Energie verbindet. Abwasserwärmenutzung für das Gymnasium Nauen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Energie verbindet. Abwasserwärmenutzung für das Gymnasium Nauen"

Etta Martin
vor 5 Jahren
Abrufe

1 Energie verbindet. Abwasserwärmenutzung für das Gymnasium Nauen Projektinformation für die Stadt Nauen

2 Energie verbindet. Einführung

3 Energiehunger. Energiehunger trifft Energieknappheit steigende Energiebedarfe Endlichkeit fossiler Energieträger Ausstieg aus der Atomenergie Ausbau der erneuerbaren Energien

4 Gebäudeseitig. Ausgangspunkt Gebäude Rang und Reihenfolge für den Energieeinsatz in Gebäuden: a) Senkung des Energieverbrauchs b) Nutzung vorhandener Abwärmen a) Nutzung regenerativer Energiequellen - AWN als Ersatzmaßnahme

m 3 Abwasser über 540.700 km Abwasserkanäle die von 6.

5 Energiequelle Abwasser. Abwassersysteme sind (auch) Wärmeübertrager Zahlen im Überblick: Ableitung jährlich mehr als 10 Mio. m 3 Abwasser über km Abwasserkanäle die von Kanalisationsbetreibern bewirtschaftet werden Energieträger Abwasser: Temperaturaustritt aus Gebäude mit C ganzjährig Mindest-Temperatur Abwassereintritt in die KA: ca C (ohne Schmelzwasser) Auf dem Weg in die Kläranlage verliert Abwasser K an das Erdreich.

1979-1984 erste Projekte Anfang der 80 Jahre (1982 Esslingen, 1982 Wiesbaden, 1983 Berlin Ost) erste Patente in den 70er

6 Ein guter alter Bekannter. Die Historie der AWN Entwicklung der Technologie AWN seit den 1970er Jahren erste Fachveröffentlichungen in Ost und West erste Projekte Anfang der 80 Jahre (1982 Esslingen, 1982 Wiesbaden, 1983 Berlin Ost) erste Patente in den 70er Jahren (Mannesmann) wissenschaftliche und technische Entwicklung dieser Technologie ist in Deutschland beheimatet über 30 umgesetzte AWN Projekte bundesweit Deutschland ist Marktführer mit über 20 unterschiedlichen Verfahren und Lösungen

Technisches Potenzial: 35-40 TW/h theoretisches

7 Mehr als man glaubt. Technisches Potenzial von Abwasserwärmenutzung Technisches Potenzial: TW/h theoretisches Wärmepotenzial in Deutschland 4-5 % des Wärmebedarfs der privaten Haushalte abdeckbar

8 AWN- Einsatzgebiete Quelle: e.qua Netzwerk

9 Im Kanal. Bauarten der Abwasserwärmenutzung Im Schlauchliner In der Betonleitung Rinnenwärmeübertrager Auf dem Kanalrohr

10 In der Abwasserdruckrohrleitung. Bauarten der Abwasserwärmenutzung Doppelmantelbauart Mit Verteilungsleitungen Als Einschub Der Erste

11 Im Gebäude Inhouse- Lösungen. Bauarten der Abwasserwärmenutzung Im Kellerbereich In der Fallleitung In der Duschanlage An der SML- Grundleitung

12 Energie verbindet. Voraussetzungen in Nauen

13 Der Nutzer Gebäudeseitig (Nutzungsbedarf und Wärmepotenzial) Abwasserhauptpumpwerk und Abwasser- Hauptdruckleitungen auf dem Gelände des Verbandes WAH in Nauen Hohe Abwassertemperaturen u.a. durch Einleitung Nahrungsmittelbetrieb in Nauen Schulgebäude in Entfernung von 200 m von der Abwasserleitung Gebäude mit Heizbedarf und alter Heizanlage (ohnehin perpektivisch Investitionsbedarf)

14 Die Ausbeute Gewinnbare Wärmeenergie aus dem Abwasser Abwasser hat eine hohe Temperatur (Sommer 21 Grad, Winter 12 Grad) Temperaturmessung vor Ort weisen Temperaturen zwischen C aus Ein Teil der Wärme (ca. 2 K) können dem Abwasser entnommen werden Abwasseranfall beträgt 60 m 3 / h Abwassertemperaturgrundlage: 12 C Bei einer realen Auskühlung des Abwassers von 2 K kann der Abwasserdruckleitung auf dem Gelände des WAH ca. 140 kw Wärmeentzugsleistung gewonnen werden

15 Die Temperaturen Tagesgangkurve Mengen Schmutzwasser

16 Die Gebäude Bestandteile des Gebäudekomplexes Hauptgebäude (Heizkörper) Ergänzungsbau (Heizkörper) Anbau/Cafeteria (Heizkörper, Trinkwassererwärmung, Lüftung) Turnhalle (Heizkörper, Trinkwassererwärmung, Lüftung) In Planung: weiterer Ergänzungsbau

17 Die Wärmezentrale Heizzentrale Gymnasium (derzeitiger Bestand) 1 St. Gas-NT-KesselViessmannParomatDuplex mit kw Heizleistung Im Ergebnis werden für das Gymnasium folgende Auslegungswerte zugrunde gelegt: Heizleistung: 450 kw Jährlicher Heizwärmebedarf: kwh/a

