CapEx-Allokation im Portfolio: das 8-%-Optimum

Das Wichtigste in Kürze

• Wärmepumpe schlägt Vollsanierung: In über 40 % der Fälle ist eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ohne vollständige Hüllensanierung die wirtschaftlichste Dekarbonisierungslösung – Datenbasis: 32 Kundenportfolios mit rund 230.000 Wohneinheiten (Ampeers Energy).
• Portfolio-Optimierung spart 8 %: Wer die CapEx-Allokation über das gesamte Portfolio optimiert statt Gebäude für Gebäude zu entscheiden, spart bei gleicher Emissionsminderung rund 48 Mio. Euro (8 %) – modelliert an drei Schweizer Portfolios als Variante des Rucksackproblems (iScience 2023, ETH Zürich/OPTIML).
• Cost-per-tCO₂ entscheidet: Eine Wärmepumpe ohne Hüllensanierung kostet rund 8 €/kg CO₂ (8.000 €/t), mit Vollsanierung rund 26 €/kg (26.000 €/t) – die Reihenfolge der Maßnahmen folgt diesem Verhältnis (Ampeers Energy).
• Liquiditätsfalle: Die mathematisch optimale Lösung erzeugt eine fast verdoppelte CAPEX-Spitze in einem einzigen Jahr – Eigentümer müssen Investitionen über die Jahre glätten (iScience 2023).
• Realität der Sanierungsrate: 2025 lag die Sanierungsrate bei nur 0,67 %, nötig wären rund 2 % pro Jahr – eine Verdopplung (vdiv/dena).
• Größenordnung des Bedarfs: Der klimaneutrale Umbau des Wohngebäudebestands kostet kumuliert 3,6 Bio. Euro bis 2045, bis zu 150 Mrd. Euro pro Jahr (nur Wohnen, Basis 2022) (ARGE Kiel/GdW).

Die schwierigste Frage in der Dekarbonisierung eines Immobilienportfolios ist selten „Welches Gebäude saniere ich?", sondern „Welche Maßnahme an welchem Gebäude bringt pro investiertem Euro die meiste vermiedene Tonne CO₂ – und passt das in mein Jahresbudget?". Das ist im Kern ein Optimierungsproblem unter Budgetrestriktion. Genau hier wird Geld liegen gelassen: Wer Gebäude für Gebäude optimiert, statt das Portfolio als Ganzes zu betrachten, zahlt laut iScience-Studie der ETH Zürich bei identischer Emissionsminderung rund 8 % mehr.

Dieser Artikel ist das Mathematik-Stück des Clusters. Er erklärt das Allokationsproblem selbst – nicht die Reihenfolge nach Stranding-Risiko priorisieren (welches Gebäude zuerst) und nicht den 10-Jahres-CapEx-Plan für das Portfolio (Framework-Ebene). Wer die Kostenkennzahl je Maßnahme noch herleiten muss, findet die Methodik unter CO₂-Vermeidungskosten je Tonne berechnen.

Warum CapEx-Allokation ein Optimierungsproblem ist

Stellen Sie sich vor, Sie haben ein festes Jahresbudget und eine lange Liste möglicher Maßnahmen über Dutzende oder Hunderte Gebäude. Jede Maßnahme hat eine Kosten- und eine Wirkungsdimension (vermiedene Tonnen CO₂). Sie können nicht alles tun. Sie müssen die Kombination wählen, die unter der Budgetgrenze die größte Wirkung erzielt. Das ist exakt die Struktur des Rucksackproblems (Knapsack): begrenztes Volumen, viele Gegenstände mit Gewicht und Wert, gesucht ist die wertmaximale Auswahl.

Die iScience-Studie der ETH Zürich (2023, mitverfasst von Gründern des Spin-offs OPTIML) hat dieses Problem für drei reale Schweizer Portfolios mit zusammen 235 Assets, 600 Gebäuden, 1,55 Mio. m² und 6,25 Mrd. Euro Portfoliowert durchgerechnet und die kostenoptimale Dekarbonisierung explizit als Knapsack-Variante auf Portfolioebene modelliert.

