Gesamtenergiekonzept für die Liegenschaften der Katholischen Kirchenstiftung. St. Johannes in Heideck. Abschlussbericht

Transkript

1 Gesamtenergiekonzept für die Liegenschaften der Katholischen Kirchenstiftung St. Johannes in Heideck Abschlussbericht März 2017

2 1 Einleitung Die Katholische Kirchenstiftung St. Johannes plant die Erneuerung der Energieversorgung ihrer Liegenschaften in Heideck. Vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Energieversorgung soll im Zuge der Klimaschutzstrategie der Diözese Eichstätt ein umfassendes Gesamtenergiekonzept erstellt werden. Ein Gesamtenergiekonzept kalkuliert den künftigen elektrischen und thermischen Energiebedarf der Gebäudekomplexe mit den dazugehörigen Jahresdauerlinien und Lastgängen. Darauf basierend können unterschiedliche Energieversorgungskonzepte dimensioniert und einer Vollkostenrechnung und Fördermittelprüfung unterzogen werden. Im Zuge der konzeptionellen Arbeit werden zunächst unterschiedliche Varianten der dezentralen Energieversorgung im Objekt untersucht. Im zweiten Teil der Untersuchung erfolgt die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung eines Wärmeverbundes aus Pfarrhaus, der Pfarrkirche, dem Kaplanhaus, dem Pfarrheim mit Bücherei, dem Rathaus sowie fünf privater Objekte. Im Gesamtergebnis steht der wirtschaftlich und ökologisch optimalste Weg einer künftigen Wärmeversorgung. Dabei stehen nicht nur die Erstinvestitionskosten, sondern vielmehr die Vollkosten für den Nutzer im Focus. Das hier dargestellte Konzept könnte i.h.v. bis zu 50 % durch das Bayerische Wirtschaftsministerium gefördert werden. 2

3 2 Der Ist-Zustand Auf der Abbildung 1 ist der Marktplatz der Stadt Heideck dargestellt. Die untersuchten Gebäude befinden sich im näheren Umkreis der Pfarrkirche. Abbildung 1: Übersicht der untersuchten Gebäude 1. Pfarrkirche 2. Pfarramt 3. Benedikthaus 4. Kaplanhaus 5. Rathaus 6. Privat 1 7. Privat 2 8. Privat 3 9. Privat Privat 5 3

4 Nachfolgend werden die im Istzustand verbauten Heizanlagen mit Baujahr und installierter thermischer Leistung kurz dargestellt. Bis auf die Heizungsanlage des Kaplanhauses sind alle Anlagen älter als 25 Jahre und sollten somit durch eine effizientere Anlage ersetzt werden. Die Beheizung der Privatgebäude wurde in Kilowattstunden erfasst, da einige Gebäude mit Stromheizungen beheizt werden. Es gibt jedoch auch Öl-Zentralheizungen und einen Stückholzkessel. 1. Pfarrkirche: Ölheizung, Baujahr 1965, 152 kw 2. Pfarramt: Ölheizung, Baujahr 1991, 30 kw 3. Benedikthaus: Ölheizung, Baujahr 1979, 55 kw 4. Kaplanhaus: Ölheizung, Baujahr 2005, 28 kw 5. Rathaus: Ölheizung, Baujahr 1992, 95 kw 6. Privatgebäude: Liegenschaften Ein möglicher Standort der Heizzentrale ist das Benedikthaus, siehe Abbildung 2. Abbildung 2: Das Benedikthaus, Ansicht vom Innenhof 4

5 Abbildung 3: Der Plan vom Kellergeschoss des Benedikthaus In Abbildung 3 ist das Kellergeschoss des Benedikthauses dargestellt. Der Heizöllagerraum beinhaltet einen kellergeschweißten Heizöltank mit ca l Volumen. Im bestehenden Heizraum ist ein Heizölkessel mit 55 kw installiert. Der Heizraum ist jedoch etwas kleiner (nochmals abgemauert) als auf dem Plan dargestellt. Die blau markierte Fläche könnte für einen neuen Heizraum zur Verfügung gestellt werden, unabhängig davon ob das Wärmenetz nur die Kirchenstiftung versorgt oder ein größeres Nahwärmenetz. 5

