Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept für die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. Abschlussbericht

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1 Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept für die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Abschlussbericht Birkenfeld, 31. August 2010

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3 Förderung: Das diesem Bericht zugrunde liegende Projekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit im Förderbereich der nationalen Klimaschutzinitiative unter dem Förderkennzeichen 03KS0369 gefördert. Konzepterstellung: Fachhochschule Trier Umwelt - Campus Birkenfeld IfaS Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Postfach Birkenfeld Institutsleiter: Prof. Dr. Peter Heck Geschäftsführender Direktor IfaS Projektleiter: Thomas Anton Projektmanager: Christoph Pietz Projektbearbeitung: Thomas Anton, Jörg Böhmer, Christoph Caspary, Jens Frank, Bernd Göldner, Wiebke Klingenberger, Christian Koch, Ralf Köhler, Helmut Krames, Stephan Latzko, Daniel Oßwald, Christoph Pietz, Alexander Reis, Eleni Savvidou, Pascal Thome

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5 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... I Tabellenverzeichnis... III Abbildungsverzeichnis... VI Abkürzungsverzeichnis... IX 1 Einführung Ausgangssituation und Zielsetzung des Klimaschutz- und Energiemanagementkonzepts Arbeitsmethodik Beschreibung der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Räumlich-strukturelle Beschreibung der Verbandsgemeinde Bisherige Aktivitäten zum Klimaschutz und Energiemanagement Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) Analyse des Energieverbrauchs Gesamtstromverbrauch Gesamtwärmeverbrauch Analyse der Energieversorgung (Energieerzeugung) Stromerzeugung Wärmeerzeugung Energie- und CO2-Bilanz heute Wirtschaftliche Auswirkungen heute Potenzialanalyse Energieeinsparpotenziale Energieeinsparpotenziale im privaten Gebäudebestand Energieeinsparpotenziale im öffentlichen Gebäudebestand Sonstige Energieeinsparpotenziale Erneuerbare-Energien-Potenzial Biomassepotenzial Windenergiepotenzial Solarenergiepotenzial Wasserkraftpotenzial Geothermiepotenzial I

6 4.3 Zusammenfassung der Potenzialanalyse Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Teilstrategie Energieeffizienz, erneuerbare Energien und SSM-Logistik Öffentlichkeitsarbeit Aufbau von Organisations- und Managementstrukturen Akteursanalyse und -management Auswahl kurzfristig realisierbarer Projekte Projektskizze: Nahwärme Gensingen Projektskizze: Nahwärme Sprendlingen Projektskizze: Gemeindeeigene Gebäude Projektskizze: Kläranlage Unterer Wiesbach Projektskizze LED Straßenbeleuchtung Projektskizze Abwasserwärmenutzung Projektskizze Wasserhochbehälter Projektskizze BHKW und Solarthermie Projektskizze Biogasanlage mit Abwärmenutzung zur Kälteerzeugung Projektskizze Terra Preta Projektskizze Luftsolarkollektoren Zukünftige Energieversorgung Potenzialerschließung zur regenerativen Stromversorgung Potenzialerschließung zur regenerativen Wärmeversorgung Zukünftige CO2-Bilanz Wirtschaftliche Auswirkungen in der Zukunft (2050) Finanzierungsmodell Fazit und Empfehlung nächster Schritte Quellenverzeichnis II

7 Tabellenverzeichnis Tabelle 2-1: Flächennutzung... 5 Tabelle 3-1: Entwickelung der Bevölkerung, des Gebäudebestands und des Stromverbrauchs zwischen den... 9 Tabelle 3-2: Stromverbrauch und Einwohnerzahlen Tabelle 3-3: Quelle gelieferter Daten zur Ermittlung des Wärmeverbrauchs Tabelle 3-4: Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien Tabelle 3-5: Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien Tabelle 3-6: Endwert jährlicher Aufwendungen für Energiekosten bei einer Laufzeit von 40 Jahren Tabelle 4-1: Jahreswärmebedarf pro m 2 im Bezug zur Gebäudetypologie Tabelle 4-2: Gebäudegrunddaten des Sanierungsbeispielhauses Tabelle 4-3: Ermittelter Ist-Zustand der Gebäudebeheizung Tabelle 4-4: Sanierungspotenzial Tabelle 4-5: Finanzieller Erlös durch Sanierung Tabelle 4-6: Heizenergie der öffentlichen Gebäude in der VG Sprendlingen-Gensingen Tabelle 4-7: Sanierungspotentiale öffentliche Gebäude Tabelle 4-8: CO 2 -Minderungspotenziale und geschätzte Investitionskosten aufgrund der Sanierungsmaßnahmen Tabelle 4-9: Energieeinsparpotenziale bei der Straßen- und Außenbeleuchtung Tabelle 4-10: Absolute Aufteilung der landwirtschaftlichen Nutzfläche Tabelle 4-11: Absolute Aufteilung der Ackernutzung Tabelle 4-12: Potenzialübersicht Landwirtschaft für das Verbandsgemeindegebiet Tabelle 4-13: Potenzialübersicht Landwirtschaft inkl. benachbarter Verbandsgemeinden Tabelle 4-14: Potenzialübersicht Landwirtschaft für die Landkreise Mainz-Bingen, Alzey- Worms und Bad Kreuz-nach Tabelle 4-15: Klärschlammanfall in den Kläranlagen Welgesheim und Grolsheim Tabelle 4-16: Mengenanfall Bioabfall und Grünschnitt (Bezugsjahr 2008) Tabelle 4-17: Energetisches Potenzial Bioabfall und Grünschnitt der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Tabelle 4-18: Energetisches Potenzial Bioabfall und Grünschnitt benachbarte VG s/städte 52 Tabelle 4-19: Energetisches Potenzial Bioabfall und Grünschnitt benachbarte Landkreise.. 53 Tabelle 4-20: Biomassepotenziale signifikanter Unternehmen Tabelle 4-21: Zusammenfassung Biomassepotenziale in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen III

8 Tabelle 4-22: Standorte für die Errichtung von WEA Tabelle 4-23: Potenziale zur Erzeugung von Solarstrom auf Freiflächen Tabelle 4-24: Einnahmen, Kosten und CO 2 -Minderungspotenzial durch PV-FFV Tabelle 4-25: Azimutbereich und flächenbezogene Grenzen der Modularten Tabelle 4-26: Gesamtpotenzial Photovoltaik Tabelle 4-27: Photovoltaikpotenzial bis 2050 bei einer Zubaurate von 2,0% p.a Tabelle 4-28: Zusammenfassung PV-Potenzial auf zehn öffentlichen Gebäuden Tabelle 4-29: Ökonomische Gegebenheiten der 10 öffentlichen Gebäude Tabelle 4-30: Zusammenfassung PV-Potenzial auf fünf privaten Gebäuden Tabelle 4-31: Gesamtpotenzial Solarthermie Tabelle 4-32: Gesamtpotenzial eingeteilt in Cluster Tabelle 4-33: Solarthermiepotenzial bis 2050 bei einer Zubaurate von 2% p.a Tabelle 4-34: Eingespeiste Strommengen aus Wasserkraft Tabelle 4-35: Übersicht der ermittelten Potenziale zur Energieeinsparung und der Erzeugung von erneuerbarem Strom und Wärme Tabelle 5-1: Handlungsstrategien Tabelle 5-2: Wesentlich Termine und Veranstaltungen vor Ort Tabelle 5-3: Wärmebedarf Nahwärmeverbund Sprendlingen Tabelle 5-4: Technische Daten Nahwärmeverbund Gensingen Tabelle 5-5:Wirtschaftlichkeit Nahwärme Gensingen Tabelle 5-6:Wärmebedarf Nahwärmeverbund Sprendlingen Tabelle 5-7: Technische Daten Nahwärmeverbund Sprendlingen Tabelle 5-8: Wirtschaftlichkeit Nahwärme Sprendlingen Tabelle 5-9: Potenzialanalyse solarer Energie Tabelle 5-10: Varianten mit Gasbrennwertkessel Tabelle 5-11: Variante mit Pellets Tabelle 5-12: Dämmung der Kellerdecke Tabelle 5-13: Kosten der Varianten Gasbrenner plus Dämmung Tabelle 5-14: Kosten der Varianten Pellets plus Dämmung Tabelle 5-15: Förderprogramme zur energetischen Sanierung Tabelle 5-16: Programminhalte und Kumulierbarkeit der Förderprogramme Tabelle 5-17:Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von HQL und LED Tabelle 5-18: maximale Entzugsleistungen für die Abwasserkanäle Tabelle 5-19: Kapitalkosten für Neubaugebiet Horrweiler Tabelle 5-20: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Abwasserwärmenutzung Tabelle 5-21: Berechnung der benötigten Wärmeenergie und thermischen Leistung IV

9 Tabelle 5-22: Technische Daten der Solarthermieanlagen Tabelle 5-23: technische Daten des BHKW Tabelle 5-24: Wirtschaftlichkeitsberechnung der solarthermischen Anlage Tabelle 5-25: Wirtschaftlichkeit des BHKW Tabelle 5-26: Mögliches Potenzial aus organischen Reststoffen aus Betrieben Tabelle 5-27: Mögliches Biomassepotenzial aus der Landwirtschaft, mögliche Auslegung BGA Tabelle 5-28: Mögliche Auslegung der Biogasanlage Tabelle 5-29: Installiete Kälteleistung METRO Group Tabelle 5-30: Mögliche Kältebereitstellung durch AKM Tabelle 5-31: Ökonomische Biogasanlage Gensingen Tabelle 5-32: Ausbauszenario erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung Tabelle 5-33: Ausbauszenario erneuerbarer Energien zur Wärmeerzeugung Tabelle 5-34: Finanzelle Ströme in den einzelnen Potenzialbereichen V

10 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1-1: Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen heute und zukünftig... 2 Abbildung 1-2: Ganzheitliche und systemische Betrachtung als Basis eines Stoffstrommanagements... 3 Abbildung 2-1: Lokalisierung der VG... 5 Abbildung 3-1: Kumulierte Stromlieferungen der Elektrizitätswerk Rheinhessen AG und der Stadtwerke GmbH Bad Kreuznach... 9 Abbildung 3-2: Stromlieferung nach Verbrauchergruppen Abbildung 3-3: Stromlieferungen an die Ortsgemeinden Abbildung 3-4: Gaslieferungen der RWEnetzgesellschaft mbh Abbildung 3-5: Anteil erneuerbarer und fossiler Energieträger am gesamten Strom- und Wärmeverbrauch Abbildung 3-6: Aufteilung der Energieträger zur Stromversorgung Abbildung 3-7: Aufteilung der Energieträger/-anlagen zur Wärmeversorgung Abbildung 3-8: Vergleich CO 2 -Emissionen 1990 und heute Abbildung 3-9: Derzeitige Energie- und Finanzströme Abbildung 4-1: Verteilung der Feuerungsanlagen auf die Endenergieträger Abbildung 4-2: Sanierungsplan der privaten Wohngebäude Abbildung 4-3: Wärmeverluste im Gebäudebestand Abbildung 4-4: Entwicklung Nutzenergiebedarf, Endenergieverbrauch sowie CO 2 -Ausstoß im privaten Gebäudebestand zwischen den Jahren 2010 und Abbildung 4-5: Sanierungsbeispiel Vorher Nachher Abbildung 4-6: Nicht vollständig gedämmte Wärmeverteilungsleitungen im Heizungskeller des Rathauses Sprendlingen Abbildung 4-7: Energieverbrauch im Haushalt Abbildung 4-8: Einsparmöglichkeiten bei Umwälzpumpen Abbildung 4-9: Heizungsanlage vor und nach einem hydraulischen Abgleich Abbildung 4-10: Prozentuale Verteilung der Land- und Ackernutzung Abbildung 4-11: Energiepotenziale relevanter Biomassen Abbildung 4-12: Sondergebietsflächen für die Erzeugung von Windenergie Abbildung 4-13: Geeignete Flächen für PV-FFA Abbildung 4-14: Standorte der Katharinenmühle und der Rumpfmühle Abbildung 4-15: Rumpfmühle Abbildung 4-16: Katharinenmühle Abbildung 4-17: Hydrogeologische Karte Abbildung 4-18: Funktionsprinzip einer Erdwärmesonde VI

11 Abbildung 4-19: Funktionsprinzip einer Wasser/Wasser Wärmepumpe Abbildung 4-20: Wärmeversorgung durch Erdwärmekollektoren Abbildung 5-1 Schematische Darstellung der Null-Emissions-Strategie Sprendlingen- Gensingen Abbildung 5-2: Schritte zur Einführung und Etablierung von Managementstrukturen zur Umsetzung kommunaler Null-Emissions-Konzepte Abbildung 5-3:Nahwärmeverbund Gensingen Abbildung 5-4:Neztplan Nahwärmeverbund Sprendlingen Abbildung 5-5:Gebäude in der Gau-Bickelheimer-Straße 71-73, Gau-Bickelheimer-Str. 75, Brunnenstraße Abbildung 5-6:Aufnahme der Kellerdecke, Gau-Bickelheimer-Straße Abbildung 5-7: Kläranlage Unterer Wiesbach: Vorderansicht/Westansicht (oben links), Rückansicht/Ostansicht (Oben rechts), Aufgeständerter Boden (unten links), Innenansicht Schrank im Schaltraum (unten rechts) Abbildung 5-8: Kilometerleistung und tödliche Verkehrsunfälle bei Tag und bei Nacht Abbildung 5-9: Durchschnittliche Gesamtkosten der Straßenbeleuchtung Abbildung 5-10: Investitionen und Einsparungen bei der Beleuchtungssanierung Abbildung 5-11: Erzeugung des weißen Lichts mit Hilfe der Lumineszenzkonversion Abbildung 5-12: Gesamtkosten verschiedener Lampensysteme Abbildung 5-13: Funktionsweise der Abwasserwärmenutzung (Grafik: Staubli) Abbildung 5-14: mögliches Neubaugebiet in Horrweiler Abbildung 5-15: mögliches Neubaugebiet in Welgesheim Abbildung 5-16: Neubaugebiet in Sprendlingen Abbildung 5-17: Grundriss des SB-Warenhauses mit ausgewiesener Fläche zur Errichtung einer Solarthermieanlage Abbildung 5-18: Schema der Solarthermieanlage Abbildung 5-19: Möglicher Wärmetrassenverlauf BGA Gensingen Abbildung 5-20: Mögliche Anbindung AKM an bestehende Kälteerzeugung der METRO Group Abbildung 5-21:Typischer Amazonas-Boden, Terra Preta, Terra Preta Aufbau Abbildung 5-22:Solar-Luft Kollektor (Grammer Solar GmbH) Abbildung 5-23: Die Jahressumme der Globalstrahlung auf verschieden orientierte Empfangsflächen Abbildung 5-24: Die Globalstrahlung im Sommerhalbjahr (April- September) auf verschieden orientierte Empfangsflächen VII

12 Abbildung 5-25: Die Globalstrahlung im Winterhalbjahr (Oktober- März) auf verschiedenorientierten Empfangsflächen Abbildung 5-26: Zubau erneuerbarer Energien zur Stromversorgung Abbildung 5-27: Zubau erneuerbarer Energien zur Wärmeversorgung Abbildung 5-28: CO 2 -Emissionen auf Basis der zukünftigen Energiebereitstellung Abbildung 5-29: CO 2 -Einsparung auf Basis der zukünftigen Energiebereitstellung: Einsparungsziele der Bundesregierung und Einsparungspotenziale in Sprendlingen- Gensingen Abbildung 5-30 Energie- und Finanzströme nach Erschließung der ermittelten Potenziale, statische Betrachtung Abbildung 5-31: Ausgelöste Finanzströme im Strombereich bis Abbildung 5-32: Ausgelöste Finanzströme im Wärmebereich bis Abbildung 5-33: Finanzierungsmodell zur Erschließung der ermittelten Potenziale VIII

13 Abkürzungsverzeichnis a Jahr BAFA Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle BGA Biogasanlage BMWi Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BMU Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit bzgl. bezüglich bzw. beziehungsweise C Grad Celsius ca. circa CI Corporate Identity CO 2 Kohlenstoffdioxid Ct Cent d. h. das heißt EEG Erneuerbare-Energien-Gesetz EnEV Energieeinsparverordnung etc. et cetera EW Einwohner Euro g Gramm ggf. gegebenenfalls GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung h Stunden ha Hektar HHS Holzhackschnitzel I. d. R. In der Regel IfaS Institut für angewandtes Stoffstrommanagement KfW Kreditanstalt für Wiederaufbau kg Kilogramm km Kilometer km² Quadratkilometer kw Kilowatt kwh Kilowattstunden kwp Kilowattpeak LED Licht emittierende Diode LKW Lastkraftwagen IX

14 m Meter m³ Kubikmeter Mio. Million(en) mm Millimeter MWh Megawattstunden NawaRo Nachwachsende Rohstoffe Nr. Nummer p PV RLP peak (maximale Leistung) Photovoltaik Rheinland-Pfalz S. Seite ST Solarthermie t Tonne(n) T Temperatur u. a unter anderem VG Verbandsgemeinde vgl. vergleiche www world wide web z. B. zum Beispiel z. T. zum Teil X

15 1 Einführung 1 Einführung 1.1 Ausgangssituation und Zielsetzung des Klimaschutz- und Energiemanagementkonzepts Das Thema Klimaschutz ist eine der herausragenden Aufgaben der gegenwärtigen Zeit. Hierbei stehen sowohl Umweltschutzaspekte als auch finanzielle und sozioökonomische Herausforderungen im Fokus. Trotz derzeit relativ entspannter Preise für fossile Energieträger ist zukünftig ein kontinuierlicher Preisanstieg zu Lasten der finanziellen Haushaltslage von Sprendlingen-Gensingen zu erwarten. Durch die Erschließung und energetische Nutzung regionaler erneuerbarer Ressourcen kann diesem Trend entgegen gewirkt werden und an Stelle dessen kann sich eine auf die Ökologie und Sozioökonomie positiv auswirkende Energieversorgungsstruktur etablieren. Vor diesem Hintergrund hat sich die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen zum Ziel gesetzt, ihren Strombedarf bis 2018 aus regional verfügbaren erneuerbaren Energien CO 2 neutral zu decken. Dies geht aus dem Beschluss des Rates der Verbandsgemeinde vom hervor. Hierbei war von Anfang an die Motivation der Verbandsgemeinde die Zielerreichung durch einen ganzheitlichen Ansatz unter Einbeziehung aktueller innovativer Technologien anzugehen. Infolgedessen wurde das Institut für angewandtes Stoffstrommanagement beauftragt, ein Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept zu erarbeiten. Bei dessen Erstellung sollte einerseits die derzeitige Ausgangssituation untersucht und andererseits vorhandene, nicht genutzte Potenziale, insbesondere im Bereich Energieeinsparung, Energieeffizienz und erneuerbare Energien, sowie Möglichkeiten zu deren Ausschöpfung analysiert werden. Die anschließende Konzeptumsetzung soll die Erreichung des gesetzten Zieles ermöglichen. Dabei ist die kontinuierliche Umstellung der Energieversorgung von fossiler und atomarer Art auf erneuerbare Energien oberste Priorität mit der langfristigen Zielsetzung der Null Emission, d. h. einer CO 2 neutralen Energieversorgung. Somit leistet das vorliegende Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept auch einen wesentlichen Beitrag zu den Ressourceneffizienz- und Klimaschutzzielen der Bundesregierung. Gleichzeitig will die Verbandsgemeinde mit der Verfolgung des Ziels Null-Emission effiziente Managementprozesse und -strukturen aufbauen, welche dazu beitragen, das Leitbild der Nachhaltigkeit vor Ort zu konkretisieren und umzusetzen. Insbesondere sollen: vorhandene Potenziale zur Energieeinsparung ausgeschöpft werden, vorhandene Potenziale zur Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz ausgeschöpft werden, 1

16 1 Einführung nachwachsende Rohstoffe und erneuerbare Energien, insbesondere aus regionalen Quellen, verstärkt genutzt werden, regionale Stoffkreisläufe geschlossen werden sowie eine regionale Wertschöpfung generiert und die Entwicklung eines nachhaltigen Lebensstiles mit besserer Lebensqualität gesteigert werden. Durch die konsequente Mobilisierung lokaler Potenziale (Energieeinspar- und effizienzpotenziale sowie Erneuerbare-Energie-Potenziale) soll eine nachhaltige, regionale Wirtschaftsförderung betrieben werden. Zum einen soll diese geprägt sein durch eine zunehmende Unabhängigkeit von importierten, vorrangig fossilen Energieträgern und damit dem Verbleib von finanziellen Mitteln und Kaufkraft in der Region. Zum anderen wird die Wirtschaftsförderung durch die Einbindung und Beteiligung lokaler und regionaler Akteure bei der Identifizierung und Verwirklichung von konkreten Handlungsoptionen und Maßnahmen des Klimaschutzes bestimmt. Dabei wirkt das Klimaschutzkonzept als Konjunkturprogramm für lokale/regionale KMUs und Handwerksbetriebe, indem es Investitionen auslöst und Arbeitsplätze sichert bzw. generiert. Stoff-/ Energieströme Finanzielle Mittel Stoff-/ Energieströme Finanzielle Mittel Abbildung 1-1: Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen heute und zukünftig 1 Mit der Erstellung des Klimaschutzkonzeptes wird eine Arbeitsgrundlage geschaffen, welche die derzeitige Ausgangssituation (IST) transparent darstellt, erstmals eine konkrete Zukunftsvision (SOLL) formuliert und die notwendigen kurz-, mittel- und langfristigen Maßnahmen und Strategien erläutert. Unterstützt wurde die Erstellung des Klimaschutzkonzeptes durch eine 80%ige finanzielle Förderung im Rahmen der Klimaschutzinitiative des Bundesumweltministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU). 1 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement 2

17 1 Einführung 1.2 Arbeitsmethodik Mit der Erstellung des Klimaschutz- und Energiemanagementkonzepts wird ein effizientes Stoffstrommanagement (SSM) in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen vorbereitet. Unter Stoffstrommanagement wird das zielorientierte, verantwortliche, ganzheitliche und effiziente Beeinflussen von Stoffsystemen (unter Berücksichtigung ökologischer, ökonomischer und sozialer Zielvorgaben) verstanden. Es dient als zentrales Werkzeug zur Umsetzung von Null-Emissions-Ansätzen. 2 Im Rahmen des regionalen Stoffstrommanagements wird die Verbandsgemeinde als Gesamtsystem betrachtet. Wie in nachfolgender Abbildung schematisch dargestellt, werden in diesem System verschiedene Akteure und Sektoren sowie deren anhaftende Stoffströme im Projektverlauf identifiziert und eine synergetische Zusammenarbeit zur Verfolgung des Gesamtziels Null-Emission entwickelt. Teilsysteme werden nicht getrennt voneinander, sondern möglichst in Wechselwirkung und aufeinander abgestimmt optimiert. Neben der Verfolgung des ambitionierten Ziels Null-Emission stehen hierbei auch Fragen zur Verträglichkeit ( Welche ökonomischen und ökologischen Auswirkungen hat das Ziel? ) und zu den kommunalen Handlungsmöglichkeiten ( Welchen Beitrag kann Sprendlingen-Gensingen leisten? ) im Vordergrund. Abbildung 1-2: Ganzheitliche und systemische Betrachtung als Basis eines Stoffstrommanagements 3 Das vorliegende Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept umfasst alle wesentlichen Schritte von der Analyse und Bewertung bis hin zur strategischen und operativen Maßnahmenplanung zur Optimierung vorhandener Stoffströme mit dem Ziel des Klimaschutzes sowie der lokalen/regionalen Wirtschaftsförderung und Wertschöpfung. Konkret wurden hierzu nachfolgende Arbeitsschritte durchgeführt: 2 Vgl. Peter Heck, Ulrich Bemmann (Hrsg.); Praxishandbuch Stoffstrommanagement: Strategien Umsetzung Anwendung in Unternehmen/Kommunen/Behörden; Köln 2002; S Institut für angewandtes Stoffstrommanagement 3

18 1 Einführung eine Analyse der vorhandenen Ausgangssituation (IST-Zustand), insbesondere der Strom- und Wärmeverbräuche sowie -versorgungsstrukturen (insbesondere bisherige Energieerzeugung aus regenerativen Energiequellen) und damit einhergehender CO 2 -Emissionen und Finanzströme, eine Potenzialanalyse mit einer qualitativen und quantitativen Bewertung signifikanter lokaler Ressourcen (neben Energieeinspar- und effizienzpotenzialen, insbesondere erneuerbare Energiepotenziale aus Biomasse, Solarenergie, Wind-, Wasserkraft und Erdwärme; CO 2 -Minderungspotenziale, finanzielle Ströme) und ihrer möglichen Nutzung bzw. sonstige Optimierungsmöglichkeiten, die Entwicklung konkreter Handlungsempfehlungen und individueller Projektansätze des kommunalen SSM zur Mobilisierung und Nutzung dieser Potenziale, eine Betrachtung geeigneter Geschäftsmodelle zur Umsetzung konkreter Maßnahmen und Projekte, eine durchgehende Akteursanalyse zur Identifikation relevanter Schlüsselpersonen bzw. -einrichtungen des SSM, und schließlich die Formulierung einer Null-Emissions-Strategie, die wesentliche Meilensteine mit ihren konkreten Maßnahmen zusammenfasst und eine ökologische und ökonomische Wirkungsanalyse, welche diese hinsichtlich ihres CO 2 -Minderungspotenzials sowie der Reorganisation von Finanzströmen (SOLL-Zustand) bewertet. Neben der Auswertung statistischer Daten erforderten diese Arbeitsschritte insbesondere Vor-Ort-Erhebungen sowie Vor-Ort-Gespräche mit der Verbandsgemeindeverwaltung und mit weiteren Akteuren. Nur so konnten Themen und Projektideen erkannt und entwickelt werden. Das Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept bildet das zentrale Planungsinstrument des regionalen Stoffstrommanagements. Entsprechend der Komplexität der Aufgaben- sowie Zielstellung ist die Erstellung und Umsetzung des Masterplans kein einmaliger Prozess, sondern bedarf eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses und damit einhergehend eines effizienten Managements. Mit dem Konzept ist der wesentliche Einstieg in diesen Managementprozess geleistet. Eine fortschreibbare Energie- und CO 2 -Bilanzierung, welche einhergehend mit der Konzepterstellung entwickelt wird, ermöglicht ein regelmäßiges Monitoring und ist damit Basis zukünftiger Ziel- und Strategieanpassung. 4

19 2 Beschreibung der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen 2 Beschreibung der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen 2.1 Räumlich-strukturelle Beschreibung der Verbandsgemeinde Die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen liegt in der Nähe von Mainz, Bingen und Bad-Kreuznach. Sie besteht aus 10 Ortsgemeinden (Aspisheim, Badenheim, Gensingen, Grolsheim, Horrweiler, St. Johann, Sprendlingen, Welgesheim, Wolfsheim und Zotzenheim) und gehört zum Landkreis Mainz-Bingen in Rheinhessen. VG Sprendlingen- Gensingen Abbildung 2-1: Lokalisierung der VG 4 Die Gesamtfläche der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen erstreckt sich auf ha, die wie folgt aufgeteilt ist: Tabelle 2-1: Flächennutzung Gesamtfläche ha 100% Landwirtschaftsfläche ha 71,9% Waldfläche 202 ha 3,6% Wasserfläche 56 ha 1,0% Siedlungs- und Verkehrsfläche ha 22,9% Sonstige Flächen 34 ha 0,6% In der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen leben (2009) Einwohner und die Einwohnerdichte beträgt 248,7 Einwohner pro km². Landschaftlich ist die Verbandsgemeinde durch Flach- und Hügelgebiete geprägt, die vornehmlich für den Ackerbau und Weinbau genutzt werden. Die wesentlichen Gewerbe- und Industriezweige in der Verbandsgemeinde sind der Einzelhandel, Gewerbe und verarbeitende Industrie, Logistikunternehmen und Dienstleistungsbetriebe. Die Verbandsgemeinde selbst versteht sich als Dienstleister und 4 Internetsiete von Wikimedia Commons: Gensingen_in_MZ.svg (Aufruf: ) 5