Der entscheidende Befund: Wer das Budget über das gesamte Portfolio allokiert (Fleet-Optimierung), statt jedes Gebäude für sich zu optimieren, spart bei gleicher Emissionsminderung rund 48 Mio. Euro – das sind 8 %. Die Logik dahinter ist intuitiv: An manchen Gebäuden ist die letzte vermiedene Tonne sehr teuer, an anderen liegen günstige Tonnen brach. Eine gebäudeweise Betrachtung „sieht" diese Verschiebungschance nicht.

Gebäudeweise vs. portfolioweite Optimierung

Wichtig ist auch die Größenordnung der Aufgabe insgesamt. Die iScience-Studie zeigt für eine ambitionierte Strategie mit 47 % Lifecycle-Emissionsminderung Gesamtkosten von +45 % ohne Förderung bzw. +25 % mit Förderung gegenüber dem Status quo. Optimierung ändert nicht, dass Dekarbonisierung Geld kostet – sie sorgt dafür, dass jeder Euro maximal wirkt.

Cost-per-tCO₂ als Selektionskriterium

Das Auswahlkriterium im Rucksackproblem sind die CO₂-Vermeidungskosten je Tonne (Cost-per-tCO₂). Die Methodik dahinter ist die Marginal Abatement Cost Curve (MACC): Maßnahmen werden nach Kosten je vermiedener Tonne CO₂e von günstig nach teuer gereiht – und in genau dieser Reihenfolge ins Budget gepackt, bis es erschöpft ist.

Die günstigsten Maßnahmen sind oft betrieblich: Luftdichtheit (Air Sealing), Beleuchtungssteuerung und Betriebsoptimierung liegen laut Canadian Consulting Engineer häufig unter 50 $/t CO₂e. Auch viele bauliche Effizienzmaßnahmen im deutschen Bestand sind wirtschaftlich, manche sogar netto rentabel: Die EWI-Studie der Uni Köln (Oktober 2022) ermittelt für ein typisches Einfamilienhaus aus den 1960er-Jahren je nach Preisszenario Vermeidungskosten zwischen rund 24 und 51 €/t, für ein Haus aus den 1990er-Jahren 211–275 €/t. Im hohen Preisszenario findet sie für das ältere Gebäude sogar negative Vermeidungskosten bis −153 €/t gegenüber dem Verzicht auf energetische Sanierung – die Maßnahme spart über die Lebensdauer mehr, als sie kostet.

Die Spannweite macht den Hebel sichtbar: Zwischen einer betrieblichen Maßnahme unter 50 €/t und einer Vollsanierung jenseits von 26.000 €/t liegen mehr als drei Größenordnungen. Wer die Maßnahmen nicht nach Cost-per-tCO₂ reiht, verbrennt Budget. Die Herleitung dieser Kennzahl für das eigene Portfolio beschreibt der Artikel zu den CO₂-Vermeidungskosten je Tonne berechnen.

Die Liquiditätsfalle: warum die optimale Lösung Spitzen erzeugt

Hier liegt der gefährlichste Stolperstein der reinen Optimierung – und die wichtigste Warnung der iScience-Studie. Die mathematisch kostenoptimale Lösung schlägt vor, viele Gebäude in einem engen Zeitfenster zu sanieren, weil das die Gesamtkosten minimiert. Das Ergebnis: eine nahezu verdoppelte CAPEX-Spitze in einem einzigen Jahr. Die Autoren formulieren es deutlich: „Owners will be challenged to smooth portfolio CAPEX investments over the years to avoid large spikes."

Eine Optimierung, die ausschließlich die Gesamtkosten minimiert, kann ein Portfolio in eine Liquiditätskrise treiben. Das Optimum auf dem Papier ist nicht das Optimum in der Bilanz. Deshalb gehört eine zweite Restriktion ins Modell: ein maximales CapEx-Budget pro Jahr, das die Spitze deckelt und Investitionen über den Zeitkorridor glättet.

