Erneuerbare Energien für das Wärmenetz: Projekte zur Einspeisung von dezentraler Energie

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1 Erneuerbare Energien für das Wärmenetz: Projekte zur Einspeisung von dezentraler Energie Bastian Großmann, HanseWerk Natur GmbH Hamburg, 18. September 2015

2 Was Sie erwartet Kurzprofil HanseWerk Natur GmbH? Hintergrund: Öffnung der Wärmenetze Entwicklung/Optimierung Pilotprojekt Heizwerk Berne Von der Theorie zur Praxis Hybridmodell - Einspeisung aus BHKW und Brennstoffzelle Multifunktionsspeicher Hocheffizienz-BHKW

3 HanseWerk Natur GmbH rund 150 Mio. Umsatz Standorte HanseWerk Natur rund 180 Mitarbeiter > Wärmeerzeugungsanlagen rund 150 Wärmenetze in Norddt. Wärmekompetenz der HanseWerk Gruppe Dezentrale Energielösungen Umwelt- und klimafreundliche Wärmeerzeugung (KWK, Abwärme, Biowärme) Individuelle Versorgungskonzepte Jahrzehntelange Erfahrung 3

4 HanseWerk Natur GmbH Anlagen Kessel BHKW 190 Kälteanlagen 6 Notstromaggregate 4 Wasserkraftwerke 2 Photovoltaikanlagen 4 Windkraft 1 Energieabsatz und installierte Leistung Wärmeabsatz Stromabsatz (KWK, EEG) Thermische Leistung Thermische Leistung (BHKW) Elektrische Leistung (BHKW) GWh 234 GWh 966 MW th 76 MW th 69 MW el Wärmenetze der HanseWerk Natur GmbH 4 HanseWerk Natur

5 Dezentrale Versorgung und erneuerbare Energien Einspeisung Biowärme Einspeisung Biogas Aufbereitung Biogas zu Bioerdgas Einspeisung solarer Wärme Aufnahme Fremdwärme (MVA etc.) Einspeisung KWK-Wärme Erzeugungsmix 13,22 7,1 51,23 28,45 Fossil Kessel Fremdwärme Fossil KWK regenerativ KWK 5

6 Verbundnetze Hamburg 3 Verbundnetze in Hamburg Verbund Ost Verbund Süd Verbund West 6

7 Verbundnetz Ost Daten und Fakten Verbundnetz Ost Versorgte Gebiete Anschlüsse (Gewerbe, Industrie, Wohnhäuser) Wärmeabsatz/Jahr Trassenlänge Wärmeerzeuger u.ä. Bramfeld, Farmsen-Berne, Rahlstedt, Jenfeld ca ca MWh 180 km MVA Stapelfeld, 19 HW/BHKW, Multifunktionsspeicher, Hybridanlagen 7

8 Hintergrund: Öffnung Wärmenetze Entw./Optimierung Vorteil: Wärmepotentiale aus solaren Erträgen können bei Einbindung in größere Nahwärmenetze bestmöglich genutzt werden. Ebenso aus Kundeneigenen KWK- Anlagen Möglichkeiten um dezentral erzeugte klimafreundliche Wärme einzuspeisen, zu speichern und wieder zu entnehmen. Voraussetzung: Standort gebundene Immobilien Praxis: Erster Multifunktionsspeicher in HH-Bramfeld ist seit Sommer 2011 in Betrieb, Pilotprojekt Solar Berne, seit 2012 in Betrieb, was folgt danach sind Sie unser Partner? Mehrere Hybridprojekte an den Fernwärmenetzen Ost und Süd

9 Beispiel: Solareinspeisung Solareinstrahlung HH: kwh/m² (Mittlere Jahressummen ) Quelle: DWD kwh = ca. 100 Liter Heizöl = ca. 100 m³ Gas

10 Pilotprojekt HW Berne Heizwerk als erster Einspeiser 100 m² Solarkollektoren max. therm. Leistung 70 kw kwh Wärme pro Jahr Ca. sechs Tonnen weniger CO2 Unser Antrieb: Erforschung technischer Grundlagen Erfahrung sammeln und auf Basis dieser, ausgereifte Konzepte und Produkte unseren Partnern anzubieten