6 3 Die Energieversorgung 3.1 Die dezentrale Wärmeversorgung Abbildung 4: Die Wärmegestehungskosten der dezentralen Versorgung In Abbildung 4 werden die Wärmegestehungskosten für eine Erneuerung der bestehenden dezentralen Heizölkessel betrachtet. Der Heizölpreis wird einmal mit 50 Cent/Liter aktuell und einmal mit 50 % Preissteigerung angenommen. Je nach Anlagengröße variieren die Wärmegestehungskosten. Die neuen Heizölkessel haben einen höheren Wirkungsgrad. Es sollte jedoch beachtet werden, dass für den Einsatz eines Heizöl-Brennwertkessels das Heizungssystem an die niedrigere Vorlauftemperatur angepasst werden müsste. 6

7 3.2 Der Wärmebedarf der zentralen Wärmeversorgung In Abbildung 5 sind die betrachteten Gebäude der Kirchenstiftung, der privaten Interessenten und das Rathaus dargestellt. Abbildung 5: Die betrachteten Gebäude In Abbildung 6 ist das mögliche Nahwärmenetz mit Leitungsführung dargestellt. Die zu installierende Spitzenleistung beträgt rund 300 kw. Das Netz hat eine Länge von etwa 270 Meter, die spezifische Wärmebelegung beläuft sich auf etwa kwh pro Meter und Jahr, der Netzverlust auf rund kwh bzw. ca. 9 % der bereitgestellten Nutzwärme. Abbildung 6: Die mögliche Wärmeleitungsführung 7

8 Wärmebedarf in [kwh] Gesamtenergiekonzept für die Liegenschaften der Katholischen Kirchenstiftung St. Johannes in Heideck Der Nutzwärmebedarf in den einzelnen Liegenschaften ergibt sich aus den Brennstoffverbräuchen und dem Nutzungsgrad der Heizungsanlage. Dieser ist vom eingesetzten System und vom Alter der Heizungsanlage abhängig. In Summe ergibt sich ein Nutzwärmebedarf für die betrachteten Liegenschaften im Wärmeverbund von rund kwh pro Jahr. Der jährliche Gesamtwärmebedarf der Nachwärmeverbundlösung ergibt sich aus dem Nutzwärmebedarf der Abnehmer und dem Netzverlust. Mit einem Nutzwärmebedarf von rund kwh und einem Netzverlust von etwa kwh, ergibt sich ein jährlicher Gesamtwärmebedarf von ca kwh. Mit Hilfe der sogenannten Gradtagsmethode der VDI-Richtlinie 2067 können die monatlichen Bedarfswerte vom Jahreswärmebedarf abgeleitet werden. Die Grundidee der Gradtagsmethode basiert auf empirisch ermittelten Monatsbedarfswerten und deren Anteil am Jahresbedarf. In Abbildung 7 ist der monatliche Gesamtwärmebedarf dargestellt Januar März Mai Juli September November Netzverlust Rathaus Kirchenstiftung Private Abnehmer Abbildung 7: Der witterungsbereinigte Wärmebedarf der Abnehmer Anhand des monatlichen Wärmebedarfs wird die geordnete Jahresdauerlinie des thermischen Energiebedarfs erstellt. Die geordnete Jahresdauerlinie ist das zentrale Instrument für den Anlagenplaner. Die Fläche unter der Jahresdauerlinie entspricht dem Jahresnutzwärmebedarf. Idealerweise sollten sich die meist modular aufgebauten, das heißt in Grund- und Spitzenlastabdeckung unterteilten Heizanlagensysteme der Jahresdauerlinie annähern. Werden Wärmeerzeuger in der Grafik flächendeckend eingetragen, kann auf die Laufzeiten und den Anteil an der Jahreswärmebereitstellung der einzelnen Wärmeerzeuger geschlossen werden. Die zu installierende Spitzenleistung richtet sich nach Kennwerten der Kesselvollbenutzungsstunden und 8

9 therm. Leistungsbedarf [kw] Gesamtenergiekonzept für die Liegenschaften der Katholischen Kirchenstiftung St. Johannes in Heideck dem Wärmebedarf. Dies beruht nicht auf einer Heizlastberechnung und ersetzt nicht die technische Detailplanung Jahresstunden [h] Abbildung 8: Die geordnete Jahresdauerlinie des Gesamtwärmebedarfs Die Abbildung 8 stellt die geordnete Jahresdauerlinie des Gesamtwärmebedarfs der 10 möglichen Anschlussnehmer dar. Das Wärmenetz wird in den Sommermonaten nicht abgeschaltet, da im privaten Bereich auch die Warmwasserversorgung angeschlossen ist. Die Spitzenlast mit ca. 300 kw wird nur wenige Stunden im Jahr benötigt. 9