20 2 Beschreibung der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Unternehmer hinsichtlich der Vergabe von Flächen zur gewerblichen und industriellen Nutzung. Auch der Tourismus trägt als attraktiver Zweig zur ökonomischen Entwicklung in der Verbandsgemeinde bei. 2.2 Bisherige Aktivitäten zum Klimaschutz und Energiemanagement Die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen engagiert sich bereits seit einigen Jahren im Bereich des Klimaschutzes. Beispielhaft werden nachfolgend unterschiedliche Aktivitäten und Initiativen kurz vorgestellt. Bereits im Vorfeld der Erarbeitung des Klimaschutz- und Energiemanagementkonzepts fanden Maßnahmen zur Energieeinsparung und effizienz statt. So wurde bspw. das Hallenbad vollständig außengedämmt und die Wärme wird mittels der Kraft-Wärme-Kopplung-Technik bereitgestellt. Seit November 2008 findet monatlich eine Energieberatung der Bürger in der VG durch die Kreisverwaltung statt. Durch den Beschluss des Gemeinderates von Sprendlingen laufen die Vorbereitungen zur Einrichtung eines Energieberatungszentrums. Parallel zur Erarbeitung des Klimaschutz- und Energiemanagementkonzepts wurde die größte Photovoltaik-Freiflächenanlage mit zweiachsig nachgeführten Modulen in Rheinland-Pfalz auf der ehemaligen Industriemülldeponie in Sprendlingen eingeweiht. Zur Ermittlung des Potenzials an Tiefengeothermie erfolgten bereits vibrationsseismische 2D-Untersuchungen, 3D-Untersuchungen stehen bevor. Die Ortsgemeinde Gensingen hat ein eigenes Klimaschutzkonzept mit der Zielsetzung Null Emission erarbeiten lassen. Durchführung von Informationsveranstaltungen und Messen: Die Durchführung der Energiesparmesse in Sprendlingen fand im Jahr 2009 zum zweiten Mal statt; Gastreferenten zu fachspezifischen Themen (z. B. über innovative Biogastechnologien) werden zu öffentlichen und nicht öffentlichen Veranstaltungen geladen. Einleitung der Rekommunalisierung des Stromnetzes: Unterzeichnung von Verträgen zur Übernahme der Stromnetze in den Gemeinden Badenheim, St. Johann und Sprendlingen; Grundsatzbeschlüsse zur Stromnetzübernahme in den übrigen sieben Ortsgemeinden. Bestrebung der Verbandsgemeinde die Rekommunalisierung auf 6

21 2 Beschreibung der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Kreisebene auszuweiten. Ggf. ist auch die Übernahme des Gasnetzes und weiterer Infrastruktur (Wasser, Abwasser) vorgesehen. Erweiterung der VG-Werke Sprendlingen-Gensingen um den Betriebszweig Energiegewinnung im Rahmen der kommunalen Daseinsvorsorge in der Verbandsgemeinde, insbesondere im Bereich erneuerbarer Energien. Gründung der Bürgergenossenschaft Rheinhessen Regenerative Energien für die Region in Gensingen. Möglichkeit zur Beteiligung von Bürgern, Kommunen und Unternehmen. 7

22 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) Ein wesentlicher Indikator bei der Umsetzung eines Null-Emission-Konzeptes ist der Verbrauch sowie die Erzeugung an Energie innerhalb des Betrachtungsraums. Schwerpunkt der Untersuchung sind hierbei die Bereiche Strom und Wärme. Eine solche Analyse bedarf der Berücksichtigung einer Vielzahl von Daten, insbesondere da derzeit keine vollständige Erfassung aller wesentlichen Verbrauchs- und Produktionsdaten für die Verbandsgemeinde vorliegt. Im Folgenden wird zunächst der Energieverbrauch in der Verbandsgemeinde Sprendlingen- Gensingen dargestellt. Des Weiteren werden die vorhandenen Anteile regenerativer Energieerzeugung ergänzt und damit verbunden eine Energiebilanz aufgestellt, wobei der Anteil verschiedener Energieträger am gesamten Energiemix ersichtlich wird. Auf der Basis dieses Energiemix werden die CO 2 -Emissionen der Verbandsgemeinde aufgezeigt. Die so erstelle Energie- und CO 2 -Bilanz ist ergänzt um ihre finanziellen Auswirkungen zur Bewertung des derzeitigen Systems. 3.1 Analyse des Energieverbrauchs Der ermittelte Gesamtverbrauch im Bereich der stationären Energieversorgung ergibt sich aus dem Strom- und Wärmeverbrauch und beträgt in der Verbandsgemeinde Sprendlingen- Gensingen rund MWh/a 5. Im Folgenden werden die Zusammensetzung des Stromund Wärmeverbrauchs sowie die zu deren Ermittlung verwendete Datengrundlage erläutert Gesamtstromverbrauch Zur Ermittlung des Stromverbrauchs in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen wurden die zur Verfügung gestellten Daten der zuständigen Stromversorger, die Elektrizitätswerk Rheinhessen AG (EWR) und die Stadtwerke GmbH Bad Kreuznach, über die gelieferten Strommengen an private und öffentliche sowie gewerbliche und industrielle Abnehmer in den zehn Gemeinden herangezogen. Abbildung 3-1 zeigt die Entwicklung des Stromverbrauchs in dem untersuchten Betrachtungszeitraum zwischen den Jahren 2007 und Im Bereich Wärme konnte die verarbeitende Industrie aufgrund einer nur unzureichend zur Verfügung stehenden Datenstruktur nur teilweise berücksichtigt werden. 8

23 kwh/jahr 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) Entwicklung des Stromverbrauchs in der VG Sprendlingen-Gensingen Stromverbrauch , , ,00 Abbildung 3-1: Kumulierte Stromlieferungen der Elektrizitätswerk Rheinhessen AG und der Stadtwerke GmbH Bad Kreuznach Für die weitere Betrachtung der Energieentwicklung wurde der Gesamtstromverbrauch aus dem aktuellsten Jahr 2009 in Höhe von rund MWh gewählt. Gegenüber dem Jahr 2007 mit einem Stromverbrauch von rund MWh erhöhte sich der Verbrauch im Jahr 2009 um 9,25%. Gründe hierfür liegen zum einen in der Erhöhung der Anzahl der Wohngebäude in der Verbandsgemeinde: Zwischen den Jahren 2007 bis 2009 nahm der Gebäudebestand um 2,43% zu. Weitere Gründe können Veränderungen im Gewerbe und der Industrie sein, was jedoch aufgrund der verfügbaren Datengrundlage nicht abschließend untersucht werden konnte. Mit dem leichten Anstieg der Einwohnerzahl korreliert der Stromverbrauchsanstieg hingegen nicht. Tabelle 3-1 gibt einen Überblick über die Entwicklung der Bevölkerung und des Gebäudebestands in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. Tabelle 3-1: Entwickelung der Bevölkerung, des Gebäudebestands und des Stromverbrauchs zwischen den Jahren 2007 und Einwohner Gebäude Stromverbrauch kwh kwh kwh Änderung Stromverbrauch gegenüber dem Vorjahr - 13,15% -3,44% Abbildung 3-2 stellt die im Jahr 2008 gelieferte Strommenge nach Verbrauchergruppen dar. 6 Dabei haben die privaten Haushalte mit 67,58% den größten Anteil. Die Industrie und das Gewerbe sind mit 28,82% am Gesamtstromverbrauch beteiligt. Die öffentlichen Einrichtun- 6 Da eine Differenzierung nach Verbrauchergruppen für das Jahr 2009 zum Zeitpunkt der Projektbearbeitung nicht vorlag, wurden Daten aus dem Jahr 2008 verwendet. 9

24 kwh/jahr 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) gen verbrauchen 2,15% und die Straßenbeleuchtung 1,45% der gesamten gelieferten Strommenge. Aufteilung der Stromlieferung aus 2008 nach Verbrauchergruppen 1,45% 2,15% 67,58% 28,82% Gewerbe/Industrie Private Haushalte Kommunale Haushalte Straßenbeleuchtung Abbildung 3-2: Stromlieferung nach Verbrauchergruppen 7 Die Stromlieferung an die einzelnen Gemeinden im Jahr 2008 ist in Abbildung 3-3 dargestellt. Etwa 36,4% des gesamten Stromverbrauchs entfallen auf die Gemeinde Gensingen, 24,4% auf die Gemeinde Sprendlingen und ca. 18,3% an die Gemeinde Grolsheim. Alle anderen Gemeinden weisen einen Anteil zwischen ca. 2 und 4,2% auf Stromverbrauch der Gemeinden im Jahr Abbildung 3-3: Stromlieferungen an die Ortsgemeinden 8 Die Betrachtung des einzelnen Stromkonsumenten zeigt, dass mit kwh/einwohner (EW) der höchste pro Kopf-Verbrauch in der Gemeinde Grolsheim liegt, gefolgt von Gensingen mit kwh/ew und Sprendlingen mit kwh/ew. Die pro Kopf-Verbräuche der 7 Vgl. Fußnote 3 8 Da eine Aufteilung des Stromverbrauchs für die einzelnen Ortsteile zum Zeitpunkt der Projektbearbeitung nicht vorlag, wurden Daten aus dem Jahr 2008 verwendet. 10

25 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) anderen Gemeinden liegen zwischen kwh/ew in Badenheim und kwh/ew in Wolfsheim. Damit korreliert der pro Kopf-Verbrauch grundsätzlich mit den Einwohnerzahlen. Eine Abweichung der Korrelation ist in der Gemeinde Grolsheim vorzufinden, die den größten pro Kopf-Verbrauch aufweist. Die Begründung liegt im hohen Energiebedarf der in Grolsheim angesiedelten Unternehmen im Gewerbegebiet. Der durchschnittliche pro Kopf-Verbrauch der drei Gemeinden mit den höchsten Stromverbräuchen liegt bei rund kwh/ew. Der durchschnittliche pro Kopf-Verbrauch der verbleibenden sieben Gemeinden hingegen bei ca kwh/ew. Der Grund für diesen hoch abweichenden, niedrigen pro Kopf-Stromverbrauch sind die fehlenden energieintensiven Unternehmen. Tabelle 3-2 gibt eine Übersicht über den Stromverbrauch, die Einwohner und den pro Kopf-Stromverbrauch der einzelnen Gemeinden. Tabelle 3-2: Stromverbrauch und Einwohnerzahlen 9 Stromverbrauch Einwohner Stromverbrauch/EW Aspisheim kwh/a 3,55% Badenheim kwh/a 2,01% Gensingen kwh/a 36,38% Grolsheim kwh/a 18,34% Horrweiler kwh/a 2,81% Sprendlingen kwh/a 24,20% St. Johann kwh/a 3,26% Welgesheim kwh/a 3,01% Wolfsheim kwh/a 4,22% Zotzenheim kwh/a 2,23% Summe kwh/a 100,00% Gesamtwärmeverbrauch Die Ermittlung des Gesamtwärmebedarfs in der Verbandsgemeinde Sprendlingen- Gensingen stellt sich im Vergleich zur Stromverbrauchsanalyse deutlich schwieriger dar. Neben konkreten Verbrauchszahlen für leitungsgebundene Wärmeenergie (Erdgas) kann in der Gesamtbetrachtung aufgrund einer komplexen und größtenteils nichtleitungsgebundenen Versorgungsstruktur im Gebäudebestand lediglich eine Annäherung an tatsächliche Verbrauchswerte erfolgen. Der Einsatz von Abwärme konnte bei der nachfolgenden Betrachtung nicht mit einfließen, da hierzu keine belastbare Datengrundlage zur Verfügung stand Da eine Aufteilung des Stromverbrauchs nach den Ortsteilen für das Jahr 2009 nicht vorliegt, wurden Daten aus dem Jahr 2008 verwendet. 11

26 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) Erdgasdaten Zur Ermittlung des Wärmebedarfs auf Basis leitungsgebundener Energieträger wurden Daten über die Erdgasliefermengen in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen zwischen den Jahren 2004 und 2007 vom einzigen Erdgasversorger, der RWE Rhein-Ruhr AG, zur Verfügung gestellt. Dabei werden alle zehn Gemeinden mit Erdgas versorgt. Im Jahr 2007 betrug die gelieferte Gasmenge an die Verbandsgemeinde rund MWh. Zwischen dem Jahr 2004 und 2005 erfolgte eine Nachfrageminderung nach Erdgas in Höhe von ca MWh bzw. 4,87%. Zwischen den Jahren 2005 und 2006 gab es nahezu eine gleichbleibende Erdgasnachfrage und zwischen dem Jahr 2006 und 2007 wiederum eine Verbrauchszunahme in Höhe von MWh bzw. 2,72%. Gemittelt ist gegenüber dem Jahr 2004 im Jahr 2007 eine Verbrauchsabnahme in Höhe von MWh bzw. 2,28% zu verzeichnen. Durch die Berücksichtigung von klimaunabhängigen Korrekturfaktoren bei der Verbrauchsentwicklung kann zum einen eine Aussage darüber getroffen werden, ob Verbrauchsänderungen klimabedingt sind. Zum anderen kann die Verbrauchsmenge ermittelt werden, die ohne die aktuelle Klimaerwärmung entstehen würde. Hierzu wurden die Klimafaktoren des Deutschen Wetterdienstes herangezogen. 11 In Abbildung 3-4 ist die tatsächliche und die klimabereinigte Entwicklung der Gasverbräuche über vier Jahre dargestellt. Es wird daraus deutlich, dass sich die Verbrauchsmenge aufgrund der Klimaerwärmung über vier Jahre im Durchschnitt um 16,85% reduziert hat. Des Weiteren ist aufgrund des relativ parallelen Verlaufs der Kurven festzustellen, dass für die jährlichen Veränderungen der verbrauchten Gasmengen andere Gründe als der Klimawandel heranzuziehen sind. Eine Beurteilung der Ursachen hierfür (ökonomische Faktoren z. B. Kapazitätenerweiterung von Einzelbetrieben, demographische Veränderungen, verhaltensbedingte Gründe etc.) konnten auch im Austausch mit dem Versorgungsunternehmen nicht näher identifiziert werden. 10 Die Rücklaufquote der Unternehmensbefragung innerhalb der Konzepterarbeitung liegt unter 5%. Es wird empfohlen eine erneute Unternehmensbefragung unter einem erhöhtem Ressourceneinsatz durchzuführen und die resultierenden Ergebnisse im Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept zu ergänzen. 11 Internetseite des Deutschen Wetterdienstes: deutschland&t gsbdocumentpath=navigation%2foeffentlichkeit%2fklima Umwelt%2FKlimadaten%2F spezialdaten%2fklimafaktoren%2fdownload node.html%3f nnn%3dtrue (Aufruf: ) 12

27 kwh/jahr 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) Entwicklung des Erdgasverbrauchs in der VG Sprendlingen-Gensingen Klimabereinigter Verbrauch Tatsächlicher Verbrauch Abbildung 3-4: Gaslieferungen der RWEnetzgesellschaft mbh Schornsteinfegerdaten Ferner wurde für die Ermittlung des Wärmebedarfs eine Datenanfrage zu Heizanlagen und deren Leistungen bei den zuständigen Bezirksschornsteinfegermeistern durchgeführt. Hierzu wurden vollständige Kehrberichte für das Verbandsgemeindegebiet geliefert. Zur Ermittlung des Wärmebedarfs wurden entsprechend des Anlagenalters und der Anlagenleistungen sowie zurückgreifend auf praxisnahe Erfahrungswerte Volllaststunden zwischen und angenommen 12. Demnach beträgt die auf Basis von Heizöl ermittelte Wärmemenge gegenwärtig ca MWh/a. Hierin ist eine Wärmemenge in Höhe von ca. 42 MWh/a enthalten, die durch Einzelraumfeuerstätten bereitgestellt wird. 13 Des Weiteren werden etwa 630 Einzelraumfeuerstätten mit Holz befeuert. Die hierdurch generierte Wärmeenergie liegt bei rund MWh/a. Die ermittelte Gesamtwärme auf Basis von Schornsteinfegerdaten liegt somit bei ca MWh/a BAFA-Daten Ergänzend wurden die durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gelieferten Daten über geförderte innovative Erneuerbare-Energien-Anlagen (Solarthermieanlagen, mechanisch beschickte Bioenergieanlagen, Wärmepumpen) bis zum Jahr Angaben über die Anzahl der einzelnen Heizungsanlagen in privaten Haushalten können Kapitel entnommen werden. 13 Bei Heizanlagen auf Basis von Heizöl wurden zwar aufgrund der Überdimensionierung älterer Heizungen Korrekturfaktoren eingerechnet, jedoch können Überdimensionierungen um mehrere 100% auftreten, wodurch die Berechnungen schätzungsweise im einstellig prozentualen Bereich verfälscht sein können. Aufgrund der Ergebnisverzerrungen sowohl bei der Ermittlung des Wärmebedarfs anhand der Heizöl- als auch Einzelraumfeuerstätten wurde die substituierte Menge von Heizöl durch die Nutzung der Einzelraumfeuerstätten nicht ermittelt. 13

28 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) herangezogen. Diese Anlagen produzieren ca MWh/a Wärmeenergie. Daten für das Jahr 2009 liegen nicht vor Summe des Wärmebedarfs Insgesamt wurde für die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen ein jährlicher Wärmebedarf von rund MWh ermittelt 14. Im Folgenden ist eine Übersicht über die zur Energiebedarfsermittlung (Strom und Wärme) verwendeten Daten und deren Datenquellen gegeben: Tabelle 3-3: Quelle gelieferter Daten zur Ermittlung des Wärmeverbrauchs Datenquelle Energieträger Wärmemenge Bezugsjahr Elektrizitätswerk Rheinhessen AG (EWR) Strom ca MWh/a 2008 Stadtwerke GmbH Bad Kreuznach Strom ca MWh/a 2008 RWE Rhein-Ruhr AG Erdgas ca MWh/a 2007 Heizöl ca MWh/a Schornsteinfeger* Erdgas ca MWh/a Koks/Kohle ca MWh/a 2009 Holz ca MWh/a Biomasse ca. 473 MWh/a BAFA Solar ca. 325 MWh/a 2008 Wärmepumpe ca. 36 MWh/a * Wertermittlung auf Basis der gelieferten Anlagendaten und angenommenen Vollaststunden bzw. Energieerträgen 3.2 Analyse der Energieversorgung (Energieerzeugung) Ergänzend zu der Datenauswertung in Kapitel 3.1 wird im Folgenden dargestellt, welche Energieträger zu welchen Anteilen zur Energieversorgung der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen beitragen. Der ermittelte Gesamtenergieverbrauch (Strom und Wärme) in der Verbandsgemeinde beträgt rund MWh/a. Dabei trägt regional erzeugte erneuerbare Energie gegenwärtig lediglich zu ca. 2,4% zur Energiebedarfsdeckung bei. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Gesamt Erneuerbar Gesamt Sonstige Abbildung 3-5: Anteil erneuerbarer und fossiler Energieträger am gesamten Strom- und Wärmeverbrauch 14 Da keine ausreichend belastbare Datengrundlage im verarbeitenden Gewerbe zur Verfügung stand, ist die Abwärmenutzung aus Betriebsprozessen nicht betrachtet worden. 14

29 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) Stromerzeugung Zur Ermittlung der aus erneuerbaren Energieträgern erzeugten Strommengen wurden Daten über die im Jahr 2008 regenerativ erzeugten und eingespeisten Strommenge von der RWE AG, der Stadtwerke GmbH Bad Kreuznach und der Elektrizitätswerk Rheinhessen AG (EWR) herangezogen. Demzufolge leistet gegenwärtig die Biomasse (Bio- und Deponiegas) mit einer Stromgenerierung von rund 912 MWh/a bzw. 36% den größten Beitrag zur regenerativen Stromversorgung. Weitere rund 790 MWh/a bzw. ca. 31,2% werden aus der Sonnenstrahlung generiert. Die Stromerzeugung durch die Kraft-Wärme-Kopplung 15 liegt bei rund 333 MWh/a bzw. ca. 13,1% und die aus Wasserkraft bei ca. 500 MWh/a bzw. 19,7%. Die Stromerzeugung aus Windkraft und Erdwärme findet derzeit nicht statt. Insgesamt werden etwa 3,8% des Gesamtstromverbrauchs regional aus regenerativen Energiequellen bereitgestellt. 96,2% des Stromverbrauchs werden durch den Strombezug außerhalb der Grenzen von Sprendlingen-Gensingen gedeckt. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% KWK Biogas Solar KWK Erdgas Wasser Sonstige Abbildung 3-6: Aufteilung der Energieträger zur Stromversorgung Tabelle 3-4 gibt eine Übersicht über die erzeugten Strommengen und deren Anteile aus regenerativen Energiequellen in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen: Tabelle 3-4: Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien Stromerzeugung Leistung Stromerträge Stromerträge [kw] [kwh] [kwh/kw] Biomasse Solar Wind Wasser KWK (Erdgas) Geothermie Summe Strom Aufteilung erneuerbarer Energiequellen 31,2% 19,7% 13,1% 36,0% Wärmeerzeugung Zur Darstellung der aus erneuerbaren Energieträgern erzeugten Wärmemengen wurde wiederum auf Daten der BAFA und der Schornsteinfeger zurückgegriffen (vgl. Kapitel 3.1.2). Auf 15 Zwar werden die zwei KWK-Anlagen mit Erdgas betrieben, aufgrund der gleichzeitigen Nutzung von Strom und Wärme und dem dadurch hohen Wirkungsgrad wurden diese dennnoch mit bilanziert. 15

30 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) dieser Datenbasis beträgt die in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen ermittelte Gesamtwärmemenge aus erneuerbaren Energiequellen rund MWh/a, was ca. 1,92% des Gesamtwärmebedarfs von MWh/a entspricht. Die Verfeuerung von Holz trägt zu fast 88% zur Erzeugung des regenerativen Anteils bei. Hierbei werden ca MWh/a (ca. 44,7%) in BAFA geförderten Heizanlagen und rund MWh/a (43,2%) in Einzelraumfeuerstätten generiert. Es ist anzumerken, dass es sich bei den Einzelraumfeuerstätten weitestgehend um konventionelle Feuerungsstätten handelt (alte Stückholzöfen und Kamine), welche eher einen Beitrag zur Wohnbehaglichkeit und weniger zur effizienten Energieerzeugung leisten. Eine Optimierung ist u. a. im Hinblick auf einen sparsamen Ressourceneinsatz (Energieholz) somit auch für diese bereits regenerativ erzeugte Wärme anzustreben. Mit ca. 1% tragen des Weiteren Solarenergie und zu einem kleinen Anteil Wärmepumpen sowie die Kraft-Wärme-Kopplung zur Deckung des Wärmebedarfs bei. Rund 98% der benötigten Wärmeenergie werden aus fossilen Energieträgern gedeckt. Der Anteil von Erdgas zur Gesamtwärmedeckung liegt bei ca. 58,7%, der von Heizöl bei rund 39,4%. 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Solarthermie Holz Wärmepumpen Erdgas Heizöl leicht Abbildung 3-7: Aufteilung der Energieträger/-anlagen zur Wärmeversorgung Tabelle 3-5 gibt nach Energieträgern/-anlagen aufgeschlüsselt eine Übersicht über die erzeugten regenerativen Wärmemengen: Tabelle 3-5: Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien Wärmeerzeugung Leistung Wärme Wärmeerträge [kw] [kwh] [kwh/kw] Solarthermie Holz Biogas Wärmepumpen KWK Summe Wärme > Aufteilung erneuerbarer Energiequellen Energie- und CO 2 -Bilanz heute Auf Basis der ermittelten Energieverbrauchsmengen und der Energiebereitstellung erfolgt die Berechnung der damit verbundenen CO 2 -Emissionen (IST-Bilanz). Durch die Addition der 16

31 t CO 2 / a 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) zusätzlichen Potenziale aus erneuerbaren Energien wird in Kapitel die Berechnung der zukünftigen CO 2 -Emissionen dargestellt (SOLL-Bilanz). Die mit der aktuellen Strom- und Wärmeerzeugung verbundene CO 2 -Bilanz ist in Abbildung 3-8 dargestellt. Im Referenzjahr 1990 wurden aufgrund des Energieverbrauchs 16 in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen ca t CO 2 emittiert, wovon ca t CO 2 auf den Wärmeverbrauch und rund t CO 2 auf den Stromverbrauch entfallen 17. Aufgrund des Anstiegs der Einwohnerzahlen und eines relativ niedrigen Anteils erneuerbarer Energien an der Energieversorgung in Sprendlingen-Gensingen fällt die aktuelle Bilanz aus Sicht des Klimas gegenüber 1990 schlechter aus: Die heutigen Emissionen belaufen sich aufgrund der Energieproduktion in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen auf ca t CO 2 /a, wobei rund t CO 2 /a auf den Wärmeverbrauch und ca t CO 2 /a auf den Stromverbrauch zurückzuführen sind 18. Hierbei wird ersichtlich, dass sich die CO 2 - Emissionen lediglich beim Wärmeverbrauch erhöht haben, wohingegen der CO 2 -Ausstoß bei der Stromversorgung gleich hoch blieb. Die hierfür angenommenen Gründe liegen zum einem im steigenden Anteil erneuerbarer Energien bei der Stromversorgung in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen selbst, zum anderen in der Bundesrepublik, wodurch sich der CO 2 -Faktor im deutschlandweiten Energiemix reduziert hat und dies sich auch positiv auf den CO 2 -Ausstoß beim Bezug von Strom in der Verbandsgemeinde auswirkt CO 2 -Emissionen IST Emissionen Referenzjahr 1990 Emissionen heute Wärme Strom Abbildung 3-8: Vergleich CO 2-Emissionen 1990 und heute 16 Es wurde vom heutigen Energieverbrauch auf Basis der Bevölkerungszahlen laut dem Statistischen Landesamt Rheinland- Pfalz ausgegangen: 1990: Einwohner; 2009: Einwohner. (persönliche Mitteilung vom 02. August 2010) 17 Zur Ermittlung der CO 2-Emissionen im Referenzjahr 1990 wurde für den Strommix ein Faktor von 744 g/kwh nach Umweltbundesamt aus dem Jahr 1990 herangezogen: (Aufruf: ) 18 Zur Ermittlung der aktuellen CO 2-Emissionen wurde für den Strommix ein Faktor von 628 g/kwh nach Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit aus dem Jahr 2005 herangezogen: ungen/doc/41802.php (Aufruf: ) 17

32 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) 3.3 Wirtschaftliche Auswirkungen heute Basierend auf der zuvor dargestellten Situation zur Energieversorgung fließen aus der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen für den Bezug von ca MWh/a Strom und rund MWh/a Wärme von außerhalb der Verbandsgemeindegrenzen jährlich rund 17,2 Mio. ab. Für die bereits erfolgte Erschließung und Nutzung erneuerbarer Energiequellen insbesondere Holz zur Wärmeversorgung werden gegenwärtig rund 0,7 Mio. in Sprendlingen-Gensingen erwirtschaftet. Diese Summe ergibt sich aus den Einnahmen der EEG-Vergütung für eingespeisten Strom aus erneuerbaren Energien sowie der Substitution von fossil basierten Brennstoffen. 19 Demnach ergeben sich pro Jahr rund 16,5 Mio., welche außerhalb der Verbandsgemeinde bzw. ihrer Region, vermutlich sogar außerhalb des Bundeslandes Rheinland-Pfalz und außerhalb der Bundesrepublik in Wirtschaftskreisläufe einfließen und der Verbandsgemeinde nicht mehr zur Verfügung stehen. Abbildung 3-9 stellt diese Situation grafisch dar: Abbildung 3-9: Derzeitige Energie- und Finanzströme Die in Abbildung 3-9 dargestellten Finanzströme schließen keine Preissteigerung für Energie mit ein. Um einen realitätsnahen Trend der Finanzströme zu ermitteln, ist jedoch eine Berücksichtigung der Preissteigerungsrate notwendig. Aus der Verbraucherpreisentwicklung für Energieträger zur stationären Erzeugung von Strom und Wärme im Zeitraum zwischen dem Jahr 1991 bis 2008 lässt sich eine durchschnittliche Preissteigerungsrate von rund 7,5%/a 19 Annahme einer Heizölsubstitution zum Preis von 0,072 /kwh 18

