Regenerative Wärmebereitstellung bei Gasdruckregelanlagen Lukas Wimmer

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1 Regenerative Wärmebereitstellung bei Gasdruckregelanlagen Lukas Wimmer Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel,

2 Agenda 1. Vorstellung 2. Stand der Technik bei GDRA 3. Einsatz regenerativer Energien 4. Finanzierung 5. Referenzen 6. Von der Idee zur Anlage Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 2

4 Vorstellung Enertracting ist Projektierer und schlüsselfertiger Anlagenlieferant für erneuerbare Heizungsanlagen und Energieeffizienzmaßnahmen Enertracting bietet an Projekte auch im Rahmen von Contracting selbst zu finanzieren und kümmert sich um öffentliche Förderung Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel,

5 Das Unternehmen Gründung in 2011 als Startup der Uni Kassel Realisierung von über 20 regenerativen Heizungsanlagen im Bereich der solaren Prozesswärme und in der Nahwärmeversorgung und im gewerblichen Wohnungsbau. 4 Anlagen davon sind im Contracting Das Team Dipl.-Ing. Roland Heinzen, Geschäftsführer, Ingenieur Maschinenbau, Schwerpunkt Thermodynamische Systeme und Solarthermische Anlagen Dr.-Ing. Katrin Zaß, Projektingenieurin, Regenerative Energietechnik und Wirtschaft M.Sc. Lukas Wimmer, Projektingenieur für Regenerative Energietechnik und Energieeffizienz Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de

6 Projekte Solarthermie in Gasdruckregelanlagen Forschungsprojekt: Solarthermische Beheizung von Gasdruckregelanlagen bei der EnergieNetz Mitte Planung alternative Wärmeversorgung Neubau GDRA Ostheim ab Umstellung der Energieversorgung der GDRA Großseelheim Scanning aller GDRAs der EAM und Umstellung des Heizungskonzepts der GDRA Neu-Eichenberg Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 6

7 Unser Referenzpartner: EAM Die EnergieNetz Mitte besitzt 73 Gasdruckregelanlagen mit Wärmebedarf. Diese verbrauchen pro Jahr etwa MWh Energie. Alle bisherigen Projekte wurden in Zusammenarbeit mit der EAM durchgeführt. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 7

9 Aktueller Stand der Technik bei der Vorerwärmung in GDRA Gasdruckregelanlagen sind essentieller Bestandteil der Gasversorgungsstruktur Ihre Hauptaufgaben liegen in der Entspannung des Gases auf ein niedrigeres Druckniveau sowie der Messung der durchgeleiteten Gasmenge Beispielhafte GDRA der Energienetz Mitte Zum Schutz vor Vereisung und Beschädigung der Komponenten muss das Gas vorerwärmt werden Die Wärmebereitstellung erfolgt dabei meist über herkömmliche Erdgaskessel Aufgrund des Unbundling (EnWG 6) muss der Gasnetzbetreiber den Eigenbedarf für die GDRA zu marktüblichen Konditionen beziehen. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 9

10 Herkömmliche Wärmebereitstellung Wärmeerzeugungsanlagen zu 100% fossil betrieben und ggf. veraltet. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 10

12 Solare Deckung Jahresverlauf des Wärmebedarfs einer GDRA mit einem Gesamtwärmebedarf von 2,2 GWh/a Wärmebedarf / Erzeugte Wärme in kwh/a Gesamter Wärmebedarf GDRA 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez >> Der Wärmebedarf fällt im Sommer auf 30% der im Winter benötigten Wärmemenge Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 12

13 Solare Deckung Jahresverlauf des Wärmebedarfs einer GDRA mit einem Gesamtwärmebedarf von 2,2 GWh/a Wärmebedarf / Erzeugte Wärme in kwh/a Gesamter Wärmebedarf GDRA Solarwärme an den Prozesss 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez >> Durch eine Auslegung der Solarthermieanlage auf den sommerlichen Bedarf werden bis zu 35 % (Bsp. 20%) der konventionell bereitgestellten Wärme eingespart. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 13

