahmen nötig.[4] Insbesondere im Bereich der Gebäudetechnik sind große Fortschritte hinsichtlich der Energieeffizienz zu verzeichnen. Dies betrifft neben dem Einsatz verbesserter Dämmsysteme auch den Bereich der Heizungs- und Energieversorgungssysteme. Besonders hohe Einsparungen können durch die energetische Sanierung von Bestandsimmobilien erreicht werden.
Es existieren branchenspezifische Energiekonzepte, die Einsparpotenziale in Industrie- und Gewerbebetrieben aufzeigen; für den Baustellenbetrieb jedoch wurden bisher keine umfassenden Untersuchungen zu energiesparenden Bauabläufen, Prozessen oder Techniken durchgeführt.
Zu den Hauptenergieträgern des Baugewerbes gehören Mineralöle, Gase und elektrischer Strom (siehe Abb. 2). Mineralöle werden hauptsächlich in Form von Dieselkraftstoff für den Betrieb von Baumaschinen mit Verbrennungsmotor eingesetzt. Für die Beheizung der Baustellencontainer wird in der Regel Erdgas benötigt, elektrischer Strom ist für eine Vielzahl von Verbrauchern auf der Baustelle unentbehrlich. Zu den Hauptabnehmern gehören Baucontainer, Turmdrehkrane, Beleuchtungseinrichtungen und die Ausbaugewerke.
Die Verteilung der Energieträger im Baugewerbe zeigt ein deutliches Bild. Mit den Mineralölen existiert ein Hauptenergieträger, der mit einem Anteil von 83,0 % deutlich hervorsticht. In den letzten Jahren hat allerdings eine Diversifikation stattgefunden. Der Anteil des elektrischen Stroms, der mit 6,5 % einen verhältnismäßig kleinen Teil der relevanten Energieträger ausmacht, ist im betrachteten Zeitraum um rund 30 % gegenüber dem Anfangswert gestiegen. Dies ist unter anderem der Zunahme an elektrisch betriebenen Informations- und Kommunikationstechnologien, wie Computern, Servern und Großrechnern, zuzuschreiben.
OPTIMIERUNGSPOTENZIALE
Die Rolle und Bedeutung der Energieeffizienz hängt unmittelbar mit dem Energiekostenanteil im Unternehmen zusammen. Allgemein gilt: Je höher die Energiekosten sind, desto höher ist auch die Bereitschaft, sich mit Themen wie Energiesparen und Energieeffizienz auseinanderzusetzen. Ein weiteres Indiz für das Bewusstsein ist das Vorhandensein von qualifiziertem Personal, welches sich mit Energiefragen beschäftigt. Dies ist in Bauunternehmen selten der Fall. Für das Management energieintensiver Prozesse sind selten Instrumente vorhanden, die eine Dokumentation, Kontrolle oder gar deren Steuerung erlauben. Hinsichtlich der Kalkulation fehlt eine systematische Kontrolle der gewählten Ansätze, die teilweise stark von den wirklichen Werten abweichen. Für die Planung des Geräteeinsatzes sind keine Möglichkeiten vorhanden, verschiedene Geräte oder Gerätegruppen energetisch zu vergleichen. Energieeinsparpotenziale durch angepasste Bauabläufe werden nicht ausgeschöpft. Eine Anpassung laufender Baustellenprozesse erfolgt wenn überhaupt nur dann, wenn die Bauleistungen stark vom Soll abweichen.
Um die Effizienz des Energieeinsatzes zu ermitteln und zu erhöhen, muss diese auf sämtlichen Ebenen eines Unternehmens erfasst und bewertet werden. Dies kann mit Hilfe eines Energiemanagements erfolgen. Dazu gehören mindestens der kostengünstige Einkauf und bewusste Einsatz von Energie, ein regelmäßiges Monitoring, d. h. eine Identifizierung weiterer Energieeinsparpotenziale und die Sensibilisierung und Schulung des betreffenden Personals. Bevor allerdings der Energieverbrauch und die -kosten mittels eines Managementsystems überwacht werden können, ist die Erfassung des Ist-Zustandes im Unternehmen unabdingbar. Idealerweise kann so eine ausreichende Datengrundlage geschaffen und mit den erbrachten Leistungen gekoppelt werden. Auf dieser Basis können Kalkulation und Arbeitsvorbereitung unterstützt und Bauprozesse mit einem geringeren Energieeinsatz geplant werden.