33 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) berechnen. 20 Auch in anderen Sektoren außerhalb der Energieversorgung existieren Änderungen des Preisniveaus, welche hier nicht unberücksichtigt bleiben dürfen. So erfahren materielle Güter und auch laufende Kosten (Betriebskosten, Wartungskosten) eine Preisveränderung, welche sich durch die Inflationsrate ausdrücken lässt. Die durchschnittliche Inflationsrate zwischen den Jahren 1992 und 2010 beträgt ca. 2%/a. Für die dynamische Betrachtung der Finanzströme wird die Preissteigerungsrate für Energie durch die Inflationsrate bereinigt. Zusätzlich wird ein Sicherheitsabschlag von 1,5% angenommen, so dass die Berechnung der zukünftigen Energiekosten eine Preissteigerung in Höhe von 4%/a beinhaltet. Wie sich die Kosten für Energie auf einen Haushalt auswirken können, zeigt Tabelle 3-6. Betrachtet man das Beispiel der Preissteigerungsrate in Höhe von 4%/a, so steigen die Energiekosten von /a in 40 Jahren auf rund /a. Hat man heute Ausgaben für Energie in Höhe von /a, so betragen die Ausgaben im Jahr 2050 ca /a. Tabelle 3-6: Endwert jährlicher Aufwendungen für Energiekosten bei einer Laufzeit von 40 Jahren Heizkosten Preissteigung 1% /a /a /a /a /a /a /a /a /a /a 2% /a /a /a /a /a 3% /a /a /a /a /a 4% /a /a /a /a /a 5% /a /a /a /a /a 6% /a /a /a /a /a 7% /a /a /a /a /a 8% /a /a /a /a /a 9% /a /a /a /a /a 10% /a /a /a /a /a 11% /a /a /a /a /a 12% /a /a /a /a /a Ausgehend von der Annahme, dass die Versorgung der Verbandsgemeinde Sprendlingen- Gensingen zukünftig weiterhin auf Basis des aktuellen Energiemix erfolgt, müssen in 10 Jahren unter der Betrachtung einer Preissteigerungsrate von 4%/a zusätzliche 8,2 Mio. /a für Energie aufgewendet werden, welche größtenteils aus der Verbandsgemeinde abfließen würden. Im Jahr 2050 würden die Ausgaben insgesamt bei rund 82,5 Mio. liegen. Auf der Basis der in Kapitel 3.1 und 3.2 dargestellten Analysen, können folgende Schlussfolgerungen zusammengefasst werden: 20 Berechnung auf der Datengrundlage des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie: (Aufruf: ) 19

34 3 Energieverbrauch und -versorgung (Ist-Analyse) Die dreijährige Entwicklung des Stromverbrauchs in der Verbandsgemeinde weist eine durchschnittliche Verbrauchssteigerung in Höhe von ca. 9,25% auf. Außer der Zunahme privater Haushalte konnten hierfür keine weiteren Gründe ermittelt werden. Eine Analyse und die Kenntnis der Ursachen würden jedoch bei der strategischen Planung neuer Energieversorgungsstrukturen nutzen, da Schwerpunkte definiert und Ursachen ausgeschlossen werden könnten. Deshalb wird eine Untersuchung der Ursachen empfohlen. Im Bereich des Erdgasverbrauchs ist im Verlauf von vier Jahren zwischen 2004 und 2007 durchschnittlich eine Zunahme in Höhe von rund 2,3% zu verzeichnen. Die von der RWE Rhein-Ruhr AG zur Verfügung gestellten Daten bilden jedoch nicht die gegenwärtige Situation ab. Aus diesem Grund erfolgt an dieser Stelle keine Bewertung der Verbrauchsentwicklung, da diese eine Verzerrung des Gesamtbildes herbei führen könnte. Es wird deshalb empfohlen, eine aktuelle Datengrundlage anzufordern. Die Nutzung erneuerbarer Energien trägt mit rund 2,4% zur derzeitigen Energieversorgung bei. Im Strombereich sind es rund 3,5%, im Wärmebereich ca. 1,9%. Um das Ziel 100% erneuerbare Stromversorgung bis zum Jahr 2018 sowie langfristig die Null Emission zu erreichen, sind die Anteile erneuerbarer Energie unbedingt auszubauen. Durch den Anteil erneuerbarer Energien an der Energieerzeugung werden in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen ca. 0,7 Mio. erwirtschaftet. Jedoch werden in der Verbandsgemeinde rund 16,7 Mio. für größtenteils fossile Energieträger aufgewendet und fließen weitestgehend aus der Region ab. Verbunden mit dem Ausbau erneuerbarer Energien können diese Ausgaben reduziert und verbleibende finanzielle Mittel in Sprendlingen-Gensingen gebunden werden. Bezogen auf die Energieerzeugung sind die CO 2 -Emissionen gegenüber dem Jahr 1990 angestiegen. Durch die Erschließung erneuerbarer Energiequellen können gegenwärtig bereits ca t CO 2 /a eingespart werden. Jedoch werden durch die Nutzung von fossil basierter Energie weiterhin rund t CO 2 /a freigesetzt, welche zur Zielerreichung der Null-Emission komplett eingespart werden müssen. 20

35 4 Potenzialanalyse 4 Potenzialanalyse Die im Rahmen der Verbrauchsanalyse ermittelte Ausgangssituation verdeutlicht bereits Stärken und Schwächen des aktuellen Energie- und dem damit einhergehenden Stoffstrommanagements. Um dem in Kapitel 3.3 dargestellten Optimierungsbedarf zu begegnen, bedarf es einer vertiefenden Auseinandersetzung mit den vorhandenen Potenzialen. Nachfolgend werden durch die Betrachtung relevanter Stoffströme die Energieeinsparpotenziale sowie die Erneuerbare-Energien-Potenziale in der Verbandsgemeinde Sprendlingen- Gensingen aufgezeigt. Dabei handelt es sich um Potenziale, die derzeit größtenteils noch nicht umgesetzt sind und den Handlungsspielraum für die Konzeptionierung und Umsetzung eines optimierten Stoffstrommanagements im Sinne des Null-Emissions-Ansatzes vorgeben. 4.1 Energieeinsparpotenziale Im Sinne der direkten und indirekten Handlungsmöglichkeiten der Verbandsgemeinde (u. a. Effizienzförderung und -beratung, energetische Sanierung sowie Umstellung auf energiesparende Technologien) wird nachfolgend auf die Möglichkeiten der Energieeinsparung im Strom- und Wärmebereich eingegangen. Schwerpunkt der Betrachtung hierbei sind Möglichkeiten der energetischen Sanierung im privaten und öffentlichen Gebäudebestand und die sich hieraus ergebende Energieeinsparung, CO 2 -Vermeidung und ausgelöste Finanzströme. Ergänzend wird das Potenzial durch den Einsatz energieeffizienter Technologien behandelt, z. B. im Bereich von Umwälzpumpen sowie der Straßen- und Außenbeleuchtung Energieeinsparpotenziale im privaten Gebäudebestand Wie aus der Analyse der gegenwärtigen Energieversorgung hervorgeht, stellt Wärme den höchsten energetischen Bedarf in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen dar. Vor diesem Hintergrund ist die Potenzialermittlung in diesem Bereich von signifikanter Bedeutung Methodisches Vorgehen zur Ermittlung des Wärmeverbrauchs aller Wohngebäude Zur Ermittlung des Endenergieverbrauchs im Wohnbereich wurden Gebäude der VG Sprendlingen-Gensingen untersucht. Durch eine Veröffentlichung in regionalen Zeitungen und Zeitschriften wurde die Wärmebedarfsermittlung in der Verbandsgemeinde angekündigt. 52 Bürger lehnten eine Analyse ihrer Gebäude ab, die entsprechenden Häuser wurden nicht in die Wärmebedarfsanalyse mit aufgenommen. Um den Wärmebedarf der einzelnen Haushalte einschätzen zu können, wurde die gesamte Verbandsgemeinde abgefahren und alle Häuser auf Video aufgezeichnet. Anhand der Videoaufzeichnungen und auf Grundlage von 21

36 4 Potenzialanalyse Gebäudetypologien wurde das Alter der Gebäude abgeschätzt. Je nach Baujahr des Gebäudes wurde folgender Jahreswärmebedarf pro m 2 zu Grunde gelegt: Baujahr Tabelle 4-1: Jahreswärmebedarf pro m 2 im Bezug zur Gebäudetypologie 21 Ein-/ Zweifamilienhäuser Jahreswärmebedarf kwh/m 2 *a Kleine Mehrfamilienhäuser Reihenhäuser vor 1918 (Fachwerk/Massivbau) 238/ / nach 2001 (Neubau) Die Wohnfläche der Gebäude wurde mit Hilfe von automatisierten Liegenschaftskarten der Verbandsgemeinde ermittelt, so dass der individuelle Heizwärmebedarf für die Gebäude ausgewiesen werden konnte. Zudem wurde über die errechnete Wohnfläche der Warmwasserbedarf der Häuser ermittelt. Dieser wurde mit einem durchschnittlichen Wert von 12,5 kwh/m 2 veranschlagt Datenauswertung Die darauf folgende Einteilung des Wohngebäudebestandes in Baualtersklassen verdeutlicht, dass etwa 80% der privaten Wohngebäude in der VG Sprendlingen-Gensingen älter als 25 Jahre sind. Durch die Auswertung der Daten konnte ein Nutzenergiebedarf (Heizwärmebedarf + Warmwasserwärme) von insgesamt ca MWh/a errechnet werden. Zur Abdeckung des Nutzenergiebedarfs fällt derzeit ein Endenergieverbrauch von etwa MWh/a an. 23 Demnach müssen derzeit neben einem hohen Heizwärmebedarf zusätzlich rund MWh/a dazu aufgewendet werden, Wärmeverluste im Bereich der Gebäudeheiztechnik auszugleichen. 24 Die Differenz erklärt sich durch die unterschiedlichen Wirkungsgrade der bestehenden Feuerungsanlagen. Diese wurden durch die Kehrberichte der Bezirksschornsteinfeger Kronenberger und Gutknecht erfasst und durch das IfaS ausgewertet. Nach dieser Datengrundlage erfolgt die Wärmeversorgung der Wohngebäude der- 21 Michael Kubessa (Hrsg.): Energiekennwerte Handbuch für Beratung, Planung, Betrieb; Potsdam 1998; S Anlage 1, Nr.2, Energieeinsparverordnung Berechnung des Nutzwärmebedarfs auf Grundlage der durch die Videoanalyse kategorisierten Wohngebäude unter Einbezug der ermittelten Gebäudenutzflächen. Der Energieverbrauch errechnet sich aus dem Energiebedarf der Gebäude unter Einbezug der eingesetzten Heizanlagen und deren Wirkungsgrade. 24 Die Differenz zwischen Nutzenergiebedarf und Endenergieverbrauch ist durch den Einsatz von Heizanlagen mit geringen Wirkungsgraden bedingt. 22

37 4 Potenzialanalyse zeit zu ca. 33% über Ölfeuerungsanlagen (1.228 Stück) und zu ca. 43% über Gasfeuerungsanlagen (1.446 Stück). Die restlichen 24% verteilen sich auf die Endenergieträger Strom, Wärmepumpen, Solarenergie, Nah-/Fernwärme, Koks/Kohle und Holz: 25 Abbildung 4-1: Verteilung der Feuerungsanlagen auf die Endenergieträger Der Endenergiebedarf der privaten Gebäude, welcher durch fossile Energieträger abgedeckt wird, liegt bei bis zu 80%. Der hohe Verbrauch an fossiler Energie wirkt sich negativ auf die finanzielle und ökologische Bilanz der Verbandsgemeinde aus werden nach Berechnungen des IfaS zur Wärmeversorgung der Wohngebäude rund 7,2 Mio. vor allem in Öl und Gas investiert. Diese finanziellen Mittel fließen zu einem großen Teil aus der Region ab und stehen nicht länger zur Verfügung. 26 Darüber hinaus ergibt sich ein CO 2 -Ausstoß in der Verbandsgemeinde von derzeit rund t/a. 27 Dieser ist vor allem auf den hohen Anteil an Öl- und Gasfeuerungsanlagen zurückzuführen Einsparpotenziale durch Gebäudesanierung Im Sinne einer Null-Emissions-Strategie können der Wärmebedarf sowie der Geldmittelabfluss und der CO 2 -Ausstoß durch energetische und technische Sanierung der Gebäude deutlich gesenkt werden. Hierbei kann auf eine große Anzahl an technisch ausgereiften und wirtschaftlich rentablen Lösungen für eine energieeffiziente und kohlenstoffarme Bereitstellung von Raumwärme, Warmwasser sowie für Wärmedämmungen zurückgegriffen werden Angaben zur Anzahl der derzeit geförderten Solaranlagen und Wärmepumpen auf Datengrundlage des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). 26 Berechnung der finanziellen Aufwendungen auf Grundlage allgemeiner Energiepreise, vgl. hierzu Datenblatt im Anhang 4: Erläuterung zu den Wirkungsanalysen 27 CO 2-Emissionsfaktoren für Energieträger nach Umweltbundesamt, vgl. hierzu Datenblatt im Anhang 4: Erläuterung zu den Wirkungsanalysen 28 Stieß et al.: Handlungsmotive, -hemmnisse und Zielgruppen für eine energetische Gebäudesanierung; Frankfurt am Main 2010; S. 6. ebenda 23

38 4 Potenzialanalyse In Deutschland liegt die energetische Modernisierung von Gebäuden bei ca. 1%/a des Gesamtgebäudebestandes und damit unter der von Experten für technisch und wirtschaftlich machbar eingeschätzten Sanierungsrate von 3%. Im Rahmen der Klimaschutzinitiative der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen wird eine jährliche Sollsanierungsrate von ~3% bis zum Jahr 2050 angenommen. Die Sollsanierungsrate ist ein gemittelter Richtwert dafür, wie viele Sanierungen aufgrund der Lebensdauer der Gebäudebestandteile durchgeführt werden sollten, um weitere Schäden an den Gebäuden zu verhindern. Da bauliche und energetische Sanierungsmaßnahmen aus Kostengründen erfahrungsgemäß gleichzeitig durchgeführt werden, ist die definierte Sollsanierungsrate eine energetische Sollsanierungsrate. 29 Die Sanierungsrate bezieht sich hierbei jeweils auf Gebäudehüllen und Heizanlagen. Hierzu wurde ein potenzieller Sanierungsplan erstellt, der die Einsparpotenziale im Wohngebäudebestand der Verbandsgemeinde in einer zeitlichen Spanne von 40 Jahren verdeutlicht. Dabei sieht der Sanierungsplan folgende Schritte vor: Sanierung: Gebäudehüllen/Heizungsanlagen Baujahr vor 1990 ~1000 Gebäudehüllen/~175 Heizanlagen Sanierung: Gebäudehüllen Baujahr vor 1990 sowie Heizungsanlagen aller Altersklassen ~1000 Gebäudehüllen/~800 Heizanlagen Sanierung: Gebäudehüllen/Heizungsanlagen aller Altersklassen ~1342 Gebäudehüllen/~1600 Heizanlagen Abbildung 4-2: Sanierungsplan der privaten Wohngebäude 29 Kleemann, Hansen: Evaluierung der CO2-Minderungsmaßnahmen im Gebäudebereich; Jülich 2006; S

39 4 Potenzialanalyse An dieser Stelle wurde zunächst das Einsparpotenzial bei energetischer Sanierung der Gebäudehülle analysiert. Die folgende Grafik verdeutlicht den Wärmeverlust bei nicht hinreichend gedämmten Gebäudehüllen: Abbildung 4-3: Wärmeverluste im Gebäudebestand Um das optimale Einsparpotenzial zu erreichen, wird von einer energetischen Vollsanierung aller Gebäude nach EnEV 2009 Standards (siehe Anhang 5) ausgegangen. 30 Diese beinhalten eine Verbesserung der Gebäudedämmung in den folgenden Bereichen: Außenwand (Anbringung eines Wärmedämmverbundsystems) Decke zum Dach oder Dachschräge (Dämmung durch Auf-, Zwischen- oder Untersparrendämmung) Kellerdecke (Wärmedämmung mit Polystyrol) Fenster (Austausch alter Fenster durch Fenster mit Wärmeschutzverglasung) Die Einsparpotenziale der einzelnen Baualtersklassen wurden an Angaben zur Altbausanierung des Ministeriums für Umwelt-, Forsten und Verbraucherschutz RLP angelehnt. 31 Zur Ermittlung des technischen Einsparpotenzials wurde davon ausgegangen, dass alle Öl- und Gasfeuerungsanlagen nach Ablauf ihrer rechnerischen Lebensdauer 32 durch moderne Heizsysteme ersetzt werden. In der VG Sprendlingen-Gensingen wird der Austausch der veralteten Heizsysteme wie folgt vorgesehen: 30 Vgl., Tabelle der einzuhaltenden U-Werte nach EnEV 2009, Anlage 3 (zu den 8 und 9): Anforderungen bei Änderungen zu Außenbauteilen, Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz RLP (Hrsg.): Energieeffizienz durch Altbausanierung in Rheinland- Pfalz; Mainz 2007; S Vgl., Bundesministerium der Finanzen, AfA-Tabelle für allgemein verwendbare Anlagengüter, Betriebsanlagen allgemeiner Art, Kessel und Druckkessel. 25

40 MWh/Jahr 4 Potenzialanalyse der Heizanlagen sollen durch Holzpellet/Solarthermie ersetzt werden 483 der Heizanlagen werden durch Wärmepumpen ersetzt 483 der Heizanlagen sollen über Nahwärmenetze betrieben werden Durch die Energieeffizienzmaßnahmen auf energetischer und technischer Ebene kann bis zum Jahr 2050 eine Minderung des Nutzenergiebedarfs von ca MWh/a auf ca MWh/a ( MWh/a) erzielt werden. Der Endenergieeinsatz wird sich dadurch von MWh/a in 2010 um rund 36% auf MWh/a bis zum Jahr 2050 verringern. Daran gekoppelt kann der CO 2 -Ausstoß im Bereich des privaten Gebäudebestands von t CO 2 /a auf t CO 2 /a in 2050 um bis zu 90% gesenkt werden. Zusammen stellen sich die Einsparpotenziale wie folgt dar: Nutzenergiebedarf und Endenergieverbrauch sowie CO 2 -Ausstoß im privaten Wohngebäudebestand t/jahr Nutzenergie (MWh/Jahr) Endenergie (MWh/Jahr) CO2-Ausstoß t/jahr Abbildung 4-4: Entwicklung Nutzenergiebedarf, Endenergieverbrauch sowie CO 2-Ausstoß im privaten Gebäudebestand zwischen den Jahren 2010 und 2050 Die blaue Kurve zeigt den Bedarf an Nutzenergie, welcher durch die energetische Sanierung der Gebäude kontinuierlich abfällt. In Richtung 2050 flacht der Verlauf der Kurve etwas ab. Da die Gebäude mit besonders schlechter Wärmedämmung als erstes saniert werden, ist das größte Einsparpotenzial in den ersten 20 Jahren des Sanierungsablaufs zu beobachten. Im Verlauf der grünen Kurve lässt sich der Einsparverlauf der eingesetzten Endenergie verfolgen. Die Einsparung wird hier sowohl durch den geringeren Nutzenergiebedarf als auch durch den Austausch der insgesamt Öl- und Gasfeuerungsanlagen erzielt. Bis zum Jahr 2020 werden an dieser Stelle nur Feuerungsanlagen, welche vor 1990 errichtet worden 26

41 4 Potenzialanalyse sind, mit einer Rate von 3%/a ausgetauscht. Ab dem Jahr 2020 sind rechnerisch alle Feuerungsanlagen am Ende ihrer Lebensdauer angekommen und können sukzessiv ausgetauscht werden. Das stärkste Einsparpotenzial wird hier im Zeitraum zwischen 2020 und 2030 erzielt. In dieser Phase der technischen Sanierung wird eine hohe Anzahl an Feuerungsanlagen, die über einen geringen Wirkungsgrad verfügen, ausgetauscht. Bis zum Jahr 2050 sind auch hier kontinuierlich Einspareffekte zu erzielen, weshalb die grüne Kurve kontinuierlich abfällt. Die zunehmende Annährung der grünen an die blaue Kurve erklärt sich durch den Einsatz von effizienteren Heizanlagen. Da diese einen höheren Wirkungsgrad besitzen, werden Wärmeverluste bei der Gebäudebeheizung bis zum Jahr 2050 zunehmend geringer ausfallen. Die Auswirkung der Energieeffizienzmaßnahmen auf den CO 2 -Ausstoß wird im Verlauf der violetten Kurve sichtbar. Ab dem Jahr 2020 kommt es hier durch die hohe Anzahl sanierungsbedürftiger Feuerungsanlagen und zu sanierenden Gebäudehüllen zu einem starken Absinken der CO 2 -Emissionen. Im weiteren Verlauf geht der CO 2 -Ausstoß permanent zurück und erreicht im Jahr 2050 seinen Tiefstand von ca t CO 2 /a Wirtschaftliche Betrachtung Das Investitionsvolumen der gesamten Sanierungsmaßnahmen beläuft sich auf ca. 254 Mio. bis zum Jahr Davon sind rund 130 Mio. als konventionelle Sanierungskosten anzusehen. Darunter verstehen sich Sanierungsmaßnahmen, die auch ohne Energieeffizienzmaßnahmen im Laufe der nächsten 40 Jahre anfallen werden. Die Investition in die genannten Energiesparmaßnahmen belaufen sich somit auf ca. 124 Mio. bis zum Jahr Das Marktanreizprogramm der BAFA fördert den Ausbau der genannten technischen Energiesparmaßnahmen. 34 Bei der folgenden Berechnung wurden die Fördersätze von 2009 berücksichtigt. Entsprechend könnten Fördermittel in Höhe von bis zu 11 Mio. abgerufen werden, wenn alle berechtigten Personen einen Antrag stellen und diesen auch bewilligt bekommen. 35 Die Förderung für den Einbau von Holzpelletheizungen in Verbindung mit thermischen Solaranlagen würden sich in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen auf ca. 7 Mio. belaufen. Darüber hinaus würden Nahwärmenetze und Wärmepumpen mit ca. 4 Mio. von der BAFA gefördert werden. 36 Zudem vergibt die Kreditanstalt für Wiederaufbau für energetische Sanierungsmaßnahmen zinsgünstige Darlehen. 37 Damit würde sich die finanzielle Aufwendung der Energiesparmaßnahmen auf 113 Mio. verringern. 33 Sanierungskosten für Gebäudehüllen und Austausch von nach aktuellen Marktpreisen. 34 Austausch der veralteten Gebäudeheizsysteme durch moderne Heizsysteme (Wärmepumpen, Solarthermie, Holzpellet und Nahwärmenetze). 35 Nach kurzzeitiger Einstellung des Förderprogramms am werden ab dem wieder Anträge durch die BAFA entgegengenommen. Die neuen BAFA-Zuschüsse weisen einige Änderungen zu bisherigen Förderhöhe auf. 36 Vgl. Förderung im Marktanreizprogramm der Bundesanstalt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle 2009, in Abhängigkeit von Anzahl und Größe der im Sanierungsplan ausgebauten thermischen Anlagen. 37 Vgl. die Internetseite der Kreditanstalt für Wiederaufbau: 27

42 4 Potenzialanalyse Dem Investitionsvolumen stehen die finanziellen Einsparungen gegenüber, welche durch die verbesserte Energieeffizienz der privaten Wohngebäude erwirtschaftet werden können. Bei statischer finanzieller Betrachtung können bis zum Jahr 2050 ca. 101 Mio. aus Endenergieeinsparungen akquiriert werden. Allerdings ist aufgrund der Verknappung an fossilen Brennstoffen mit Preissteigerungen in diesem Sektor zu rechnen. Bei einer Preissteigerung von 4%/a ergeben sich bereits Einsparungen in der Größenordnung von 305 Mio. bis Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass mit zunehmender Erschließung der Sanierungsmaßnahmen die finanzielle Einsparung stetig steigt. Abschließend kann davon ausgegangen werden, dass die Investitionsmehrkosten einer energieeffizienten Sanierung in Höhe von 113 Mio., vor allem unter Einbezug zu erwartender Preissteigerungen im Energiesektor, durch die finanziellen Einsparungen der Energieeffizienzmaßnahmen noch vor dem Jahr 2050 abgedeckt werden Sanierungsbeispiel eines privaten Gebäudes Zur Verdeutlichung der Einsparpotenziale im privaten Gebäudebestand wurde das Sanierungspotenzial eines privaten Wohngebäudes Beispielhaft aufgezeigt. Hierzu wurde nach Rücksprache mit der Verbandsgemeindeverwaltung und dem Hauseigentümer ein Gebäude betrachtet, welches sowohl auf den Luftbildern der Solarkartierung als auch auf den Videoaufnahmen der Wärmebedarfsermittlung gut erkenntlich war. Ausgewählt wurde ein Gebäude in Sprendlingen, das sich in der Freiherr-vom-Stein-Straße befindet. Dabei konnten folgende Gebäudegrunddaten ermittelt werden. Tabelle 4-2: Gebäudegrunddaten des Sanierungsbeispielhauses Ortsteil Sprendlingen Gebäudeart privates Wohngebäude Baujahr 1957 Grundfläche 90 m 2 Stockzahl 2 Nutzfläche 144 m 2 Da keine vor Ort Begehung durch das IfaS durchgeführt wurde, musste der derzeitige technische Gebäudezustand eingeschätzt werden. In diesem Zusammenhang wurde davon ausgegangen, dass das Gebäude über eine Ölfeuerungsanlage beheizt wird, welche bis spätestens 1983 errichtet wurde. Sowohl die Altersklasse des Gebäudes als auch die insgesamt hohe Anzahl an alten Ölfeuerungsanlagen in der VG trugen zu dieser Annahme bei. Vor diesem Hintergrund konnte mit der Methodik zur Wärmebedarfsanalyse ein gebäudespezifischer Wärmebedarf für das betrachtete Gebäude ermittelt werden, wie in nachfolgender Tabelle dargestellt wird. 28

43 4 Potenzialanalyse Tabelle 4-3: Ermittelter Ist-Zustand der Gebäudebeheizung Bezeichnung Heizwärmebedarf vor Sanierung Warmwasserwärme vor Sanierung Nutzwärmebedarf vor Sanierung Heizkosten vor Sanierung* Wert ca kwh/a ca kwh/a ca kwh/a ca ,88 /a *Heizkosten bei einem Ölpreis von 0,072 /kwh Folgende Sanierungsmaßnahmen wurden zur Verbesserung der Energieeffizienz des Gebäudes betrachtet. Tabelle 4-4: Sanierungspotenzial Sanierungsmaßnahme I* energetische Vollsanierung der Gebäudehülle Sanierungsmaßnahme II technische Sanierung (Holzpellet, Solarthermie, Photovoltaik) Energetisches Sanierungspotenzial 53% Einsparpotenzial Endenergie kwh/a Einsparpotenzial CO 2 13,7 t/a Solarpotenzial PV 3,5 kwp Ertrag Solarstrom pro Jahr kwh/a Die ermittelten Sanierungskosten für das betrachtete Gebäude würden auf ca betragen. Für den Einbau einer Holzpelletheizung in Verbindung mit einer Solarthermieanlage mit einer Größe von 14,5 m 2 sowie den Aufbau einer PV-Anlage mit einer installierten Leistung von 3,5 kwp würden hierbei rund anfallen. Die optimale Dämmung der Gebäudehülle verursacht Kosten in Höhe von ca Den Kosten steht der finanzielle Ertrag gegenüber, der durch die verbesserte Energieeffizienz des Gebäudes erwirtschaftet werden kann. Zudem können Finanzströme innerhalb der Region (z. B. Handwerkerkosten, Energiekosten) offengelegt und gebunden werden. Insgesamt stellt sich der finanzielle Erlös durch die Sanierung des Gebäudes wie folgt dar. 29

