Nahwärmenetz Möckenlohe

Transkript

1 Nahwärmenetz Möckenlohe

2 Warum eine detaillierte Datenerfassung? Wärmeübergabe Wärmeverteilung Wärmeerzeugung Einflussmöglichkeit 2

3 Welche Daten werden benötigt? Baujahr des Gebäudes Wärmeschutzverordnung in W/m² beheizbare Fläche Anzahl der m² Gesamtheizlast Gebäudeheizlast in kw Heizlast für TWB in kw Anzahl der Duschen maximal benötigte Warmwassermenge 3

4 Welche Daten werden benötigt? Trinkwasserbereitung Gebäudenutzung Sanierungsmaßnahmen Verteilsystem zentral / dezentral Heizlast / Wärmeverbrauch Rücklauftemperatur in das Netz Eigennutzung / Vermietung rechtliche Fragestellung 4

5 Welche Daten werden benötigt? Daten des aktuellen Wärmeerzeugers Berechnung der derzeitigen Wärmegestehungskosten Brennstoffverbrauch 5

6 PV Welche Daten werden benötigt? Anlage bereits installiert ja nein Falls ja: Besteht Interesse an der Installation einer PV-Anlage? Inbetriebnahme: Leistung: ja nein Stromverbrauch 6

7 Welche Daten werden benötigt? Interesse an Glasfaseranschluss? 7

8 Konzepterstellung (Technik) Die hat Auswirkungen auf die Auslegung der Wärmeerzeugung Wärmeverteilung Wärmeübergabe Eine abgestimmte Betrachtung gewährleistet eine optimierte Auslegung der Komponenten. 8

9 Konzepterstellung (Wirtschaftlichkeit) transparent Wärmepreis nachvollziehbar Investitionskosten Akzeptanz der Bürger Wärmeabsatz Je höher der Wärmeabsatz, desto geringer ist der Wärmepreis und stabiler ist das Projekt. 9

10 Konzepterstellung (Kapitalbedarf) Investitionskosten Kapitalbedarf Förderung Konzepterstellung Personal Wärmeerzeugung Wärmeverteilung Wärmeübergabe Finanzierung Wer wird finanziert? Wie wird finanziert? Was wird finanziert? Wirtschaftlichkeit des Projektes? Technik / Auslegung Wärmeerzeugung Wärmeverteilung Wärmeübergabe 10

11 Konzepterstellung Datenerhebung Technik Wirtschaftlichkeit Finanzierung 11

12 Konzeptvorstellung Konzeptvorstellung Wärmpreis Vergleichsberechnung Wärmeliefervertrag 12

13 Nahwärmenetz Möckenlohe

14 Idee sicher wirtschaftlich umweltfreundlich sozial preisstabil wir errichten eine gemeinschaftliche Wärmeversorgung flexibel effizient unabhängig fair tragbar nachhaltig überlebensfähig 14

15 Gründe für einen Fernwärmeanschluss Wirtschaftlichkeit Rechtssicherheit Umweltschutz 15

16 Wieviel kostet Wärme? Beispiel: Einfamilienhaus mit 150 m² Heizleistung 80 W/m² Baujahr 1975 Wirtschaftlichkeit Energiekosten Betriebskosten Kapitalkosten Wer am Rad der Fernwärme drehen will, sollte wissen was in den Heizungskellern los ist. Gesamtkosten 16

17 Wie viel kostet eine Heizung Beispiel: Einfamilienhaus mit 150 m² Heizleistung 80 W/m² Baujahr Einbau und Anschluss der Neuanlage inkl. Demontage und Entsorgung der Altanlage. Warmwasserspeicher Wärmeerzeuger (Heizöl-Brennwertkesselanlage inkl. Regelung) Wirtschaftlichkeit Gesamtinvestition (ohne Heizöltanks) Einzugskamin (Bei einer Installation eines Brennwertgerätes, ist meist eine Ertüchtigung des Kamines nötig.) jährliche Kapitalkosten (Nutzungsdauer: 25 Jahre; Zinssatz: 2,9%)