10 3.3 Die Versorgungsvarianten Variante 1: Heizölkessel mit Nahwärmeleitung Abbildung 9: Der Heizölkessel Die Variante 1 dient als Referenzvariante, ein Heizölkessel mit 300 kw versorgt das gesamte Wärmenetz, siehe Abbildung 9. Die Fläche des Heizölkessels entspricht der Fläche unterhalb der geordneten, thermischen Jahresdauerlinie. Der Heizölkessel fungiert somit als Grund- und Spitzenlastkessel. Aufgrund des fossilen Energieträgers bringt diese Variante einen hohen CO2- Ausstoss mit sich und ist deshalb nicht zu empfehlen. Weiterhin entfällt für diesen Energieträger die Förderung des Nahwärmenetzes, da dies zu mindestens 50 % aus erneuerbaren Energien versorgt werden muss. 10

11 3.3.2 Variante 2: Pelletkessel mit Heizöl-Spitzenlastkessel Abbildung 10: Der Pelletkessel mit einem Heizöl-Spitzenlastkessel In Abbildung 10 wird die Variante 2 mit einem Holzpelletkessel und einem Heizöl-Spitzenlastkessel dargestellt. Der Holzpelletkessel dient als Grundlasterzeuger, der Heizölkessel schaltet sich nur bei einer Wartung des Holzpelletkessel oder an sehr kalten Wintertagen zu, wenn mehr als 110 kw thermische Leistung benötigt wird. Abbildung 11: Die Installation der Kessel in die Heizzentrale im Benedikthaus 11

12 Die Abbildung 11 stellt die mögliche Installation der Kessel in das Kellergeschoss des Bendikthaus dar. Das Pelletlager hätte in diesem Fall ein Volumen von ca. 30 m³ und müsste etwa 6-mal jährlich befüllt werden. Zusätzlich benötigt man für den Pelletkessel noch einen Pufferspeicher mit mindestens l Volumen Variante 3: Hackgutkessel mit Heizöl-Spitzenlastkessel Abbildung 12: Der Hackgutkessel mit einem Heizöl-Spitzenlastkessel In Abbildung 12 wird die Variante 3 mit einem Hackgutkessel und einem Heizöl-Spitzenlastkessel dargestellt. Der Hackgutkessel dient als Grundlasterzeuger, der Heizölkessel schaltet sich nur bei einer Wartung des Hackgutkessels oder bei einem hohen thermischen Bedarf zu. 12

13 Abbildung 13: Die Variante 3, der Hackgutkessel mit einem Heizöl-Spitzenlastkessel In Abbildung 13 ist das Kellergeschoss des Benedikthauses mit einer Hackgutheizung und einem Heizöl-Spitzenlastkessel dargestellt. Diese Möglichkeit wurde bei der letzten Besprechung Vor-Ort in Erwägung gezogen. Die Schwierigkeit in diesem Fall ist die Einbringung, Austragung und Lagerung des Brennstoffes Hackgut. Aufgrund der relativ niedrigen Deckenhöhe von ca. 2,6 m und einer schwierigen Ausnutzung des Lagerraum, weil tragende Betonstützen für die Kellerdecke im Raum stehen, kann nur eine begrenzte Menge an Hackgut eingelagert werden. Die maximale Lagerraumgröße beträgt etwa 50 m³, diese reichen für einen Volllastbetrieb der Anlage von 12 Tagen. Die Einbringung des Hackgutes in den Kellerraum kann mit einer Trogschnecke erfolgen, diese ist bei den Heizkesselfirmen optional bestellbar. Im Außenbereich ist die Schüttgosse mit einem befahrbaren Deckel ausgestattet. Die 12 Tage Volllastbetrieb sind mit einem zu 100 % gefüllten Bunker berechnet bis zu 10 % Restinhalt vor der nächsten Befüllung mit Hackgut. Um die Wärmemenge aus Hackgut siehe Abbildung 12 bereitstellen zu können muss dieser Bunker 13-mal jährlich befüllt werden. Zusätzlich werden mindestens l Pufferspeichervolumen benötigt. 13

