Energieautarke Gemeinde Rainau SMART VILLAGE Der Weg zur Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern in Rainau (Ostalbkreis)

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1 Energieautarke Gemeinde Rainau SMART VILLAGE Der Weg zur Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern in Rainau (Ostalbkreis) 1

2 Infos zum Thema Energie 2

3 Endenergieverbrauch Deutschland gesamt 2011 gesamt: Milliarden Kilowattstunden Datenquelle: BMWi 3

4 Endenergieverbrauch Haushalte 2011 davon 20% Strom davon 2% Strom Datenquelle: BMWi 4

5 Welche Energieformen benötigen wir? Wärme / Kälte Heizen Warmwasser Prozesse Über 50% Mechanische Energie Verkehr Prozesse Über 30% Elektrische Energie Licht Unterhaltung Weniger als 10% 5

6 Einsatz von erneuerbaren Energien Windkraft Solarthermie Strom Wärme Treibstoff Biogas Photovoltaik Erdwärme Wasserkraft 6

7 Flächennutzung von Erneuerbaren Energien Wärme Methan: Verkehr, Wärme, Strom, Speicher Strom Organische Abfälle Basisdaten: Wind: 5 m/s; 2 Mio. kwh/a; 2000 m²; Solarthermie: Angabe Jenni.ch; PV: 1200 kwh bei 10 m²; Erdwärme: Angabe Buch Erneuerbare Energien Kaltschmitt, Streicher, Wiese; Biogas: Angabe FNR 1 ha Mais, 18,5 MWh Strom/a, hochgerechnet mit Wärmeanteil 7

8 Problematik des weiteren Zubaus von PV Quelle: E.ON 8

9 Was ist echte Autarkie? Energie wird genau dann erzeugt wenn sie gebraucht wird Die richtigen Energieformen werden erzeugt (weniger Verluste) Alle vorhandenen Potentiale werden genutzt (nachhaltig und umweltverträglich) Alle machen mit! 9

10 Regionaler Masterplan Definieren der Schnittstellen zu Nachbarregionen Verortung der Quellen und Senken in der räumlichen Ebene Abgleich der erwarteten Energieflüsse mit der bestehenden Infrastruktur (Netze, Speicher, Kraftwerke, Industrieanlagen, BHKWs, ) Bottom-up Analyse: Energiebedarf aller Verbraucher erfassen (Strom, Gas, Öl, Kraftstoff, ) Effizienzgewinne realistisch einschätzen (was kann wirklich saniert / neu angeschafft / überarbeitet werden) Lastmanagement realistisch abschätzen (Ausbau von Smart Grid, zu- und abschaltbare Lasten) Speichermöglichkeiten abschätzen (Gasspeicher, Power-to-gas, Akkus, mechanische Speicher, sonstige Speicher) Erzeugung und Verbrauch zumindest stundengenau gegenüberstellen (besser wäre in 15 min. Abständen) 10

11 Regionaler Masterplan In Rainau wird es den ersten umfassenden regionalen Masterplan in Deutschland geben Was in Rainau funktioniert, kann in vielen anderen Kommunen auch umgesetzt werden Rainau wird zum Baustein der Energiewende 11

12 Ziele Erzeugung der benötigten Energiemenge der Bewohner von Rainau zur benötigten Zeit, keine Nutzung des Stromnetzes als vorgelagerter Speicher Nutzung des Erdgasnetzes als Speicher, ggf. Beschaffung eines Gaszwischenspeichers zur lokalen Pufferung Glättung der Netzbelastungen aus Windkraft und PV, Nutzung von Powerto-Gas, Umsetzung eines Lastmanagements mit Smart Grid Einbindung Umsetzung von Effizienzmaßnahmen im privaten und öffentlichen Raum (z.b. ökologische Dämmung, Fenstertausch, Stromsparen durch Verhaltensänderung oder Neugeräte, Einsatz von BHKWs bei größerem Wärmebedarf) Zubau von erneuerbaren Energien nach Bedarf (z.b. Wärmeerzeugung mit Solarthermie, Nahwärmenetz, Biogasanlage) Entwicklung eines neuen Geschäftsmodells für Energieversorger und Umsetzung von Forschungsprojekten Erreichen einer nachhaltig positiven Energiebilanz und einer Wirtschaftlichkeit ohne langfristige Subventionierung 12