44 4 Potenzialanalyse Tabelle 4-5: Finanzieller Erlös durch Sanierung Bezeichnung Wert Investitionskosten der Sanierungsmaßnahme Investition konventionelle Sanierung KfW Fördermittel Investition Energieeinsparung Ertrag EEG Photovoltaik 1.246,45 /a Energieeinsparung durch technische und energetische Gebäudesanierung 2.924,28 /a Finenzieller Einsparung pro Jahr Gesamt Verbleib Finanzmittel in der Region (Planung/Montage/Betrieb) Amortisationszeit der gesamten Sanierung 4.170,73 /a ~21 Jahre Es wird deutlich, dass sich die Sanierungsmaßnahmen trotz hoher Sanierungskosten nach ca. 21 Jahren amortisieren. Da die PV- und Solarthermieanlage sowie Bestandteile der Gebäudedämmung eine höhere Lebensdauer als 21 Jahre aufweisen, ist davon auszugehen das der Besitzer nach Ablauf des Amortisationszeitraumes einen finanziellen Mehrwert erzielen wird. Abschließend zeigt die folgende Grafik das betrachtete Gebäude vor und eine Simulation nach der Umsetzung der genannten Sanierungsmaßnahmen: Abbildung 4-5: Sanierungsbeispiel Vorher Nachher Energieeinsparpotenziale im öffentlichen Gebäudebestand Im Rahmen der Konzepterstellung fanden in der Verbandsgemeinde Sprendlingen- Gensingen Begehungen in und an insgesamt acht öffentlichen Gebäuden statt. Dabei wurden die Gebäude gezielt auf Schwachstellen an der Gebäudehülle sowie im technischen Anlagenbereich untersucht. Diese wurden analysiert und dokumentiert. Unterstützend wur- 30

45 4 Potenzialanalyse den bei einigen Gebäuden Thermografieaufnahmen angefertigt und ausgewertet. Folgende Begehungen wurden durchgeführt: : Haus der Begegnung Gensingen, Gemeindezentrum Gensingen und Grundschule Sprendlingen : Gemeindehalle Badenheim, Rathaus Sprendlingen, Weindorfhalle Welgesheim, Alte Sparkasse Sprendlingen und Dorfgemeinschaftshaus Wolfsheim Aufgrund des großen Seitenumfangs sind die einzelnen Berichte zu den acht öffentlichen Gebäuden dem Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept als Anlage 1 beigefügt. Die zusammenfassenden Ergebnisse werden im Folgenden erläutert Heizenergieverbräuche In der folgenden Tabelle werden die Energieverbräuche in den betrachteten acht Gebäuden zur Raumerwärmung dargestellt. Die einzelnen Nutzungsstunden sind hier nicht aufgeführt, so dass z. B. der geringe Wärmebedarf der Gemeindehalle in Badenheim nicht über die energetisch schlechte Gebäudesubstanz hinwegtäuschen darf. Für die sehr vereinzelte Nutzung der Halle im Winter ist der Energieverbrauch sehr hoch. Tabelle 4-6: Heizenergie der öffentlichen Gebäude in der VG Sprendlingen-Gensingen Nr. Gebäude: Jahresverbrauch NGF* Flächenverbrauch 1 Badenheim Gemeindehalle kwh 869 m² 81 kwh/m²*a 2 Gensingen Haus der Begegnung kwh 249 m² 241 kwh/m²*a 3 Gensingen Rathaus + Gemeindezentrum kwh 495 m² 179 kwh/m²*a 4 Sprendlingen Alte Sparkasse kwh 624 m² 138 kwh/m²*a 5 Sprendlingen Grundschule kwh m² 180 kwh/m²*a 6 Sprendlingen Rathaus kwh 567 m² 128 kwh/m²*a 7 Welgesheim Weindorfhalle kwh 737 m² 134 kwh/m²*a 8 Wolfsheim Dorfgemeinschaftshaus kwh 547 m² 132 kwh/m²*a Summe kwh m² 152 kwh/m²*a *Nettogeschossfläche Als Ergebnis für alle untersuchten Gebäude wurde ein Gesamtheizenergieverbrauch von kwh/a ermittelt. Daraus folgt bei einer Nettogrundfläche von m², dass im Mittel ein Gebäude einen jährlichen Verbrauch von 152 kwh/m² aufweist. Die Jahresverbräuche der Gebäude 3,5 und 6 wurden mit der Energieberater-Software von Hottgenroth mit einer vereinfachten Erfassung ermittelt, da für diese Gebäude die Verbrauchsdaten nicht zur Verfügung standen. 31

46 4 Potenzialanalyse Sanierungsvorschläge Nach der Vor-Ort-Begehung wurden die Schwachstellen im Bereich der Gebäudehülle und Anlagentechnik analysiert und ausgewertet. Unterstützend wurden hierbei Thermografieauswertungen durchgeführt. Hierdurch konnten die Ergebnisse optimal dokumentiert werden. Zum Teil können durch kostengünstige und einfache Maßnahmen erhebliche Einsparpotentiale erzielt werden. Nachfolgend werden wesentliche Optimierungspotentiale, die im Rahmen der Vor-Ort-Begehungen aufgefallen sind, beschrieben. Gebäude Badenheim Gemeindehalle Gensingen Haus der Begegnung Gensingen Rathaus Sprendlingen Alte Sparkasse Sprendlingen Grundschule Sprendlingen Rathaus Welgesheim Weindorfhalle Wolfsheim Dorfgemeinschaftshaus Tabelle 4-7: Sanierungspotentiale öffentliche Gebäude Dach Dämmung Oberste Geschoßdecke Außenwand Kellerdecke Erneuerung Heizung X X X X X X X X X X X X Einbau Lüftungsanlage X X X X X X X X Die in der Tabelle mit x gekennzeichneten Felder sind als energetische Schwachstellen an den Gebäuden festgestellt worden. Eine Sanierung dieser Bauteile beinhaltet sowohl die Betrachtung des CO 2 -Einsparpotentials als auch der Wirtschaftlichkeit (vgl. Tabelle 4-8). Wie zu erkennen ist, sind an den untersuchten Gebäuden vor allem die ungedämmten Gebäudehüllen als Schwachstellen identifiziert worden. Die Maßnahmen zur Behebung dieser Schwachstellen werden im Folgenden erläutert: Da lediglich bei zwei Gebäuden die Dachgeschoße teilweise ausgebaut sind, sollten in den meisten Objekten die obersten Geschoßdecken gedämmt werden. Es ist wichtig, die gesamte beheizte Gebäudehülle zu dämmen. Bei den teilausgebauten Dachgeschoßen sind daher im ausgebauten Bereich die Dächer, im unausgebauten Bereich die oberste Geschoßdecke und die Trennwände, die den beheizten vom unbeheizten Bereich trennt, lückenlos zu dämmen und Luftdicht auszuführen. Die Außenwände sind in allen Gebäuden nicht gedämmt. Am Rathaus in Sprendlingen ist aus Denkmalschutzgründen keine Außendämmung möglich. Des Weiteren sind bei einigen Häusern die Außenwände in einem optisch sehr ansprechenden Zustand. Deshalb wird empfohlen nur mit einer Innendämmung energetisch zu sanie- 32

47 4 Potenzialanalyse ren. Jedoch sollte hierbei nur mit erfahrenen Fachplanern gearbeitet werden, da Fehler in der Materialwahl und der Ausführung leicht zu Bauschäden führen können. Ein großer Nachholbedarf besteht ebenso bei der Kellerdeckendämmung. Durch eine gedämmte Kellerdecke sinken die Wärmeverluste und zudem erhöht sich die Oberflächentemperatur der Fußböden in den Räumen im Erdgeschoss. Das Wohlbefinden der Nutzer steigt und die Raumtemperatur kann geringfügig gesenkt werden, was zu einer weiteren Energieeinsparung führt. In der Gemeindehalle Badenheim ist aufgrund der hohen Wärmeverluste die 34 Jahre alte und technisch veraltete Heizungsanlage auszutauschen. Bei der Anschaffung einer neuen Heizung sollte über einen Brennstoffwechsel nachgedacht werden. Die Heizungsanlagen der restlichen sieben Gebäude sind in einem technisch guten Zustand und nicht erneuerungsbedürftig. In fast allen Gebäuden sind trotz der guten Heizungsanlagen noch veraltete Heizungspumpen vorzufinden, die im dauerhaften Betrieb viel Energie verbrauchen. Zudem wurden einige Pumpen ungedämmt vorgefunden. In allen Heizungskellern waren die im Allgemeinen gut gedämmten Heizungsleitungen an den Flanschen und teilweise auch an schwerer zugänglichen Bereichen, wie z. B. Bögen, ungedämmt. In der Grundschule Sprendlingen wird der Einbau von raumweisen Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung für die Klassenräume empfohlen. Hierdurch könnten die Verluste aufgrund der Fensterlüftung minimiert werden. Zudem lassen sich durch raumweise Geräte die hohen Brandschutz- und Schallschutzauflagen einfacher erfüllen. Mit einem versehenen CO 2 -Messgerät kann außerdem eine hohe Raumluftqualität garantiert werden, was die Konzentrationsfähigkeit der Schüler erhöhen kann. Bei der Begehung der Heizzentralen wurde außerdem bei einzelnen Gebäuden eine unzureichende Dämmung der Armaturen und Rohrleitungen festgestellt. Eine Isolierung dieser Leitungen wird daher empfohlen. Abbildung 4-6 zeigt beispielhaft die unvollständig isolierten Wärmeleitungen im Heizungskeller des Rathauses Sprendlingen. 33

48 4 Potenzialanalyse Abbildung 4-6: Nicht vollständig gedämmte Wärmeverteilungsleitungen im Heizungskeller des Rathauses Sprendlingen CO 2 -Minderungspotenzial und wirtschaftliche Betrachtung In Tabelle 4-8 ist das mögliche CO 2 -Minderungspotenzial dargestellt, das nach der Durchführung der vorgeschlagenen Sanierungsmaßnahmen zu erwarten ist. Des Weiteren sind die Investitionskosten aufgeführt. Tabelle 4-8: CO 2-Minderungspotenziale und geschätzte Investitionskosten aufgrund der Sanierungsmaßnahmen Gebäude Badenheim Gemeindehalle Gensingen Haus der Begegnung Gensingen Rathaus Sprendlingen Alte Sparkasse Sprendlingen Grundschule Sprendlingen Rathaus Welgesheim Weindorfhalle Wolfsheim Dorfgemeinschaftshaus Jährliche Energie- Einsparung Konventionelle Investitionen Energieeffizienz Summe Investitionen Jährliche CO 2- Einsparung kwh kg kwh kg kwh kg kwh kg kwh kg kwh kg kwh kg kwh kg Summe kwh kg Durch die Umsetzung der vorgeschlagenen Sanierungsmaßnahmen können Energieeinsparungen von insgesamt ca. 340 MWh/a erwartet werden. Bei einem Heizölpreis von 0,72 /Liter entspricht dies einer Kosteneinsparung von knapp /a. 34

49 4 Potenzialanalyse Die konventionellen Investitionskosten beinhalten die bei einer anstehenden Erhaltungsmaßnahme der Bausubstanz anfallenden Kosten, z. B. das Streichen der Außenwand. Diese Kosten sparen keine Energie ein und werden daher bei einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung nicht mit angesetzt. Um Synergien zu nutzen und hierdurch Kosten zu sparen, wird empfohlen Energiesparmaßnahmen dann durchzuführen, wenn eine Erhaltungsmaßnahme des Bauteiles ansteht. Die reinen Kosten für Energieeffizienz, die durch Mehrkosten bei energetischen Sanierungen entstehen, liegen schätzungsweise bei , wobei eine Lüftungsanlage für die Grundschule in Sprendlingen mit einen sehr großen Einzelposten darstellt. Bspw. werden bei der Dämmung einer Außenwand die Material-, Lohn- und Gerüstmehrkosten für die Dämmmaßnahme angesetzt. Daraus ergibt sich eine Amortisationszeit zur Refinanzierung der zusätzlichen Investitionskosten für die Sanierungsmaßnahmen von rund 15 Jahren. Betrachtet man die gesamten Investitionskosten, d. h. inkl. der konventionellen Maßnahmen, würde sich die Amortisationszeit auf rund 25 Jahre erhöhen. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass die CO 2 -Emissionen nach Umsetzung der vorgeschlagenen Sanierungsmaßnahmen um ca. 92 t/a verringert werden können Sonstige Energieeinsparpotenziale Neben den Einsparpotenzialen im Wärmebereich bieten sich ebenfalls Einsparpotenziale beim Stromverbrauch. So können durch stromsparende Geräte massive Energieeinsparungen erzielt werden. Dabei verteilt sich der Energieverbrauch in einem Haushalt wie in nachfolgender Abbildung dargestellt auf die Wärmebereitstellung (Heizwärme: 77%, Warmwasser: 12%), den Betrieb von Haushaltsgeräten (9%) und die Beleuchtung (2%). 35

50 4 Potenzialanalyse Abbildung 4-7: Energieverbrauch im Haushalt 38 Das Einsparpotenzial im Bereich von Haushaltsgeräten lässt sich auf Verbandsgemeindeebene nicht quantifizieren. Diese sind individuell geprägt und reichen vom optimalen Betrieb und Verwendung von bspw. Kühl- und Gefrierschränken, Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Geschirrspülern, Herden und Backöfen sowie Raumklimaanlagen bis hin zur richtigen Auswahl bei der Anschaffung neuer Haushaltsgeräte (moderne Geräte mit niedrigem Energieverbrauch). 39 Im Sinne einer Vorbildfunktion sollte die Verbandsgemeindeverwaltung bei der Auswahl und dem Betrieb elektrischer Geräte (z. B. PCs) auf eine möglichst hohe Energieeffizienz achten Energieeinsparpotenziale bei der Innenbeleuchtung Ein weiteres Einsparpotenzial stellt die Beleuchtung dar. Durch den Ausbau energieeffizienter Lichttechnik kann bis zu 80% der in diesem Bereich eingesetzten Energie eingespart werden. Bei verhältnismäßig geringen Ausgangsinvestitionen sind gerade hier kurze Amortisationszeiten von 1-2 Jahren erzielbar. Ausgehend von einem Anteil für Beleuchtung in privaten Haushalten von rund 2% (vgl. Abbildung 4-7) am Gesamtstromverbrauch, entspricht der verbrauchte Strom für Beleuchtung in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen ca MWh/a und ermöglicht eine maximale Einsparung von rund MWh/a, was bei einem Strompreis von 0,23 ct/kwh insgesamt etwa /a und einer jährlichen CO 2 - Einsparung von ca. 666 t entspricht. 38 Infoportal Haus Wohnen Leben : 39 Tipps hierzu können der Homepage der Deutschen Energie-Agentur entnommen werden Initiative Energieeffizienz Private Haushalte: (Aufruf: ) 36

51 4 Potenzialanalyse Energieeinsparpotenziale bei der Straßen- und Außenbeleuchtung Für Straßen- und Außenbeleuchtungszwecke werden in der BRD ca. 0,7% der Primärenergie verbraucht. 40 Nach Informationen des Zentralverbandes der Elektrotechnik- und Elektroindustrie ist ein Drittel aller Systeme in der Straßenbeleuchtung sanierungsbedürftig. 41 Laut veröffentlichten Studien liegen die Einsparpotenziale in der BRD bei ca. 50% und entsprechen insgesamt 900 Mio. bis 2 Mrd.. Hierauf kann die öffentliche Hand direkten Einfluss nehmen. Gerade bei der Straßen- und Außenbeleuchtung gilt es, aus Sichtbarkeits-, Sicherheits- und Ästhetikgründen die Qualität der Beleuchtung zu erhalten. Dabei steht insbesondere der Austausch energieintensiver durch effiziente Beleuchtungsmittel sowie eine bedarfsgerechte und energiesparende Beleuchtungssteuerung im Vordergrund. Tabelle 4-9 gibt einen Überblick über erzielbare Einsparpotenziale durch den Austausch veralteter Lampen. 42 Tabelle 4-9: Energieeinsparpotenziale bei der Straßen- und Außenbeleuchtung 43 Veraltete Technologie Neue Technologie Energie-Einsparpotenzial Leuchtstofflampe Quecksilber- Hochdruckentladungslampe Quecksilber- Hochdruckentladungslampe Metall-Halogen- Hochdruckentladungslampe Natrium- Hochdruckentladungslampe Metall-Halogen- Hochdruckentladungslampe ca. 25% ca. 50% ca. 40% Durch die LED-Technologie, welche sich derzeit vor dem Marktdurchbruch befindet, sind noch deutlich höhere Einsparpotenziale realisierbar. In der Automobilbranche und als Hintergrundbeleuchtung von LCD-Bildschirmen hat sich die LED-Technologie bereits fest etabliert. Ein bereits erfolgreicher Einsatz der LED-Technik findet sich ebenfalls im Bereich der Ampelanlagen. Hier ist bei einer Umrüstung herkömmlicher Hochvolt-Signalgeber auf LED- Signalgeber eine Energieeinsparung von bis zu 80% realisierbar. Des Weiteren findet der Einsatz der LED-Technologie bei der Straßenbeleuchtung in verschiedenen Pilotkommunen statt, z. B. Stadt Düsseldorf 44, Stadt Kaiserslautern 45, Gemeinde Müden (Landkreis Cochem (Aufruf: ) 41 Vgl. Dr. Paschen von Flotow, Julian von Blücher, Annekristin Rock; LED Leitmarkt gemeinsam entwickeln: Dokumentation des Ideen- und Konzeptworkshops zur LED-Leitmarktinitiative; Oestrich-Winkel 2009; S Ein umfassender Überblick über aktuelle Beleuchtungstechniken findet sich in der Broschüre Sammlung energieeffizienter Techniken für die Straßenbeleuchtung des Umweltbundesamts (http://www.bundeswettbewerbstadtbeleuchtung.de/pdf_files/090211_sammlungstadtbeleuchtung.pdf) 43 Deutsche Energie-Agentur GmbH (http://www.energieeffizienz-im-service.de) 44 Informationsflyer LED-Straßenbeleuchtung in Düsseldorf : (Aufruf: ) 45 Umwelt Journal Kaiserslautern, September

52 4 Potenzialanalyse Zell) 46. Neben einer Kosteneinsparung durch den geringeren Energieverbrauch sind auch die Wartungsfreundlichkeit und die Flexibilität beim Einsatz sowie die längere Nutzungsdauer von LED-Leuchten zu berücksichtigen. 47 Da das Einsparpotenzial von der bereits eingesetzten Technik und der Betriebsart abhängig ist, ist es empfehlenswert eine Umrüstung für jeden eingesetzten Lampentyp individuell zu überprüfen. Eine Projektskizze zur Energieeinsparung durch den Einsatz der LED-Technik bei der Straßenbeleuchtung befindet sich im Kapitel Energieeinsparpotenziale durch Erneuerung von Umwälzpumpen Ein weiteres attraktives Stromeinsparpotenzial bietet der Austausch veralteter Umwälzpumpen bei der Wärmebereitstellung. Mit einem Anteil von bis zu 15% 48 am Gesamtstromverbrauch eines Haushalts kann dieses Potenzial zum einen durch eine optimale Dimensionierung und zum anderen durch die Effizienz moderner Umwälzpumpen erschlossen werden. Beim Vergleich der installierten Pumpenleistung zur maximal verteilbaren Wärmeleistung wird generell deutlich, dass die Pumpen in den Gebäuden wesentlich überdimensioniert sind. Außerdem werden Umwälzpumpen meist mit einer höheren Leistung betrieben als es notwendig ist. Folglich ist auch der Strombedarf zu hoch. Es gibt drei Möglichkeiten, den Energieverbrauch der Pumpe zu vermindern: Laufzeit reduzieren: Viele Pumpen laufen das ganze Jahr über durch. Eine Umwälzpumpe muss jedoch nur laufen, wenn in ihrem Kreis Wärme angefordert wird. Hier besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Pumpe mit einer Wochenschaltuhr stundenweise laufen zu lassen (je nach Bedarf). Pumpeneinstellung: Viele Umwälzpumpen können in mehreren Stufen betrieben werden. Die Werkseinstellung ist meist die höchste Stufe und wird bei der Inbetriebnahme meistens nicht verändert. Die Umstellung auf eine kleinere Stufe kostet nichts und kann zudem jederzeit wieder rückgängig gemacht werden. 46 Internetseite des Landkreises Cochem-Zell: _in_mueden/index.html (Aufruf: ) 47 Vgl. Dr. Paschen von Flotow, Julian von Blücher, Annekristin Rock; LED Leitmarkt gemeinsam entwickeln: Dokumentation des Ideen- und Konzeptworkshops zur LED-Leitmarktinitiative; Oestrich-Winkel 2009; S Vgl. Fachverband Sanitär-Heizung-Klima Nordrhein-Westfalen und Arbeitskreis Heizungspumpen der Fachgemeinschaft Pumpen: Stromsparen mit Heizungspumpen; Merkblatt

53 4 Potenzialanalyse Pumpenwechsel: Hierbei wird die alte Umwälzpumpe gegen eine neue Hocheffizienzpumpe ausgetauscht. Moderne Hocheffizienzpumpen haben einen wesentlich geringeren Leistungsbedarf. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist eine Verminderung der Betriebsgeräusche durch eine Reduzierung der Strömungsgeräusche innerhalb der Heizkörper. Die möglichen Einsparpotenziale in diesem Bereich reichen bis zu 80%. Abbildung 4-8 stellt das Einsparpotenzial von Umwälzpumpen grafisch dar: Abbildung 4-8: Einsparmöglichkeiten bei Umwälzpumpen Um die Betriebszustände und den Stromverbrauch von Umwälzpumpen ermitteln zu können, ist die Beschaffung eines Datenauslesegeräts sinnvoll. Dieses wird von den großen Pumpenherstellern angeboten. Mittels dieses Geräts lassen sich drahtlos über Infrarot-Schnittstellen Daten zur Statistik wie Lastprofile, Ist-Zustände wie Drehzahl oder elektrische Leistungsaufnahme, sowie Daten zur Fehlerdiagnose auslesen. Durch diese Informationen lassen sich die Pumpen präzise steuern. Ausgehend von einem Durchschnittsverbrauch für den Betrieb von Heizungspumpen in Höhe von 400 kwh/a 500 kwh/a je Haushalt, ergibt dieser einen Gesamtstrombedarf für Heizungspumpen in den Wohngebäuden der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen von ca MWh/a. Bei einem Austausch aller Heizpumpen bedeutet dies ein Einsparpotenzial von bis zu kwh/a, einer jährlichen CO 2 -Einsparung von ca. 424 t und bei einem Strompreis von 0,23 ct/kwh bis zu ca Ein Austausch von Umwälzpumpen macht sich bei einer angenommenen Investitionssumme von 250 für eine Pumpe bereits nach ca. 3 1/2 Jahren bezahlt. Sollte der Austausch der Umwälzpumpe in Verbindung mit 39

54 4 Potenzialanalyse anderen Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmebereich erfolgen, können zusätzlich Fördergelder in Anspruch genommen werden Hydraulischer Abgleich Beim Bau eines Gebäudes wird das Heizungssystem anhand der Heizlastberechnung dimensioniert. Dementsprechend werden auch die einzelnen Heizkörper ausgewählt. In der Regel sind die Heizkörper schon zu diesem Zeitpunkt überdimensioniert. Werden nun Sanierungsmaßnahmen am Gebäude oder der Heizungsanlage durchgeführt, verändert sich häufig die Heizlast des Gebäudes und die Energieeffizienz der Heizungsanlage. In diesem Zuge ist zu empfehlen, dass die Heizkörper durch einen hydraulischen Abgleich auf die neue Raumheizlast eingestellt werden. Hierzu werden die einzelnen Komponenten des Heizungssystems aufeinander abgestimmt und auf den Wärmebedarf des Raumes hin optimiert. Durch einen hydraulischen Abgleich wird gewährleistet, dass zum Heizkörper nur die Wassermenge geleitet wird, die dieser benötigt, um die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Somit werden Energie und die damit verbundenen Kosten eingespart. Abbildung 4-9: Heizungsanlage vor und nach einem hydraulischen Abgleich Die Durchführung des hydraulischen Abgleichs beinhaltet die Aufnahme der Gebäude-, Heizungs- und Raumdaten bei einem Energieberatungstermin vor Ort. Unter anderem werden hierbei das Baujahr des Gebäudes, die Länge des längsten Heizungs-Strangs (Vor- und Rücklauf) und die Aufnahme aller Heizkörper (Größe, Leistung) erfasst. Mit einer Software wird anhand der aufgenommenen Daten die minimale Vorlauftemperatur berechnet. Diese ist dann am Wärmeerzeuger einzustellen. Durch den hydraulischen Abgleich werden der thermisch ungünstigste Heizköper sowie die Einstellung ermittelt, auf welche das jeweilige vor- 49 Vgl. Dr. Urban Rid; Richtlinien zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbaren Energien im Wärmemarkt vom 09. Juli 2010; Berlin 2010; (Aufruf: ) 40

55 4 Potenzialanalyse einstellbare Thermostatventil einzustellen ist. Darüber hinaus wird der neue Volumenstrom berechnet. Hieraus ergibt sich die benötigte Pumpenleistung. Mittels eines Datenauslesegeräts lassen sich bei modernen Pumpen und Regelsystemen (ist bei neuen Geräten mittlerweile Standard) drahtlos über Infrarot-Schnittstellen Daten zur Statistik wie Lastprofile einer definierten Periode zur Kontrolle von Ist-Zuständen (z. B. Drehzahl oder elektrische Leistungsaufnahme) sowie zur Fehlerdiagnose auslesen. Eine Fernsteuerung der Pumpeneinstellungen ist ebenfalls möglich. Durch die detailgenauen Informationen lässt sich eine präzise Steuerung der Pumpen etablieren. Pauschal lässt sich zu dem in diesem Bereich erzielbaren Einsparpotenzial keine Aussage treffen. Kapitel und berücksichtigen diese jedoch im Rahmen der vorgeschlagenen Sanierungsempfehlungen Kraft-Wärme-Kopplung Bei der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird die während der Stromproduktion erzeugte Wärme nicht mehr als Verlust an die Außenluft abgegeben, sondern zu Heizzwecken genutzt. Hierdurch kann der Gesamtwirkungsgrad einer Energieanlage von ca. 40% auf bis zu 90% gesteigert werden, wodurch Energieressourcen und damit die Umwelt geschont und Kosten eingespart werden. Das Potenzial zum Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) findet sich in der öffentlichen Fern- und Nahwärme- und Kälteversorgung sowie bei der Eigenversorgung von Industrieunternehmen. Des Weiteren ist der Einsatz von Mini-Blockheizkraftwerken im privaten Bereich eine Möglichkeit der gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Wärme. Eine detaillierte Untersuchung zur Nutzung und zum potenziellen Ausbau der KWK konnte im Rahmen dieser Studie nicht erfolgen. Deshalb orientiert sich das Potenzial in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen zum einen an der Zielsetzung der deutschen Bundesregierung, den Anteil der KWK bis zum Jahr 2020 in etwa zu verdoppeln. 50 Demnach kann sich bis zum Jahr 2020 die Stromerzeugung durch die KWK von derzeit ca. 333 MWh/a auf rund 666 MWh/a und die Wärmeerzeugung von heute ca. 416 MWh/a auf etwa 432 MWh/a erhöhen. Zum anderen wird das Potenzial der Biogaserzeugung und der anschließenden Nutzung in einem BHKW hinzu addiert. Nähere Informationen zum Biogaspotenzial befinden sich in Kapitel Vgl. Internetseite des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie: (Aufruf: ) 41

