Economic viability of contracting models for financing and operating sustainable energy infrastructure in multi-storey residential buildings

Abstract

In its national climate goals, Austria has committed to reduce fossil fuel-based heating systems in the residential sector and to increasingly utilise buildings for the generation of decentralised renewable energy until 2030. Energy contracting concepts are a promising possibility to accelerate the energy transition by taking financial risks from house owners and providing green energy at reduced costs to the respective residents. The objective of this thesis is to determine which sustainable energy infrastructure is established in a multistorey residential building in order to ensure the residents’ minimal possible energy costs.A linear optimisation model is proposed, which minimises the total yearly energy costs of the tenants. This includes, among others, the profitability of the involved contracting party. In order to examine the limits concerning the applicability of contracting various technologies in the residential sector, three different building set-ups are analysed. The results show that energy contracting can lead to reduced energy costs for tenants as well as profitable investments for contractors. Especially contracted investments in photovoltaicplants prove to be economically viable within various building set-ups. The profitability of heat pumps differs depending on the existing heating system within the building. Nevertheless, an increasing CO2 price triggers the profitability of heat pumps since the existing fossil fuel-based heating systems are more affected by the rising CO2 price. Furthermore, solar thermal plants as well as battery systems are not beneficial for the tenants in the analysed contracting business model. The results indicate that a furtherdecarbonsation of the building sector needs market incentives for additional contracting business models and the reduction of bureaucracy barriers for the stakeholders involved. This can lead to new contracting investment and service business cases (e.g. contracting of solar thermal plants, building retrofitting and active demand side management) being profitable for both tenants and contractors.

In seinen nationalen Klimazielen hat sich Osterreich dazu verpflichtet, bis 2030 den Einsatz von fossilen Heizsystemen im Gebäudesektor zu reduzieren sowie Gebäude vermehrt für die Erzeugung von dezentraler, erneuerbarer Energie zu nutzen. Energie-Contracting-Konzepte haben hierbei das Potenzial, maßgeblich zur Beschleunigung der Energiewende beizutragen, da sie sowohl finanzielle Risiken für HauseigentümerInnen verringern als auch den MieterInnen nachhaltige Energieversorgung zu reduzierten Kosten ermöglichen. Ziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, welche nachhaltige Energieinfrastruktur in einem mehrstöckigen Wohngebäude errichtet wird, um den BewohnerInnen möglichst geringe Energiekosten zu gewährleisten. Hierfür wird ein lineares Optimierungsmodell entwickelt, das die jährlichen Gesamtenergiekosten der MieterInnen minimiert. Unter anderem wird hierbei die Rentabilität der Investition für einen beteiligten Contractor berücksichtigt. Um die Grenzen der Anwendbarkeit von Contracting bei verschiedene Energietechnologien im Gebäude zu untersuchen, werden drei verschiedene Gebäudetypen analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Energie-Contracting sowohl zu reduzierten Energiekosten für die MieterInnen als auch zu rentablen Investitionen für Contractoren führen kann. Insbesondere Contracting-Investitionen in Photovoltaikanlagen erweisen sich für alle untersuchten Gebäudetypen als wirtschaftlich rentabel. Die Rentabilität von Wärmepumpen ist je nach bestehendem Heizsystem des Gebäudes unterschiedlich. Allerdings wirkt sich ein steigender CO2-Preis positiv auf die Rentabilität von Wärmepumpen aus, da die bestehenden, auf fossilen Brennstoffen basierenden Heizsysteme stärker von einem steigenden CO2-Preis betroffen sind. Solarthermische Anlagen und Batteriesysteme führen in dem untersuchten Contracting-Geschäftsmodell nicht zu finanziellen Vorteilen für die MieterInnen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass für eine weitere Dekarbonisierung des Gebäudesektors Marktanreize für zusätzliche Contracting-Geschäftsmodelle sowie der Abbau von bürokratischen Hürden für die beteiligten AkteurInnen notwendig sind. Das kann dazu führen, dass neue Contracting-Investitionen und -Dienstleistungen (z.B. Contracting von solarthermischen Anlagen, Gebäudesanierung und aktives Demand-Side-Management) sowohl für die MieterInnen als auch für Contractoren profitabel werden.