13 Gesamtsystem für Rainau 13

14 In welcher Arbeitsgruppe werden Sie mitmachen? Biogasanlage Energiesparen Solarthermie / alternative Heizung Lehrpfad erneuerbare Energien Dämmung von Altbauten Erdgasauto / Elektroauto Wasserkraft am Stausee 14

15 Ablauf des Projektes - 1 Untersuchung der Potentiale für erneuerbare Energien in Rainau Erstellung eines Baukastens Kickoff Veranstaltung am 5. Oktober 2013 Info über geplantes Vorgehen Erhebung der Energieverbrauchsdaten der Bürger von Rainau (Stromverbrauch, Ölverbrauch, Gasverbrauch, Benzin/Dieselverbrauch) Potentialanalyse Bürgerbeteiligung Ausarbeitung Veranstaltungsreihe für Bürger von Rainau (Energieeffizienz im Alltag, Einsatz von erneuerbaren Energien im Privatbereich) Erarbeitung der Umsetzung mit Hilfe des Baukastens und unter Mitarbeit der Bürger von Rainau in Arbeitsgruppen 15

16 Ablauf des Projektes - 2 Bau einer Biogasanlage mit Methanisierung und Gasaufbereitung mit Anschluss an das Erdgasnetz Umsetzung der Effizienzmaßnahmen in Wohngebäuden und Industrie Ggf. Anlage eines Wärmenetzwerkes, Einsatz von dezentralen BHKWs, Einbindung von PV und Windstrom in übergeordnete Lastregelung Forschung Realisierung Übertragung Modularisierung einer zweistufigen Biogasanlage mit Fokus auf kleine Größen Biologische Methanisierung und Power-to-gas bei einer kleinen zweistufigen Anlage mit Anbindung in ein Gesamtenergiekonzept, Gasaufbereitung mit Bakterien Entwicklung von On-line Messtechnik Methan / CO2-Gehalt Analytik der stofflichen Umsetzung in der zweistufigen Anlage Automatisierung des Gesamtprozesses Biogas/Power-to-Gas/Systemeinbindung Lastmanagement / Smart Grid im Gesamtsystem Erstellung eines Konzeptes zur Energieautarkie kleiner ländlicher Kommunen Ermittlung eines Geschäftsmodells für Energieversorger im ländlichen Raum Nutzung der ermittelten Informationen zur Erstellung eines Masterplanes für den Landkreis 16

17 Fragebogenaktion 17

18 Inhalte des Fragebogens Energieverbrauch Wie viel verbrauchen Sie im Jahr von welcher Energieform? Transport / Verkehr Wie viele Verbrennungsfahrzeuge haben Sie und was machen Sie damit? Würden Sie an einem Carsharing teilnehmen? Wohnen Wie ist die Sanierungssituation in Ihrem Wohneigentum (Dämmung, Dach, Fenster, Heizung)? Abfall Wie viel organischen Abfall haben Sie im Jahr (für die Biogasanlage und zum Verbrennen) Stromeinkauf Fragen zum Stromanbieter und zu Ihrer Einschätzung (für eine Doktorarbeit und als Grundlage für ein neues Versorgungskonzept) 18

19 Ablauf der Fragebogenaktion Ausgewählte Personen der Gemeinde werden zu Ihnen nach Hause kommen und Sie beim Ausfüllen der Fragebogen unterstützen Es ist sehr wichtig, daß wir von möglichst vielen Haushalten den Fragebogen ausgefüllt zurückbekommen Das gesamte weitere Vorgehen basiert auf Ihren Angaben! Die Fragebogenaktion läuft bis Ende des Jahres 2013 Danach werden die Fragebögen ausgewertet und die Ergebnisse fließen in die einzelnen Arbeitsgruppen ein 19