14 Solare Deckung Jahresverlauf des Wärmebedarfs einer GDRA mit einem Gesamtwärmebedarf von 2,2 GWh/a Wärmebedarf / Erzeugte Wärme in kwh/a Gesamter Wärmebedarf GDRA Erzeugte Energie Wärmepumpe Solarwärme an den Prozesss Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez >> Durch den Einsatz einer Gas-Wärmepumpe können zusätzlich 40 % (hier: 32%) der konventionell bereitgestellten Wärme eingespart werden. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 14

15 Regenerativ gestützte Wärmebereitstellung Durch Integration in den Rücklauf entsteht kein negativer Einfluss auf bestehende Anlagentechnik Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 15

16 Gute Bedingungen für Integration Wirkungsgrad Infolge guter Integrationstemperaturen ergibt sich ein sehr guter Wirkungsgrad der Anlagentechnik begünstigt geringe Gestehungskosten Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 16

17 Vorteile der Solarthermie in GDRAs Sehr hohe Erträge durch günstige Temperaturniveaus Einfache Einbindung im nicht Explosionsgeschützten Bereich Vermeidung schlechter Wirkungsgrade der Heizungskessel im Sommer Kein Einfluss auf Anlagensicherheit infolge gegebener Redundanz Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 17

18 Spezielle Komponenten Speziell auf das Contracting abgestimmt und auch für die Freiaufstellung geeignete System-Komponenten hat die enertracting GmbH entwickelt: Montagesystem Wärmespeicher Regelung Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 18

19 Wärmespeicher FLEXSAVE CONTAINER Witterungsgeschützter Großspeicher für den Außeneinsatz Speichervolumen zwischen 5 und 20 m³ bei Einzelspeichern insgesamt bis100 m³ stapelbar Basis 20'-Seecontainer: Transportlogistik von Seecontainern nutzbar vormontierte Einheit, anschlussfertig angeliefert abschließbar und kaskadierbar integrierter Technikraum für Pumpengruppen, Wärmeübertrager, etc. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 19

20 Regelung LOGSAVE Universalregler, Datensendemodul und Zugang zu einem Webportal in einem Gerät: moderne, frei anpassbare Anlagensteuerung Datenlogging via LOGSAVE.DE Portal Darstellung von Erträgen, Temperaturkurven am Rechner / Smartphone Konfiguration aus der Ferne möglich GPRS-/ Ethernet-Datenversand Regelung der Anlagentechnik Messung der Anlage (Wärmemenge, Temperatur, Volumenstrom, Druck) Lokale Speicherung auf dem Gerät Webportal mit individuellem Zugang zur Ansicht der Anlage Übertragung der Daten auf Server Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 20

21 Gesamtpaket durch enertracting Schlüsselfertige, vormontierte Anlagen Ertragsoptimierte Betriebsführung Optimierung der Wirtschaftlichkeit durch Einsatz von eigenentwickelten kostengünstigen Speichern Als einziger Projektierer in Deutschland Erfahrung mit regenerativen und energieeffizienten Versorgungskonzepten für GDRA Wartung und Betriebsführung durch enertracting Keine Schulung der eigenen Mitarbeiter notwendig enertracting bietet auf Wunsch des Kunden auch Contractinglösungen an Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 21

23 Finanzierungsmöglichkeiten a) Eigene Investition b) Realisierung mittels Contracting Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 23

24 a) Beispielrechnung: Eigeninvestition Gasverbrauch für Gasvorerwärmung: kwh Reduzierung Gasbezug durch Solarthermienlage: kwh (ca. 300m²) Heutige Wärmegestehungskosten Gasbezug: 5 cent/kwh Einsparung Gasbezugskosten: /a Investition Solarthermie und Speicher: BAFA Zuschuss (50%) Lebensdauer der Anlage 25 Jahre Solare Wärmegestehungskosten: 4,0 ct/kwh Gesamtkapitalrendite: 6,1% Gesamtamortisation: ca. 12 Jahre Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 24