18 Wieviel verbraucht eine Heizung Beispiel: Wärmeverbrauch kwh jährlicher Stromverbrauch für den Betrieb der Heizung: 353 kwh Jahresnutzungsgrad der Wärmeerzeugung unter Berücksichtigung der Verluste: 86,2% jährlicher Heizölverbrauch bei einem Jahresnutzungsgrad von 86,2%: Liter ( kwh / 86,2% / 10 kwh pro Liter Heizöl) Oberflächenverluste des Wärmespeichers Stromverbrauch des Speicherladekreises Stromverbrauch Brenner und Heizölpumpe Wirtschaftlichkeit Heizölkosten (52,6 Ct pro Liter ) Stromkosten (25,41 Ct pro kwh) 90 Verluste der Erzeugung Abgasverluste An- und Abfahrverluste Oberflächenverluste Ventilationsverluste Verluste des Teillastbetrieb Überdimensionierung der Kessel jährliche Energiekosten

19 Betriebskosten einer Heizung Angesetzte durchschnittliche Kosten für Wartung, Reparatur und Betrieb der Heizungsanlage für die Nutzungsdauer von 25 Jahren. Entkalkung des Wärmespeichers Schornsteinfeger Grundgebühr Kehrgebühr Messgebühr Reparatur der Kesselanlage Wartung der Kesselanlage Wirtschaftlichkeit Wartungskosten Ø 125 Reparaturkosten Ø 212 Betriebskosten Ø 119 jährliche Kosten Ø 457 Austausch der Pumpe für den Speicherladekreis Reinigung des Heizöltankes 19

20 Gesamtkosten der Wärmebereitstellung Kapitalkosten: Energiekosten: Wirtschaftlichkeit Betriebskosten: Gesamtkosten: Nicht berücksichtigt in den Kosten sind: Investition in den Heizöltank Raumbedarf für Heizung und Heizöltanks Heizöltankversicherung (Haftpflicht) Übrigens: Heizöl brennt und stinkt. Fernwärme nicht. Wärmeverbrauch kwh Wärmekosten 11,43 Ct/kWh 20

21 Beispiel ein Wärmeübergabestation Schnittstelle Vorlauf Heizung (z.b. 80 C) Gebäudeeintritt Vorlauf bis 95 C Regler (Heizung) Rücklauf Heizung (z.b. 50 C) Brauchwarmwasser (z.b. 60 C) Wärmetauscher (Trennen das Heizungswasser und Brauchwarmwasser vom Fernwärmewasser. ) Rücklauf 55 C Maße (H/B/T) 820 x 720 x 240mm Eine derartige WÜST ersetzt eine komplette Heizanlage und schafft somit zusätzlichen Platz im Haus. Kaltwassereintritt 21

22 Gesetze und Verordnungen Endenergieverbrauch in Deutschland Rechtssicherheit Ziel der Bundesregierung: Klimaneutraler Gebäudebestand bis Der Wärmemarkt rückt immer stärker in das Visier der politischen Betrachtung. (Bundesgesetz) (Energieeinsparverordnung) (Landesgesetz in Baden-Württemberg) 22

23 Gesetze und Verordnungen Rechtssicherheit Bei entsprechenden Sanierungsarbeiten sind bereits heute Bestandsgebäude von den Regelungen der Energieeinsparverordnung betroffen. Mit der Austauschpflicht von Kesselanalgen von einem Alter größer 30 Jahren waren zum ersten mal Bestandsgebäude betroffen. (Aber: Es bestehen noch viele Ausnahmen.) 23

24 Gesetze und Verordnungen Rechtssicherheit Das EEWärmeG ( 1) stellt das gesetzliche Ziel auf, bis im Jahr 2020 mindestens 14 % des Wärme- und Kälteenergiebedarfs von Gebäuden durch erneuerbare Energien zu decken. Eigentümer von Gebäuden, für die ab dem der Bauantrag, die Bauanzeige oder Kenntnisgabe bzw. bei verfahrensfreien Vorhaben der Baubeginn erfolgt, sind verpflichtet, den Wärme- und Kälteenergiebedarf ihres Gebäudes durch eine anteilige Nutzung von erneuerbaren Energien zu decken. Bei solarer Strahlungsenergie gilt ein Mindestanteil von 15 %, bei gasförmiger Biomasse von 30 %, bei flüssiger und fester Biomasse sowie Geothermie und Umweltwärme von 50 %. Ersatzmaßnahme: Der Anschluss an ein Wärme- oder Kältenetz. Folgt zukünftig eine Ausweitung der Gesetze auf Bestandgebäude? 24