56 4 Potenzialanalyse 4.2 Erneuerbare-Energien-Potenzial Die Potenzialuntersuchung der erneuerbaren Energien in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen konzentriert sich auf die Bereiche Wind- und Solarenergie sowie Biomasse. Ergänzend wird das Wasserkraft- und Geothermiepotenzial betrachtet. Unter dem Begriff Potenzial wird hierbei die Leistungsfähigkeit ausgedrückt, die regenerative Energieträger besitzen. Soweit quantifizierbar wird diese im jeweiligen Energiegehalt (gemessen in kwh bzw. MWh) angegeben. Hierbei wird insbesondere das technische Potenzial 51 auf Basis wirtschaftlicher Kenndaten dargestellt. Neben der Ausschöpfung von Effizienzpotenzialen stellt dieses die Basis für die Umsetzung eines optimierten Stoffstrommanagements orientiert an dem Ziel Null-Emission dar Biomassepotenzial Die im Folgenden abgebildeten Biomassepotenziale wurden im ersten Schritt auf Basis einer statistischen Datenermittlung errechnet. Anschließend wurden Akteursgespräche geführt, um die technische und ökologisch sinnvolle Machbarkeit der Erschließung der zuvor ermittelten Potenziale zu bewerten. Schließlich wurde eine wirtschaftliche Abschätzung durchgeführt. Ziel der Potenzialermittlung ist hier die Darstellung der Schwerpunkte und Größenordnungen einer möglichen Biomassenutzung in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. Zur Erhebung der Biomassepotenziale wurden die Sektoren Forst- und Landwirtschaft sowie kommunale Stoffströme betrachtet Forstwirtschaftliches Biomassepotenzial Auf eine Analyse der forstlichen Biomassepotenziale wurde aufgrund des geringen Waldflächenanteils von 3,6% im Untersuchungsgebiet und eines entsprechenden Gespräches mit der Forstverwaltung verzichtet Landwirtschaftliches Biomassepotenzial Die Erhebung des landwirtschaftlichen Biomassepotenzials der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen erfolgte auf der Basis statistischer Daten sowie eines Werkstattgesprächs mit ortsansässigen Vertretern der Landwirtschaft und weiteren Experten. Als Kennwerte wurden die Flächenanteile der jeweiligen Kulturen (vgl. Abbildung 4-10). 51 Das technische Potenzial beschreibt das unter technischen Bedingungen umsetzbare Potenzial. Ökologische und wirtschaftliche Restriktionen sowie Hindernisse durch fehlende und falsche Informationen, fehlende Qualifikationen, politische Interessen, Zeitmangel, juristische und administrative Hürden, unzureichendes Projektmanagement etc. sind hierbei nicht betrachtet. (Vgl. Peter Heck, Ulrich Bemmann (Hrsg.), Praxishandbuch Stoffstrommanagement: Strategie Umsetzung Anwendung in Unternehmen/Kommunen/Behörden, Köln 2002, S

57 4 Potenzialanalyse Aufteilung Landnutzung Aufteilung Ackerflächen 32% 5% 1% 1% 61% 1% 12% 75% 0,2% 12% Weinbau Grünlandwirtschaft Stilllegung Ackerbau Obst- und Gartenbau Sonstige Flächen Getreide Mais Sonst. Ackerbau Ölsaaten Zuckerrüben Abbildung 4-10: Prozentuale Verteilung der Land- und Ackernutzung Die gesamte landwirtschaftliche Nutzfläche, die über die Flächennachweise zur Agrarförderung erfasst wurde, umfasst demnach ca ha, wobei hierin ein großer Teil der Hobby - Rebflächen nicht erfasst ist. Eine Korrektur um diese Flächen erfolgte anhand von Daten des statistischen Landesamtes. Tabelle 4-10 und Tabelle 4-11 geben eine Übersicht über die Landnutzung in der Verbandsgemeinde. Tabelle 4-10: Absolute Aufteilung der landwirtschaftlichen Nutzfläche Aufteilung Landnutzung Weinbau Ackerbau Grünlandwirtschaft Obst- und Gartenbau Stilllegung Sonstige Flächen Summe 838 ha ha 39 ha 3 ha 132 ha 25 ha ha Tabelle 4-11: Absolute Aufteilung der Ackernutzung Aufteilung Acker Getreide Ölsaaten Mais Zuckerrüben Sonst. Ackerbau Summe ha 188 ha 3 ha 188 ha 16 ha ha Das ermittelte Potenzial bezieht sich auf die im Rahmen technischer, rechtlicher und ökologischer Restriktionen verfügbaren Mengen 52. Dabei wurde von Anfang an eine Eingrenzung auf diejenigen Biomassearten vorgenommen, die aufgrund ihrer praktischen Verwertbarkeit für die Umsetzung von konkreten Projekten relevant sein können. So wurde beispielsweise 52 Vgl. Kaltschmitt M., Hartmann H. & Hofbauer H.: Energie aus Biomasse; Heidelberg & Berlin

58 4 Potenzialanalyse auf die Darstellung von Rapsstroh- oder Rübenblattpotenzialen verzichtet, deren Nutzung aufgrund wirtschaftlicher und ökologischer Restriktionen nicht sinnvoll ist. Weiterführend betrachtet und im Werkstattgespräch diskutiert wurden: Rodungsholz aus Rebflächen Trester und Trubstoffe aus der Weinbereitung Gülle und Festmist aus der Tierhaltung Biogassubstrate und Festbrennstoffe aus dem Energiepflanzenanbau Im Weinbau fallen regelmäßig größere Mengen Rodungsholz aus Rebflächen an, die für eine energetische Verwertung als Scheitholz oder in Form von Hackschnitzeln in Frage kommen. Zur Berechnung der Mengen wurde von einer Standzeit der Rebanlagen von durchschnittlich 30 Jahren bzw. einer Rodung von jährlich etwa 3,3% der gesamten Rebflächen im Untersuchungsgebiet ausgegangen. Für die Erhebung technischer Biomassepotenziale wurden im Rahmen des Werkstattgesprächs mit den Landwirten und Winzern über Zahlen zur logistischen Verfügbarkeit (z. B. das Verhältnis von Flachlagen und Steillagen im regionalen Weinbau), die bereits realisierte Nutzung (z. B. als Kaminholz) und die bei Rodungen anfallenden Restholzmengen diskutiert. Dabei wurde deutlich, dass das anfallende Rebholz bereits anteilig als Brennholz oder als Mulchmaterial in den Weinbergen eingesetzt wird. Im Zuge des Gesprächs wurden etwa 30% des theoretischen Potenzials über die gängigen Verwendungen hinaus als energetisch nutzbar angesehen. Trester und Trubstoffe fallen im Rahmen der Weinbereitung an und können nach Arbeiten der Agroscience RLP 53 für eine energetische Verwertung genutzt werden. Während Trester durch eine Pelletierung zu einem Festbrennstoff aufbereitet werden können, kommen Trubstoffe grundsätzlich für eine Verwertung als Biogassubstrat in Frage. Wesentliche Voraussetzung für eine Verwertung von Trestern und Trubstoffen sind zentrale Erfassungspunkte wie z. B. Genossenschaften, bei denen große Weinmengen verarbeitet werden. Da Trester im überwiegenden Weißweinanbau des Untersuchungsgebietes in der Regel kleinteilig auf den Betrieben anfällt, wurde auf eine Betrachtung dieser Mengen ebenso verzichtet wie auf eine Darstellung der Mengen für die untersuchten Nachbarverbandsgemeinden bzw. - landkreise. Als technisches Potenzial wurden die Trubstoffmengen der Erzeugergemeinschaft Winzersekt Sprendlingen abgefragt. Diese liegen bei etwa 100 t Frischmasse, weisen jedoch z. T. einen hohen Schwefelgehalt auf und werden bislang nach Italien vermarktet. 54 Aufgrund der überschaubaren Mengen, der bestehenden Absatzwege und der durch den Schwefel voraussichtlich mangelhaften Eignung als Biogassubstrat ist jedoch nur bedingt von einer Verwertbarkeit auszugehen. 53 Pollatz, T.: Energie im Wandel Traubentrester und Rebholz als fester Biobrennstoff; Neustadter Ausgabe 218; Schmahl, mündliche Mitteilung vom

59 4 Potenzialanalyse Der Getreideanteil an der Ackerfläche in Sprendlingen-Gensingen ist mit 75% besonders hoch. Dementsprechend fallen große Mengen an Getreidestroh an. Getreidestroh ist aufgrund des hohen Zellulosegehaltes und des geringen Wassergehaltes als Festbrennstoff einsetzbar, wobei trotz vorhandener Feuerungstechnik vor dem Hintergrund aktueller Vorgaben aus dem Emissionsschutz eine besondere Herausforderung in der Planung einer angepassten Heizanlagen- und Filtertechnik liegt. Die Verfügbarkeit der Strohmengen, die das größte Reststoffpotenzial unter den Biomassen darstellen, hängt vom Strohbedarf für die Humusreproduktion auf den Ackerflächen und dem Bedarf an Einstreumaterial in der Tierhaltung ab. Da außer Pferdehaltung in geringem Umfang keine landwirtschaftliche Nutztierhaltung in der Verbandsgemeinde vorhanden ist, wurde die Verfügbarkeit von Stroh als technisches Potenzial durch die Teilnehmer des Werkstattgespräches mit 25% relativ hoch angesetzt. Dabei wurde jedoch betont, dass bei einer Verwertung von Stroh, gegebenenfalls Humusersatz, z. B. in Form von Kompost oder Gärreste aus Biogasanlagen, in die Planung einbezogen werden muss. Die energetische Verwertung von Getreide als Energiekorn wird unter ethischen Gesichtspunkten häufig sehr kontrovers diskutiert. Im Zuge dieser Diskussion, die auch auf dem Werkstattgespräch zu den Landwirtschaftspotenzialen stattfand, waren sich die Teilnehmer jedoch weitgehend einig, dass es sich beim Welternährungsproblem zumindest bislang maßgeblich um ein Verteilungsproblem und kein Mengenproblem handelt, so dass grundsätzlich nichts gegen die Nutzung von Getreide als Energieträger spricht. Dementsprechend wurden als technisches Potenzial 10% der erzeugten Menge angesetzt. Einen Teil dieses Potenzials stellen in jährlich schwankendem Umfang Ausputz, Mindergetreide oder belastete Partien dar, die primär für eine energetische Verwertung in Frage kommen. Getreide ist sowohl als Biogassubstrat wie auch als Brennstoff nutzbar. Für die weiteren Berechnungen wurde von einer Brennstoffnutzung ausgegangen. Die Erfassung solcher Getreidereste erfolgt sinnvollerweise wie bei den Weinbaupotenzialen an zentralen Punkten, z. B. in Genossenschaften oder Großbetrieben, die über eine eigene Getreidereinigung verfügen. Eine Herausforderung liegt auch hier wiederum in der Auswahl einer angepassten Heiztechnik, um die gültigen und kommenden Emissionsgrenzwerte einzuhalten. Reststoffe aus der Tierhaltung in Form von Gülle und Festmist kommen grundsätzlich als Substrat für die Biogaserzeugung in Betracht. In Ermangelung entsprechender Betriebe mit Rinder-, Schweine- oder Geflügelhaltung in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Zahlen liegen lediglich für Pferdehaltung in geringem Umfang vor wurden für die Tierhaltung keine Potenziale ausgewiesen. Sollten im Zuge weiterer Projektentwicklungen Betriebe aus benachbarten Gemeinden Berücksichtigung finden, so können Reststoffe aus der Tier- 45

60 4 Potenzialanalyse haltung meist einen gewissen, in der Regel überschaubaren Beitrag zum Substratmix einer Biogasanlage leisten. Für den Energiepflanzenanbau wurde zunächst der potenziell verfügbare Flächenumfang erhoben. Hierzu wurden auf Basis der vorhandenen Anbausituation Vorschläge erarbeitet, die im Werkstattgespräch vertieft diskutiert wurden. Dabei wurde bekräftigt, dass primär Flächen aus dem Marktfruchtanbau (Getreide und Ölfrüchte/Raps) für den Anbau von Energiepflanzen in Frage kommen, während z. B. Zuckerrübenflächen durch feste Kontingente zunächst gebunden sind. Im Ergebnis der Gespräche wurde ein Flächenpotenzial von jeweils 20% der gesamten Getreide- und Ölfruchtfläche für Biogassubstrate und für Festbrennstoffe ausgewiesen. Die Darstellung erlaubt neben einer Betrachtung der gesamten erzielbaren Mengen auch einen Vergleich der beiden Anbausysteme bezüglich der erzeugten Primärenergiepotenziale. Neben den Flächenpotenzialen wurden auch potenzielle Energiepflanzen für den Anbau auf diesen Flächen diskutiert. Dabei wurden als Biogassubstrate vor allem Silage aus Mais, Hirsen und Getreideganzpflanzen (Roggen, Triticale, Gemenge) sowie Luzerne-(Klee-)Gras als geeignet erachtet. Bei der Substratplanung für eventuelle Biogassubstrate sollte die regionale Expertise der Landwirtschaftskammer, der FH Bingen (Prof. Petersen) und des IfaS (Jörg Böhmer, Frank Wagener) grundsätzlich genutzt werden. So finden beispielsweise Anbauversuche zur Sortenwahl bei Hirsen als Biogassubstrat an der FH Bingen statt. Der diskutierte Anbau von Luzerne, die als besonders trockentolerante Futterpflanze historisch in der Region angebaut wurde, ermöglicht Synergien für die Einsparung synthetischer Dünger, da es sich um eine Stickstoff fixierende Leguminose handelt. Diskutiert wurden außerdem die Verwertung von Zuckerrüben und "neuen" Kulturpflanzen als Biogassubstrate, wie der Durchwachsenen Silphie (Silphium perfoliatum), die sich noch in der Forschungs- und Erprobungsphase befinden. Außerdem wurde der Anbau von Festbrennstoffen in Form von kurzumtriebigem Agrarholz (Pappeln, Weiden etc.) und mehrjährigen Energiegräsern wie Chinaschilf (Miscanthus spec.) und Switchgrass (Pannicum virgatum) diskutiert. Die Potenzialübersicht in Tabelle 4-12 zeigt die veranschlagte Verfügbarkeit der jeweiligen Biomassen sowie die ermittelten Flächen-, Mengen- und Energiepotenziale für das Gebiet der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. 46

61 MWh/a 4 Potenzialanalyse Biomasseart Tabelle 4-12: Potenzialübersicht Landwirtschaft für das Verbandsgemeindegebiet Nutzungsrichtung Verfügbarkeit technisches Potenzial Flächenpotenzial Mengenpotenzial Energiepotenzial Rodungsholz Rebflächen Festbrennstoff 30% 16 ha 389 t FM/a MWh/a Trubstoffe Biogassubstrat - - ha 100 t FM/a 60 MWh/a Weizenstroh Festbrennstoff 25% 212 ha t FM/a MWh/a Energiekorn Festbr./Biogas 10% 121 ha 704 t FM/a MWh/a Gülle / Mist Biogassubstrat - - ha - t FM/a - MWh/a Substratanbau für Biogas Biogassubstrat 20% der Marktfruchtfläche 280 ha t FM/a MWh/a KUP / Miscanthus Festbrennstoff 20% der Marktfruchtfläche 280 ha t FM/a MWh/a Summe: MWh/a Abschließend verdeutlicht Abbildung 4-11 die Schwerpunkte zur energetischen Nutzung landwirtschaftlicher Biomassen in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Energiepotenziale relevanter Biomasse Rodungsholz Rebflächen Weizenstroh Energiekorn Substratanbau für Biogas KUP / Miscanthus Abbildung 4-11: Energiepotenziale relevanter Biomassen Im Zuge des Werkstattgesprächs mit der Landwirtschaft wurden verschiedene Projektansätze diskutiert. So wurde von mehreren Beteiligten der Anbau von schnellwachsenden Baumarten im Kurzumtrieb oder mehrjährigen Energiegräsern wie Chinaschilf oder Switchgrass auf den Ackerflächen des Oberhilbersheimer Plateaus als denkbar erachtet. Ein weiterer Anknüpfungspunkt sind aktuelle Bestrebungen für eine Verlagerung des landwirtschaftlichen Versuchsbetriebes der FH Bingen. Nach Aussage von Prof. Petersen besteht womöglich eine Perspektive für die Ansiedelung des Versuchsbetriebes und den Betrieb einer Biogasanlage im Gebiet der VG Sprendlingen-Gensingen (vgl. Kapitel 5.5.9), so 47

62 4 Potenzialanalyse dass sich hier womöglich Synergien zwischen dem praktischen Klimaschutz in der Verbandsgemeinde und der Forschung realisieren lassen. Bei der späteren Projektentwicklung kann es im Bedarfsfall zu Kooperationen mit benachbarten Gemeinden kommen. Aus diesem Grund wurde ebenfalls eine Einschätzung zu den Potenzialen der benachbarten Verbandsgemeinden bzw. Städte (VG Wöllstein, VG Wörrstadt, VG Bad Kreuznach, VG Langenlonsheim, VG Nieder-Olm, VG Gau-Algesheim, Stadt Bad Kreuznach, Stadt Bingen) sowie der Landkreise Mainz-Bingen, Alzey-Worms und Bad Kreuznach erarbeitet. Hierzu wurden jedoch keine gesonderten Akteurs- oder Expertengespräche geführt, sondern die Potenziale lediglich auf Basis statistischer Daten und der Kennwerte (Erträge, Verfügbarkeit etc.) aus den Gesprächen in Sprendlingen-Gensingen hochgerechnet. Die Ergebnisse hieraus sind in Tabelle 4-13 und Tabelle 4-14 dargestellt. Biomasseart Tabelle 4-13: Potenzialübersicht Landwirtschaft inkl. benachbarter Verbandsgemeinden Nutzungsrichtung Verfügbarkeit technisches Potenzial Flächenpotenzial Mengenpotenzial Energiepotenzial Rodungsholz Rebflächen Festbrennstoff 30% 115 ha t FM/a MWh/a Trubstoffe Biogassubstrat - - ha - t FM/a - MWh/a Stroh Festbrennstoff 25% ha t FM/a MWh/a Energiekorn Festbr./Biogas 10% ha t FM/a MWh/a Gülle / Mist Biogassubstrat - - ha - t FM/a - MWh/a Substratanbau für Biogas Biogassubstrat 20% der Marktfruchtfläche ha t FM/a MWh/a KUP / Miscanthus Festbrennstoff 20% der Marktfruchtfläche ha t FM/a MWh/a Summe: MWh/a Biomasseart nach Nutzungsrichtung Verfügbarkeit technisches Potenzial Tabelle 4-14: Potenzialübersicht Landwirtschaft für die Landkreise Mainz-Bingen, Alzey-Worms und Bad Kreuz- 48 Flächenpotenzial Mengenpotenzial Energie-potenzial Rodungsholz Rebflächen Festbrennstoff 30% 290 ha t FM/a MWh/a Trubstoffe Biogassubstrat - - ha - t FM/a - MWh/a Stroh Festbrennstoff 25% ha t FM/a MWh/a Energiekorn Festbr./Biogas 10% ha t FM/a MWh/a Gülle / Mist Biogassubstrat - - ha - t FM/a - MWh/a Substratanbau für Biogas Biogassubstrat 20% der Marktfruchtfläche ha t FM/a MWh/a KUP / Miscanthus Festbrennstoff 20% der Marktfruchtfläche ha t FM/a MWh/a Summe: MWh/a Die Zahlen zeigen, dass je nach Betrachtungsebene hinreichende Biomassepotenziale für die Realisierung von Einzelprojekten, wie der Versorgung einer kommunalen Liegenschaft mit Hackschnitzeln, größerer Verbünde, z. B. in Form einer Biogasanlage für das Gewerbegebiet Sprendlingen (Vgl. Kapitel 5.5.9), oder sogar Großprojekten, wie beispielsweise die Etablierung eines Heiz(kraft)werkes etwa auf Basis von Stroh, Schilf oder Agrarholz, gege-

63 4 Potenzialanalyse ben sind. Welche dieser Ansätze im Weiteren, auch langfristig, verfolgt werden sollten, ist im Gesamtkontext der Energiebedarfe und wirtschaftlicher Aspekte zu bewerten (vgl. Kapitel 1) Kommunales Biomassepotenzial Das kommunale Biomassepotenzial der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen unterteilt sich in folgende Bereiche: Klärschlamm Grünschnitt (holzartig/ grasartig) Bioabfall Das Potenzial aus dem Klärschlamm basiert auf den in der Verbandsgemeinde betriebenen Kläranlagen in Grolsheim (Unterer Wiesbach) und Welgesheim (Mittlerer Wiesbach). Die Kläranlage Grolsheim ist als Anlage zur simultan aeroben Schlammstabilisierung für Einwohner (kurz: EW; für EW während der Weinbaukampagne) konzipiert. Die Kläranlage Welgesheim mit Schlammfaulung ist für EW + Einwohnergleichwert (kurz: EGW) konzipiert. Unter Berücksichtigung zukünftiger Erweiterungen und der Weinbaubelastung ist der Faulbehälter mit m³ für EW ausgelegt. Der entsprechende Klärschlammanfall der beiden Kläranlagen ist in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Tabelle 4-15: Klärschlammanfall in den Kläranlagen Welgesheim und Grolsheim Kläranlage Klärschlammanfall Trockensubstratgehalt Welgesheim m³/a t/a 216 t/a 3,33% Grolsheim m³/a t/a 281 t/a 21,67% Summe m³/a t/a 497 t/a 6,38% Insgesamt ergibt sich eine Gesamtklärschlammmenge von ca. 497 t Trockensubstanz/a (2008). Diese Menge wird derzeit noch zu 100% in der Landwirtschaft genutzt. Im Rahmen einer vom Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz Rheinland- Pfalz beauftragten Studie des Zentrums für innovative Abwassertechnologien an der TU Kaiserlautern (tectraa) und der Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbh (WiW) wurde die Energie- und Kostenoptimierung durch Schaffung von semizentralen Schlammbehandlungscentern (SBC) u. a. am Beispiel der oben genannten Kläranlagen untersucht. Auf Basis der positiven Ergebnisse, wonach sich ein hohes Einsparpotenzial mit dem Konzept des semizentralen Schlammbehandlungscenters darstellen lässt, wurde durch den Werksausschuss und der Verbandsversammlung die Umsetzung beschlossen. Die notwendigen Alternativen zur bisherigen stofflichen Verwertung des Klärschlamms, die sich durch die Novellierung der Klärschlammverordnung bzw. der hierin erwarteten Verschärfung der Aufbringungsbeschränkungen ergeben, wurden bisher noch nicht diskutiert. 49

64 4 Potenzialanalyse Eine energetische Verwertung könnte über eine dezentrale Pyrolyse erfolgen. Eine Pilotanlage für eine derartige Verwertung, gerade für Betreiber kleinerer Kläranlagen ab EW, wird in Ingelheim seit 2008 betrieben. Spätestens nach der Umsetzung des semizentralen Schlammbehandlungscenters muss die zukünftige Verwertung des anfallenden Klärschlamms thematisiert werden. Dies kann im ersten Schritt durch eine Machbarkeitsstudie zur alternativen energetischen Verwertung des kommunalen Klärschlamms erfolgen. Hierzu wird auf die Studie der Technischen Universität Kaiserslautern verwiesen, welche sich mit den Perspektiven einer zukünftigen Klärschlammentsorgung in Rheinland-Pfalz auseinandersetzt. 55 Ergänzend sollten die hydrothermale Carbonisierung (HTC), die Erzeugung von Terra-Preta und die solare Klärschlammtrocknung thematisiert werden. Zur HTC- Technologie gibt es an der Kläranlage Kaiserslautern ein Pilotprojekt. Die Erzeugung von Terra-Preta aus Klärschlamm erfolgt in einem Pilotprojekt der areal GmbH in Hengstbacher Hof. Die gleiche Technologie zur Terra-Preta-Herstellung kann auch im Versuchsprojekt in der Morbacher Energielandschaft begutachtet werden, jedoch wird dort kein Klärschlamm verwendet. Eine neue Anlage zur solaren Klärschlammtrocknung wird durch die WVE in Hochdorf-Assenheim bei Wittlich betrieben. Im Rahmen des Pyrolyseverfahrens stellt die Rückgewinnung von Phosphor, einem unersetzlichen Stickstoff in Düngemitteln, aus Klärschlamm einen weiteren innovativen Ansatz im Stoffstrommanagement dar. Im Laufe der Konzepterstellung erfolgte eine Anregung des Landes zur Initiierung eines Pilotprojektes zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm. Als beispielhaft genannter Standort wurde das Gelände der Kläranlage in Bad-Kreuznach genannt. Eine Studie zur Untersuchung der Machbarkeit eines solchen Projekts, wo auch der Klärschlamm aus der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen verwertet werden könnten, wird empfohlen. Das Biomassepotenzial kommunaler Grünschnitt und Bioabfall ist aufgrund der zentralen Erfassung durch den Landkreis Mainz-Bingen anteilig in Bezug auf die Fläche (Grünschnitt) bzw. die Einwohnerzahl (Bioabfall) für die Verbandsgemeinde ermittelt worden. Als Berechnungsbasis dienen die im Landkreis angefallenen Grünschnittmengen ( t) und Bioabfallmengen ( t) aus dem Jahr In der folgenden Übersicht sind die für die einzelnen Ortsgemeinden der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen resultierenden Grünschnitt- und Bioabfallmengen abgebildet: 55 Schmitt et al.: Perspektiven einer zukünftigen Klärschlammentsorgung in Rheinland-Pfalz; Kaiserslautern

65 4 Potenzialanalyse Tabelle 4-16: Mengenanfall Bioabfall und Grünschnitt (Bezugsjahr 2008) Ortsteile Einwohner-zahl Fläche Bioabfälle Grünschnitt Aspisheim 915 EW 5,81 km² 76 t/a 229 t/a Badenheim 577 EW 4,33 km² 48 t/a 171 t/a Gensingen EW 8,72 km² 298 t/a 343 t/a Grolsheim EW 3,91 km² 103 t/a 154 t/a Horrweiler 760 EW 4,39 km² 63 t/a 173 t/a Sankt Johann 847 EW 5,66 km² 70 t/a 223 t/a Sprendlingen EW 13,03 km² 329 t/a 513 t/a Welgesheim 624 EW 2,03 km² 52 t/a 80 t/a Wolfsheim 744 EW 4,99 km² 61 t/a 197 t/a Zotzenheim 640 EW 3,18 km² 53 t/a 125 t/a Gesamte VG EW 56,05 km² t/a t/a Landkreis EW 605,73 km² t/a t/a Zum Bioabfall zählen alle organischen Abfälle wie Garten- und Küchenabfälle sowie Speisereste. Dieser getrennt gesammelte Bioabfall wird im Kompostwerk Essenheim zu hochwertigem Humus verarbeitet und in unterschiedlichen Veredelungen an Landwirte, Obst- /Weinbauern und Gartenbesitzer verkauft. Das Pro-Kopf-Aufkommen von Bioabfall ist im Landkreis Mainz-Bingen eines der höchsten in Rheinland-Pfalz, da die privaten Haushalte angehalten werden, feuchte Abfälle in Zeitungspapier einzuwickeln, den Boden mit Pappe auszulegen oder Zwischenlagen aus Papier/ Pappe einzulegen, um die Gerüche und Madenbildung in den Bioabfall-Tonnen zu reduzieren. 56 Grundsätzlich stellt der Bioabfall ein Potenzial als vergärbares Biogassubstrat dar. Aus energetischer Sicht weist die Verwendung von Bioabfall als Biogassubstrat eine bessere Bilanz als der Kompostierungsprozess auf, da anstatt eines Energieaufwands zum Mischen des Kompostmaterials Energie generiert werden kann. Eine Umstellung der Verwendung der Bioabfälle hin zur Biogaserzeugung kann eine mittel- bis langfristige Lösung darstellen. Hierzu sollten rechtzeitig vor Ablauf der aktuellen Entsorgungsverträge Gespräche mit dem zuständigen Entsorger geführt werden. Das Potenzial aus kommunalem Grünschnitt unterteilt sich in einen holzartigen und grasartigen Anteil. Der holzartige Anteil kann als Beimischung zu qualitativ hochwertigen Holzhackschnitzeln (z. B. Waldholz) verwendet werden. Für den grasartigen Anteil des Grünschnitts ist die Nutzung als Biogassubstrat denkbar, was im Wesentlichen von schwankenden Qualitäten und Mengen im Jahresverlauf abhängig ist. Nähere Untersuchungen hierzu sollten bei einer entsprechenden Nutzungsvariante im Rahmen einer Machbarkeitsstudie analysiert werden. 56 Auskunft des Abfallwirtschaftsbetriebs Landkreis Mainz-Bingen: 51