25 Potentiale des Contracting Hemmnisse für den Einsatz großer regenerativer Energieversorgungsanlagen: hohe Investitionskosten, lange Amortisationszeiten fehlendes Know-how insbesondere im Anlagenbetrieb Vorteile des regenerativen Wärmecontracting für Contractingnehmer: Investition sowie technisches und wirtschaftliches Risiko wird durch Contractor getragen hohe Energie- und CO 2 Einsparungen geringerer Wärmepreis als für konventionelle Energieträger Überwindung von Markthürden für erneuerbare Großanlagen Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 25

26 Rahmenbedingungen Contracting Reines Arbeitspreismodell, da auch lediglich dieser verdrängt wird Abrechnung erfolgt nach tatsächlich gemessener Lieferung Solarer Wärmepreis wird an den Gaspreis gekoppelt, so dass eine langfristige Ersparnis gesichert ist Vertragslaufzeit über 20 Jahre wird festgelegt Solare Ertragsgarantie Begrenzt persönliche Dienstbarkeit notwendig Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 26

28 GDRA Großseelheim Solarthermische Beheizung einer Gasdruckregelanlage der EAM (ehemals E.ON Mitte AG) in Großseelheim. Realisierung: Juli m² Freiaufstellung Flachkollektoren, Wagner LBM 25 m³ FLEXSAVE Container Zusätzliche Abwärmenutzung aus einer benachbarten Biogasanlage Solares Wärme-Contracting: Die Wärme wird an EAM verkauft Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 28

29 GDRA Großseelheim - Aufbau Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 29

30 GDRA Großseelheim - Aufbau Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 30

31 GDRA Großseelheim Einbindung des Speichers Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 31

32 GDRA Großseelheim Daten und Fakten Wärmebedarf der GDRA Großseelheim, ca kwh/a Kollektorfläche (Brutto, Flachkollektoren) 355 m² Pufferspeicher 25 m³ Solarer Wärmepreis 55 /MWh Solarertrag Wärmebereitstellung über die Abwärme einer nahegelegenen Biogasanlage (BHKW) kwh/a kwh/a Tatsächliche Bereitstellung in kwh/a Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 32

33 GDRA Neueichenberg Solarthermische Beheizung einer Gasdruckregelanlage der EAM (ehemals E.ON Mitte AG) in Neu - Eichenberg. Realisierung: Dez m² Dachaufstellung Flachkollektoren, Viessmann 10 m³ FLEXSAVE Container Zusätzliche Umweltwärmenutzung mittels thermischer Gas-Wärmepumpe geplant Die EAM ist Betreiber der Anlage. Wartung und Monitoring übernimmt die Enertracting GmbH Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 33

35 Schritte zur erfolgreichen Umsetzung Screening ihrer Bestands-GDRA Vorauswahl geeigneter Standorte Angebot für Eigeninvest + Contracting Vorplanung Auslegung Wirtschaftlichkeit Vertragsabschluß Für die erste Analyse benötigen wir von Ihnen für alle GDRA: Standortdaten (Adresse, Grundstück) Technische Daten (Gasdurchsatz, Druckniveau, Installierte Kesselleistung, Ein- / Austrittstemperatur Erdgas, Gasverbrauch Heizkessel Ihre Einschätzung (auch: geplanter Neubau oder Modernisierung) Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 35

36 Schritte zur erfolgreichen Umsetzung Screening ihrer Bestands-GDRA Vorauswahl geeigneter Standorte Angebot für Eigeninvest + Contracting Vorplanung Auslegung Wirtschaftlichkeit Vertragsabschluß Aus ihren Daten und unserem Kriterienkatalog kann eine Vorauswahl für besonders geeignete Standorte getroffen werden. Bei einem gemeinsamen Termin werden 3 besonders geeignete Anlagen miteinander festgelegt. Kriterium Bedarf im Sommer Erfüllungsgrad Förderung Dachfläche Ausrichtung Verschattungsfrei frei von Störpotential EAM Betreiber Übertemp. des entspannten grundlage Erdgases Gewichtung Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Anlage % Max % (39) Sehr gut Gut Befriedigend Ausreichend Ungenügend bisherige Daten- Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 36

