Stadtplanung, Gebäude und Technik Wie geht das zusammen?

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1 Frankfurt, 24. Juni 2015 Stadtplanung, Gebäude und Technik Wie geht das zusammen? Bernd Utesch, ABGnova GmbH

2 Vorstellung ABGnova GmbH Gegründet in 2009 Innovations- und Dienstleistungsunternehmen der ABG Frankfurt Holding GmbH (Wohnungswirtschaft) und der Mainova AG (Energiewirtschaft) je 50% Integrierte Betrachtung von Energie-Bereitstellung und Verwendung. 2

3 Stadtplanung und Klimaschutz Klimaschutz ist eine Daueraufgabe im Bereich Stadtplanung und entwicklung Kompakte Stadt- und Siedlungsstrukturen können die Innenentwicklung stärken: kurze Wege, Funktionsmischung, Mobilitätsmanagement Auf lokaler Ebene Synergie- und Zielkonflikte zwischen Maßnahmen zur Flächennutzung, Klimaschutz und Klimaanpassung erkennen, zum Beispiel: Gewünschte Ausrichtung der Gebäude zur Sonne (Solargewinne, PV) andererseits Sommerlicher Wärmeschutz durch Verschattung Nutzung von PV und Solarthermie versus Dach- und Fassadenbegrünung Steuerungsmöglichkeiten im Rahmen der Stadtplanung für den Klimaschutz: formelle Instrumente: Bauleitplanung auf kommunaler Ebene sowie Regional- und Landesentwicklungspläne informelle Instrumente: fachliche Grundlage für eine integrierte und effektive Bearbeitung des Klimaschutzes in der förmlichen Raum- und Stadtplanung (z.b. Energie- und Klimaschutzkonzepte)

4 Energiegerechte Stadtplanung Einflüsse Politische Ziele/ Beschlüsse Städtebauliches Entwicklungskonzept Gesetzliche Vorgaben / Rahmenplan Energiewende Restriktionen Beteiligung Bürger Unterstützung von Investoren Energiegerechte Stadtplanung Flächennutzungsplan Bebauungsplan Städtebauliche Verträge Vorbereitende Pläne: - Energiekonzepte - Quartiersentwicklungskonzepte - Klimaschutz(teil)konzepte - Energienutzungspläne Flächennutzungsplan: Sicherung (Förderprogramme von Flächen!) Bebauungsplan: z.b. für die Nah- und Fernwärme - Stellung der Gebäude (Verschattung) - Bebauungsdichte - Kompaktheit der Baukörper - ggf. Verbrennungsverbote - Regelung für Gebiete, in denen bestimmte Maßnahmen für Erzeugung, Nutzung oder Speicherung von Strom, Wärme aus EE oder KWK getroffen werden müssen Städtebauliche Verträge: - Anschluß- Regelung der und Zusammenarbeit Benutzungszwang mit nach der Gemeindeordnung privaten Investoren als Satzung oder Bestandteil - Energieversorgung des B-Plans - Energetische Standards, Nutzung EE (vereinfachte Darstellung)

5 Gesetzliche Vorgaben Rahmenbedingungen für Gebäude: EnEV EnEV 2009 EPBD 2010 (Umsetzung April 2015) 3 %/a Sanierungsrate für Gebäude der Zentralregierung 1,5 %/a Energieeinsparquote EnEV 2014 EnEV öffentliche Gebäude als Niedrigstenergiegebäude 2021 Neubauten als Niedrigstenergiegebäude Quelle: EGS-plan, Stuttgart

6 Gesetzliche Vorgaben EnEV - Was ist neu? Primärenergetische Anforderungen an Neubauten verschärfen sich 2016 um ca. 25 %. Mehr grüner Strom im Netz: Primärenergiefaktor von Strom sinkt zum auf 1,8 Stilllegungspflicht für Heizkessel: ab gilt diese für Einbaudatum vor 1985, Pflicht zur Außerbetriebnahme von Öl- und Gaskesseln nach 30 Jahren (Ausnahme: NT- und Brennwertkessel) Energieausweis für Gebäude ähnlich Elektrogeräte (A+ bis H). Solar + Gas- Brennwertkessel ist etwa B. Angabe ist bei Vermietung und Verkauf Pflicht. Quelle: Martin Heuser, Mainova 6

7 Warum profitiert die Wärmepumpe von der EnEV 2016 in Neubaugebieten? EnEV 2009 EnEV PEF Strom 2,6 2,4 1,8 Arbeitszahl 3,0 3,2 3,3 PEF Wärmepumpe 0,87 0,75 0,55 Strompreis 23 ct 24 ct 25 ct Wärme- Arbeitspreis 7,67 ct 7,50 ct 7,58 ct Mehr grüner Strom im Netz führt zu deutlich verbessertem Primärenergiefaktor der Wärme aus WP Bei Erdwärmepumpen (Sole-Wasser) mit Arbeitszahl >4 sind sogar PEF < 0,45 möglich Quelle: Martin Heuser, Mainova 7

