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Aug 06, 2023

Beschleunigung des grünen Wachstums in der gebauten Umwelt

Die Welt kommt zusammen, um die Menge an Kohlenstoff in der Atmosphäre zu reduzieren.

Die Welt kommt zusammen Um die Menge an Kohlenstoff in der Atmosphäre zu reduzieren, müssen alle Industrien und Sektoren einen Beitrag leisten. Die gebaute Umwelt ist keine Ausnahme. Tatsächlich ist diese Situation – die sich auf den gesamten Lebenszyklus (Entwurf, Materialherstellung, Bau, Nutzung und Abriss) aller Wohn- und Gewerbegebäude und Infrastruktur bezieht – direkt oder indirekt für etwa 40 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen aus Kraftstoffen verantwortlich Verbrennung und 25 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen (THG).1Tony Hansen, Focko Imhorst, Anna Moore und Sebastian Reiter, „Glasgow COP26 2021: Decarbonizing the Built Environment“, McKinsey, 11. November 2021. Als Ergebnis ist es gehört zu den Industrien mit den höchsten Emissionen und emittiert mehr als die Stromproduktion, die Schifffahrt und die Luftfahrt.

Dieser Artikel ist eine Gemeinschaftsarbeit von Fabian Apel, Brodie Boland, Helene de la Motte, Anna Moore, Sebastian Reiter und Erik Sjödin und vertritt Ansichten aus McKinseys Basic Materials Practice.

Die Emissionsbeiträge der gebauten Umwelt betreffen auch andere Industrien und Sektoren. Tatsächlich stammt ein beträchtlicher Teil der Gesamtemissionen aller Branchen aus physischen Strukturen. Beispielsweise müssen Telekommunikationsunternehmen neben der Energie, die für den Betrieb der Geräte verbraucht wird, auch die Emissionen ihrer Anlagen berücksichtigen.

Unsere Analyse zeigt, dass im Lebenszyklus eines typischen Gebäudes 76 Prozent der Emissionen aus dem Betrieb stammen und die restlichen 24 Prozent aus der Verarbeitung von Rohstoffen für den Bau neuer Gebäude. Angesichts der Tatsache, dass 80 Prozent des prognostizierten Gebäudebestands für 2050 heute vorhanden sind,2 „Aufruf zum Handeln: Die Chance zur Dekarbonisierung im Bauwesen nutzen“, McKinsey, 14. Juli 2021. liegt es auf der Hand, dass die gebaute Umwelt nicht nur körperlich dekarbonisiert werden muss Emissionen, sondern auch, was noch wichtiger ist, die betrieblichen Emissionen des bestehenden Gebäudebestands.

Die physischen Auswirkungen des Klimawandels sind heute in Form von Überschwemmungen, Waldbränden, steigendem Meeresspiegel und anderen Naturkatastrophen deutlich sichtbar. Darüber hinaus besteht erheblicher Druck aus allen Marktdimensionen, einschließlich regulatorischer Anforderungen, Erwartungen der Aktionäre, Anforderungen der Mitarbeiter und von Kunden gezahlter Umweltprämien. Um diese Probleme anzugehen, können Branchenführer daran arbeiten, die Transparenz und das Bewusstsein zu verbessern, Partnerschaften entlang der Wertschöpfungskette aufzubauen und konsistente und zuverlässige Kennzahlen festzulegen. Mit der Gründung des Net Zero Built Environment Council möchten wir diese Veränderungen anregen und dazu beitragen, die gebaute Umwelt in eine sauberere, grünere Zukunft zu verwandeln.

Um das Netto-Null-Emissionsziel bis 2050 zu erreichen, müssen verschiedene Industrien das Tempo ihrer Dekarbonisierung im Vergleich zu den letzten 30 Jahren verdreifachen.3Greenhouse Gas Inventory Data – Detaillierte Daten nach Parteien, UN Climate Change, abgerufen am 5. Oktober 2022; Tony Hansen, Focko Imhorst, Anna Moore und Sebastian Reiter, „Decarbonizing the Built Environment: Takeaways from COP26“, 12. Januar 2022. Es gibt mehrere mögliche Dekarbonisierungspfade über Materialien, Design und Technologie hinweg, die zusammen dazu beitragen könnten, einen erheblichen Teil der COP26 einzudämmen Gesamtemissionen. Einige dieser Wege, wie etwa die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen für Heizsysteme, bergen ein erhebliches Potenzial zur Emissionsreduzierung, während andere, wie etwa die Abfallreduzierung und die Verbesserung der Kreislaufwirtschaft, wahrscheinlich einen geringeren Teil der Emissionen mindern werden.