37 Schritte zur erfolgreichen Umsetzung Screening ihrer Bestands-GDRA Vorauswahl geeigneter Standorte Angebot für Eigeninvest + Contracting Vorplanung Auslegung Wirtschaftlichkeit Vertragsabschluß Für die vorausgewählten Anlagen wird auf Basis von Ertragssimulationen die optimale Anlagenkonfiguration ermittelt und die eingesparte Menge Erdgas und CO 2 -Emission berechnet, sowie eine Wirtschaftlichkeitsberechnung durchgeführt. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 37

38 Schritte zur erfolgreichen Umsetzung Screening ihrer Bestands-GDRA Vorauswahl geeigneter Standorte Angebot Eigeninvest + Contracting Vorplanung Auslegung Wirtschaftlichkeit Vertragsabschluß Für unsere optimal ausgelegten Anlagenvorschläge erhalten sie ein Angebot für das Eigeninvest oder für Contracting. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 38

39 Schritte zur erfolgreichen Umsetzung Screening ihrer Bestands-GDRA Vorauswahl geeigneter Standorte Angebot Eigeninvest + Contracting Vorplanung Auslegung Wirtschaftlichkeit Vertragsabschluß Schon beim Vertragsabschluß mit uns können sie für gute Presse gemeinsam mit ihren kommunalen Partnern sorgen. Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 39

40 Herzlichen Dank für Ihr Interesse! Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, 40

41 b) Wie funktioniert solares Contracting? Kunde: Gasnetzbetreiber Wärme Kosten Anlagenlieferant: (Planer, Handwerker, Anlagenhersteller) FSAVE Solartechnik Solaranlage Investition Elektrizität Betreiber: (Anlagenüberwachung) Enertracting GmbH Betriebskosten Investition Tilgung, Zinsen Geldlieferant: (z.b. Banken, Anleger, Eigenkapital) Hilfsenergielieferant: (Elektrizität zum Betrieb von Pumpen, Regelung) 41 Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel,

42 Beispielrechnung: Contracting Gasverbrauch für Gasvorerwärmung: Reduzierung Gasbezug durch Solarthermienlage: Heutige Wärmegestehungskosten Gasbezug: Garantierte Wärmelieferung zu 95% der Wärmegestehungskosten durch Gas kwh kwh (ca. 300m²) 5 cent/kwh 4,75 cent/kwh Einsparung: 0,25 cent/kwh * kwh = 375 Euro pro Jahr und GDRA. Bei einer Realisierung Ende 2015/Beginn 2016 ergeben sich bei 1 Anlage Einsparungen von 2625 Euro bis Beginn der Regulierungsperiode Ab 2022 (Fotojahr 2020) erfolgt eine Reduzierung der OPEX-Kosten im Antrag und Effizienzbeitrag. -Risikofrei -Imageprojekt -CO2 Einsparung: kg (mit 0,24 kg CO2-äq./kWh Erdgas) Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 42

43 Zwischenfazit Nutzen für den Netzbetreiber = öffentlichkeitswirksames Projekt zur Unterstützung der Energiewende, grünes Image, Verbesserung CO2-Bilanz Kosten = 0 Euro positiver Beitrag durch Erdgas- /Kosteneinsparung kann sogar garantiert werden, Verschiebung von OPEX zu CAPEX Regenerative Beheizung ist technisch ohne negativen Einfluss auf die bestehenden Prozesse möglich Enertracting GmbH, Altmüllerstr. 6-8, Kassel, info@enertracting.de 43