Modeling the Diffusion of Competing Residential Heating Systems

 

Projektlaufzeit: 7/2008 - 6/2011
Gefördert durch das E.ON ERC

  Einkommen von Heizsystemkäufern basierend auf Daten der Hauptumfrage (Quelle: FCN)

In Deutschland entfallen rund 75% des gesamten Endenergieverbrauchs zu Wohnzwecken auf die Heizenergie. Dieser Energiebedarf wird zum Großteil durch die Energieträger Öl und Gas gedeckt und geht folglich einher mit fluktuierenden Energiepreisen, Versorgungsunsicherheiten und ökologischen Fragestellungen. Vor diesem Hintergrund sind innovative Heizsysteme, wie öl- oder gasbetriebene Brennwertkessel mit Solarthermieunterstützung, Wärmepumpen oder Holzpellet gefeuerte Kessel in den vergangenen Jahren in den Fokus des Gesetzgebers und privater Haushalte gerückt. Die genannten Heizsysteme stellen eine gleichwertige Qualität an Wärme zur Verfügung, unterscheiden sich jedoch signifikant in ihren wirtschaftlichen, ökologischen und technischen Charakteristika. Abgesehen von diesem externen Entscheidungskontext haben Aspekte, welche eher in der Persönlichkeitssphäre angesiedelt sind, einen bedeutenden Einfluss auf die Entscheidung für ein Heizsystem.

In dem ersten Schritt des Vorhabens entwickelten wir einen integrierten theoretischen Rahmen, um die Anschaffungsentscheidung eines Hausbesitzers für ein innovatives Heizsystem bewerten zu können (FCN Working Paper No. 2/2010). Ausgehend von einer einstellungsbasierten Theorie (Theorie des geplanten Verhaltens) schlugen wir einen Rahmen vor, welcher explizit dazu geeignet ist, ökonomische und den persönlichen Bereich betreffende Determinanten zu berücksichtigen. Auf dieser Grundlage entwickelten und testeten wir einen Fragebogen für eine groß angelegte E-Mail-Umfrage bei Eigentümern von existierenden und neu gebauten 1-2 Familienhäusern in Deutschland, die kürzlich ein neues Heizsystem installiert hatten. Mit der Hauptumfrage in Deutschland (Stichprobengröße: 5000 Hauseigentümer) erzielten wir eine Rückmelderate von ca. 60% (N=2985).

Die Umfragedaten wurden mit Hilfe verschiedener ökonometrischer und multivariater Analysen untersucht. Basierend auf einem multi-nominalen Regressionsmodel analysierten wir den Einfluss der Präferenzen, der sozio-demographischen Charakteristika, der Hausvariablen und räumlichen Variablen auf die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes Heizsystem eingeführt wird (FCN Working Paper No. 9/2011). Unsere Ergebnisse zeigen, dass unterschiedliche Treiber für die Auswahl eines innovativen Heizsystems in Neubauten oder bestehenden 1- und 2-Familienhäusern existieren und dass sich die Gewichtung der Treiber in Bezug auf bestimmte Heizsystemgruppen innerhalb einzelner Hausbesitzergruppen unterscheidet. An erster Stelle steht die Erkenntnis, dass Nutzer eines öl- und gasgefeuerten Brennwertkessels mit einer solarthermischen Unterstützung eine ausgeprägte Präferenz für die Einsparung von Energie haben, während Nutzer einer Wärmepumpe oder Holzpellet-Heizung die Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern als vorrangig einschätzen. Wir halten zweitens fest, dass Präferenzen für spezifische Eigenschaften von Heizsystemen für Eigentümer von Neubauten von besonderer Relevanz sind, wobei der Einfluss der Kontrollvariablen verhältnismäßig schwach ist. Drittens erkennen wir, dass sozio-demographische, Hauscharakteristika und räumliche Ausprägungen einen höheren und differenzierteren Einfluss für die Gruppe der existierenden Häuser haben. Diese Variablen geben den Entscheidungsrahmen vor und lassen weniger Spielraum für den Einfluss von persönlichen Präferenzen, wenn ein Heizungssystem in einem bestehenden Haus ausgetauscht werden soll.

Die Ergebnisse einer Hauptkomponentenanalyse legen nahe, dass die Motivation der Hausbesitzer für die Installation eines Heizsystems sechs Dimensionen hat (FCN Working Paper No. 17/2011). Darunter sind (i) die damit verbundenen Kosten, (ii) die generelle Einstellung gegenüber dem Heizsystem, (iii) die gesetzliche Förderung, (iv) die Reaktion auf Rahmenbedingungen wie Versorgungssicherheit und Umweltfragen, (v) die Bedienungsfreundlichkeit des Heizsystems und (vi) der Einfluss weiterer wichtiger Faktoren (subjektive Normen). Darüber hinaus zeigen wir, dass die Bedeutung der Komponenten mit dem spezifischen Heizsystem und dem Haustyp variiert.