11 Schema Herzwerk Berne: Übersicht

12 Schema Herzwerk Berne: RL Einspeisung Solar

13 Schema Herzwerk Berne: VL Einspeisung Solar

14 Schema Herzwerk Berne: VL / RL Einspeisung Solar

15 Von der Theorie zur Praxis: Planerische Kriterien Standort an einem FW-Netz HAWN Bestands- oder Neukunde Südausrichtung d. Daches (Max. Einstrahlung) Möglichst wenig Verschattung (Bäume) Kollektorfläche > 100 m² sinnvoll Prüfung der Statik/Windlast Freie Fläche (Bestmögliche Ausnutzung) Zugang zum Dach (Montage/Wartung) Stadtbildprägende Immobilien möglich

16 Von der Theorie zur Praxis: Technische Kriterien Neubau oder Altbau möglich Auswahl der Kollektoren je nach Projekt Befestigung/Statik auf d. Dach ist zu prüfen Sekundärseitig Kunde, Kreislauf, Druckhaltung, Pumpe Speicher entfällt, da Einspeisung ins HAWN-Netz Einbindung an HAWN beigestellter Wärmeübergabe/Solarstation Wärmezähler als Bezugs-, Solarkreiszähler als Einspeisezähler, Diff. Rech.

17 Mögliche Einspeisemengen je nach Integrationskonzept 17

18 Von der Theorie zur Praxis: Bsp. Wohnungswirtschaft Beispielrechnung Solarertrag Daten zum Objekt eines potentiellen Kunden: Standort: Hamburg Art des Dachfläche: Flachdach / Betumenpappe Dachfläche: m² Gesamtbruttofläche: 443,7 m² Gesamtbezugsfläche: 405 m² Ausrichtung: Südwest Aufstellwinkel: 30 Art der Solarkolektoren: Hochleistungsröhrenkolektoren Solarertrag Einstrahlung Kollektorfläche Optische Kollektorverluste Thermische Kollektorverluste Energie vom Kollektorfeld Rohrverlußte innen Rohrverlußte außen Kollektorkreis an Proßesswärme 432 MWh 139 MWh 96 MWh 197 MWh 7 MWh 2 MWh 188 MWh 18

19 Von der Theorie zur Praxis: Bsp. Wohnungswirtschaft Beispiel statische Kostenrechnung Investitionskosten Hochleistungsvakuumröhren 504,00 /m² Netto 504 /m² * 450m² inkl. Verrohrung ,00 Förderung ,00 u.a. MAP ca. 40 % Förderung* ,80 *Annahme, nicht beantragt u. bestätigt Kapitaldienst Zinsen 7% Annuität lt. VDI ,11 /a Invest absolut ,91 /a Betriebsgebundene Kosten Wartung /a Instandhaltungsrücklage 1% 1.429,69 /a Wärmepreis Speicher (Systementgeld) 5 /MWh 940,00 /a 2.719,69 /a Verbrauchsgebundene Kosten Glykol (Tyfocor) 10 /l 1.000,00 Pumpenstromverbrauch kwh/a 750,00 /a Kosten absolut 1.750,00 /a ,60 /a 19

20 Von der Theorie zur Praxis: Bsp. Wohnungswirtschaft Beispiel Kosten/Ertrag Anteil Wärmebezug Wärmebezug Bezug Wärmekosten Spezifischer Wärmepreis / MWh Wärmekosten / a Rest Wärmebezug Differenzrechnung Bezug-Einspeisung Ertrag aus Solar Kosten Systementgeld Lagerkosten Wärmekosten Bezug zu Ertrag 188*87 5* ,00 MWh/a 87,00 /MWh MWh ,00 /a 294 MWh/a ,00 /a 940 /a ,00 /a Bezugskostenvorteil 41,25 % 20

21 Von der Theorie zur Praxis: Bsp. Wohnungswirtschaft Angebote voraussichtlich ab 20?? Perspektivisch: Abrechnung individuell im Objekt Perspektivisch über Bilanzkreis Einspeisung/Abgabe in ein Netz Unterschiedliche Einspeise Punkte möglich Keine Mengenbegrenzung Menge kann variabel eingespeist werden Bedingungen Abrechnungen? Einbau Wärmezähler Bezug Einbau Wärmezähler Einspeisung Differenzrechnung Netze in HH Verbund West Verbund Südwest Verbund Ost