25 Gesetze und Verordnungen Rechtssicherheit Beim Heizungsanlagentausch müssen in bestehenden Wohngebäuden 15 % der Wärme durch erneuerbaren Energien gedeckt oder Ersatzmaßnahmen nachgewiesen werden. Erneuerbare-Wärme-Gesetz (Landesgesetz in Baden-Württemberg) Ein Austausch der Heizungsanlage findet in der Regel alle 20 bis 30 Jahre statt. In Baden-Württemberg sind somit Bestandgebäude bereits heute vollumfänglich betroffen. Ist eine derartige Regelung zukünftig für das gesamte Bundesgebiet vorstellbar? 25

26 Gesetze und Verordnungen Rechtssicherheit Der wichtigste Beschluss: Die Erderwärmung auf maximal 1,5 C bis 2 C zu begrenzen. Dies ist nach übereinstimmender Meinung nur zu erreichen, wenn man zukünftig auf fossile Energieträger weitestgehend verzichtet und die Energieversorgung auf erneuerbare Quellen umgestellt wird. Ist bei derartigen Zielen eine Verschärfung und Ausweitung der bestehenden Gesetze und Verordnungen zu erwarten? 26

27 Welcher Brennstoff ist für Möckenlohe geeignet. Umweltschutz Der Waldanteil der Gemarkung Möckenlohe beträgt xx ha. Holz ist somit ein regional vorhandener Brennstoff. Holz hat einen geschlossenen CO 2 -Kreislauf. 27

28 Konzepterstellung Schritt 1: Schritt 2: Schritt 3: Schritt 4: Schritt 5: Schritt 6: Schritt 7: Schritt 8: Wer kann sich einen Fernwärmeanschluss vorstellen? Aufnahme der Daten inkl. einholen einer Absichtserklärung. Auswertung und Analyse der Daten. Auswahl der Technik und Planung. Einholen von Angeboten und Überprüfung der Kosten. Unterschrift der Wärmeliefervertrage Vergabe der Aufträge und Baubeginn. Heizung aufdrehen und zurücklehnen. 28

29 Konzepterstellung und das Übel der Überdimensionierung Die durchschnittliche Überdimensionierung der Heizungsanlagen in Bestandsgebäuden beträgt 80%. Damals gültige Regeln der Heizlastberechnung (falls überhaupt durchgeführt) Sicherheitsaufschlag Planer und/oder Heizungsbauer durchgeführte Sanierungsmaßnahmen Die real benötigte Heizlast wird oftmals noch weiter reduziert, da nur selten alle beheizbaren Räume im tiefsten Winter gleichzeitig vollständig beheizt werden. Je mehr Gebäude in einem Heizsystem zusammengeschlossen werden, desto unterschiedlicher ist das Nutzerverhalten (Heizung & Brauchwarmwasser) und umso mehr reduziert sich die normal benötigte maximale Heizleistung. Diesen Effekt beschreibt der Gleichzeitigkeitsfaktor. 29

30 Konzepterstellung (Standard) Heiztechnik Grundlast (ab Vbh) Mittellast (ab Vbh) Spitzenlast Speicher Wärmeerzeugung Fernwärmenetz Rohrtyp Dimensionierung Druckhaltung Wärmeverteilung Datenerhebung: installierte Leistung Brennstoffverbrauch Übergabestation Heizung Trinkwarmwasser Wärmeübergabe Die oberen 25% der installierten Leistung erzeugen ca. 0,5% der Jahreswärmemenge. ø Gleichzeitigkeitsfaktor: 20% ø Überdimensionierung: 80% ø Überdimensionierung: ca. 100% Hohe Investitionskosten in Netz und Wärmeerzeugung Hoher Wärmeverlust im Netz (wird verschärft durch zukünftige Sanierungen) Ineffiziente Wärmeerzeugung (Teillastbetrieb, ) 30

31 Konzepterstellung (Datenerhebung) Um eine Überdimensionierung der Wärmeerzeugung und des Wärmenetzes bestmöglich zu vermeiden werden folgende Daten ermittelt: Art der Heizung Installierte Leistung Brennstoffverbrauch Gebäudealter Gebäudetyp Gebäudegrundfläche Anzahl der Geschosse benutzbare Fläche beheizbare Fläche benötigte Anschlussleistung beheizte Fläche realer Wärmebedarf benötigte Heizleistung je Gebäude benötigte Heizleistung je Straße benötigte Heizleistung je Gebiet 31

32 Konzepterstellung (Lastgang) 32

33 Konzepterstellung (Lastgang) 33

34 Konzepterstellung (Lastgang) Je geringer die Wärmeproduktion ist, desto günstiger sollte die Anlagentechnik sein. Je höher die Wärmeproduktion ist, desto günstiger sollte der Brennstoff sein. 34