8 Pelletsanlage inkl. Nahwärmenetz in Nieder-Erlenbach Mainova Heizzentrale 8

9 Pelletsanlage inkl. Nahwärmenetz in Nieder-Erlenbach Technische Daten: Versorgte Häuser: 86 Anschlussleistung: 600 kw Erzeugte Wärme: 650 MWh Primärenergie: Holzpellets Eingesetzte Menge Primärenergie: 130 t p.a. Leistungen der Mainova: Planung und Errichtung Heizzentrale + Nahwärmenetz Betriebsführung der Heizzentrale Erhöhung Versorgungssicherheit mittels Hotmobil 9

10 Bioerdgas aus der Region Bioerdgas verbrennt nahezu CO 2 -neutral und schont unser Klima. Bioerdgas kann in beliebigen Anteilen (0-100 Prozent) dem Erdgas hinzugefügt werden. Bioerdgas ist nachhaltig und zukunftsorientiert. Bioerdgas wird in Höchst produziert und ist damit aus der Region. Bioerdgas ist die innovative Energie, die auch als Kraftstoff für die Mobilität eingesetzt werden kann. 10

11 Primärenergiebedarf in kwh/m²a Neubau: Haushaltsstrom rückt zunehmend in den Fokus Strom Warmwasser Heizung % Gesamt % Heizung 0 Altbau EnEV 09 Passivhaus Quelle: EGS-plan, Stuttgart EGS-plan. Aktiv-Stadthaus Frankfurt

12 Gebäude Technik: Innovationen in Frankfurt Rhein-Main: Neubau Plus-Energiehaus: Gebäude der ABG Frankfurt Eröffnung 8. Juli Wohneinheiten Energiegewinn (aus PV, Abwasser) deckt über das Jahr bilanziert den Bedarf für Haushaltsstrom, Heizung, Warmwasser und Allgemeinstrom Hier wird wieder das Mainova-Mieterstrommodell umgesetzt: Die Stromversorgung der Mieter im Gebäude erfolgt direkt aus der PV-Anlage und aus der Batterie bzw. mit grünem Reststrom. 12

13 Gebäude Technik: Innovationen in Frankfurt Rhein-Main: Neubau Plus-Energiehaus der ABG Frankfurt: Merkmale: Wohnungen werden mit sparsamen Haushalts- Großgeräten ausgestattet Jede Wohnung erhält ipad zur Darstellung des eigenen Verbrauchs und Stromerzeugungsprognose für den nächsten Tag Wärmegewinn aus dem öffentlichen Abwasserkanal E-Carsharing im Gebäude 13

14 Endenergie [kwh/mon] Energiebilanz Monatsbetrachtung Plus-Energiehaus der ABG Standort: Frankfurt Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Heizung TWW Lüftung HH-Strom E-Mobiliät PV-Dach, η = 19,7 % Fassade, OG 1-3 Fassade, OG 3-6 Quelle: EGS-plan, Stuttgart EGS-plan. Aktiv-Stadthaus Frankfurt

15 Stromspeicherintegration Plus-Energiehaus der ABG Stromspeicher Batterietyp: Lithium-Eisen-Phosphat Speichergröße: ca. 300 kw/ 250 kwh Abmessungen: ca. 2,20 x 6,00 x 0,70 m (HxBxT) Vorteile durch Speichernutzung: Erhöhung des Eigennutzungsgrades Reduzierung von Lastspitzen Unterbrechungsfreie Stromversorgung Eigenschaften: gute Tiefentladeeigenschaften hohe Zyklenfestigkeit Quelle: EGS-plan, Stuttgart EGS-plan. Aktiv-Stadthaus Frankfurt

16 Eigennutzungsgrad mit Stromspeicher Plus-Energiehaus der ABG S: Stromspeicher Anmerkung: auf Basis von Stundenwerten Quelle: EGS-plan, Stuttgart, FGee, TU Darmstadt EGS-plan. Aktiv-Stadthaus Frankfurt

17 Es existieren verschiedenste Ansätze zur Speicherung elektrischer Energie. Einer der vielversprechendsten davon ist Power to Gas. Speichertechnologien im Vergleich Ausspeicherzeit h 100 h 1 h 0,01 h 1 kwh Druckluftspeicher Batterien Quelle: DVGW nach FVEE Schwungrad 1 MWh Pumpspeicher 1 GWh 1 TWh Methan Power-to- Gas Wasserstoff 100 TWh Speicherkapazität Um Wind- und Solarenergie grundlastfähig zu machen brauchen wir jeweils geeignete Speichersysteme. Viele davon befinden sich heute noch in unterschiedlichen Entwicklungsstadien. Das Gasnetz hat die größten Speicherkapazitäten in Deutschland. Strom zu Gas-Demoanlage der Thüga-Gruppe 17