18 Das Areal Die örtlichen Gegebenheiten

19 Die Wärmezentrale Die Bestandszentrale

20 Energie verbindet. Das Projekt

21 Rahmenbedingungen Projektchancen Großdimensionierte Abwasserhauptleitung mit ausreichender Durchflussmenge liegt in der Nähe eines potenziellen Nutzers Eine Erneuerung der Heizzentrale des potenziellen Nutzers wird altersbedingt mittelfristig notwendig Mit 50% der Heizlast der Wärmepumpen könnten 90% der Jahresheizarbeit für die Gebäude erzielt werden Von derzeit ca kwh/a könnten aus Abwasserwärme kwh/a erbracht werden Projekt mit Stadtbeteiligten Chance auf Fördermittel Als Forschungsanlage für die Schüler in den NAWI Unterricht einbindbar

22 Anlage Bestandteile der AWN Anlage Haarnadel-Leitung für Abzweigung eines Abwasserteilstromes Abwasser durchströmt einen Doppelmantel- Wärmeübertrager Gibt die Wärme an das Tauschermedium ab (2K) Wärmepumpe in der Heizzentrale erhöht das Temperaturniveau Wärme zur Beheizung nutzbar Die Anlage ist bivalent (Grundlastdeckung durch AWN und Spitzenlastausgleich durch Gas)

23 Anlage Aufbau der Wärmepumpenanlage Wärmepumpentyp: Gas-Absorptionswärmepumpe Anzahl Wärmepumpen: 6 St. Heizlast Wärmepumpen: 222 kw Vorgabe Jahresarbeitszahl: 1,5 Notwendige Entzugsleistung Abwasser: 84 kw Anteil Heizlast: 50% Anteil Jahres-Heizarbeit: 90% Jahres-Heizarbeit der Wärmepumpen: kwh/a Vollaststunden Wärmepumpe: h/a

24 Anlage Konstruktion und Auslegung Wärmeübertrager Im Rahmen einer umfangreichen Optimierungsberechnung wurden verschiedene Rohrpaarungen für den Einsatzfall analysiert. Dabei stellte sich eine Vorzugslösung klar heraus: DN 250/DN 300. Bei Einsatz von Gas-Wärmepumpen bleibt die Rohrpaarung erhalten, die notwendige Gesamtlänge reduziert sich aber auf insgesamt 60 m. Der Doppelmantel- Wärmeübertrager wird freistehend im Innenraum des Pumpenhauses montiert, wie z.b. im HPW Schenkendorf.

25 Anlage Praxisbeispiel ZPW Schenkendorf / MAWV

26 Anlage Wirtschaftlichkeit des Projektes Rechenmodell mit 80% Förderung Einheit Wert (Netto) Investition Kapitalkosten /a ,54 (bei Förderung 80%: 4.656,91) Verbrauchskosten /a ,84 Betriebskosten /a 3.300,00 Gesamtkosten /a ,75 Einsparung verbrauchsgebundener Kosten /a ,00 Amortisation a 9 Primärenergieeinsparu ng % 40,5 CO 2 Einsparung t/a 90

27 Wärmepreis Wärmepreis für Wärme aus Abwasser Aktueller Energiepreis Kesselanlage (alt): 5,95 Cent /kwh Wärmepreis AWN-Anlage(Zielvariante 5): 4,79 Cent/kWh Gesamteinsparung nach 20 Jahren: ca

28 Vorteile Vorteile des AWN-Projektes Projektbeginn im von allen Landesumweltministerien unterstützten Jahr der Abwasserwärmenutzung Grünes nachhaltiges Klimaschutzprojekt innerhalb der Kommune Musterprojekt als Beitrag zum Klimaschutz und zur Energiewende Nutzung von städtischer Energie intern Energieeinsparung Reduzierung Treibhausgasemission Kostenersparnis

29 Gefördert Chancen auf Investitionszuschuss zur Anlage Eine Förderung der Investitionskosten ist mit einem nicht rückzahlbarem Zuschuss in Höhe zwischen 50-80% der Investitionskosten möglich Förderprogramm RENplus 2017 Entsprechende Vorgespräche mit ILB und Projektträger haben stattgefunden Antragstellung wird vorbereitet

30 Energie verbindet. Projektbeteiligte

31 Projektbeteiligte Für die Umsetzung des Projektes AWN Wasser- und Abwasserzweckverband: stellt die Wärme zur Verfügung Stadt Nauen (Schule): Hat Wärmebedarf AZV ist Eigentümer der Anlage und stellt vertraglich die Energie zur Verfügung Stadt kauft über langfristigen Liefer-Vertrag die Energie für die Schule an

32 Energie verbindet. Arbeitsschritte

33 Arbeitsschritte Zeit- und Arbeitsplanung für das Projekt Bis April 2017: Abstimmungen zwischen Stadt und WAH April bis Juni 2017: Vertragsgestaltung Wärmeliefervertrag Bis April: Genehmigungsplanung Bis Mai: Klärung und Beantragung der Fördermittel Juni 2017: Abschluss Wärmeliefervertrag Bis Juli 2017: Ausschreibung der Planung Bis November 2017: Planung der Anlage Bis Januar 2018: Ausschreibung der Bauleistungen Bis März 2018: Vergabe der Leistungen Juni-August 2018: Bauausführung und Inbetriebnahme

34 ...Abwasserwärmenutzung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Ähnliche Dokumente

Heizen und Kühlen mit Abwasser Erfahrung, Technik und Wirtschaftlichkeit aus über 50 Projekten

Heizen und Kühlen mit Abwasser Erfahrung, Technik und Wirtschaftlichkeit aus über 50 Projekten 1 Raumwärme- und Warmwasserbedarf Deutschland 888 TWh Stromerzeugung Deutschland 614 TWh 2 Abwasserwärmenutzung