66 4 Potenzialanalyse Zur Ermittlung der potenziellen Biomasse zur energetischen Verwertung wurden 20% für Holz als Festbrennstoff und 30% für grasartiges Material als Biogassubstrat vom gesamten Grünschnittmaterial in Höhe von t/a angesetzt, so dass sich eine Verwertungsquote von 50% ergibt. 57 Als Heizwert des Holzes werden kwh/t bis kwh/t angenommen, als Heizwert des Biogases 6 kwh/m³. Die folgende Tabelle 4-17 gibt eine Übersicht über die ermittelten Potenziale in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. Tabelle 4-17: Energetisches Potenzial Bioabfall und Grünschnitt der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Biomasseart Verfügbare Menge Energetisch nutzbar Biogasertrag Gesamter Biogasertrag minimaler Energieertrag maximaler Energieertrag Holzartiger Grünschnitt 996 t/a 199 t/a MWh/a 341 MWh/a grasartiger Grünschnitt 664 t/a 199 t/a 100 m³/t m³/a 120 MWh/a 120 MWh/a Bioabfall t/a m³/t m³/a 850 MWh/a 850 MWh/a Summe: MWh/a MWh/a Das Gesamtpotenzial von bis zu MWh/a für die Verbandsgemeinde entspricht einer Menge von bis zu rund Litern Heizöl, die theoretisch substituiert werden könnten. Damit verbunden wäre ein CO 2 -Minderungspotenzial in Höhe von ca. 350 t/a. Die verfügbare Menge für das Biogassubstrat in der Verbandsgemeinde ist für den Betrieb einer eigenen Vergärungsanlage jedoch zu gering. Dieses Biogassubstrat ist aber auch für die stoffliche Nutzung im Hinblick auf eine mögliche Terra-Preta-Produktion geeignet (vgl. Kapitel ). Hinsichtlich der vertraglichen Verfügbarkeit und hoheitsrechtlichen Zuständigkeit könnte daher eine mittelfristige Alternative die interkommunale Kooperation mit den angrenzenden Verbandsgemeinden/Städten darstellen: Verbandsgemeinden: Wöllstein, Wörrstadt, Bad Kreuznach, Langenlonsheim, Nieder- Olm, Gau-Algesheim Städte: Bad Kreuznach, Bingen Unter Annahme einer zukünftigen Zusammenarbeit der oben genannten Verwaltungseinheiten ergeben sich folgende Potenziale für Grünschnitt und Bioabfall. Tabelle 4-18: Energetisches Potenzial Bioabfall und Grünschnitt benachbarte VG s/städte Biomasseart Verfügbare Menge Energetisch nutzbar Biogasertrag Gesamter Biogasertrag minimaler Energieertrag maximaler Energieertrag Holzartiger Grünschnitt t/a 995 t/a MWh/a MWh/a grasartiger Grünschnitt t/a 995 t/a 100 m³/t m³/a 597 MWh/a 597 MWh/a Bioabfall t/a m³/t m³/a MWh/a MWh/a Summe: MWh/a MWh/a Die Allokation dieser Stoffströme aus den benachbarten Kommunen würde in Bezug auf das Biogassubstrat grundsätzlich die Planung einer eigenen Vergärungsanlage ermöglichen. Die 57 Vgl. Michael Buchheit: Präsentation zur Grüngutvergärung und Kompostierung von Biomasse aus der Landschaftspflege Neue Wege in der Grüngutverwertung; Berlin 2010; Folie 19 52

67 4 Potenzialanalyse Hemmnisse bestehen in diesem Fall, ungeachtet der Quantität, in den unterschiedlichen vertraglichen Bindungen der einzelnen Kommunen und hoheitlichen Zuständigkeit, da diese bei den jeweiligen Landkreisen liegen. Um diesem Hemmnis zu begegnen, ist eine direkte Kooperation der hoheitlich zuständigen Landkreise Alzey-Worms, Bad Kreuznach und Mainz-Bingen denkbar. Für diese Konstellation der interkommunalen Kooperation würden sich die nachfolgenden Potenziale ergeben. Tabelle 4-19: Energetisches Potenzial Bioabfall und Grünschnitt benachbarte Landkreise Biomasseart Verfügbare Menge Energetisch nutzbar Biogasertrag Gesamter Biogasertrag minimaler Energieertrag maximaler Energieertrag Holzartiger Grünschnitt t/a t/a MWh/a MWh/a grasartiger Grünschnitt t/a t/a 100 m³/t m³/a MWh/a MWh/a Bioabfall t/a m³/t m³/a MWh/a MWh/a Summe: MWh/a MWh/a Das Potenzial zur energetischen Verwertung des Grünschnitts und des Bioabfalls in den drei Landkreisen würde einer jährlichen Menge von bis zu ca. 6,47 Mio. Litern Heizöl entsprechen, was einem CO 2 -Einsparpotenzial in Höhe von rund 12,31 t/a gleichzusetzen ist. Während der Abschlussphase der Konzepterstellung hat die Verbandsgemeinde ihr Interesse hinsichtlich der energetischen Nutzung von kommunalen Biomassepotenzialen bereits bekundet und Gespräche mit dem zuständigen Entsorger begonnen Gewerbliche Biomassepotenziale Zur Ermittlung gewerblicher Biomassepotenziale erfolgte eine Befragung ausgewählter Unternehmen. Hierzu wurde im ersten Schritt das von der Verbandsgemeinde zur Verfügung gestellte Gewerbekataster ausgewertet. Anschließend wurden rund 500 Unternehmen angeschrieben und zum Ausfüllen eines Fragebogens gebeten, welcher einen Überblick über die Energie- und Stoffverbräuche ermöglicht (siehe Fragebogen im Anhang 7). Als Ergebnis der Unternehmensbefragung wurde eine Rücklaufquote von ca. 5% erreicht. Hierbei haben sich die in ende Betrachtung herausgestellt. Tabelle 4-20 dargestellten Unternehmen mit signifikanten Energie- und Stoffströmen für eine vertiefende Betrachtung herausgestellt. Tabelle 4-20: Biomassepotenziale signifikanter Unternehmen Unternehmen Biomasseart Menge Verwendungspotenzial Kientzler GmbH & Co. KG Erde-Pflanzen-Gemisch ca m³/a Herstellung von Terra-Preta Metro Group Logistics Warehousing GmbH Globus Handelshof GmbH & Co. KG Abgepackte abgelaufene Lebensmittel Abgepackte abgelaufene Lebensmittel ca. 78 t/a ca. 73,7 t/a Substrat zur Biogaserzeugung Substrat zur Biogaserzeugung Fettabscheiderabfälle ca. 228 t/a Substrat zur Biogaserzeugung 53

68 4 Potenzialanalyse Die ermittelten Mengen weisen zum einen ein Potenzial zur Herstellung von Terra-Preta und zum anderen zur Biogaserzeugung auf. Im Anschluss an die Fragebogenauswertung erfolgten Gespräche vor Ort bei den Unternehmen zur Ermittlung möglicher Projektansätze. Hieraus wurden innerhalb des Konzeptes Projektskizzen angefertigt, welche die Grundlage für eine vertiefende Betrachtung ermöglichen, z. B. Machbarkeitsstudien Zusammenfassung Biomassepotenziale In Tabelle 4-21 werden die gesamten Biomassepotenziale der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen, entsprechend den oben untergliederten Herkunftsbereichen, zusammengefasst. Tabelle 4-21: Zusammenfassung Biomassepotenziale in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Biomassepotenziale Forstwirtschaftliche Holzbiomasse (Feuerungsanlagen) keine Potenziale verfügbar Landwirtschaftlicher Festbrennstoff (Feuerungsnlagen) Rodungsholz Rebflächen ca. 389 t FM/a auf 16 ha kwh/a Weizenstroh ca t FM/a auf 212 ha kwh/a Energiekorn ca. 211 t FM/a auf 36 ha kwh/a Kurzumtriebsplantagen/ Miskanthus ca t FM/a auf 280 ha kwh/a Landwirtschaftliche vergärbare Biomasse (Biogas) Substratanbau ca t FM/a auf 280 ha kwh/a Trubstoffe 100 t FM/a kwh/a Kommunale Biomasse Holzartiger Grünschnitt 996 t/a kwh/a Grasartiger Grünschnitt (Biogas) 664 t/a kwh/a Bioabfall (Biogas) t/a kwh/a Summe Biomassepotenziale kwh/a Insgesamt können in der Verbandsgemeinde jährlich ca MWh Energie aus Biomasse generiert werden. Dies entspricht einem Heizöläquivalent von ca l und einem CO 2 - Minderungspotenzial von t/a Windenergiepotenzial Windenergie trägt heute mit etwa 6,6% zur Deckung des bundesweiten Gesamtstrombedarfs bei. Ihr Anteil an der erneuerbaren Stromversorgung liegt bei ca. 43,5%. So werden alleine durch die Windenergie jährlich rund t CO 2 eingespart und bis heute konnten über neue Arbeitsplätze in der Windenergiebranche generiert werden. 58 Damit stellt Wind eine unverzichtbare Energiequelle mit den höchsten Beiträgen zur erneuerbaren Stromversorgung dar. 58 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.); Erneuerbare Energien in Zahlen Nationale und Internationale Entwicklung; Berlin 2009; S. 12 ff. 54

69 4 Potenzialanalyse Durch die kontinuierliche Effizienzsteigerung bei der Entwicklung von WEA konnten die Preise seit 1990 um über 30% gemindert werden. 59 Gleichzeitig reduzierten sich die Kosten für eine kwh Windstrom um über 60%. 60 Während windstarken Zeiten und der Einspeisung von Windstrom kommt es zur Abschaltung teurer Kraftwerke. Die geringeren Windstrompreise führen dann an der Europäischen Strombörse EEX zu sinkenden Handelspreisen, wodurch bundesweit Kosten vermieden werden ( Merit-Order-Effekt ). 61 Kommunen erfahren finanzielle Vorteile durch die Errichtung von WEA durch zusätzliche Pacht- und Gewerbesteuereinnahmen. Der Deutsche Bundestag hat im November 2008 eine Aufteilung der Gewerbesteuer bei WEA auf 70% zu 30% für die Standortgemeinden beschlossen. Dies bedeutet, dass der größere Anteil der Gewerbesteuer der Kommune zufließt, wo sich die WEA befindet, auch wenn sich der Firmensitz des Betreibers außerhalb der Grenzen der Kommune des Standorts befindet. Darüber hinaus sind freiwillige Zerlegungsvereinbarungen zwischen den betroffenen Kommunen weiterhin möglich, so dass sich der Anteil der Gewerbesteuereinnahmen zugunsten der Standortgemeinde erhöhen kann. 62 Aufgrund der ausgelösten Investitionen und anschließendem Betrieb der Anlagen, was eine regelmäßige Wartung erfordert, steigt zusätzlich die regionale Wertschöpfung in der betroffenen Region. Weitere finanzielle Vorteile finden sich in der Betrachtung externer Kosten. Dies sind Folgekosten bei der Energieerzeugung, welche der Einzelne nicht zu berücksichtigen braucht, die aber stattdessen durch die gesamte Volkswirtschaft getragen werden müssen. Zu solchen Kosten gehören z. B. die Beseitigung von Umweltschäden aufgrund von zerstörten Landstrichen durch den Kohleabbau, die Ablagerung von Atommüll, Erdölaustritte und Methanemissionen aus maroden Erdöl- und Erdgaspipelines. Die Kosten für die hierdurch verursachten Umweltschäden werden durch Steuergelder getragen. Die Erzeugung von Windenergie hingegen ist von externen Kosten ausgenommen. 63 Während ihrer Betriebszeit erzeugen WEA 40- bis 70-mal so viel Energie, wie für ihre Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden müssen. Durch das Recycling von gebrauchten Materialien alter WEA kann sich der Faktor auf 90 erhöhen. Die energetische Amortisation liegt zwischen 3 und 12 Monaten. Damit weisen WEA unter allen Kraftwerken mit die günstigste ökologische Bilanz auf Vgl. Bundesverband Windenergie e.v. (Hrsg.): A bis Z Fakten zur Windenergie; Berlin 2010; S Vgl. Bundesverband Windenergie e.v. (Hrsg.): 8 gute Gründe für die Windenergie 61 Vgl. Matthias Willenbacher, Fred Jung, Christian Hinsch; juwi Holding AG (Hrsg.): Der Weg zum Energieland Rheinland-Pfalz 100 Prozent Strom aus erneuerbaren Energiequellen bis zum Jahr 2030; Wörrstadt 2008; S Vgl. Internetseite des Bundesverbandes Windenergie e.v.: (Aufruf: ) 63 Vgl. Bundesverband Windenergie e.v. (Hrsg.): A bis Z Fakten zur Windenergie; Berlin 2010; S Vgl. Bundesverband Windenergie e.v. (Hrsg.): A bis Z Fakten zur Windenergie; Berlin 2010; S

70 4 Potenzialanalyse Die Verbandsgemeinde und die Träger der Regionalplanung können die Genehmigung von WEA durch die Ausweisung von Flächen zur Windenergieerzeugung sogenannter Sondergebietsflächen sowie durch die Festlegung im Regionalplan, Flächennutzungs- und Bebauungsplan steuern. Vor der Errichtung einer WEA erfolgt ein ordentliches Genehmigungsverfahren, welches die örtlichen Bedingungen berücksichtigt. Neben Aspekten wie Wohnbebauung, Landschaft und Tierwelt sowie Schallemissionen und Schattenwurf sollten auch technische Parameter von WEA betrachtet werden. Denn die Höhe der Anlagen wirkt sich auf die Effizienz der Anlagen aus. Als Faustregel gilt, dass der Stromertrag mit jedem Höhenmeter um 1% steigt. Naturschutzrechtliche Ausgleichsmaßnahmen ermöglichen einen gewissen Spielraum bei der Planung Windenergie in der VG Sprendlingen-Gensingen Bisher findet in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen keine Erzeugung von Windenergie statt. Auch sind gegenwärtig keine Sondergebietsflächen für WEA ausgewiesen. 66 Während der Konzepterstellung ließ die Verbandsgemeinde jedoch das Potenzial zur Windenergieerzeugung durch Fachplaner untersuchen. Insgesamt haben sechs Unternehmen Standorte zur Errichtung von Windenergieanlagen (WEA) ermittelt. Hierbei haben die Unternehmen unter Berücksichtigung gesetzlicher Regelungen vor allem erhobene Standorte fokussiert, wobei vereinzelt auch Tallagen betrachtet wurden. Es wurde in der Verbandsgemeinde ein Potenzial von bis zu 25 Standorten ermittelt. Hierbei hat sich insbesondere das Oberhilbersheimer Plateau als der Standort für die Windenergieerzeugung mit der größten Windhöffigkeit im Verbandsgemeindegebiet erwiesen. Jedoch bestehen hier aufgrund eines ha großen Vogelschutzgebietes Hindernisse zur Windstromerzeugung. Der Brutbestand der Wiesenweihe ist in diesem Gebiet das wichtigste Vorkommen landesweit. Daneben ist es das wichtigste Rastgebiet für Regenpfeifer. Zur Entscheidung über die Erschließung von Windenergiepotenzialen auf dem Oberhilbersheimer Plateau wurden und werden bis zum jetzigen Zeitpunkt Umweltbelange abgefragt und Gespräche zwischen der Verbandsgemeinde, Fachleuten und dem Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz (MUFV) geführt. Das Planungsziel ist es die Verträglichkeit zwischen Natur- bzw. Vogelschutz und der Erzeugung von Windenergie optimal verträglich zu gestalten. Es ist vorgesehen eine Kernzone für den Vogelschutz auszuweisen, wo die Errichtung von WEA ausgeschlossen sein wird. 65 Vgl. Bundesverband Windenergie e.v. (Hrsg.): A bis Z Fakten zur Windenergie; Berlin 2010; S Vgl. Vorlage an den Planungs- und Bauausschuss und den Ausschuss für neue Energien und Umwelt des Verbandsgemeinderates für die Sitzung am , S. 3 56

71 4 Potenzialanalyse Zum Thema Vogelschutz und Windenergie hat das Umweltbundesamt eine Studie in Auftrag gegeben, in welcher 127 Einzelstudien aus zehn Ländern hinsichtlich der Auswirkungen von Windenergie auf Vögel ausgewertet wurden. Als Ergebnis wurde ermittelt, dass sich die Windenergieerzeugung eher nicht auf beheimatete Brutvögel auswirkt und dass teilweise Umgebungen der Windkraft zum Brüten verstärkt aufgesucht werden. Was Rastvögl angeht, wirkt sich die Windenergie eher störend aus. Da i. d. R. zu vielen Vogelarten immer nur eine Studie vorliegt, handelt es sich bei den Untersuchungen jedoch eher um Tendenzaussagen als um wissenschaftliche Befunde. Zur neutralen Beurteilung der Standortauswahl und als Grundlage zur weiteren Entscheidungsfindung hat das IfaS während der Konzepterarbeitung zwei Stellungnahmen zur Windenergieerzeugung in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen abgegeben. Aus weiteren Gesprächen zwischen Anlagenplanern und Vertretern der Verbandsgemeinde haben sich schließlich 20 Standorte auf folgenden Gemarkungen zum Vorschlag konkretisiert. Tabelle 4-22: Standorte für die Errichtung von WEA Gemarkung Anzahl WEA Aspisheim 3 Badenheim 5 Gensingen 5 Sprendlingen 5 St. Johann 2 Summe 20 Abbildung 4-12 verdeutlicht die potenziellen Standorte auf den geplanten Sondergebietsflächen (blaumarkierte Flächen). Der Flächennutzungsplan (FNP) befindet sich aktuell in der Überarbeitung und die Einbindung der vorgesehenen Sondergebietsflächen soll im Jahr 2010 abgeschlossen werden. Der Vorentwurf eines neuen Flächennutzungsplans wird gegenwärtig durch das Planungsbüro IGR aus Rockenhausen ausgearbeitet. 57

72 4 Potenzialanalyse Abbildung 4-12: Sondergebietsflächen für die Erzeugung von Windenergie Alle betroffenen Gemeinden haben der Erschließung des Windenergiepotenzials zugestimmt. Einige der potenziellen 20 Standorte befinden sich auf gemeindeeigenen Flächen, womit zusätzliche Pachteinnahmen generiert werden können. Bei der Errichtung von WEA haben sich zwei der sechs Unternehmen bereit erklärt, den aus Wind erzeugten Strom zu einem günstigerem als dem marktüblichen Preis für herkömmlichen Strom an die Bürger der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen zu veräußern. Des Weiteren sollen die Bürger von einer Festpreisgarantie für fünf Jahre profitieren, so dass marktbedingte Preisschwankungen und höhere Strompreise ausgeschlossen werden. Eine Preisstabilität soll auch durch eine vertragliche Regelung fokussiert werden, die ermöglicht, den erzeugten Windstrom zu den Konditionen des EEG über das eigene VG-Werk zu veräußern. Dies wäre insbesondere dann lukrativ, sobald der Strom wettbewerbsfähig direkt ver- 58

73 4 Potenzialanalyse marktet werden kann. Weiter sollen Möglichkeiten der Beteiligung an den WEA von Konzessionspartnern, Bürgern und der Kommune beschlossen werden. Im Zuge der weiteren Konkretisierung zur Errichtung von WEA beabsichtigt die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen die Errichtung mindestens eines Bürgerwindrads zu initiieren. Hierbei können sich die Bürger der Verbandsgemeinde mit privatem Kapital beteiligen und von den Renditen durch den Verkauf des erzeugten Windstroms profitieren. Dies ermöglicht einerseits eine direkte Teilhabe der Bürger an diesem Potenzial und fördert andererseits die Akzeptanz von WEA in der Region. Alternativ zu entsprechenden Verhandlungen der Gemeindeverwaltung mit den derzeit interessierten Investoren ist die Errichtung eines Bürgerwindkraftrades in Eigenregie zu empfehlen dieses Projekt könnte z. B. durch die VG- Werke verfolgt werden. Nach Rücksprache des IfaS mit den Unternehmen ist die Errichtung von WEA mit einer Leistung pro Anlage zwischen 2 MW und 3 MW vorgesehen. Es wurden Nabenhöhen von 108 m, 138 m und teilweise 160 m betrachtet. Aufgrund höherer Windenergieerträge, damit einer höheren Klimaschutzwirkung und höherer finanzieller Erträge, streben die Unternehmen die Errichtung größter WEA an. In der weiteren Betrachtung wird in den vorgesehenen Vorranggebieten eine vorsichtige Annahme der Errichtung von WEA getroffen, d. h. es wird nicht von dem größtmöglichen Potenzial ausgegangen. Demnach werden in den weiteren Berechnungen 11 WEA mit einer jeweiligen installierten Leistung von 2 MW sowie 9 mit jeweils einer Leistung in Höhe von 2,3 MW definiert. Daraus ergibt sich ein gesamtes installierbares Potenzial von 42,7 MW. Zur Berechnung des energetischen Potenzials wurden die Volllaststunden konservativ den niedrigsten Angaben der sechs Unternehmen angeglichen. Außerdem wurden an den Standorten außerhalb des Oberhilbersheimer Plateaus sicherheitshalber geringere Volllaststunden als die der Unternehmen angesetzt. Demzufolge beträgt das gesamte Windenergiepotenzial in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen MWh/a. Bezogen auf den aktuellen Strombedarf von rund MWh/a liegt die potenzielle Strombedarfsdeckung aus Windenergie bei rund 157%, womit allein durch die Errichtung der WEA ein Stromüberschuss in Höhe von knapp MWh/a entstehen würde Repowering Ein weiteres Windenergiepotenzial kann durch Repowering erschlossen werden, d. h. dem Austausch vorhandener WEA durch leistungsstärkere Maschinen. Die Leistungserweiterung kann zum einen durch die Steigerung der Nabenhöhe bei gleichbleibender Anzahl der Anlagenstandorte erfolgen, wodurch eine höhere Windhöffigkeit und damit höhere Stromerträge 59

74 4 Potenzialanalyse erreicht würden. Zum anderen kann eine Stromertragssteigerung durch den Einsatz leistungsstärkerer Turbinen erreicht werden, welche ein proportionales Wachstum der Rotorblätter zur Nennleistung bzw. des Rotorradius proportional zur Quadratwurzel der Leistung bedeuten würde. Hierdurch kann sich die Anzahl der WEA aufgrund einzuhaltender Abstände zwischen den Windenergiestandorten verringern, da mit dem steigenden Rotorradius auch der Mindestabstand zwischen den Anlagenstandorten steigt. Das Potenzial aus Repowering ist für die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen derzeit nicht vorhanden, zumal sich die ersten WEA noch in Planung befinden Gesamtpotenzial Das kurzfristig zu erschließende Potenzial bis zum Jahr 2015 für die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen betrifft die Errichtung von zehn WEA auf den vorgesehenen Vorranggebieten und beziffert sich auf rund MWh/a. Hiermit wäre eine CO 2 -Einsparung von ca t/a verbunden. Mittelfristig wird bis zum Jahr 2020 von der Errichtung aller 20 WEA und einer Erhöhung des Energiepotenzials auf ca MWh/a ausgegangen. Damit würden jährlich ca t CO 2 vermieden. Durch ein Repowering alter Anlagen wird vorsichtig von einer zusätzlichen Ertragssteigerung in Höhe von 50% bis zum Jahr 2030 ausgegangen. Demnach sind langfristig Windstromerträge von rund MWh/a zu erreichen, was beim heutigen Stromverbrauch in Höhe von ca MWh/a einer Deckung von ca. 236% entspräche. Das CO2-Minderungspotenzial liegt bei t CO 2 /a Wirtschaftliche Betrachtung Das geschätzte Investitionsvolumen für alle 20 WEA liegt bei ca Die Kosten für den Betrieb und Wartung der Anlagen betragen im ersten Jahr ca Die Einnahmen durch die Einspeisevergütung nach dem EEG betragen in den ersten rund 9 Jahren ca /a und danach ca /a. Demnach ergibt sich in der Gesamtbetrachtung eine Amortisationszeit für die 20 WEA von ca. 10 Jahren. 68 Diese grobe Betrachtung ersetzt nicht eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsberechnung unter Einbeziehung konkreter Angebote und eines Finanzierungskonzeptes Fazit und Empfehlungen Allein durch die Erzeugung und Nutzung von Windstrom kann die Verbandsgemeinde ihr Ziel einer 100%igen Strombedarfsdeckung aus erneuerbaren Energien kurzfristig erreichen und damit eine nachhaltige Stromversorgung ermöglichen. Daher wird empfohlen die Errichtung von WEA einzuleiten. Grundsätzlich sollte bei der Konkretisierung und Umsetzung von WEA 67 Einrechnung einer Inflationsrate in Höhe von 2%/a 68 Keine Betrachtung von Kapitalzinsen 60

75 4 Potenzialanalyse bereits auf ein möglichst optimales Verhältnis zwischen Flächenverfügbarkeit und - inanspruchnahme sowie Dimensionierung der WEA berücksichtigt werden. D. h. durch die Dimensionierung der Anlagen kann eine möglichst optimale Nutzung der an den aufgezeigten Standorten vorhandenen Windenergie erfolgen. Durch die Kalkulation von WEA mit jeweils 2,3 MW installierter Leistung ist nach heutigem Stand der Technik bereits ein guter Maßstab gesetzt. Bis zum Jahr 2030 werden jedoch ein Windrepowering und damit eine Ertragssteigerung um 50% angenommen Solarenergiepotenzial Die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen hat sich der solaren Energieerzeugung bereits gewidmet und ließ durch die GEDEA-Ingelheim Projektierungs- und Vertriebs-GmbH & Co SolarStrom-DZwei KG auf der alten Mülldeponie in Sprendlingen die größte Freiflächenanlage in Rheinland-Pfalz mit nachgeführten Photovoltaikmodulen errichten. Im zweistufigen Vorgehen wurden insgesamt 645 kwp installiert, wodurch Stromerträge von ca kwh/a generiert und vor Ort eingespeist werden können. Im kleinen Maßstab erfolgt auch die Solarstrom- und Wärmeerzeugung auf Dachflächen. Im Folgenden wird eine Bewertung aller Dachflächen in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen anhand von Luftbildern durchgeführt, welche zur Ermittlung des Potenzials an Photovoltaik- und Solarthermieanlagen dient. Generell wird zwischen verschiedenen Potenzialen unterschieden 69. Das theoretische Potenzial steht dabei am Anfang und betrachtet die gesamte angebotene Energie durch die Globalstrahlung im Raum Sprendlingen- Gensingen. Durch Abschläge 70 führt das theoretische dann zum technischen Potenzial, welches den tatsächlich nutzbaren Anteil unter Berücksichtigung des technischen Entwicklungsstandards am theoretischen Energieaufkommen vorweist. 71 Mit Hilfe der Dachkartierung sollen Aussagen getroffen werden, wie viel Strom und Wärme in der Verbandsgemeinde photovoltaisch bzw. solarthermisch erzeugt werden können und welcher Anteil des Gesamtstromverbrauchs bzw. - Wärmeverbrauchs damit gedeckt werden könnte. Des Weiteren kann mit photovoltaisch erzeugtem Strom und solarthermisch erzeugter Wärme die CO 2 -Bilanz verbessert werden, was die VG näher an ihr Ziel der Null- Emission bringt Photovoltaikpotenzial auf Freiflächen Die Betrachtung des Photovoltaikpotenzials auf Freiflächen erfolgte durch eine Bewertung der geeigneten Flächen, welche dem IfaS von der VG-Verwaltung mitgeteilt wurden. Da es 69 Heck, Bemmann: Praxishandbuch Stoffstrommanagement; 2002; S Dachfläche/-art, Modulgröße/-technologie, Ausrichtung, Neigung. 71 Heck, Bemmann: Praxishandbuch Stoffstrommanagement; 2002; S

76 4 Potenzialanalyse sich ausschließlich um Konversionsflächen handelt, besteht grundsätzlich die Möglichkeit, Photovoltaik-Freiflächenanlagen (PV-FFV) zu installieren und die EEG-Vergütung für den erzeugten Solarstrom zu generieren. Zunächst erfolgte die technische Betrachtung, wobei das Potenzial zur installierbaren Leistung 72 und der erzielbare Energieertrag auf den einzelnen Flächen berechnet wurden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen konnten die Finanzströme und die mögliche CO 2 - Vermeidung ermittelt werden (vgl. Tabelle Tabelle 4-24). Die Berücksichtigung von Umweltschutzzielen und anderen möglichen Umwelterwägungen ist eine der Kernaufgaben der an der Leitvorstellung der Nachhaltigkeit ausgerichteten Gemeindeplanung. Aufgrund dessen ist diese Berücksichtigung ein wesentlicher Bestandteil des Flächennutzungsplanes. In der Abbildung sind die für PV-FFV vorgesehenen Flächen rot markiert. 72 Aufgeteilt in Dickschicht und Dünnschichtmodule. 62