Weiterführende Schritte dieses Forschungsprojektes sind die Datenanalyse mit Strukturgleichungsmodellen, um die individuelle Entscheidung über die Einführung grundlegender zu diskutieren.

Projektpublikationen

Michelsen C., Madlener R. (2016). Homeowner satisfaction with low-carbon heating technologies, Journal of Cleaner Production, 141, 1286-1292.

Michelsen C., Madlener R. (2015). Switching from fossil fuel to renewables in residential heating systems: An empirical study of homeowners' decisions in Germany, Energy Policy, 89, 95-105.

Michelsen C., Madlener R. (2013). Motivational Factors Influencing the Homeowners' Decisions Between Residential Heating Systems: An Empirical Analysis for Germany, Energy Policy, 57 (June), 221-233.

Michelsen C., Madlener R. (2012). Homeowners' Preferences for Adopting Innovative Residential Heating Systems: A Discrete Choice Analysis for Germany, Energy Economics, 34 (5), 1271-1283.

Michelsen C.C., Madlener R. (2015). Beyond Technology Adoption: Homeowner Satisfaction with Newly Adopted Residential Heating Systems, FCN Working Paper No. 1/2015, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, February.

Blum J., Madlener R., Michelsen C.C. (2014). Exploring the Diffusion of Innovative Residential Heating Systems in Germany: An Agent-Based Modeling Approach, FCN Working Paper No. 7/2014, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, July.

Michelsen C.C., Madlener R. (2013). Switching from Fossil Fuel to Renewables in Residential Heating Systems: An Empirical Study of Homeowners' Decisions in Germany, FCN Working Paper No. 14/2013, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, October.

Michelsen C.C., Madlener R. (2011). Homeowners' Preferences for Adopting Residential Heating Systems: A Discrete Choice Analysis for Germany, FCN Working Paper No. 9/2011, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, May (revised January 2012).

Michelsen C.C., Madlener R. (2011). Homeowners' Motivation to Adopt a Residential Heating System: A Principal Component Analysis, FCN Working Paper No. 17/2011, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, November (revised January 2013).

Michelsen C.C., Madlener R. (2010). Integrated Theoretical Framework for a Homeowner's Decision in Favor of an Innovative Residential Heating System, FCN Working Paper No. 2/2010, February.

Michelsen C., Madlener R. (2012). Modeling the Diffusion of Competing Residential Heating Systems, E.ON Energy Research Center Series, Vol. 4, Issue 3, November (ISSN: 1868-7415).

Michelsen, C.C., Madlener, R. (2012). Homeowners' Preferences for Adopting Innovative Residential Heating Systems: A Discrete Choice Analysis for Germany, Energy Economics, 34(5): 1274-1283. [ScienceDirect]

Michelsen C., Madlener R. (2010). Integrated Framework for Assessing the Determinants of Homeowner’s Adoption Decision in Favor of an Innovative Residential Heating System, FCN Working Paper No. 2/2010, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, February.

Sunak, Y., Michelsen, C., Madlener, R. (2009). Descriptive Statistical Analysis of the Diffusion Dynamics of Residential Heating Systems in Selected European Countries. Interim Project Report, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, December.

Michelsen C.C., Madlener R. (2012).Modeling the Diffusion of Competing Residential Heating Systems, E.ON Energy Research Center Series, Vol. 4, Issue 3, June (ISSN: 1868-7415). [Download]

Abschlussarbeiten

Schäfer A. (2009). Lead Markets for Innovative Residential Heating Technologies – A Survey and Analysis of Selected Countries in the EU, Studienarbeit, Lehrstuhl für Wirtschaftswissenschaften, insb. Energieökonomik, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, RWTH Aachen University..

von Avenarius A. (2009). Market and Value Chain Analysis of Residential Heating Systems: The case of wood-pellet boilers, electric heat pumps and gas-condensing boilers in Germany, Bachelorarbeit, Lehrstuhl für Wirtschaftswissenschaften, insb. Energieökonomik, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, RWTH Aachen University., September.

Dissertationen

Michelsen C. (2015). The Energiewende in the German residential sector : empirical essays on homeowners' choices of space heating technologies, E.ON Energy Research Center, RWTH Aachen University