Angesichts der Tatsache, dass ein erheblicher Teil der Emissionen in der bebauten Umwelt auf den Betrieb bestehender Gebäude zurückzuführen ist, hat die Reduzierung dieser Emissionen oberste Priorität. Die Hauptursachen für diese betrieblichen Emissionen sind Heizung und Kühlung. Indirekte Emissionen (aus der Stromerzeugung und gewerblichen Wärmeerzeugung) machen 50 Prozent der Emissionen der weltweiten Gebäudeumgebung aus.4 „Globaler Statusbericht für Gebäude und Konstruktion 2020: Zusammenfassung“, Global Alliance for Building and Construction und UN-Umweltprogramm, 16. Dezember , 2020. Bei der Reduzierung der Emissionen aus dem Betrieb bestehender Gebäude sind zwei wichtige Faktoren zu berücksichtigen: die zum Heizen verwendete Energiequelle und die Energieeffizienz des Gebäudes. Wichtige Möglichkeiten zur Bewältigung dieser beiden Faktoren könnten die Modernisierung der Energieversorgung und die Verbesserung der Isolierung sein. Dazu gehört die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen für Wärmepumpen und die Nutzung neuer Technologien wie Kraft-Wärme-Kopplung, Infrarot-Heizplatten und Wasserstoffkessel.

In der Europäischen Union könnten beispielsweise durch Energiemodernisierungen bis zu 30 Prozent der Emissionen eingedämmt werden. Der andere wichtige Weg ist die Suche nach Design- und Isolierungshebeln, die die Energieeffizienz verbessern können, indem sie weitere 30 Prozent der Emissionen eindämmen.5 „Aufruf zum Handeln“, 14. Juli 2021. Dies würde in der Folge die Notwendigkeit verringern, sich stark auf Heizung und Lüftung zu verlassen und Klimaanlagen (HVAC).

Um den Übergang zu Netto-Null-Emissionen zu schaffen, könnten auch vorgelagerte Aspekte kohlenstoffarmer Baumaterialien maximiert werden, um die Grauemissionen während des Bauprozesses zu bekämpfen.

Die Zementindustrie ist für etwa ein Viertel aller CO2-Emissionen der Branche verantwortlich und erzeugt auch die meisten CO2-Emissionen pro Dollar Umsatz.6Thomas Czigler, Sebastian Reiter, Patrick Schulze und Ken Somers, „Den Grundstein für kohlenstofffreien Zement legen ,“ McKinsey, 14. Mai 2020. Die Bekämpfung der Zementemissionen ist daher von entscheidender Bedeutung, um den Übergang voranzutreiben. Beispielsweise könnte der Ersatz des im Zement verwendeten Klinkers durch Ersatzstoffe – wie gemahlene granulierte Hochofenschlacke (GGBS), Quarzstaub oder natürliche puzzolanische Materialien – und Füllstoffe wie Kalkstein den CO2-Fußabdruck von Zement um bis zu 90 Prozent verringern. Holzbaustoffe emittieren in einem typischen Gebäude 20 bis 60 Prozent weniger Kohlenstoff als Stahl und Beton.7Thomas Hundertmark, Sebastian Reiter und Patrick Schulze, „Green Growth Avenues in the Cement Ecosystem“, McKinsey, 16. Dezember 2021. Eine weitere Alternative ist kohlenstoffgehärteter oder kohlenstoffneutraler Beton, der Materialien auf Basis von mineralisiertem oder pyrolysiertem CO2 verwendet, um eine langfristige Kohlenstoffspeicherung zu ermöglichen. Heutige Methoden könnten bis zu 5 Prozent des bei der Produktion entstehenden CO2 binden, neuere Technologien könnten jedoch sogar 25 bis 30 Prozent binden. Insgesamt könnten die Emissionen der bebauten Umwelt durch die alleinige Bewältigung der Zementemissionen mit diesen Methoden um bis zu 15 Prozent gesenkt werden.