In der Bauwirtschaft sind Energiemanagementsysteme weitaus weniger verbreitet als in der stationären Industrie. Sind sie vorhanden, wird der Bauprozess nicht in die energetische Untersuchung mit einbezogen. Die Hemmnisstruktur ist nachwievor unverändert. Es mangelt in erster Linie an Know-how, personellen Ressourcen und finanziellem Kapital für die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen.[6] Dabei setzen Energieeinsparmaßnahmen keine oder kaum Investitionen voraus und sind vergleichsweise einfach umzusetzen. Durch zahlreiche Prozessbeobachtungen und -auswertungen konnten Lösungsansätze herausgefiltert werden; prinzipiell liegen die Potenziale in den Bereichen Technik, Organisation und Personal.
Auswahl der richtigen Gerätegröße und -gruppe
Es konnte festgestellt werden, dass die Auswahl unterschiedlicher Baugrößen einen großen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch hat. Dabei ist hinsichtlich der Energieeffizienz unter den gegebenen Randbedingungen die kleinere Baugröße vorzuziehen. Dieser Effekt lässt sich allerdings nicht durch den Einsatz immer kleinerer Baugrößen beliebig steigern. Es kommt vielmehr darauf an, die Baugröße auf den vorgesehenen Einsatz abzustimmen. Großgeräte sollten generell nur dann eingesetzt werden, wenn eine hohe Auslastung vorhanden ist, die Leistung pro Stunde die maßgebliche Rolle spielt oder hohe Grabkräfte erforderlich sind.
Ein weiterer Punkt, der in diesem Zusammenhang noch hervorgehoben werden muss, ist die Auswahl des Geräteherstellers. Aus den ermittelten Verbrauchskennwerten der Geräte geht hervor, dass diese stark variieren. Daher kann auch die richtige Geräteauswahl den Energieverbrauch in Bauunternehmen maßgeblich reduzieren. Der Gesetzgeber ist in der Pflicht, die Angabe von Verbrauchskennwerten durch die Hersteller zu verlangen. Dazu ist eine einheitliche und genormte Verbrauchsermittlung erforderlich.
Einsatz neuer Technologien
Durch den Einsatz neuer Technologien in Baumaschinen kann die Energieeffizienz ebenfalls erhöht werden. Hierzu zählen bspw. Hybridmaschinen, die mit Energierückgewinnungssystemen ausgestattet sind. Außerdem unterstützt die Ausrüstung mit leistungsfähigen Bordcomputern das Auslesen des Kraftstoffverbrauchs und ermöglicht so die Identifizierung sparsamer Geräte.
Optimierung der Tankrhythmen
Bei den untersuchten Baumaßnahmen erfolgte die Anlieferung des Kraftstoffs immer während des Baustellenbetriebs. Dadurch kam es zu Unterbrechungen der Arbeitsabläufe, die die Leistung negativ beeinflussten und Stillstandszeiten hervorriefen. Optimalerweise erfolgt die Anlieferung vor oder nach der eigentlichen Betriebszeit.
Es konnte außerdem festgestellt werden, dass die Geräte auch dann betankt wurden, wenn lediglich ein Viertel des vorhandenen Tankvolumens verbraucht war. Diese häufigen Tankintervalle führen zu vermehrten Arbeitsunterbrechungen.
Einführung einer Kraftstoffverbrauchsdokumentation
Die Einführung einer Kraftstoffverbrauchsdokumentation oder eines Monitorings gehört zu den Maßnahmen, die mittelfristig eine Erhöhung der Energieeffizienz zur Folge haben kann: Für die Kalkulation können gesicherte Kennwerte ermittelt werden, die bei Investitionsentscheidungen maßgebend sein können.
Ein weiterer positiver Effekt der Dokumentation ist die Sensibilisierung und Aufmerksamkeitserzeugung der Mitarbeiter für den effizienten Einsatz von Energieressourcen. Eine Verstärkung dieses Effekts kann durch das Involvieren der Mitarbeiter in die Dokumentation erreicht werden. Bereits eine Verhaltensanpassung der gewerblichen Mitarbeiter kann zu mehr Effizienz führen.