14 Abbildung 14: Die Einbringung von Hackgut in den Kellerraum Quelle: In Abbildung 14 ist eine Möglichkeit zur Einbringung des Hackgutes dargestellt. Auf der linken Seite ist die Schüttgosse mit befahrbarem Deckel im Außenbereich abgebildet. Das Hackgut wird von einem Traktor oder Lkw in diese Schüttgosse gekippt und dann über die Einbringschnecke in den Keller gefördert. Im Bunker ist die Austragschnecke mit Federarmen für die Austragung des Hackgut in den Kessel installiert. Aufgrund der schrägen Anordnung der Austragsschnecke sollte der Bunkerraum mit einem Schrägboden aus Holzbohlen ausgestattet werden. Abbildung 15: Die Schüttgosse für die Hackgutbefüllung In Abbildung 15 ist die Schüttgosse für die Einbringung des Hackgut abgebildet. Der Traktor oder LkW fährt somit vorwärts über die Schüttgosse und kippt dann nach hinten ab, somit behindert dieser nicht den Verkehr auf der Hauptstraße. Die Anlieferung von Hackgut kann somit sichergestellt werden. 14

15 3.3.4 Variante 4: Wärmelieferung aus Hackgut mit eigenem Heizöl-Spitzenlastkessel Abbildung 16: Das Nahwärmenetz mit Anbindung an den Wärmelieferanten Herrn Wechsler In Abbildung 16 ist die Anbindung an den Wärmelieferanten mit Wärme aus Hackgut dargestellt. Für die Spitzenlastversorgung und aus Redundanzgründen muss ein eigener Heizöl-Spitzenlastkessel installiert werden. In Abstimmung mit Herrn Roith (Kirchenstiftung) wurde diese Variante der Wärmelieferung von Herrn Wechsler (Standort ) betrachtet. Wärmeversorgung aus einem Hackgutspitzenlastkessel ohne Spitzenlastkessel Redundanzversorgung muss durch die Kirchenstiftung sichergestellt werden der Heizölkessel könnte im Benedikthaus aufgestellt werden 15

16 3.3.5 Variante 5: Flüssiggas-BHKW mit Flüssiggas-Spitzenlastkessel Abbildung 17: Das Flüssiggas-BHKW mit einem Flüssiggas-Spitzenlastkessel In Abbildung 17 wird die Variante 5 mit einem Flüssiggas-BHKW und einem Flüssiggas- Spitzenlastkessel dargestellt. Das BHKW dient als Grundlasterzeuger, es ergeben sich ca Vollbenutzungsstunden im Jahr. Die erzeugte elektrische Energie in Höhe von kwh sollte wenn möglich selbst genutzt werden. In dieser Variante wird ein Pufferspeicher vorgesehen um Schwankungen im Wärmebedarf auszugleichen. 16

17 In Abbildung 18 ist die Einbindung in das Kellergeschoss dargestellt. Der Flüssiggastank mit 2,9 to Gasfüllung (größte Standardtank) muss ca. 15 jährlich befüllt werden. Diese Befüllung kann automatisiert erfolgen, der Lieferant bekommt vom Füllstandsmelder des Gastanks eine Meldung zur Gasbestellung. Die Aufstellung des Gastanks kann sowohl im Keller oder im Hinterhof erfolgen, bzw. im Boden vergraben werden. Abbildung 18: Die Einbindung des Flüssiggas-BHKW und des Flüssiggas-Spitzenlastkessel in das Kellergeschoss 17

18 4 Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 4.1 Grundannahmen, Brennstoffkosten Netto Brennstoffkosten: Heizöl: 4,9 Ct/kWh (49 Ct/l) Flüssiggas: 5,1 Ct/kWh Hi Holzpellets: 215 /to Hackgut: 95 /to Antriebsstrom / Hilfsenergie / vermiedene Stromkosten: Hilfsenergie: 20,2 Ct/kWh Vermeidbare Stromkosten: 20,2 Ct/kWh Stromüberschusseinspeisung: 2,8 Ct/kWh Grundannahmen: Zinssatz 1 % lineare Abschreibung 20 Jahre 4.2 Mögliche Förderungen 60 pro Meter Trasse Nahwärmenetz (mindestens 50 % aus EE, oder mindestens 50 % aus KWK) pro Hausübergabestation bis zu für einen Hackgut- oder Pelletkessel (110 kw th ) 18