Die deutsche Realität verschärft das Spannungsfeld. Die Sanierungsrate ist 2025 auf 0,67 % gesunken (2024: 0,69 %, 2023: 0,70 %, 2022: 0,88 %), während für die Klimaziele 2045 rund 2 % pro Jahr – laut dena 1,7–1,9 % – nötig wären. Eine Verdopplung der Rate bedeutet im Portfolio fast zwangsläufig parallele Großprojekte und damit genau die Liquiditätsspitzen, vor denen die iScience-Studie warnt. Wie sich dieser Engpass konkret aufbaut, vertieft der Beitrag zum Liquiditätsengpass bei steigender Sanierungsrate.

Hinzu kommt ein Sequenzierungsproblem. Canadian Consulting Engineer arbeitet für das Einzelgebäude sauber heraus, dass auch die Reihenfolge der Maßnahmen das Ergebnis materiell verändert: erst betriebliche Maßnahmen und Retro-Commissioning, dann Hülle, dann Anlagentechnik – geordnet entlang der MACC. Über das gesamte Portfolio kommt die Zeitachse hinzu: Zu schnell ist teuer (knappe Fachkräfte und Materialien treiben die Preise), zu langsam ebenfalls (keine Skaleneffekte). Die richtige Geschwindigkeit ist selbst eine Optimierungsvariable.

Der 40-%-Befund: Wärmepumpe ohne Vollsanierung

Der praktisch folgenreichste Befund für die CapEx-Allokation stammt aus der Meta-Analyse von Ampeers Energy über 32 Kundenportfolios mit rund 230.000 Wohneinheiten: In über 40 % der Fälle ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe ohne vollständige Sanierung der Gebäudehülle die wirtschaftlichste Dekarbonisierungslösung. Und in 85 % der Wärmepumpen-Modernisierungen kann auf eine Vollsanierung der Hülle verzichtet werden – nur 15 % benötigen sie wirklich.

Der Grund liegt in der Cost-per-tCO₂-Logik. Ohne Hüllensanierung liegt die Förderung bei rund 66 €/m² bzw. ca. 8 €/kg vermiedenes CO₂ (8.000 €/t). Mit Vollsanierung steigt sie auf rund 312 €/m² bzw. ca. 26 €/kg (26.000 €/t) – mehr als das Dreifache je vermiedener Tonne.

Wofür wir ausdrücklich nicht plädieren: die Hüllensanierung pauschal abzuschreiben. Die 15 % der Fälle, in denen sie nötig ist, sind real – etwa bei sehr schlechter Bausubstanz, ungünstigem Heizlastprofil oder wenn ohne Hülle keine vertretbaren Vorlauftemperaturen erreichbar sind. Entscheidend ist, dass die Wahl datenbasiert je Gebäude fällt und nicht als Reflex „Vollsanierung für alle". Die iScience-Studie ergänzt einen oft übersehenen Aspekt: In Low-CO₂-Strategien dominieren die grauen Emissionen (embodied) mit 50–60 % der Gesamtemissionen, während tiefe Sanierungen den thermischen Energiebedarf zwar um 50–80 % senken, aber selbst erhebliche graue Emissionen verursachen. Eine pauschale Tiefensanierung kann die CO₂-Bilanz also sogar verschlechtern.

Vom Modell zur Entscheidung

Ein belastbares Allokationsmodell braucht vier Inputs je Gebäude und Maßnahme. Erst ihre Kombination macht aus der Knapsack-Theorie eine umsetzbare Entscheidung.

Das Stranding-Jahr kommt qualitativ als Input ins Modell: Gebäude, die früh aus dem CRREM-Pfad als Zielkorridor fallen, erhalten Priorität, auch wenn ihre Maßnahme nicht die allergünstigste je Tonne ist. Die eigentliche Reihung nach Dringlichkeit ist Thema des Beitrags Reihenfolge nach Stranding-Risiko priorisieren; dieser Artikel zeigt, wie sich diese Reihung mit der Budget- und Kapazitätsrestriktion zu einer Allokation verbindet.