Eine wichtige Ergänzung zur Reduzierung der grauen Emissionen ist die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft durch die Minimierung der auf Deponien verbrachten Abfälle. Dies kann auf verschiedene Weise verbessert werden, beginnend mit der Erstellung genauer Schätzungen der benötigten Baumaterialien mithilfe von Tools wie Building Information Modeling (BIM), der Sicherstellung des Recyclings von Abbruchabfällen oder, im Fall der modularen Bauweise, der Nutzung potenzieller End-of-of-of-of-the-Boards. lebensbauende Komponenten oder Produkte.

Viele Hebel zur Dekarbonisierung der gebauten Umwelt sind bekannt und bewährt.

Die Dekarbonisierung der gebauten Umwelt kann sektorübergreifend zwischen 800,0 Milliarden und 1,9 Billionen US-Dollar an neuen grünen Wertpools schaffen (Abbildung 1). Dieser vielversprechende Markt bietet den Akteuren des Ökosystems erhebliches Potenzial. Insbesondere gibt es primäre Wertschöpfungspools für belastbare Materialien und Systeme mit einem Gesamtwert von mehr als 320,0 Milliarden US-Dollar und für die Nachrüstung bestehender Anlagen mit einem Gesamtwert von mehr als 240,0 Milliarden US-Dollar.

Eine klimaresistente Infrastruktur trägt zum Schutz vor extremen Wetterereignissen wie Dürren, extremen Temperaturen, Überschwemmungen, Hurrikanen und Waldbränden bei. Der Einsatz von Doppelglas in Fenstern und Türen, der Bau grüner Fassaden und die Isolierung von Wänden mit Gipskartonplatten sind nur einige Möglichkeiten, extreme Temperaturen abzumildern. Gründächer haben beispielsweise mehrere direkte Vorteile und Nebeneffekte, darunter die Senkung der Innentemperatur um bis zu 5 °C, was zu Energieeinsparungen führt; Aufnahme von Regenwasser und Verzögerung des Abflusses, wodurch das Überschwemmungsrisiko aufgrund starker Regenereignisse verringert wird; Senkung der Temperatur in dicht bebauten Gebieten; Bereitstellung von Lebensräumen für städtische Wildtiere und Trittsteinen für wandernde Arten; und die Schaffung einer ästhetisch ansprechenderen Stadtlandschaft.8 „Grüne Dächer in Basel, Schweiz: Kombination von Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen“, Climate-ADAPT, 10. September 2022.

Darüber hinaus wird erwartet, dass sich der Wertpool für die Nachrüstung bestehender Gebäude ausgehend von aktuellen Prognosen von 4 Prozent CAGR über 2035 hinaus beschleunigt, angetrieben durch zunehmenden Regulierungsdruck und finanzielle Anreize, Kosteneinsparungen für Gebäudeeigentümer und -nutzer durch Maßnahmen wie die Verbesserung der Isolierung, und die wachsende Nachfrage der Endnutzer nach effizienteren, weniger CO2-intensiven Gebäuden (Abbildung 2). Es wird erwartet, dass der Anstieg des potenziellen jährlichen Wertpools im Laufe der Zeit in den nächsten zwei Jahrzehnten abnehmen wird, da die Zahl neuer Technologien und Häuser stagniert. Der realisierte Wert wird immer noch wachsen, aber die gebaute Umwelt ist mit mehreren Gegenwinden konfrontiert, wie etwa Fragmentierung, Risikoaversion und langsamer Digitalisierung.9 Weitere Informationen zu diesen Gegenwinden sowie zur Wertschöpfungskette im Baugewerbe finden Sie unter „Die nächste Normalität im Baugewerbe: Wie sich Störungen verändern.“ das größte Ökosystem der Welt“, McKinsey, 4. Juni 2020.

Lokale Marktstrukturen und einfacher Markteintritt haben zu einer fragmentierten Landschaft meist kleiner Unternehmen mit begrenzten Skaleneffekten geführt. Darüber hinaus umfasst der projektbasierte Bauprozess viele Schritte mit verstreuten Verantwortlichkeiten und einer Vielzahl aktiver Einheiten in jedem Projekt – von mehreren spezialisierten Ingenieur- und Planungsunternehmen bis hin zu mehreren Subunternehmern und Subunternehmern und einer Vielzahl von Materiallieferanten. Da die Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette gering ist, entsteht ein isoliertes Ökosystem, in dem Unternehmen ihr Risiko tendenziell selbst managen und die Reibungen an den Schnittstellen hoch sind. Unterschiedliche Aufsichtsbehörden, örtliche Bauvorschriften und Standards verschärfen die Herausforderung zusätzlich und führen zu einer geringeren Produktivität, wodurch sich die Bearbeitungszeit von Projekten verlangsamt.