19 4.3 Gegenüberstellung der Varianten: Abbildung 19: Die Investitionskosten In Abbildung 19 werden die Installationskosten der verschiedenen Varianten gegenübergestellt. Die geringsten Investitionskosten verursacht die Wärmelieferung von Herrn Wechsler, wie in Variante 4 dargestellt. Man benötigt in diesem Fall keinen Grundlastkessel und hat somit nur geringe bauliche Maßnahmen. Ebenfalls geringe Kosten verursacht eine Heizölversorgung mit einem Heizölkessel. Die Pelletvariante 2 und die BHKW-Variante 5 verursachen schon deutlich höhere Kosten, da hier bereits größere bauliche Maßnahmen und eine relativ teurer Grundlasterzeuger installiert wird. Die höchsten Kosten bringt die im Kellergeschoss installierte Hackgutheizung mit sich, hier müssen umfangreiche bauliche Veränderungen erfolgen um einen Betrieb eines Hackgutkessels gewährleisten zu können. In diesem Planungsstadium kann der Aufwand für die Errichtung der Wärmeversorgungsstruktur nur näherungsweise festgelegt werden, wodurch die kalkulierten von den realen Kosten abweichen können. Die im Rahmen der vorliegenden Machbarkeitsstudie angenommenen Nettoinvestitionskosten basieren ebenso wie die Brennstoff- und Betriebskosten auf durchschnittlichen Marktpreisen und nicht auf konkreten Angebotsvorlagen. In der tatsächlichen Umsetzung, die von einer Ausschreibung eingeleitet wird, können daher die Preise von den hier kalkulierten abweichen. Vor diesem Hintergrund wurden für die unterschiedlichen Varianten 19

20 Sensitivitätsanalysen erarbeitet, welche den Einfluss einzelner Parameter auf die spezifischen Wärmegestehungskosten darstellen. Abbildung 20: Die jährlichen Kosten In Abbildung 20 sind die jährlichen Kosten der Varianten dargestellt. Aus den Investitionskosten werden nach der Annuitätenmethode die jährlichen Kapitalkosten gebildet, die sich zusammen mit den Betriebskosten, den verbrauchsgebundenen Kosten und den sonstigen Kosten, die nach den Grundannahmen in Kapitel 4.1 berechnet werden, zu den Jahresgesamtkosten addieren. Die niedrigsten jährlichen Kosten hat die Variante 1 mit Heizölkessel. Die Variante 3 und Variante 2 hat relativ ähnliche jährliche Kosten, die Kosten der Variante 5 mit BHKW sind doch deutlich höher. Die höchsten jährlichen Kosten hat die Variante 4 mit der Wärmelieferung, die Konditionen des Liefervertrags sind noch nicht ausgehandelt. 20

21 Abbildung 21: Die jährlichen Einnahmen In Abbildung 21 sind die jährlichen Einnahmen dargestellt. Lediglich die Variante 5 kann jährliche Einnahmen mit der Stromproduktion aus dem BHKW erzielen. Diese setzen sich aus der Steuerrückerstattung auf das eingesetzte Flüssiggas der KWKG-Vergütung auf den eigengenutzten Strom, der Eigenstromnutzung und der Stromeinspeisung zusammen. Aufgrund des relativ geringen Stromverbrauchs wird relativ viel Strom in das Stromnetz eingespeist. Der wirtschaftlichste Betrieb eines Gas-BHKW ist eine vollständige Eigenstromnutzung. 21

22 Abbildung 22: Die Jahresgesamt - und Wärmegestehungskosten Die Abbildung 22 gibt die kalkulierten Jahresgesamtkosten und Wärmegestehungskosten der einzelnen Varianten wieder. Die Jahresgesamtkosten ergeben sich aus der Summe der jährlichen kapitalgebundenen-, betriebsgebundenen-, verbrauchsgebundenen und sonstigen Kosten abzüglich der erzielten Einnahmen. Aus den Jahresgesamtkosten werden die spezifischen Wärmegestehungskosten ermittelt, die die Kosten pro Kilowattstunde bereitgestellter Nutzwärme beziffern. Die spezifischen Wärmegestehungskosten dienen als wichtigste Kenngröße zur Ermittlung der Wirtschaftlichkeit von Wärmeversorgungsanlagen. So müssen sich alternative Konzepte zur Wärmebereitstellung stets gegenüber den spezifischen Wärmegestehungskosten dem Ist-Zustand messen. In der Zusammenfassung wird der Einfluss der Förderungen auf die Wärmegestehungskosten dargestellt. 22