Spezialisierte Werkzeuge gehen genau diesen Weg. Das ETH-Zürich-Spin-off OPTIML – aus dessen Umfeld die zitierte iScience-Studie stammt – hat sich auf CapEx- und Sanierungs-Optimierung für Asset Manager spezialisiert; es sammelte laut Startupticker eine 4 Mio. USD Pre-Seed-Extension ein und nennt über 30 Pilotprojekte, unter anderem mit AXA, Credit Suisse und Grosvenor. Der Markt für portfolioweite Optimierung ist also real und besetzt.

Die Allokation ist dabei nur ein Baustein der übergeordneten Strategie. Sie schließt an die Manage-to-Green-Strategie fürs Portfolio an, beeinflusst die Frage Halten, sanieren oder verkaufen und liefert die Zahlen, um den Business Case in eine Beschlussvorlage übersetzen zu können. Für die laufende Steuerung dient die ESG-CapEx-Quote als Steuerungsgröße.

Zur Einordnung der Dimensionen: Der klimaneutrale Umbau des deutschen Wohngebäudebestands (rund 19,3 Mio. Gebäude) kostet laut ARGE Kiel / GdW kumuliert 3,6 Bio. Euro bis 2045 (nur Wohnen, Basis 2022), bis zu 150 Mrd. Euro pro Jahr, bei mindestens 30 Mrd. Euro Förderung jährlich. Die energetischen Sanierungskosten je m² liegen je nach Zielstandard bei 660–1.070 €/m² für EH 115 und bis zu 1.600 €/m² für hohen Standard (EH 40). Vor diesem Hintergrund ist eine 8-%-Ersparnis durch saubere Allokation kein Detail, sondern ein zweistelliger Milliardenbetrag über den Markt.

Häufige Fragen (FAQ)

Wie priorisiert man das CapEx-Budget über ein ganzes Immobilienportfolio?

Indem man jede mögliche Maßnahme an jedem Gebäude nach ihren CO₂-Vermeidungskosten je Tonne (Cost-per-tCO₂) reiht und unter der Budgetrestriktion die wirkungsstärkste Kombination auswählt. Das entspricht dem Rucksackproblem. Wichtig ist, das Portfolio als Ganzes zu betrachten statt Gebäude für Gebäude: Laut iScience-Studie spart die portfolioweite Optimierung rund 8 % bei gleicher Emissionsminderung.

Was ist das Rucksackproblem (Knapsack) in der CapEx-Allokation und warum ist es relevant?

Das Rucksackproblem beschreibt die Auswahl wertmaximaler Gegenstände unter einer Volumenbegrenzung. Übertragen heißt das: Bei begrenztem Budget wählen Sie die Kombination von Sanierungsmaßnahmen, die die meiste vermiedene Tonne CO₂ liefert. Die iScience-Studie der ETH Zürich hat die kostenoptimale Dekarbonisierung dreier Portfolios (235 Assets, 600 Gebäude, 6,25 Mrd. Euro Wert) genau als Knapsack-Variante modelliert.

Wie berechnet man Cost-per-tCO₂ und nutzt es für die Investitionsreihenfolge?

Man teilt die Lebenszykluskosten einer Maßnahme durch die über ihre Lebensdauer vermiedenen Tonnen CO₂e. Die Maßnahmen werden dann von günstig nach teuer gereiht (Marginal Abatement Cost Curve) und in dieser Reihenfolge ins Budget gepackt. Betriebliche Maßnahmen liegen oft unter 50 €/t, eine Wärmepumpe ohne Hüllensanierung bei rund 8.000 €/t, mit Vollsanierung bei rund 26.000 €/t.

Warum drohen Liquiditätsspitzen bei der Portfolio-Sanierung und wie vermeidet man sie?

Die rein kostenoptimale Lösung schlägt vor, viele Gebäude im selben Zeitfenster zu sanieren, was laut iScience-Studie eine fast verdoppelte CAPEX-Spitze in einem Jahr erzeugt. Vermeiden lässt sich das, indem man ein maximales Jahresbudget als zweite Restriktion ins Modell aufnimmt und die Investitionen über den Zeitkorridor glättet. Das Optimum auf dem Papier ist nicht automatisch tragbar für die Bilanz.