Verhalten bei Stillstandszeiten
Die Prozessbeobachtungen zeigen, dass Baumaschinen hohe Stillstandszeiten aufweisen. Viele Prozesse verlangen längere Stillstandzeiten der Maschinen, wie zum Beispiel das Umschlagen von Baustoffen. Der Anteil der Stillstandzeiten eines Baggers an der Gesamtlaufzeit kann mit durchschnittlich 30 % angesetzt werden.
Zwar entwickeln Maschinenbauer bereits kraftstoffeffizientere Baumaschinen, jedoch ist hier nach Aussage der Maschinenführer auf den beobachteten Baustellen noch weiterer Handlungsbedarf.
ZIELE
Ziel ist es, Grundlagen zu schaffen, um ein umweltgerechtes und nachhaltiges Energie- und Ressourcenmanagement in der Bauwirtschaft zu ermöglichen. Nicht nur steigende Energiepreise, sondern auch die Notwendigkeit, den klimaschädlichen CO2-Ausstoß zeitnah zu minimieren, erfordern eine Untersuchung möglicher Energieeinsparpotenziale auf Baustellen. Die Kenntnis des eigenen Energieverbrauchs wird für Bauunternehmen immer wichtiger. Nur wenn Höhe und Ursachen des Verbrauchs bekannt sind, können sinnvolle Maßnahmen zur dessen Reduzierung eingeleitet werden. Insbesondere die Gestaltung der Bauabläufe und Bauprozesse sowie der Einsatz energieeffizienter Techniken unter Berücksichtigung der besonderen Randbedingungen der Baustellenfertigung müssen untersucht und bewertet werden. Durch die Verknüpfung von umweltgerechtem Handeln und nachhaltigem Wirtschaften wird die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, die energieeffiziente Konzepte anwenden, nicht nur gestärkt, sondern auch zum wirtschaftlichen Erfolgsfaktor.
ANREIZE UND IMPLEMENTIERUNG
In einer Gesellschaft, in der das ökologische Bewusstsein immer mehr an Bedeutung gewinnt und sich auch politisch niederschlägt, kann in Zukunft die Energieeffizienz von Unternehmen durchaus bei der Auftragserteilung relevant sein.[7] Dies zeigt sich ganz konkret an einer Initiative aus Großbritannien mit dem Titel „Carbon Disclosure Project“. Die gemeinnützige Organisation veröffentlicht in regelmäßigen Abständen die CO2-Bilanzen von teilnehmenden Unternehmen und deren Pläne zur Reduzierung klimaschädlicher Emissionen. Vertreten sind dort Global Player wie Air France-KLM, Dell, PepsiCo oder Philips.[8] Diese Unternehmen sind bestrebt, auch an ihre Zulieferer höhere Anforderungen bezogen auf Klimaschutzbestrebungen zu stellen. Auf freiwilliger Basis konnten so von anfänglich 235 beteiligten Unternehmen im Jahr 2003 Daten von 3050 Unternehmen im Jahr 2010 untersucht und veröffentlicht werden.[9]
Darüber hinaus werden Unternehmen gesetzlich verpflichtet, sich an Emissionsgrenzwerte zu halten. Dies gilt besonders für Großemittenten seit Einführung des europäischen Emissionshandels. Dieser könnte sich in Zukunft zur Erreichung ambitionierter Klimaziele auch auf andere Industriezweige, die bislang nicht zu den Großemittenten zählen, ausweiten. Doch ob nun gesetzlich verpflichtend oder nicht, die Energieeffizienz wird bei der Vergabe von Bauprojekten, neben der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit, immer wichtiger werden. Gelingt der Bauwirtschaft es nicht, die Produktion und den Betriebsablauf energieeffizient zu gestalten, schwinden zunächst die öffentliche Reputation und schließlich die Auftragsbestände.