20 Beispiel aus der Gemeinde Wildpoldsried 5 Biogasanlagen von Landwirten betrieben Nahwärmenetz mit Holzpellets und Biogas BHKW Ersatz von alten Ölheizungen m² thermische Solar- und ca kwp Photovoltaikanlagen 3 unterschiedliche kleine Wasserkraftwerke 5 Erdwärmeanlagen Holz als Baustoff verwenden wo möglich Naturnahe Klärschlammvererdung, private Pflanzenkläranlagen 7 Windkraftanlagen Energiesparen: Prämierung von besonders sparsamen Haushalten, Umrüstung Straßenbeleuchtung auf LED, Thermografieaktion, Energiebildung für Kinder, Smart Grid Pilotprojekt Machbarkeitsstudie Power-to-Gas, ggf. Biogastankstelle 20

21 Erste Ergebnisse Baukasten 21

22 Windkraftpotential Aufgrund der bereits vergebenen Windkraftflächen wurde dieses Potential nicht weiter untersucht Die Energiemengen werden dann mit Hilfe eines Lastmanagements kontrolliert Wenn wenig Strom im Netz verfügbar ist, wird die Windkraft direkt einspeisen Wenn zu viel Strom im Netz ist, wird aus Windstrom Methan Das Methan wird ins Erdgasnetz eingebracht und kann zur Stromerzeugung, Wärmeerzeugung oder als Kraftstoff genutzt werden 22

23 Erste Ergebnisse Wasserkraft Wasserdurchsatz der Jagst im Mittel 1,87 m³/s Potential des Stausees ist nahezu ausgereizt Potential der Jagst bezogen auf Kraftwerke wirtschaftlich nicht sinnvoll Potenzial der Jagst bezogen auf kleine Wasserkraft durch geringe Fließgeschwindigkeit und geringen Wasserstand schlecht nutzbar 23

24 Potential Wasserkraft Kalk aus dem Stausee setzt sich in der Turbine fest und mindert den Ertrag Der Energieertrag kann durch eine regelmäßige Wartung erhöht werden AG Wasserkraft 24

25 Erste Ergebnisse Solarenergie Sonneneinstrahlung in Rainau ca kwh/m² im Jahr Erntemöglichkeit mit PV: mind. 10% ca. 100 kwh/m² im Jahr Erntemöglichkeit mit Solarthermie im Winter: mind. 20% ca. 200 kwh/m² im Jahr unbedingt notwendig: Dämmung verbessern, Heizungssysteme erneuern, damit Solarthermie eingebunden werden kann Mehr Wärmenutzung (Waschmaschine, Spülmaschine), dadurch Reduktion Stromverbrauch AG Solarthermie / alternative Heizung AG Dämmung von Altbauten 25

26 Erste Ergebnisse Biogas Vier Landwirte mit Viehhaltung wurden befragt Aktuell ca l Kuhmist / Reststoffe vorhanden Ca. 110 ha Fläche frei nutzbar Energieertrag auf ca. 3 Mio. kwh pro Jahr geschätzt entspricht ca m³ Methan pro Jahr Reststoffe von Bevölkerung und Landschaftspflege wurden bisher nicht einbezogen Eine genaue Aufstellung der Potentiale muss vorgenommen werden AG Biogas 26

27 Kommunale Wertschöpfung 27

28 Unterstützung durch die Hochschule Bisher haben 8 Professorinnen und Professoren ihre Teilnahme an der Begleitforschung für Rainau zugesagt (Chemie, Elektrotechnik, Optoelektronik, Wirtschaft), zusätzlich sind weitere Forschungseinrichtungen und Unternehmen beteiligt Aktuell laufen 2 Bachelorarbeiten zu konkreten Themen für Rainau Untersuchung kleine Windkraft für den Sportplatz Auslegung der Biogasanlage für Rainau Es werden Informationsveranstaltungen zum Thema Einsatz erneuerbarer Energien im Privatbereich und Energieeffizienz angeboten. Voraussichtliche Durchführung im Frühjahr Für die Arbeitsgruppen steht Ihnen Frau Prof. Hofmann für technische Fragen zur Verfügung 28

29 Fazit 29

30 100% erneuerbar ist möglich! Aber nur wenn Sie alle mitmachen! Viel Spaß bei der Energiewende! 30