23 4.4 Sensitivitätsanalyse der Varianten Zur Berücksichtigung von Änderungen der Kapitalkosten sowie Preisänderungen bei den Brennstoffen, wird für die einzelnen Varianten eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt, die den Einfluss des jeweiligen Parameters auf die Wärmegestehungskosten simuliert. Die verschiedenen Sensitivitätsanalysen sind in den folgenden Abbildungen dargestellt. In den Sensitivitätsanalysen der neuen Energieversorgungsvarianten sind die Sensitivität der Referenzvariante auf steigende Brennstoffpreise sowie die Stromeinnahmen bei der Flüssiggas-BHKW-Variante mit dargestellt. Abbildung 23: Die Sensitivitätsanalyse der Variante 1 In der Abbildung 23 werden die Wärmegestehungskosten (WGK) der Variante 1 mit Heizölkessel dargestellt. Im Istzustand belaufen sich die Wärmegestehungskosten auf 10,6 Cent/kWh. Steigen die Brennstoffkosten um 50 %, dann steigen die Wärmegestehungskosten von 10,6 Cent/kWh auf 14 Cent/kWh an. Sollten die Brennstoffkosten um 50 % fallen, sinken die Wärmegestehungskosten auf 7,5 Cent/kWh ab. Wie bereits beschrieben, dient diese Variante als Gegenüberstellung zu den anderen Varianten. 23

24 Abbildung 24: Die Sensitivitätsanalyse der Variante 2 In der Abbildung 24 sind die Wärmegestehungskosten aus dem Pelletkessel der Variante 1 gegenübergestellt. Die Wärmegestehungskosten belaufen sich im Istzustand auf 11,3 Cent/kWh und sind somit um 1 Cent höher als bei Variante 1. Wenn Brennstoffkosten um 50 % ansteigen, dann steigen die Wärmegestehungskosten von 11,3 Cent/kWh auf 14,2 Cent/kWh und die Wärmegestehungskosten steigen etwas geringer an. 24

25 Abbildung 25: Die Sensitivitätsanalyse der Variante 3 In der Abbildung 25 sind die Wärmegestehungskosten der Variante 3 (Hackgut), der Variante 1 gegenübergestellt und belaufen sich im Istzustand auf 11,4 Cent/kWh. Steigen die Brennstoffkosten um 50 %, dann steigen die Wärmegestehungskosten von 11,4 Cent/kWh auf 13,1 Cent/kWh und liegen somit unter den WGK der Heizölversorgung mit 13,8 Cent/kWh. Das bedeutet, dass bei einem Anstieg der Brennstoffkosten um 30 % der Schnittpunkt der beiden Varianten erreicht wird und danach eine Versorgung aus Hackgut wirtschaftlich interessanter ist. Anmerkung: Die Sensitivitätsanalyse der Variante 4, Wärmelieferung aus Hackgut von Herrn Wechsler kann zu diesem Zeitpunkt nicht betrachtet werden, da die Preisbegleitklausel für den Anstieg der Hackgutkosten noch ausgehandelt werden muss. 25

26 Abbildung 26: Die Sensitivitätsanalyse der Variante 5 In der Abbildung 26 sind die Wärmegestehungskosten der Variante 5 (BHKW), der Variante 1 gegenübergestellt und belaufen sich im Istzustand auf 11,9 Cent/kWh. Steigen die Brennstoffkosten um 50 %, dann steigen die Wärmegestehungskosten von 11,9 Cent/kWh auf 15,5 Cent/kWh und liegen somit deutlich oberhalb der WGK der Heizölversorgung mit 13,8 Cent/kWh. Steigen jedoch die Einnahmen durch die Stromproduktion um 50 % an, dann sinken die Wärmegestehungskosten auf 11,6 Cent/kWh, sie liegen dennoch oberhalb der WGK von Variante 1 mit 10,6 Cent/kWh. 26