22 Von der Theorie zur Praxis: Vorteile Ökologische Vorteile: Vermeidung von CO² Bildung bei der Wärmeerzeugung Verbesserung der eigenen Klimaschutzkennwerte zur Immobilie Mieterinteresse wächst, Ökologische Details am Gebäude sind sichtbar Hohe Identifikation des Mieters mit der Mietwohnung / Immobilie Ökologischer Image Gewinn Umweltverantwortung, eigene und fremde Ökonomische Vorteile: Solare Wärmegewinne werden finanziell aufgerechnet Erforderliche Wärmebezüge aus dem FW-Netz werden reduziert Dadurch lassen sich Wärmebezugskosten einsparen Wertsteigerung der Immobile Hohe Vermietbarkeit der Immobilie durch Senkung der Warmmietkosten Solarthermie ist im Trend; div. Förderprogramme 22

23 Von der Theorie zur Praxis: Vorteile Technische Vorteile: Kein Pufferspeicher erforderlich Hohe technische Anforderungen an den Speicher entfallen damit Das FW-Netz bietet alle Voraussetzungen der Wärmespeicherung Saison unabhängiges Speichern möglich Passende Wärmeübergabestation wird durch HAWN beigestellt Systemtrennung zwischen FW-Anschluss, Hausanlage und Solarkreises Spaß an moderner Technik 23

24 Hybridmodell Klassisches Modell Wärmegeführte Auslegung (BHKW deckt Grundlast Wärme) Spitzenlast + Besicherung Kessel Geeignet für einheitlichen Wärmebedarf Hybridmodell Stromgeführte Auslegung (BHKW orientiert an Grundlast Strom) Spitzenlast + Besicherung durch Anschluss ans Wärmenetz Überschusswärme im Netz speichern Wartung und BHKW-Service durch HanseWerk Natur möglich 24

25 Hybridmodell Prinzipschema Versorger Kunde Kunde Versorger Versorger Kunde Stromverbraucher Kunde BHKW Kunde Übergabestation BHKW Wärmenetz E.ON Hanse Wärme Rücklauf Vorlauf Hausübergabestation Wärmeverbraucher Kunde

26 Hybridmodell Kunden Versorgung über eigenes BHKW oder Brennstoffzelle Anschluss ans Wärmenetz ermöglicht stromgeführte Auslegung Besicherung und Spitzenlastabdeckung über das Netz Überschüssige Wärme kann im Netz gespeichert werden 26

27 Hybrid-Modell Otto GmbH & Co. KG Kundensituation Die Otto GmbH & Co. KG mit Sitz in Hamburg ist ein E-Commerce-Unternehmen mit ca Mitarbeiter Otto ist Kunde am Wärmenetz der HanseWerk Natur GmbH, will sich nach Vertragskündigung selbst versorgen Lösung Installation mehrerer Wärmenetzanschlüsse (Gesamtsumme 14,6 MW th ) und Bau eines kundeneigenen BHKWs mit 2 MW el Leistung Stromgeführte BHKW-Hybrid-Lösung mit Wärmenetzanschluss als Besicherung (Entnahme von Wärme bei Bedarf und Einspeisung von Überschusswärme) 27

28 Multifunktionsspeicher Wärmepotentiale können bei Einbindung in größere Nahwärmenetze besser genutzt werden Voraussetzung ist die Möglichkeit, dezentral erzeugte klimafreundliche Wärme einzuspeisen, zu speichern und wieder zu entnehmen Erster Multifunktionsspeicher in Bramfeld ist seit Sommer 2011 in Betrieb 28

29 Hocheffizienz BHKW Stapelfeld BHKW zur Besicherung der Wärmeversorgung der MVA Stapelfeld Motor: J 920 FleXtra Installation 2014, Inbetriebnahme 2015 Vorgesehener Betrieb: Winter: ~ Bh Sommer:< Bh Einsatz Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung Steigerung des Wirkungsgrades auf 96% 29

30 Hocheffizienz BHKW Stapelfeld KWK KWK + WP Erdgas kw th * * el. Leistung Motor kw el el. Leistung WP kw el el. Leistung netto kw el el. Wirkungsgrad % 47,6 46,8 th. Leistung kw th th. Leistung WP kw th 839 th. Leistung netto kw th th. Wirkungsgrad % 45,5 49,7 Gesamt-Wirkungsgrad % 93,1 96,5 30

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und noch einen sonnigen Tag!