Insgesamt kann kein einzelner Akteur im Ökosystem das Emissionsproblem alleine bewältigen – und es besteht ein dringender Bedarf für die Zusammenarbeit der Akteure und die Erhöhung der Transparenz. Die gebaute Umwelt ist komplex und fragmentiert mit unterschiedlichen Akteuren, Geschäftsmodellen und Wertschöpfungskettenschritten10, darunter Baustoffhersteller; Auftragnehmer im Bereich Engineering, Beschaffung und Bau (EPC); Designer und Ingenieure; und Immobilieneigentümer und -entwickler.; Es ist zudem stark lokal geprägt, mit unterschiedlichen Standards, Bauvorschriften und Entscheidungsträgern, oft mit teilweise widersprüchlichen Zielen. Vereinbarungen sind oft projektbasiert mit zeitlich begrenzten, sich nicht wiederholenden Vereinbarungen, während Unternehmen mit geringen Margen arbeiten und nur über begrenzte Investitions- und Risikofähigkeiten verfügen.

Um das erforderliche Ausmaß an Dekarbonisierung und Wertschöpfung zu erreichen, um den grünen Übergang zu beschleunigen, sind grundlegende Veränderungen in der Art und Weise erforderlich, wie Branchenakteure Anlagen entwerfen, bauen, betreiben und stilllegen. Obwohl einige Vorschriften und Richtlinien derzeit den Übergang des Sektors zu Netto-Null-Emissionen begünstigen, muss der Sektor besser positioniert sein, um diesen Rückenwind zu nutzen und den besten Weg für die Zukunft zu finden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, sich zusammenzuschließen oder Koalitionen zu bilden und gleichzeitig Investitionen und Innovationen voranzutreiben.

Drei Zutaten könnten den grünen Wandel in der gebauten Umwelt potenziell beschleunigen: Transparenz und Bewusstsein, Partnerschaften entlang der Wertschöpfungskette und konsistente und zuverlässige Kennzahlen.

Die Umsetzung dieser drei Zutaten kann einzigartige Möglichkeiten bieten, Emissionsziele zu erreichen und zukünftige Führungskräfte in der gebauten Umwelt hervorzubringen. Bei allen großen technologischen Umwälzungen in der Vergangenheit haben First Mover einen überproportionalen Marktanteil erobert.

Um die entscheidenden Elemente für den Wandel zu erleichtern, gründen wir den Net Zero Built Environment Council, der viele der führenden etablierten Unternehmen und neuen Scale-Ups im gesamten Ökosystem der gebauten Umwelt zusammenbringt. In Anlehnung an die drei in diesem Artikel behandelten Zutaten können die Ambitionen des Rates bei den folgenden Maßnahmen hilfreich sein:

Alle Beteiligten entlang der Wertschöpfungskette müssen zusammenkommen, um systematische Herausforderungen zu meistern und die Transparenz kosteneffizienter Wege zu erhöhen, um die Dekarbonisierungsziele zu erreichen und das Bewusstsein für den gesamten Sektor zu schärfen. In diesem Sinne stellt der Net Zero Built Environment Council einen wichtigen Schritt vorwärts bei der Vereinigung von Industrien und Sektoren dar – nicht nur, um ihre Klimaziele zu erreichen, sondern auch, um grünes Wachstum in der gebauten Umwelt zu schaffen.

Fabian Apelist Associate Partner im Londoner Büro von McKinsey;Brodie Bolandist Partner im Büro in Washington, DC;Helene de la Motteist Berater im Stockholmer Büro, woErik Sjödinist Partner;Anna Moore ist Partner im Londoner Büro; UndSebastian Reiterist Partner im Münchner Büro.

Die Autoren danken Eddie Elizondo, Riyaz Gilani, Alastair Green, Focko Imhorst, Sharada Sucharitha Kannan, Shailesh Lekhwani, Aleem Anil Mawji, Paolo Spranzi und Mai Ly Sorri für ihre Beiträge zu diesem Artikel.