27 5 Die CO2-Bilanz Abbildung 27: Die CO 2 - Bilanz der verschiedenen Varianten Zur Beurteilung der ökologischen Verträglichkeit wird für die verschiedenen neuen Energieversorgungsvarianten eine Bilanzierung der CO 2 -Emissionen durchgeführt. Dabei wird neben dem jährlichen Brennstoffbedarf auch der Hilfsenergiebedarf (elektrische Energie) berücksichtigt. Die Faktoren der CO 2 -Äquivalente wurden mit Hilfe der GEMIS-Datenbank ermittelt und berücksichtigen alle anfallenden Emissionen von der Gewinnung bis zur Energiewandlung des jeweiligen Brennstoffs. Das Ergebnis der Berechnungen ist in Abbildung 27 dargestellt. Die dezentrale Heizölversorgung und die Heizölversorgung über ein Nahwärmenetz verursachen mit 156 und 169 to/a die höchsten CO 2 -Emissionen. Die CO 2 -Emissionen für Variante 1 sind aufgrund der Netzverluste etwas höher. Die Variante 5 hat mit 115 to jährlich etwas niedrigere CO 2 -Emissionen, dies liegt am produzierten Strom, welcher in der CO 2 -Bilanz gegengerechnet wird. Die Varianten 2 bis 4 verursachen die geringsten CO 2 -Emissionen, da hier größtenteils nachwachsende Biomasse eingesetzt wird, der Heizölkessel dient bei diesen Varianten nur für eine Spitzenlastabdeckung. 27

28 6 Zusammenfassung Abbildung 28: Die Zusammenfassung der Varianten In Abbildung 28 wird die Variante der dezentralen Versorgung den Varianten der zentralen Versorgung gegenübergestellt. Die Zeile mit möglichen Förderungen stellt die maximale Projektförderung dar. Diese Förderung setzt sich aus folgenden Punkten zusammen: Tilgungszuschüsse zu den Heizkessel nach KfW (vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie KfW-Förderung für Wärmenetze Förderung Biomasseheizwerk, pro Jahrestonne kalkulatorisch eingespartes CO 2, vom TFZ in Straubing Mini-KWK-Zuschuss bis 20 kwel Wenn die maximale Projektförderung mit in die Wärmegestehungskosten einberechnet ist, werden die Biomassevarianten deutlich attraktiver und gegenüber der Variante 1 mit Heizöl konkurrenzfähig. Die CO 2 -Emissionen sprechen ebenfalls für eine Biomassevariante. 28

29 7 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Übersicht der untersuchten Gebäude... 3 Abbildung 2: Das Benedikthaus, Ansicht vom Innenhof... 4 Abbildung 3: Der Plan vom Kellergeschoss des Benedikthaus... 5 Abbildung 4: Die Wärmegestehungskosten der dezentralen Versorgung... 6 Abbildung 5: Die betrachteten Gebäude... 7 Abbildung 6: Die mögliche Wärmeleitungsführung... 7 Abbildung 7: Der witterungsbereinigte Wärmebedarf der Abnehmer... 8 Abbildung 8: Die geordnete Jahresdauerlinie des Gesamtwärmebedarfs... 9 Abbildung 9: Der Heizölkessel Abbildung 10: Der Pelletkessel mit einem Heizöl-Spitzenlastkessel Abbildung 11: Die Installation der Kessel in die Heizzentrale im Benedikthaus Abbildung 12: Der Hackgutkessel mit einem Heizöl-Spitzenlastkessel Abbildung 13: Die Variante 3, der Hackgutkessel mit einem Heizöl-Spitzenlastkessel Abbildung 14: Die Einbringung von Hackgut in den Kellerraum Abbildung 15: Die Schüttgosse für die Hackgutbefüllung Abbildung 16: Das Nahwärmenetz mit Anbindung an den Wärmelieferanten Herrn Wechsler Abbildung 17: Das Flüssiggas-BHKW mit einem Flüssiggas-Spitzenlastkessel Abbildung 18: Die Einbindung des Flüssiggas-BHKW und des Flüssiggas-Spitzenlastkessel in das Kellergeschoss Abbildung 19: Die Investitionskosten Abbildung 20: Die jährlichen Kosten Abbildung 21: Die jährlichen Einnahmen Abbildung 22: Die Jahresgesamt - und Wärmegestehungskosten Abbildung 23: Die Sensitivitätsanalyse der Variante Abbildung 24: Die Sensitivitätsanalyse der Variante Abbildung 25: Die Sensitivitätsanalyse der Variante

30 Abbildung 26: Die Sensitivitätsanalyse der Variante Abbildung 27: Die CO 2 - Bilanz der verschiedenen Varianten Abbildung 28: Die Zusammenfassung der Varianten