77 4 Potenzialanalyse Abbildung 4-13: Geeignete Flächen für PV-FFA Als Ergebnis wird eine Auswahl von 13 Flächen ausgewiesen, die für den Betrieb von Photovoltaikanlagen geeignet sind. Tabelle 4-23 gibt einen Überblick über die potenziellen Flächen: Tabelle 4-23: Potenziale zur Erzeugung von Solarstrom auf Freiflächen Fläche Flächengröße installierte Leistung Energieertrag brutto nett Dickschicht Dünnschicht Dickschicht Dünnschicht Aspisheim 1 4,80 ha m² 1,67 MWp 1,04 MWp MWh/a 986 MWh/a Aspisheim 2 6,00 ha m² 2,09 MWp 1,30 MWp MWh/a MWh/a Aspisheim 3 2,30 ha m² 0,80 MWp 0,50 MWp 720 MWh/a 472 MWh/a Grolsheim 1 6,60 ha m² 2,30 MWp 1,43 MWp MWh/a MWh/a Gensingen 1 15,30 ha m² 5,32 MWp 3,31 MWp MWh/a MWh/a Gensingen 2 1,60 ha m² 0,56 MWp 0,35 MWp 501 MWh/a 329 MWh/a 63

78 4 Potenzialanalyse Gensingen 3 2,10 ha m² 0,73 MWp 0,45 MWp 657 MWh/a 431 MWh/a Gensingen 4 1,50 ha m² 0,52 MWp 0,32 MWp 470 MWh/a 308 MWh/a Gensingen 5 1,20 ha m² 0,42 MWp 0,26 MWp 376 MWh/a 246 MWh/a Gensingen 6 2,30 ha m² 0,80 MWp 0,50 MWp 720 MWh/a 472 MWh/a Sprendlingen 1 32,20 ha m² 11,20 MWp 6,96 MWp MWh/a MWh/a Sprendlingen 2 5,50 ha m² 1,91 MWp 1,19 MWp MWh/a MWh/a St. Johann 1 34,40 ha m² 11,97 MWp 7,44 MWp MWh/a MWh/a Gesamt 115,80 ha m² 40,28 MWp 25,04 MWp MWh/a MWh/a Demnach zeigt sich, dass mit der Errichtung der 13 Freiflächenanlagen eine photovoltaische Gesamtleistung von ca. 25 MWp installiert werden kann. In nachstehender Tabelle wird aufgezeigt, dass bei einem Stromertrag von MWh/a - auf Seiten der Dünnschichtmodule - Verkaufserlöse aus der Einspeisung des solaren Stroms in Höhe von /a erzielt werden können. Nach einer statischen Berechnung könnten mit einer Investition von ca. 60 Mio. Finanzmittel in Höhe von etwa 17,4 Mio. in der VG gebunden und ca t CO 2 /a eingespart werden. Tabelle 4-24: Einnahmen, Kosten und CO 2-Minderungspotenzial durch PV-FFV Fläche Stomerträge* Verkaufserlöse** Investitionsvolumen*** Planung, Montage, Betrieb**** CO 2-Vermeidung 13 PV-FFA MWh/a /a ,61 t/a * Stromerträge Dünnschicht: kwh/kwp ** 0,25 /kwh *** /kwp **** 9% der Investitionskosten für Planung + Montage; 1% der Investitonskosten für den Betrieb der Anlage p.a Photovoltaikpotenzial auf Dachflächen Für die Bewertung der Dachflächen wurden die Dächer der Verbandsgemeinde zunächst in drei verschiedene Cluster eingeteilt: private Gebäude, kommunale/öffentliche Gebäude, gewerbliche Gebäude. Ziel der Analyse ist es, ein theoretisches Ausbaupotenzial an Photovoltaik und Solarthermie in der VG auszuweisen. Dabei erfolgt die Solarpotenzialanalyse durch die Auswertung von Luftbildaufnahmen, welche durch das Landschaftsinformationssystem der Naturschutzverwaltung Rheinland Pfalz (LANIS) bereitgestellt werden. Mit Hilfe digitalisierter Liegenschaftskarten der VG konnten die Dachflächen den entsprechenden Straßen und Hausnummern 64

79 4 Potenzialanalyse zugeordnet werden. Im nächsten Schritt wurden zunächst flächenbezogene Grenzen festgelegt, weil PV-Anlagen die zuvor beschriebene Mindestgröße von vier kwp benötigen. Um die Dachflächenkartierung etwas einzugrenzen und aussagekräftige Ergebnisse zu er-halten, wurde von folgenden Prämissen ausgegangen: Bei der Betrachtung von Schrägdächern wurde deren Neigung auf Grundlage der Luftbildaufnahme abgeschätzt. Hierbei wurden zwischen Neigungswinkeln von 10, 20, 30 und 40 unterschieden. Bei Flachdächern wurde eine Neigung von 30 angenommen, weil die Module dort aufgeständert werden müssen. Auch musste von einer Mindestgröße der Dachflächen von 32 m² (entsprechen ca. vier kwp) netto ausgegangen werden. Dies begründet sich dadurch, dass unter der Annahme einer jährlichen Stromerzeugung in Höhe von 900 kwh/kwp, der Stromverbrauch eines Musterhaushaltes mit kwh 73 durch diese vier kwp gedeckt werden kann. Somit könnte der Stromverbrauch bilanziell vollständig durch den erzeugten Solarstrom gedeckt und hierbei das Ziel der Null-Emission erreicht werden. Alle Dachflächen kleiner als 32 m² wurden von der Betrachtung zur Solarstromerzeugung ausgenommen und ausschließlich zur Solarthermieerzeugung eingestuft. Weiterhin musste ein Korrekturfaktor angenommen werden, weil die Module mit einem gewissen Abstand zum Dachrand montiert werden oder weil sich etwaige Messfehler ergeben können. Solche Messfehler können entstehen, wenn Dachfenster oder Schornsteine auf den Luftbildern nicht zu erkennen sind. Nach Ermittlung der Bruttodachfläche wurde somit bei Flachdächern auf Grund der Aufständerung der Module ein Korrekturfaktor von 67% angenommen, bei Schrägdächern 20%. Das heißt, dass Flachdächer zu 33% und Schrägdächer zu 80% nutzbar sind. Verschattete Flächen wurden mit Hilfe von Polygonen ausgeschnitten und in der Auswertungstabelle entsprechend gekennzeichnet. Weiterhin wurden Dachflächen mit zu geringem Potenzial nicht beachtet. Dies war der Fall, wenn Dachflächen eine zu starke Ost-West-Ausrichtung, also einen Azimut über 90 oder unter -90 Grad aufwiesen 74. Abgesehen von bisherigen Ausschlusskriterien konnten gewisse Dachflächen aufgrund einer mäßigen Qualität der Luftbilder nicht mit in die Potenzialbetrachtung aufgenommen werden, welche sich bei einer Betrachtung vor Ort durchaus als geeignet erweisen können. Auch waren einige Dächer zu verwinkelt oder es waren Dachaufbauten erkennbar, weshalb diese Flächen als zu klein eingestuft wurden. 73 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Erneuerbare Energien in Zahlen Nationale und internationale Entwicklungen; Berlin 2009; S Durch diese Ausrichtung ist in der Regel keine Wirtschaftlichkeit zu erwarten. 65

80 4 Potenzialanalyse Zur Potenzialermittlung wurden die zwei gängigen Technologien der Photovoltaik Dünnschicht und Dickschicht betrachtet. Zusätzlich wurden Empfehlungen für die Nutzung beider Solarenergiearten (PV+ST) erarbeitet. Die Ergebnisse zur Betrachtung des ST-Potenzials sind Kapitel zu entnehmen. Neben der Festlegung der Technologie zur Solarstromerzeugung konnten zudem je nach Dachfläche auch zusätzliche Berechnungen angestellt werden, welche solarthermische Technik 75 verwendet werden sollte. Die gleichzeitige Betrachtung von PV und ST begründet sich darin, dass die Solarenergie bei solarthermischen Anlagen sehr effizient umgewandelt werden kann, Wärme generell schwerer zu erschließen ist als Strom und der fossile Wärmebedarf primär zu senken ist. Tabelle 4-25 veranschaulicht den Azimutbereich und die flächenbezogenen Grenzen der Modularten zur Solarstromerzeugung: Tabelle 4-25: Azimutbereich und flächenbezogene Grenzen der Modularten Bereich Azimut Fläche Modulart 1-45 bis 45 > 32 m² Dickschicht 2 45 bis m² bis 49,99 m² Dickschicht -45 bis -90 > 50 m² Dünnschicht Tabelle 4-25 gibt zu erkennen, dass Dickschichtmodule 32 m² und Dünnschichtmodule aufgrund des geringeren Wirkungsgrades hingegen 50 m² Dachfläche benötigen. Aus diesem Grund wurde festgelegt, dass auf Dachflächen, die kleiner als 32 m² sind, lediglich hinsichtlich des Solarthermiepotenzials betrachtet werden. Hinzu kam die Differenzierung der verschiedenen Azimutbereiche. Dickschichtmodule arbeiten im Bereich 1 effizient. Dünnschichtmodule arbeiten hingegen im Bereich 2 effizienter als Dickschichtmodule. Bei Dachflächen zwischen 32 m² und 50 m² Größe und einem Azimutwinkel von beispielsweise 50 wurde Dickschicht eingeplant, weil die Fläche für Dünnschichtmodule hier nicht ausreicht. Nachfolgend wird das gesamte Solarstromertragspotenzial der Verbandsgemeinde aufgezeigt. Tabelle 4-26: Gesamtpotenzial Photovoltaik Cluster Dächer Leistung Stromertragspotenzial CO 2 - Einsparung Invest private kwp kwh/a 9.234,76 t/a kommunal-/öffentliche kwp kwh/a 735,10 t/a gewerbliche kwp kwh/a 4.509,45 t/a kein Potenzial Gesamt kwp kwh/a ,31 t/a Flach-, Vakuumröhrenkollektoren bzgl. Heizungsunterstützung, Warmwasserbereitung. 66

81 4 Potenzialanalyse Würden alle Dachflächen photovoltaisch genutzt, könnten bei einer Inanspruchnahme unter Berücksichtigung aller zuvor dargestellter Abschläge und Einschränkungen, mit etwa 28 MWp installierter Leistung, jährlich ca. 23 GWh Strom produziert werden. Hierdurch würde ein Invest von ca. 81 Mio. 76 ausgelöst und ca t CO 2 /a eingespart werden. Ausbauszenarien für Photovoltaik Abschließend zeigen die folgenden Szenarien das ausbaufähige Potenzial zur Erzeugung von Solarenergie auf Dachflächen im Jahr 2050 bei einer Zubaurate von 2%/a. Vor diesem Hintergrund sähe das Potenzial an Photovoltaik im Jahr 2050 folgendermaßen aus: Tabelle 4-27: Photovoltaikpotenzial bis 2050 bei einer Zubaurate von 2,0% p.a. Photovoltaikpotenzial bis 2050 ca. 80% Dickschicht Dünnschicht Summe Anzahl der Anlagen PV-Bezugsfläche m² m² m² Installierbare Leistung bis kwp kwp kwp Stromerträge bis 2050 * MWh/a MWh/a MWh/a Verkaufserlöse ** /a /a /a Investitionskosten bis 2050 *** Planung+Montage, Betriebskosten **** CO 2 -Einsparung t/a t/a t/a * Stromerträge Dickschicht: 900 kwh/kwp; Dünnschicht: kwh/kwp ** 0,25 /kwh (angenommener Marktpreis) *** Investitionskosten Dickschicht/Dünnschicht: /kwp/2.800 /kwp; Degressionsrate: 9% bis 2014; ab 2015: /kwp **** 9% der Investitionskosten für Planung + Montage; 1% der Investitionskosten für Betriebskosten p.a. Durch eine angenommene jährliche Zubaurate von 2% kann im Jahr 2050 eine installierte Leistung von ca. 22,4 MWp erreicht werden. Hieraus können jährlich etwa 20,7 GWh Strom produziert und gleichzeitig t CO 2 eingespart werden. Ausgehend davon, dass regional ansässige Handwerksbetriebe mit der Planung, Montage und Überwachung der Anlagen beauftragt werden, können hierdurch finanzielle Mittel in Höhe von 13,7 Mio. in der Verbandsgemeinde gebunden werden. Je nach Finanzierungsart und Zeitpunkt der Installation einer Anlage sind Amortisationszeiten zwischen 12 und 16 Jahren zu erreichen. Insbesondere das Engagement des Bürgers ist zur Umsetzung dieses Potenzials erforderlich. Dementsprechend sind Bürger für die Nutzung von Solarenergie zu sensibilisieren (vgl. die hierzu Kapitel 5.2). 76 Es wurden hierbei die aktuellen Preise (2010) mit /kwp angenommen (statische Rechnung). 67

82 4 Potenzialanalyse Untersuchung des technischen und wirtschaftlichen Potenzials zur Solarstromerzeugung auf öffentlichen Dachflächen Zur Ermittlung des Potenzials zur Solarstromerzeugung auf Dächern öffentlicher Einrichtungen wurden in Abstimmung mit der Verbandsgemeinde zehn Gebäude ausgewählt. Um ihrer Vorbildfunktion gerecht zu werden und durch die Ausnutzung eigener Potenziale das Ziel der Null Emission aktiv mit zu gestalten, ist in einem ersten Schritt vor allem die Umsetzung der PV-Potenziale auf kommunalen/öffentlichen Gebäuden zu empfehlen. Um dies weiter zu konkretisieren, wird nachfolgend eine exemplarische technische und wirtschaftliche Betrachtung dieser Maßnahme für die ausgewählten Gebäude durchgeführt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass der gesamte erzeugte Solarstrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Die gebäudespezifischen Daten wurden vor Ort durch Begehung ermittelt und in einen PV-Erhebungsbogen eingetragen. Anhand dieser Daten konnten die Anlagen mit der Software PV-Sol simuliert werden, um die installierte Leistung, den Ertrag pro kwp sowie den Ertrag pro Jahr zu erhalten. Gleichzeitig wurden die Anlagen auf ihre Wirtschaftlichkeit hin überprüft. Bei der Anlagenkonfiguration wurde jeweils von übereinstimmenden Ausgangsbedingungen ausgegangen. 77 Für die Finanzierung von PV-Anlagen an öffentlichen Gebäuden gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Konditionen von Hausbanken können hierbei attraktiv sein, weshalb diese Finanzierungsart in den folgenden Berechnungen zu Grunde gelegt wird. Es wird von einem Kredit mit einem Nominalzins von 3,95% bei einer Zinsbindung von zehn und einer Kreditlaufzeit von 20 Jahren ausgegangen. Für den Kredit entsteht ein Agio in Form einer Bearbeitungsgebühr von ca. einem Prozent. 78 Da der Zinssatz zum Zinsbindungsende in zehn Jahren nicht vorhersehbar ist, wird der jetzige Zins zu Grunde gelegt. Die Zinssätze wurden von einer Hausbank geschätzt, weil diese von vielen Faktoren wie Laufzeit, tilgungsfreie Jahre, Sicherheiten, Bonität des Kreditnehmers etc. abhängig sind. 79 Die Betriebskosten belaufen sich auf ein Prozent der Investitionskosten p.a., die neben dem Austausch der Wechselrichter auch die Wartungskosten beinhalten. Die spezifischen Kosten wurden bei Anlagen bis fünf kwp mit /kwp, bei Anlagen bis zehn kwp mit /kwp und bei größer dimensionierten Anlagen mit /kwp angesetzt. Für den Fall, dass Dünnschichtmodule verwendet werden, wurden Anlagen mit pro kwp gerechnet. Diese Kosten sind wiederum maßgebend für die Rentabilität der PV-Anlagen. Zu beachten ist, dass die Ergebnisse vor Steuern ausgewiesen sind. D.h. dass diese je nach Finanzierungsform hinzugerechnet werden müssen. 77 Module, Wechselrichter etc. 78 Abhängig vom Aufwand der Finanzierung. 79 Persönliche Mitteilung Hansen, Fritz, LevoBank 68

83 4 Potenzialanalyse Grundsätzlich wird von einer dachparallelen Installation der PV-Anlagen ausgegangen. Eine Ausnahme stellt das Gebäude Hofreite in Badenheim dar, da das Dach Ost-West ausgerichtet ist. Diese Ausrichtung ist aus wirtschaftlicher Sicht für Photovoltaik je nach Neigung eher ungeeignet. Deshalb wurde die Dachfläche so beplant, dass die Module nach Süden aufgeständert und nicht dachparallel montiert werden, womit höhere Stromerträge zu erzielen sind. Die nachfolgende Tabelle fasst die Ergebnisse dieser Betrachtung zusammen. Die Ergebnisse zur Einzelbetrachtung der Gebäude sind dem Anhang 1 zu entnehmen. Tabelle 4-28: Zusammenfassung PV-Potenzial auf zehn öffentlichen Gebäuden Einrichtung Bezugsfläche PV-Leistung Stromertrag CO 2 -Vermeidung DGH Horrweiler 110,18 m² 15,18 kwp kwh/a ,00 kg/a Gutenbornhalle Aspisheim 174,64 m² 23,92 kwp kwh/a ,00 kg/a DGH Zotzenheim 120,91 m² 16,56 kwp kwh/a ,00 kg/a DGH St. Johann 35,26 m² 4,83 kwp kwh/a 3.327,00 kg/a Altes Sprarkassengebäude Sprendlingen 43,66 m² 5,98 kwp kwh/a 5.029,00 kg/a DGH Welgesheim 95,72 m² 13,11 kwp kwh/a ,00 kg/a DGH Wolfsheim 53,74 m² 7,36 kwp kwh/a 5.420,00 kg/a Grundschule Gensingen 325,77 m² 44,62 kwp kwh/a ,00 kg/a Kindergarten Grolsheim 30,23 m² 4,14 kwp kwh/a 2.891,00 kg/a Hofreite Badenheim 87,19 m² 11,96 kwp kwh/a ,00 kg/a Gesamt 1.077,30 m² 147,66 kwp kwh/a ,00 kg/a Wie in nachfolgender Tabelle dargestellt wird, ist ein Investitionsvolumen in Höhe von aufzubringen. Diesem stehen Gesamteinnahmen durch die Einspeisevergütung in Höhe von /a gegenüber. Daraus ergeben sich Amortisationszeiten zwischen 11,9 und 16,4 Jahren über eine Laufzeit von 20 Jahren, womit somit eine Wirtschaftlichkeit aller Anlagen gegeben ist. 69

84 4 Potenzialanalyse Tabelle 4-29: Ökonomische Gegebenheiten der 10 öffentlichen Gebäude Einrichtung Energiepotenzial Verkaufserlöse Investionskosten Amortisationszeit DGH Horrweiler kwh/a 4.705,52 /a ,90 a Gutenbornhalle Aspisheim kwh/a 6.720,05 /a ,50 a DGH Zotzenheim kwh/a 4.559,77 /a ,80 a DGH St. Johann kwh/a 1.241,77 /a ,40 a Altes Sprarkassengebäude Sprendlingen kwh/a 1.882,22 /a ,20 a DGH Welgesheim kwh/a 3.762,39 /a ,10 a DGH Wolfsheim kwh/a 2.025,34 /a ,80 a Grundschule Gensingen kwh/a ,85 /a ,20 a Kindergarten Grolsheim kwh/a 1.080,15 /a ,10 a Hofreite Badenheim kwh/a 3.753,47 /a ,80 a Gesamt kwh/a ,53 /a ,68 a Untersuchung des technischen und wirtschaftlichen Potenzials zur Solarstromerzeugung auf fünf privaten Dachflächen Im Zuge der Betrachtung des photovoltaischen Potenzials wurden zudem für fünf private Gebäude technische Betrachtungen und Wirtschaftlichkeitsanalysen hinsichtlich der Errichtung von Photovoltaikanlagen durchgeführt. Hierfür wurden Dächer mit folgenden Ausrichtungen betrachtet: 2 x Süd-West Süd-Ost Süd Flachdach Es erfolgte eine Vor-Ort Begehung, bei der die Gegebenheiten aufgenommen, die mögliche installierbare Leistung ermittelt und das Objekt bei 100 % Fremdfinanzierung auf Wirtschaftlichkeit hin überprüft wurde. Daraus resultierte eine Machbarkeitsstudie die dem Anhang 2 entnommen werden kann. Nachfolgende Tabelle fasst die Ergebnisse zusammen: Bezugsfläche Tabelle 4-30: Zusammenfassung PV-Potenzial auf fünf privaten Gebäuden Ausrichtung PV- Leistung Erzeugbare Energie CO 2- Vermeidung 70 Stromerträge Investionskosten Amortisation Süd-West 560,00 m² 58,28 kwp kwh/a ,00 t/a ,00 /a ,10 a Süd-West 80,48 m² 11,28 kwp kwh/a 9.179,00 t/a 3.417,00 /a ,90 a Süd-Ost 30,18 m² 4,32 kwp kwh/a 3.529,00 t/a 1.313,00 /a ,10 a Süd 36,89 m² 5,28 kwp kwh/a 4.411,00 t/a 1.644,00 /a ,80 a Flachdach 25,15 m² 3,61 kwp kwh/a 3.000,00 t/a 1.117,00 /a ,20 a

85 4 Potenzialanalyse Wie aus der Tabelle zu entnehmen ist, liegen die Amortisationszeiten bei einem angenommenen Einkommenssteuersatz von ca. 25 % zwischen 12,1 und 15,2 Jahren, womit eine Wirtschaftlichkeit aller Anlagen gegeben ist. Allerdings ist hinzuzufügen, dass bei dem Süddach eine sehr starke Verschattung durch Bäume verursacht wird. Hier müssten die Bäume vor dem Bau der PV-Anlage gestutzt werden, damit eine Wirtschaftlichkeit garantiert werden kann. Bei dem Flachdach wurde eine optimale Aufständerung von 25 gewählt. Weil die Module in einem gewissen Abstand zueinander montiert werden müssen, damit sie sich nicht gegenseitig verschatten, verringert sich natürlich die installierbare Leistung. Allerdings kann hier eine Wirtschaftlichkeit, mit einer Leistung von 3,61 kwp, erzielt werden Solarthermiepotenzial Parallel zur Ermittlung des Photovoltaikpotenzials wurde das Solarthermiepotenzial untersucht. Da Solarenergie generell schwerer zu erschließen ist als Strom und der fossile Wärmebedarf primär zu senken ist, stellt die Solarthermieerzeugung einen wichtigen Beitrag zur Deckung des Wärmebedarfs aus erneuerbaren Quellen dar. Zudem lässt sich die Solarstrahlung in solarthermischen Anlagen sehr effizient in Wärmeenergie umwandeln. In der Verbandsgemeinde bietet sich ein Potenzial zur Installation von Solarthermieanlagen, welche zur Heizungsunterstützung (2.831 Anlagen) und zur Warmwasserbereitung (1.792 Anlagen) genutzt werden können. Durch den Ausbau an Solarthermie lässt sich in diesem Fall jährlich eine erneuerbare Energiemenge von MWh generieren. Dies führt neben einer jährlichen CO 2 -Vermeidung von t zu einer finanziellen Einsparung von Tabelle 4-31 gibt eine Übersicht über die ermittelten Ergebnisse. Der Investitionssumme steht zusätzlich eine Förderung von ungefähr 5,2 Mio. gegenüber. 81 In den neuen Richtlinien des Marktanreizprogramms der Bundesregierung vom 12. Juli 2010 wurden die Fördersätze auf 90 /m² verringert. Weiterhin werden nur noch Anlagen zur Heizungsunterstützung gefördert. 82 Tabelle 4-31 bietet einen Gesamtüberblick über das installierbare Potenzial, die Energieerträge, das Investitionsvolumen und das CO 2 - Minderungspotenzial. 80 Die finanzielle Einsparung ergibt sich aus der eingesparten Menge an Endenergie betrachtet mit dem Faktor Heizöl zu einem Markpreis von 0,72 /l 81 Angenommene Fördersätze vor der Haushaltssperre vom Vgl. f (Aufruf am ) 71

86 4 Potenzialanalyse Tabelle 4-31: Gesamtpotenzial Solarthermie Solarthermiepotenzial gesamt Heizungsunterstützung Warmwasserbereitung Summe Anzahl der Anlagen Gesamtfläche m² m² m² Investitionskosten Wärmeerträge MWh/a MWh/a MWh/a CO 2 -Vermeidung t/a 627 t/a t/a In Tabelle 4-32 werden die Ergebnisse nach privaten, kommunal-/öffentlichen und gewerblichen Dächern eingeteilt. Des Weiteren ist die Summe der Dächer aufgeführt, die kein Potenzial zur Solarthermieerzeugung aufweisen. Tabelle 4-32: Gesamtpotenzial eingeteilt in Cluster Cluster Dächer Kollektorfläche Wärmeerträge CO 2 - Einsparung Invest private m² kwh/a t/a kommunal-/öffentliche m² kwh/a 119 t/a gewerbliche m² kwh/a 270 t/a kein Potenzial Gesamt m² kwh/a t/a Ausbauszenarien für Solarthermie In Kapitel wird die Strategie zur Sanierung der privaten Haushalte dargelegt. Danach gilt es im Jahr 2050 etwa MWh Wärme zu decken. Die Solarthermie kann dazu einen Beitrag leisten. Mit einer konservativeren Strategie von einem jährlichen Zubau in Höhe von 2%, sollen die Potenziale in der Verbandsgemeinde erschlossen werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4-33 dargestellt. 72

87 4 Potenzialanalyse Tabelle 4-33: Solarthermiepotenzial bis 2050 bei einer Zubaurate von 2% p.a. Szenario: Solarthermie-Zubaurate 2,0% p.a. Solarthermiepotenzial bis 2050 Heizungsunterstützung Warmwasseraufbereitung Summe Anzahl der Anlagen Kollektorfläche m² m² m² Wärmeertrag MWh/a MWh/a MWh/a Investitionskosten Montagekosten Betriebskosten /a /a /a Kosteneinsparung /a /a /a CO 2-Einsparung t/a 501 t/a t/a Durch die angenommene jährliche Steigerungsrate von 2% stehen im Jahr 2050 ca MWh Wärme zur Verfügung. Dies entspricht einem Anteil der Solarthermie von rund 18,4% am gesamten Wärmeverbrauch der privaten Haushalte. Dem gegenüber stehen Investitionskosten bis 2050 von 20,3 Mio. und Kosteneinsparungen von jährlich 1,4 Mio.. Schließlich könnten durch die Erschließung des Potenzials t CO 2 /a eingespart werden. An dieser Stelle konnte keine detaillierte Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für das gesamte Szenario ausgewiesen werden, da viele Faktoren, die für diese Berechnung unabdingbar sind, nicht vorlagen. Statisch betrachtet kann eine Amortisationszeit von etwa 12 Jahren erreicht werden Wasserkraftpotenzial Durch die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen fließt der Wiesbach, welcher im Nordpfälzer Bergland im Landkreis Alzey-Worms entspringt und bei Grolsheim in die Nahe mündet. An der Mündung des Wiesbachs befindet sich die Katharinenmühle, weiter südlich unterhalb der Gemeinde Gensingen wird die Rumpfenmühle durch einen von der Nahe abgezweigten Mühlenkanal gespeist. In Abbildung 4-14 sind die Standorte der Mühlen markiert. 73

88 4 Potenzialanalyse Abbildung 4-14: Standorte der Katharinenmühle und der Rumpfmühle Rumpfmühle Das Kleinwasserkraftwerk an der Rumpfmühle ist das einzige sich in Betrieb befindliche Wasserkraftwerk im Verbandsgemeindegebiet Sprendlingen-Gensingen. Abbildung 4-15: Rumpfmühle Der hier erzeugte Strom wird teilweise direkt vor Ort zur Verarbeitung von Getreide verwendet. Die installierte Leistung der Francis-Schachtturbine beträgt 90 kwel und der Stromertrag 83 Google Earth