Zukünftig ist zudem mit der Forderung nach einer Ökobilanzierung für Bauprojekte zu rechnen. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise das CO2-Zertifizierungssystem der niederländischen „Stichting Klimaatvriendelijk Aanbesteden & Ondernemen“ (SKAO) genannt werden. Hierbei erhalten Unternehmen bei der Auftragsvergabe Vorteile, wenn sie sich mit den eigenen CO2-Emissionen auseinandersetzen und Konzepte vorweisen können, diese zu reduzieren. Die Unternehmen werden dabei in ein Zertifizierungsschema (CO2 Performance Ladder) eingestuft. Insgesamt sind 6 Stufen von 0 bis 5 definiert, wobei die fünfte Stufe den höchsten Vergabevorteil bietet. Ein vergleichbares Anreizsystem existiert auch in Großbritannien. Hier stellt die Crossrail Ltd., die hauptsächlich für die Entwicklung des Schienenverkehrs im Großraum London verantwortlich ist, an die beteiligten Bauunternehmen bestimmte Anforderungen an den Umgang mit dem eigenen Energieverbrauch. Dazu zählen ein Monitoring des Energieverbrauchs, definierte Zielsetzungen zur Reduktion des Energieverbrauchs sowie die Entwicklung von Möglichkeiten zur Verbrauchsreduktion.[10] Auch im Hinblick auf das erwachende Verantwortungsbewusstsein der Auftraggeber und vor dem Hintergrund der Entwicklungen in den Niederlanden (SKAO) und UK (Crossrail) ist davon auszugehen, dass sich ähnliche Anreizsysteme mittelfristig auch in Deutschland durchsetzen werden.
In einer durch die Autoren in Zusammenarbeit mit dem Berufsförderungswerk der Bauindustrie NRW durchgeführten europaweiten Umfrage zur Energieeffizienz auf Baustellen prognostizierten bereits 72 % aller befragten Bauunternehmen eine zukünftig steigende Bedeutung der CO2-optimierten Baustelle. Das Bewusstsein für die Relevanz der Thematik ist vorhanden, allerdings werden gleichzeitig Hemmnisse bei der Umsetzung von Energieeinsparmaßnahmen genannt. Das Haupthemmnis wird in zu langen Amortisationszeiten bei investiven Maßnahmen gesehen. Weitere wichtige Gründe sind fehlendes Personal und Zeitmangel, um sich dem Thema in angemessener Weise zu widmen.
Letztendlich müssen weitere Anreize für Bauunternehmen geschaffen werden, sich aktiv an der Schonung von Ressourcen zu beteiligen. Dies kann z. B. mit Hilfe von Vergabevorteilen, vergleichbar mit SKAO in den Niederlanden, realisiert werden. Denn nur wenn die Unternehmen auch einen wirtschaftlichen Vorteil erkennen, werden sie sich verstärkt auf die Reduzierung des Energieverbrauchs und damit des CO2-Ausstoßes konzentrieren.
LITERATURHINWEISE
[1] Statistisches Bundesamt (2010a): Unternehmen, Beschäftigte, Personalkosten, Jahresbauleistung und sonstige Umsätze im Baugewerbe: Deutschland, Jahre, Wirtschaftszweige (Code: 44200-0001), GENESIS-Online-Datenbank
[2] Statistisches Bundesamt (2010b): Brutto- und Nettoproduktionswert, Brutto- und Nettowertschöpfung zu Faktorkosten im Baugewerbe: Deutschland, Jahre, Wirtschaftszweige (Code: 44200-0002), GENESIS-Online-Datenbank
[3] Statistisches Bundesamt (2010c): Energieverbrauch: Deutschland, Jahre, Produktionsbereiche (Code: 85131-0001), GENESIS-Online-Datenbank
[4] Heymann, E. (2007): Klimawandel und Branchen: Manche mögen´s heiß, Deutsche BankResearch
[5] Statistisches Bundesamt (2010d): Energieverbrauch: Deutschland, Jahre, Produktionsbereiche (Code: 85131-0001), GENESIS-Online-Datenbank, eigene Berechnungen
[6] Prognos AG (2010): Rolle und Bedeutung von Energieeffizienz und Energiedienstleistungen in KMU, im Auftrag der KfW Bankengruppe, 2010
[7] Zeit online (2011): Grüne Geschäfte – CO2-Bilanz entscheidet über den Auftrag, http://blog.zeit.de/gruenegeschaefte/2010/02/01/co2-bilanz-entscheidet-uber-den-auftrag/, Stand: 10.08.2011
[8] Carbon Disclosure Project (2011): https://www.cdproject.net/en-US/Results/Pages/overview.aspx, Stand: 12.08.2011
[9] Prorail (2009): Taking care for less CO2, http://www.prorail.nl, Stand: 18.03.11
[10] Atkearney (2011): Carbon Disclosure Project – Supply Chain Report 2011, , Stand: 12.08.2011, https://www.cdproject.net/CDPResults/CDP-2011-Supply-Chain-Report.pdf