35 Konzepterstellung (Technik) Die hat Auswirkungen auf die Auslegung der Wärmeerzeugung Wärmeverteilung Wärmeübergabe Eine abgestimmte Betrachtung gewährleistet eine optimierte Auslegung der Komponenten. Reduzierung der Investitionskosten 35

36 Konzepterstellung (Aufbau) Förderung Wirtschaftlichkeit Technik Effizienz

37 Konzepterstellung (Wirtschaftlichkeit) transparent Wärmepreis nachvollziehbar Investitionskosten Akzeptanz der Bürger Wärmeabsatz Je höher der Wärmeabsatz, desto geringer ist der Wärmepreis und stabiler ist das Projekt. 37

38 Konzepterstellung (Kapitalbedarf) Die Gesamtwirtschaftlichkeit des Projektes hängt ab von den Investitionskosten Kapitalbedarf Förderung Konzepterstellung Personal Wärmeerzeugung Wärmeverteilung Wärmeübergabe Finanzierung Wer wird finanziert? Wie wird finanziert? Was wird finanziert? Wirtschaftlichkeit des Projektes? Technik / Auslegung Wärmeerzeugung Wärmeverteilung Wärmeübergabe 38

39 Konzepterstellung Wenn die Datenerhebung akribisch und sauber durchgeführt wurde. Technik aufeinander abgestimmt wurde. Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz erreicht wurde. Finanzierung geklärt wurde. Dann steht der Projektrealisierung und somit dem Beginn der Planungen nichts mehr im Wege. 39

40 Ergebnisse Anhand der Konzepterstellung, ist bekannt: die maximale Heizlast eines jeden Gebäudes (=Anschlussleistung) Prognose der real benötigten Heizlast eines jeden Gebäudes Prognose des realen Wärmebedarfs eines jeden Gebäudes Anhand der Einzeldaten, kann unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors ermittelt werden: die maximale Heizlast aller Gebäude (=maximal benötigte Erzeugerleistung) Prognose der real benötigten Heizlast aller Gebäude Prognose des realen Wärmebedarfs aller Gebäude 40

41 Prognose (Lastgang) Die einzige längere Kälteperiode in den letzten 10 Jahren. Verwendet wurden die Wärmemengen (Verbrauch und Verluste) die das Institut für Energietechnik IfE GmbH ermittelt hat. 41

42 Prognose (Lastgang) Verwendet wurden die Wärmemengen (Verbrauch und Verluste) die das Institut für Energietechnik IfE GmbH ermittelt hat. 42

43 Konzepterstellung (Lastgang) 43

44 Erzeugung (Auslegung Schritt 1) Ein Wärmeerzeugungssystem eines Nahwärmenetzes besteht oft aus drei Kesselanlagen Grundlast, Mittellast, Spitzen-/Reservelast. Aber wie groß müssen/sollen die Erzeuger wirklich sein? Hackschnitzelkessel 100 kw Wärmespeicher Mobile Heizzentrale 250 kw (für den ersten Winter) 44

45 gemessener Wärmeverbrauch 45

46 Erzeugung (Auslegung Schritt 2) Nach den ersten Winter wissen wir anhand der Messwerte, wieviel Leistung real in Möckenlohe benötigt wird. Anhand dieser Messwerte kann die Leistung des zweiten Erzeugers (falls überhaupt nötig) und der Reserve- und Spitzenlastkessel ausgelegt und installiert werden? Dadurch wird eine Überdimensionierung vermieden. Hackschnitzelkessel 100 kw Wärmespeicher Mobile Heizzentrale 250 kw (für den ersten Winter) 46

47 Erzeugung (Auslegung Schritt 2) Aber was soll es für ein zweiter Wärmerzeuger sein? Hackschnitzelkessel? Vergrößerung Wärmespeicher? Blockheizkraftwerk? Solarthermie? Wärmepumpe und Photovoltaik? Pelletkessel? 47

48 Resultat Ein Wärmeversorgung bei der Erzeugung, Verteilung und Wärmeübergabe genau auf die Anforderungen abgestimmt sind. Eine Wärmeversorgung die effizient und ökologisch ist. Eine Wärmeversorgung welche die Anforderungen der Zukunft erfüllt. Eine Wärmeversorgung die wirtschaftlich ist und auch gefördert wird. Eine Wärmeversorgung um die sich gekümmert wird und man einen verlässlichen Ansprechpartner hat. Eine Wärmeversorgung mit höchstem Komfort. 48