18 Der fluktuierende Anteil der ins Energienetz zu integrierenden elektrischen Energie aus EE wird künftig stark steigen Künftiger Speicherbedarf durch den Ausbau Erneuerbarer Energien gemäß einer Studie der Thüga Aktiengesellschaft - Beispielhafte Darstellung für März 2030 Durch die zunehmende Einspeisung von PV und Wind über den notwendigen Bedarf hinaus, wird die Flexibilität des Energiesystems immer wichtiger Datenquelle: bmu Leitstudie 2010, entso-e, TenneT Strom zu Gas-Demoanlage der Thüga-Gruppe Quelle: Thüga Aktiengesellschaft 18

19 Energietechnik: Große Herausforderung Zeitlicher Abgleich EE-Erzeugung und Strombedarf Erzeugungs- und Lastmanagement auf Ebene Haus, Regional und Überregional Quelle: Fraunhofer Quelle: SMA 19

20 Nur chemische Langzeitspeicher können elektrische Energie im TWh-Bereich aufnehmen Stromspeichermethoden im Vergleich Stromspeichersystem Kurzzeitspeicher Langzeitspeicher Batterie Pumpspeicher Druckluftspeicher Power to Heat Strom zu Gas (chemische Speicher) Begrenzte Speicherkapazität nur im Stundenbereich einsetzbar Infrastruktur bereits flächendeckend vorhanden unbegrenzte Speicherkapazität im Tages-/Wochenbereich einsetzbar Quelle: VDE-Studie Energiespeicher, Thüga Aktiengesellschaft Strom zu Gas-Demoanlage der Thüga-Gruppe 20

21 Energietechnik im Zeichen der Energiewende Region Frankfurt Rhein-Main Windenergie Wärmepumpe Power toheat Nah-/FW-Netz PV-Anlage Müll Brennstoff -zelle KWK- Anlage Verbraucher Wärmespeicher Batteriespeicher Bioerdgas -Anlage Solarthermie Stromnetz Wärmenetz Gasnetz Power to gas Geothermie Bereits bei Mainova im Einsatz 21

22 Beteiligung Bürger: Von Einspeisemodellen hin zu Eigenverbrauchsmodellen Rahmenbedingungen, wie sinkende Vergütung für die Einspeisung (z.b. bei PV) und steigende Strommarktpreise ändern die Geschäftsmodelle Entwicklung von reinen Einspeisemodellen hin zu Eigenverbrauchsmodellen Ein Eigenverbrauchsmodell im urbanen Raum sind z.b. Mieterstrommodelle Hierbei wird vom lokal produzierten Strom ein immer größer werdender Anteil des erzeugten Stroms auch lokal verbraucht und vermarktet Quelle: Mainova 22

23 Mieterstrom als neue Versorgungslösung lässt auch Mieter an der Energiewende teilhaben Status: Pilotphase Wie funktioniert s? / Geschäftsmodell Mainova: - plant, installiert, finanziert und betreibt die Energieerzeugungsanlage (PV und/oder BHKW) - vermarktet die erzeugten Strommengen, speist überschüssige Energie ein und sorgt für Versorgungssicherheit - pachtet die Dachfläche an Immobilienwirtschaft/Vermieter: - verpachtet Dachfläche an Mainova Mieter: - erhält Vor-Ort-Stromprodukt inkl. Reststromlieferung für Versorgungssicherheit in einem Tarif und alles aus einer Hand! Produktbestandteile Strom aus BHKW: Vor-Ort-Strom aus BHKW mit zusätzlicher Reststromlieferung zzgl. zur Wärmelieferung Strom aus Photovoltaik: Vor-Ort-Strom aus PV Anlage mit zusätzlicher Reststromlieferung Kundennutzen - Erhöhung der Attraktivität von betroffenen Liegenschaften, - Chance für ein vor Ort erzeugtes, preisstabiles und attraktives Stromangebot - aktive Teilhabe der Mieter an Energiewende und Bezug von ihren eigenen Strom - Dachpacht für Immobilienwirtschaft Zielgruppe: Mieter & Wohnungswirtschaft Quelle: Mainova 23

24 Unterstützung von Investoren gewinnen Regelmäßiger Abgleich der Strategie der Stadtplanung mit Netzbetreibern und Energieversorgungsunternehmen Prüfung von Flächennutzungsplänen und Bebauungsplänen durch Experten Gründung von Netzwerken von Kommune und Partnern (Energieversorger, Wohnungsbau, etc.) Energie-Tisch Beantragung von Förderprogrammen (NKI, KfW) für Klimaschutz- und Energiekonzepte sowie Quartierskonzepte (Förderprogramm Energetische Stadtsanierung Programm 432) Einbindung von Investoren und wichtigen Partnern in die Stadtplanung (z.b. bei vorbereitenden Plänen, Klimaschutz- und Energiekonzepten) Pilotanlagen mit Wohnungsunternehmen für ein PV-Mieterstrommodell Besondere Veranstaltungen für Wohnungseigentümergemeinschaften Best practice: z.b. Muster für kostengünstige Ansätze in der Energetischen Sanierung von Häusern/Mehrfamilienhäusern 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bernd Utesch ABGnova GmbH