Lohnt sich eine Wärmepumpe ohne Vollsanierung der Gebäudehülle?

In über 40 % der Fälle ist die Wärmepumpe ohne Vollsanierung die wirtschaftlichste Lösung, und in 85 % der Wärmepumpen-Modernisierungen kann auf eine Vollsanierung verzichtet werden (Ampeers-Meta-Analyse über rund 230.000 Wohneinheiten). Die Vermeidungskosten liegen ohne Hülle bei rund 8.000 €/t gegenüber 26.000 €/t mit Vollsanierung. In etwa 15 % der Fälle ist die Hüllensanierung aber wirklich nötig – die Wahl gehört datenbasiert je Gebäude getroffen.

Wie viel CapEx pro Jahr ist für die Dekarbonisierung eines Wohnungsportfolios nötig?

Hochgerechnet auf den deutschen Wohngebäudebestand beziffert die ARGE-Kiel-Studie den Bedarf auf kumuliert 3,6 Bio. Euro bis 2045, bis zu 150 Mrd. Euro pro Jahr (nur Wohnen, Basis 2022). Auf Portfolioebene leitet sich der Jahresbedarf aus dem Zielkorridor, der Sanierungstiefe und der gewünschten Geschwindigkeit ab – und sollte als Spitzendeckel im Allokationsmodell verankert sein.

Was ist der Unterschied zwischen gebäudeweiser und portfolioweiter CapEx-Optimierung?

Gebäudeweise Optimierung entscheidet für jedes Gebäude isoliert, ob und wie saniert wird. Portfolioweite Optimierung verteilt ein gemeinsames Budget frei über alle Gebäude und kauft zuerst die portfolioweit günstigsten Tonnen CO₂. Laut iScience-Studie spart der portfolioweite Ansatz rund 48 Mio. Euro bzw. 8 % bei gleicher Emissionsminderung, weil er günstige Tonnen an anderen Gebäuden nicht übersieht.

Welche Sanierungsmaßnahmen haben die niedrigsten CO₂-Vermeidungskosten?

Betriebliche und geringinvestive Maßnahmen – Luftdichtheit, Beleuchtungssteuerung, Betriebsoptimierung – liegen oft unter 50 $/t CO₂e. Bauliche Effizienzmaßnahmen im deutschen Bestand erreichen laut EWI Uni Köln je nach Gebäude und Preisszenario 24–275 €/t, beste Szenarien sogar bis −153 €/t (also Nettoersparnis) gegenüber dem Nichtstun. Diese Maßnahmen kommen im Ranking zuerst.

Wie verbindet man CRREM-Stranding mit der CapEx-Budget-Allokation?

Das Stranding-Jahr je Gebäude geht als zeitliche Restriktion ins Allokationsmodell ein: Früh strandende Gebäude erhalten Priorität, auch wenn ihre Maßnahme nicht die allergünstigste je Tonne ist. Der CRREM-Pfad liefert dabei den Zielkorridor, während die Cost-per-tCO₂-Kennzahl die Auswahl innerhalb des Korridors steuert. So verbinden sich Dringlichkeit (Stranding) und Effizienz (Vermeidungskosten) zu einer tragfähigen Reihenfolge.

Nächster Schritt: Allokation für Ihr Portfolio rechnen

Die Theorie ist klar – der Engpass ist die Datengrundlage. Wer Cost-per-tCO₂, Stranding-Jahr und Sanierungstiefe für jedes einzelne Gebäude belastbar vorliegen hat, kann das Rucksackproblem lösen; wer sie nicht hat, optimiert im Blindflug. Genau hier setzt reduco an: Aus der Adresse entsteht ohne Daten-Upload je Gebäude ein DIN-V-18599-Twin mit CO₂-Bilanz, CRREM-Strandingpunkt, Förderkulisse und 20-Jahres-Business-Case – für einzelne Objekte wie für das ganze Portfolio. Wenn Sie sehen möchten, wie sich Ihre CapEx-Allokation über das Portfolio optimieren lässt, starten Sie eine Portfolio-Analyse mit reduco.