89 4 Potenzialanalyse liegt im optimalen Fall bei rund kwh/a 84. Dieser Ertrag wurde aber laut Aussage von Herrn Rumpf in den letzten Jahren nicht mehr erreicht, da der Fluss des Gewässers am Mühlgraben durch Seitenbewuchs und Treibgut gehindert wird und eine optimale Wasserführung nur durch regelmäßige Säuberung erfolgen kann. Des Weiteren müsste die vorhandene Francisturbine überholt werden.85 Die in das Stromnetz eingespeisten Strommengen wurden dem IfaS von der Elektrizitätswerk Rheinhessen AG (EWR) zur Verfügung gestellt und sind in Tabelle 4-34 dargestellt. Tabelle 4-34: Eingespeiste Strommengen aus Wasserkraft 86 Jahr Eingespeiste Strommenge kwh/a kwh/a kwh/a Es ist zu erkennen, dass sich die eingespeiste Strommenge über den Verlauf von drei Jahren kontinuierlich reduziert hat. Gründe hierfür können zum einen im Verschleiß der vorhandenen Anlage liegen. Zum anderen hängt die Variation auch mit den unterschiedlichen Niederschlägen und damit einem unterschiedlichen Wasserstand der Nahe sowie mit dem Ernteertrag des Getreides und folglich einer variierten Eigenstromnutzung zusammen Katharinenmühle Bei der sanierungsbedürftigen Katharinenmühle handelt es sich um einen ehemaligen Standort zur Wasserkrafterzeugung wurde das Potenzial zur Wasserkrafterzeugung an der Katharinenmühle innerhalb der Studie Praxisorientierte Energiekonzepte im Fall einer Reaktivierung des Wasserkraftwerks untersucht. Hierbei wurde eine installierbare Leistung von 57 kw el und ein möglicher Energieertrag von kwh/a ermittelt. 87 Durch eine geplante Deichsanierung müsste der Unterlauf der Katharinenmühle geschlossen werden, was wahrscheinlich zu einer Erhöhung der Durchflussmenge an dem Wehr führen würde und somit den Energieertrag im Fall einer Reaktivierung der Wasserkrafterzeugung erhöhen könnte. Der Wiesbach bis zur Katharinenmühle (Unterlauf der Rumpfmühle) ist im Eigentum der Ortsgemeinde Gensingen. Nach Informationen der Verbandsgemeinde Sprendlingen- Gensingen vom November 2009 sind die Wasserrechte zur energetischen Nutzung des durchfließenden Wassers des Mühlkanals nicht erloschen. Abbildung 4-16 zeigt eine Fotoaufnahme der Katharinenmühle, ihren Unterlauf und das Wehr. 84 Schreiben vom von Herrn Hans Rumpf an die VG Sprendlingen-Gensingen 85 ebenda 86 Elektrizitätswerk Rheinhessen AG (EWR) 87 Vgl. Gunter Schaumann, Christian Pohl: Praxisorientierte Energiekonzepte Leitfaden für die Planung einer integrierten Energieversorgung; S. 276 ff. 75

90 4 Potenzialanalyse Abbildung 4-16: Katharinenmühle Fazit und Empfehlung Grundsätzlich ließe sich das Potenziale zur Wasserkraftnutzung in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen steigern. Hierzu könnte zum einen der Standort an der Rumpfmühle optimiert werden, d. h. die Francisturbine müsste überholt oder durch eine neue Turbine ersetz werden und eine regelmäßige Säuberung sollte erfolgen. Zum anderen könnte die Reaktivierung der Katharinenmühle zu zusätzlichen Energieerträgen führen. Allerdings wäre hierbei zu beachten, dass sich aufgrund des Rückstaus des Mühlenkanals die Fallhöhe und damit die Stromerträge an der Rumpfmühle verringern könnten. Aus diesem Grund wird im ersten Schritt eine vertiefende Untersuchung technischer und wirtschaftlicher Gegebenheiten empfohlen. Hierbei sollten Wechselwirkungen zwischen der bestehenden Anlage an der Rumpfmühle und eines neu errichteten Wasserkraftwerks an der Katharinenmühle analysiert und bewertet werden. Sollte sich hinsichtlich der Reaktivierung der Wasserkraftnutzug an der Katharinenmühle ein positives Ergebnis ergeben, so sind auch naturschutzrechtliche Aspekte in die Betrachtung zu integrieren. Das IfaS hat hierzu im März 2010 ein Angebot an die Gemeinde Gensingen abgegeben. Aufgrund der Ungenauigkeit über das zusätzliche Potenzial wird in den weiteren Berechnungen kein Potenzial aus Wasserkraft betrachtet Geothermiepotenzial Als Geothermie bezeichnet man die im Erdinneren gespeicherte Wärmeenergie. Zum einen entsteht sie durch die Sonnenstrahlung, zum anderen durch den Zerfall von radioaktiven Isotopen im Erdinneren. Hierbei hat die Sonnenenergie einen höheren Anteil an der Erderwärmung, obwohl sie nur eine Tiefe des Erdreichs bis ca. 20 Meter erreicht. 88 Daraus folgt 88 Vgl. Ministerium für Umwelt (Hrsg.): Leitfaden Erdwärmenutzung; Saarbrücken 2008; S. 2 76

91 4 Potenzialanalyse ein jahrestemperaturabhängiges Geothermiepotenzial in den obersten Erdschichten, welches im Durchschnitt 10 bis 12 C beträgt. 89 Es wird unterschieden zwischen der Tiefenund der oberflächennahen Geothermie Tiefengeothermie Die Tiefengeothermie stellt ein interessantes Energiepotenzial dar, insbesondere da diese im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien wie Wasser-, Solar- und Windenergie unabhängig von der Jahres- und Tageszeit jederzeit zur Verfügung steht. Aufgrund der zunehmenden Temperaturen im Erdinneren in Deutschland im Schnitt 3 C pro 100 Meter Tiefe 90 ist die Tiefengeothermie besonders interessant. Hierbei erfolgen Bohrungen ab einer Tiefe von 400 m und reichen bis zu mehreren Kilometern. 91 Durch ein Röhrensystem wird Wasser in die tieferen Erdschichten gepumpt und dort erwärmt. Das erwärmte Wasser kann direkt oder über einen Wärmetauscher zu Heizzwecken genutzt werden. Denkbar ist auch die Erzeugung von Wasserdampf, welcher in entsprechenden Turbinen zur Stromgewinnung oder in Betriebsprozessen eingesetzt werden kann. Zur Ermittlung des Tiefengeothermiepotenzials führte die Geothermie Kraftwerke Mainz GmbH (GTK) im Jahr 2009 seismische 2D-Messungen im Raum Gau-Algesheim durch. Dieser erfasst auch die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. Um die Potenzialermittlung abzuschließen sind auch 3D-Messungen erforderlich. Hierfür bedarf es einer Genehmigung, die gegenwärtig noch nicht erfolgte Oberflächennahe Geothermie Bei der oberflächennahen Geothermie unterscheidet man zwischen Erdwärmesonden, Erdwärmekollektoren und Wasserwärmepumpen. Ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel zirkuliert in Rohren, nimmt dabei Wärme aus dem Erdinneren auf und leitet sie an eine Wärmepumpe weiter. Bei Erdwärmesonden geschieht dies in einer Tiefe zwischen 50 m und 150 m, bei Erdwärmekollektoren und den Wasserwärmepumpen in einer Tiefe bis zu 5 Metern. Mit Hilfe der Wärmepumpe wird die Wärme unter Einsatz von elektrischer Energie auf ein zum Heizen notwendiges Temperaturniveau angehoben. Sie arbeitet nach dem umgekehrten Kühlschrankprinzip. Bei optimaler Auslegung der Anlage können aus einer kwh Strom mehr als vier kwh Wärme erzeugt werden. 89 Vgl. Senatverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz Berlin: Erdwärmenutzung in Berlin Leifaden für Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren mit einer Heizleistung bis 30 kw außerhalb von Wasserschutzgebieten; Berlin 2010; S ebenda 91 Vgl. Internetseite des Internationalen Geothermiezentrums: (Aufruf: ) 77

92 4 Potenzialanalyse Vor allem für den Einsatz von Erdwärmesonden gilt es hydrogeologische Aspekte zu berücksichtigen. Die folgende Abbildung gibt eine Übersicht über unkritische Gebiete (grün) und Prüfgebiete (orange). Abbildung 4-17: Hydrogeologische Karte Demnach liegt die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen in einem eher geeigneten Gebiet zur Erschließung oberflächennaher Geothermiepotenziale. Dennoch sind abschließende Aussagen zum Einsatz erst nach standortspezifischen Untersuchungen möglich. Abbildung 4-18: Funktionsprinzip einer Erdwärmesonde stellt das Funktionsprinzip einer Erdwärmesonde grafisch dar. 78

93 4 Potenzialanalyse ca. 50 m 150 m Abbildung 4-18: Funktionsprinzip einer Erdwärmesonde 92 Ist Grundwasser in ausreichender Menge, geeigneter Temperatur und Qualität vorhanden und befindet es sich zudem in einer geringen Tiefe, ist der Einsatz von Wasser/Wasser- Wärmepumpen möglich. Jedoch müssen ökologische Aspekte und gesetzliche Rahmenbedingungen hierbei eine besondere Berücksichtigung finden. Abbildung 4-19 veranschaulicht das Funktionsprinzip einer Wasser/Wasser Wärmepumpe. bis 5 m Abbildung 4-19: Funktionsprinzip einer Wasser/Wasser Wärmepumpe Bundesverband Wärmepumpe e.v.: (Aufruf: ) 93 Bundesverband Wärmepumpe e.v.: (Aufruf: ) 79

94 4 Potenzialanalyse Steht ausreichend Fläche zur Verfügung, können Erdkollektoren in der breite in einer Tiefe zwischen 0,5 m und 2 m verlegt werden. Das Funktionsprinzip demonstriert Abbildung ca. 0,5 m bis 2 m Abbildung 4-20: Wärmeversorgung durch Erdwärmekollektoren 94 Ausbauszenario für Wärmepumpen Allgemein ist zu berücksichtigen, dass der Einsatz der Erdwärme im Sinne einer nachhaltigen, möglichst CO 2 neutralen Energienutzung, optimiert sein sollte. Dies bedeutet z. B., dass die Nutzung vorrangig in sehr energieeffizienten Gebäuden (vorrangig Neubauten bzw. entsprechend sanierten Bestandsgebäuden) und Heizsystemen mit entsprechend niedrigen Vorlauftemperaturen eingesetzt wird. Da die Wärmepumpen Strom benötigen, ist außerdem darauf zu achten, dass zugunsten einer möglichst neutralen CO 2 -Gesamtbilanz gebäudebezogen eine zumindest neutrale Gesamtbilanz erreicht wird (wenn z. B. Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung vorgesehen sind oder Ökostrom bezogen wird). In der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen empfiehlt sich ein entsprechend fokussierter Einsatz von Erdwärmekollektoren und Wärmepumpen insbesondere aufgrund des umfangreichen Potenzials der regenerativen Stromerzeugung durch die Erschließung der Potenziale an Wind-, Solar- und Biomassestrom können bis 2050 rund MWh/a an regenerativem Überschussstrom generiert werden (bei gleichbleibendem Stromverbrauch). Um das Defizit im Bereich der regenerativen Wärmeversorgung in Höhe von ca MWh/a auszugleichen, müssten rund MWh/a des Überschussstroms für die Wärmeerzeugung in Wärmepumpen genutzt werden. 94 Bundesverband Wärmepumpe e.v.: (Aufruf: ) 80

95 4 Potenzialanalyse Um diese Wärmemenge bereit zu stellen, wäre der Ausbau von ca Wärmepumpen erforderlich. Hiermit wären Investitionskosten in Höhe von ca. 39,4 Mio. verbunden, die direkt in Sprendlingen-Gensingen investiert würden. Für den eingesetzten Strom würden jährlich ca. 2,5 Mio. an Ausgaben entstehen. Dem gegenüber steht eine Heizöleinsparung zu einem Wert von rund 4,8 Mio. /a. Die jährliche Einsparung beträgt demnach 2,3 Mio., wobei eine Preissteigerung für Heizöl nicht betrachtet wurde. Unter diesen Annahmen amortisieren sich die Investitionen nach ca. 17 Jahren. Geht man davon aus, dass sowieso Kosten für Heizungsanlagen getätigt werden müssen, bedeutet die finanzielle Einsparung eine zusätzliche Kaufkraft für die Bürger. 95 Die jährlich benötigten rund MWh Strom würden vor Ort CO 2 neutral erzeugt und in Wärmeenergie umgewandelt. Damit würden sich bilanziell wirtschaftliche Kreisläufe zwischen den lokalen Energieproduzenten und Energieverbrauchern schließen und in der Summe eine CO 2 neutrale Energieversorgung auch im Bereich der Wärmeversorgung ermöglichen. 4.3 Zusammenfassung der Potenzialanalyse Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die ermittelten Potenziale zur Energieeinsparung und der Erzeugung von erneuerbarem Strom und erneuerbarer Wärme in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. Insgesamt beträgt das Potenzial rund 359 GWh/a, ca l/a Heizöl-Äquivalenten und bezogen auf diese Heizöleinsparung einer CO 2 - Minderung in Höhe von t/a. 95 Annahmen: Investitionskosten pro Erdwärmekollektor und Wärmepumpe: ; Strompreis für Wärmepumpenbetirbe: 0,15 /kwh; Heizölpreis: 0,072 /kwh 81

96 4 Potenzialanalyse Tabelle 4-35: Übersicht der ermittelten Potenziale zur Energieeinsparung und der Erzeugung von erneuerbarem Strom und Wärme Industrie und Gewerbe 1%/a von ca. 35 Mio. kwh Privat und öffentlich Ausbau KWK Strom (Erdgas) Privat, öffentlich, Industrie und Gewerbe Energieeinsparpotenziale Wärme Privater Wohngebäudebestand Ausbau KWK Wärme (Erdgas) Orientiert am Strom Potenzialbereich Mengen Energieeinsparungspotenzial/ Energiepotenzial Energieeinsparpotenziale Strom Heizöl- Äquivalente kwh/a l/a Annahme eines gleichbleibenden Strombedarfs zusätzlich Mehrverbrauch für Wärmepumpenbetrieb Verdoppelung bis 2020 Sanierungsrate 3%/a, Gebäudehülle und Heizung Verdopplung bis 2020 Biomassepotenziale Forstwirtschaftliche Holzbiomasse (Feuerungsanlagen) keine Potenziale verfügbar Landwirtschaftlicher Festbrennstoff (Feuerungsnlagen) Rodungsholz Rebflächen Weizenstroh Energiekorn Kurzumtriebsplantagen/ Miscanthus ca. 389 t FM/a auf 16 ha ca t FM/a auf 212 ha ca. 211 t FM/a auf 36 ha ca t FM/a auf 280 ha Landwirtschaftliche vergärbare Biomasse (Biogas) kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a Substratanbau ca t kwh/a l/a FM/a auf 280 ha Trubstoffe 100 t FM kwh/a l/a Kommunale Biomasse Holzartiger Grünschnitt 199 t kwh/a l/a Grasartiger Grünschnitt (Biogas) 199 t kwh/a l/a Bioabfall (Biogas) t kwh/a l/a Erneuerbare-Energien-Potenziale Potenzial Strahlungsenergie Photovoltaik Dickschicht Photovoltaik Dünnschicht kwp, 2%/a, insg. 80% kwp, 2%/a, insg. 80% kwh/a l/a kwh/a l/a 82

97 4 Potenzialanalyse Photovoltaik Freiflächen (Annahme Dünnschicht) Solarthermie Windenergiepotenzial kwp, 50% bis 2015, 100% bis m², in Anlehnung an Heizungssanierung Aspisheim 3 x 2,3 MW, 50% bis 2015, 100% bis 2020 Badenheim 5 x 2,3 MW, 50% bis 2015, 100% bis 2020 Gensingen 5 x 2,3 MW, 50% bis 2015, 100% bis 2020 Sprendlingen 5 x 2,3 MW, 50% bis 2015, 100% bis 2020 St. Johann 2 x 2,3 MW, 50% bis 2015, 100% bis 2020 Repowering bis 2030, 50% Mehrertrag Wasserkraftpotenzial Annahme: Optimierung der Rumpfmühle Geothermiepotenzial kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a kwh/a l/a 90 kw kwh/a l/a Tiefengeothermie Potenzialermittlung nicht abgeschlossen Wärmepumpen ca kwh/a l/a Summe kwh/a l/a 83

98 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abgeleitet aus den vorangegangenen Untersuchungsergebnissen insbesondere den identifizierten Potenzialen zur Energieeffizienz und erneuerbaren Energien werden in diesem Kapitel kurz-, mittel- und langfristige strategische Handlungsempfehlungen bzw. schwerpunkte hin zu einem optimierten Energie- und Stoffstrommanagement für die Null- Emissions-Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen dargestellt. Gemäß der Aufgabenstellung und Zielsetzung des vorliegenden Klimaschutz- und Energiemanagementkonzepts liegt der Schwerpunkt im Bereich der Strom- und Wärmeerzeugung und betrachtet verschiedene Zielgruppen, die hierzu einen wesentlichen Beitrag leisten können. Hierzu werden einzelne Handlungsfelder einer Null-Emissions-Strategie für Sprendlingen- Gensingen konkretisiert, z. B.: Energieeffizienz und -einsparung Ausbau erneuerbarer Energien Stoffstromlogistik Begleitend werden hierzu Maßnahmen zur Professionalisierung der Stoffstromorganisation und des Stoffstrommanagements und damit einhergehend die Entwicklung geeigneter Geschäfts- und Finanzierungsmodelle sowie verschiedene Maßnahmen im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit vorgestellt. Nur durch eine gezielte und ganzheitliche Vernetzung dieser Teilthemen kann eine Strategie zur Verfolgung des Ziels Null Emission Erfolg haben. Die nachfolgende Abbildung veranschaulicht, wie die einzelnen Handlungsbereiche aufeinander aufbauen bzw. ineinander greifen. Aktivitäten im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit können hierbei als Fundament angesehen werden, welches notwendig ist, um Akteure für einzelne Maßnahmen überhaupt zu sensibilisieren und zu mobilisieren. Die drei zuvor genannten Handlungsfelder sind die Säulen, auf denen die Null-Emissions-Strategie fußt und welche kontinuierlich umzusetzen und auszubauen sind. Die Entwicklung innovativer Geschäfts- und Finanzierungsmodelle sowie die Schaffung geeigneter Organisationsstrukturen bildet das Dach der Null-Emissions-Strategie. 84

99 Energieeffizienz & einsparmaßnahmen (öffentliche und private Gebäude, Gewerbe, Infrastruktur, Konsum) Ausbau erneuerbarer Energien (insbesondere Biomasse, Solar) Aufbau/Optimierung SSM-Logistik (insb. Biomassemobilisierung und konfektionierung, Mobilität) 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen (Bürger) Genossenschaft (Verbandsgemeinde) Null-Emissions Gesellschaft (Private) Betreiber-GmbH, AG... Geschäftspläne & Finanzierungsmodelle Öffentlichkeitsarbeit/Kommunikation Abbildung 5-1 Schematische Darstellung der Null-Emissions-Strategie Sprendlingen-Gensingen Teilstrategie Energieeffizienz, erneuerbare Energien und SSM-Logistik Nachstehend erfolgt eine tabellarische Zusammenführung konkreter, umsetzungsorientierter Handlungsmöglichkeiten (Maßnahmen) untergliedert in die Handlungsfelder Energieeffizienz, Ausbau erneuerbarer Energien und Stoffstromlogistik. Die Stoffstromlogistik ist hierbei in den Bereich erneuerbare Energien integriert, da sie mit der Erschließung Erneuerbarer-Energien-Potenziale unmittelbar zusammenhängt. Da die Umsetzung einer ambitionierten Null-Emissions-Strategie die Einbindung unterschiedlichster Akteure bedarf, wird für jedes Maßnahmenpaket dargestellt, welche Zielgruppe angesprochen werden soll und in welchem Zeithorizont (kurz-, mittel- oder langfristig) die genannten Maßnahmen durchgeführt werden sollen. Unter Maßnahmen werden konkrete Handlungsoptionen der Verbandsgemeindeverwaltung als Auftraggeber und maßgeblicher Initiator für die Erstellung des Klimaschutzkonzeptes verstanden (alternativ können diese auch weitestgehend durch die eigenen VG-Werke wahrgenommen werden). Die Maßnahmen dienen dem Ziel der direkten und indirekten Mobilisierung und Umsetzung vorhandener Effizienz- und Erneuerbare-Energien- 96 Zur Vollständigkeit sei darauf verwiesen, dass zu einer ganzheitlichen Verfolgung des Ziels Null Emission, mittel- bis langfristig auch Strategien und Maßnahmen für weitere Handlungsfelder (z. B. Abfall-, Wasser/Abwasser, Landnutzung/-wirtschaft, nachhaltige Mobilität) zu entwickeln sind. 85

100 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Potenziale. Die darüber erreichbaren Ergebnisse werden aufbauend auf den in Kapitel 4 durchgeführten Potenzialanalysen zusammenfassend dargestellt. Unter anderem werden (soweit quantifizierbar) die erreichbare Energieeinsparung bzw. -produktion, die CO 2 - Minderung, das ausgelöste Investitionsvolumen sowie weitere ausgelöste Finanzströme (z. B. Einsparung von Brennstoffkosten, Betriebskosten oder Einnahmen durch EEG- Vergütung) dargestellt. Anhand der Verweise auf Referenzprojekte, welche insbesondere im Rahmen der Projektentwicklung (vgl. Kapitel 5.5) untersucht wurden, können einzelne Maßnahmen bzw. Maßnahmenpakete plakativ nachvollzogen werden. Diese Referenzprojekte stellen einerseits unmittelbare Einstiegsmöglichkeiten für die Konzeptumsetzung dar und dienen andererseits der Multiplikation von Ergebnissen und damit der Umsetzung des gesamten Maßnahmenpakets. Tabelle 5-1: Handlungsstrategien I. Handlungsfeld: Effizienzstrategie Ziel Mobilisierung von Effizienzpotenzialen (insbesondere im Gebäude- und Technikbereich) und dadurch Reduktion des Energiebedarfs und der damit einhergehenden CO 2 - Emissionen sowie anderer Umweltbelastungen, bei gleichzeitiger Kostenersparnis und Förderung regionaler Handwerksbetriebe. Maßnahmenpaket 1. Energetische Sanierung kommunaler Gebäude vgl. Referenzprojekte acht Energieerstberatungen für öffentliche Gebäude, Kapitel 4.1.2; Nahwärme Gensingen, Kapitel 5.5.1; Nahwärme Sprendlingen, Kapitel 5.5.2; Gemeindeeigene Gebäude Sprendlingen, Kapitel Maßnahmen: Zielgruppe: Konkretisierung des identifizierten Energieeinsparpotenzials und Maßnahmen (Dämmung, Fensteraustausch, regenerative Heizanlagen etc.) durch vertiefende Energieberatung an den untersuchten Objekten (vgl. Kapitel 4.1.2) Entwicklung geeigneter Finanzierungs- und Geschäftsmodelle zur Umsetzung Umsetzung der Energieeinsparpotenziale durch Gebäudesanierung (u. a. Dämmung, Fensteraustausch, Nutzersensibilisierung, Hausmeisterschulung) Verwaltung Zeithorizont: Kurz- bis mittelfristig (bis 2020) Ergebnis: Bei den 8 untersuchten öffentlichen Gebäuden ergibt sich: Energie-Einsparung: ca MWh/a CO 2 -Minderung: ca. 92 t/a Ausgelöste Finanzströme - Gesamtinvestition: ca

101 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen - Betriebskosten: ca /a - Einsparung Brennstoffkosten: /a Durchschnittliche Amortisationszeit: ca. 25 Jahre (ca. 15 Jahre bezogen auf das Investitionsvolumen ausschließlich für Energieeffizienzmaßnahmen) (vgl. Kapitel 4.1.2) 2. Einsatz energiesparender Techniken im Gebäudebestand sowie der kommunalen Infrastruktur Maßnahmen: Zielgruppe: Nutzung der Energieeinsparpotenziale im Bereich der Heizungspumpen, der Innenraumbeleuchtung sowie im Bereich der Außen- und Straßenbeleuchtung (vgl. Kapitel 4.1.3). Übernahme der Vorreiterrolle durch die Verbandsgemeinde (Effizienzsteigerungen im kommunalen Gebäudebestand umsetzen) Verbandsgemeindeweite Kampagne Heizungspumpen-Austausch (vgl. Kapitel 4.1.3) Verwaltung, Bürger Zeithorizont: Kurz- bis langfristg (bis 2050) Ergebnis: Quantifiziert wurden die theoretischen Einsparpotenziale im Bereich der Innenraumbeleuchtung sowie im Bereich der Umwälzpumpen. Das Einsparpotenzial im Bereich der Außen- und Straßenbeleuchtung konnte nicht quantifiziert werden. Annahme Innenraumbeleuchtung: 100% der Beleuchtung im Gebäudebestand wird ausgetauscht (80% Einsparpotenzial je Gebäude), Annahme Umwälzpumpen: 100% der Pumpen im Gebäudebestand werden ausgetauscht (80% Einsparpotenzial je Pumpe) Energieeinsparung: ca MWh/a (Austausch Innenbeleuchtung), ca MWh/a (Einbau neuer Umwälzpumpen) CO 2 -Minderung: ca. 666 t/a (Austausch Innenbeleuchtung), ca. 424 t/a (Einbau neuer Umwälzpumpen) Ausgelöste Finanzströme - Gesamtinvestition: ca. 1 Mio. (Umwälzpumpen) - Betriebskosten: keine - Kostenersparnis: ca /a (Austausch Innenbeleuchtung), /a (Austausch Umwälzpumpen) Durchschnittliche Amortisationszeit: ca. 3 ½ Jahre (Umwälzpumpe), 1-2 Jahre (Innenbeleuchtung) (vgl. Kapitel und ) 3. Umsetzung von Effizienzpotenzialen im privaten Gebäudebestand Maßnahmen: Fortführung der kostenlosen Energieberatung in der Verwaltung, Ergänzung um Solarberatung (Solarkataster) und Umwälzpumpeninitiative (Strategischer Ansatz der Verbandsgemeinde zum breitflächigen Austausch von Umwälzpumpen) Öffentlichkeitswirksame Dokumentation besonders effizient sanierter Wohngebäude (z. B. über Wettbewerb, Vergabe grüner Hausnummer etc.) 87

102 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Zielgruppe: Sonstige begleitende Information und Beratung zur Identifizierung und Umsetzung von Energieeinsparpotenzialen sowie der Nutzung von Erneuerbaren Energien im privaten Gebäudebestand Pressemitteilungen, Informationsveranstaltungen/Messen, Internetinformation u. a. Solarkataster etc. (vgl. Kapitel 5.2) Bürger Zeithorizont: Kurzfristig bis langfristig (bis 2050) Ergebnis: Ausgehend von einer Sanierungsrate in Höhe von 3%: Energieeinsparung: ca MWh/a CO 2 -Minderung: t/a Ausgelöste Finanzströme: - Gesamtinvestition: ca. 254 Mio. (davon 124 Mio. für energetische, 130 Mio. für konventionelle Maßnahmen) - Betriebskosten: ca bis Einsparung Brennstoffkosten: 305 Mio. bis 2050 (bei einer Energiepreissteigerungsrate von 4%) (vgl. Kapitel 4.1.1) 4. Umsetzung von Effizienzpotenzialen im Gewerbe Maßnahmen: Zielgruppe: Zeithorizont: Ergebnis: Entwicklung eines Energieberatungsangebotes für Gewerbebetriebe (Initialberatung mit grundsätzlichen Informationen über betriebliche Energieeffizienzoptionen und vorhandene Förderungen, z. B. KfW- Programme) zur Konkretisierung der im Gewerbebereich vorhandenen Effizienzpotenziale und gleichzeitiger Wirtschaftsförderung Aufbau eines aktiven Klimaschutzdialogs und Netzwerkes mit örtlichem Gewerbe zur Entwicklung und Verfolgung gemeinsamer Zielvorgaben nach dem Motto Wirtschaftsförderung durch Klimaschutz Entwicklung geeigneter Finanzierungs- und Geschäftsmodelle zur Umsetzung Sonstige begleitende Information und Beratung für Gewerbebetriebe zur Identifizierung und Umsetzung von Energie- und Ressourceneinsparpotenzialen sowie der Nutzung von Erneuerbaren Energien über Pressearbeit, Informationsveranstaltungen, Internetinformation Lokales Gewerbe Kurzfristige Etablierung, dauerhaftes Angebot Weiterer Beitrag zur Reduzierung des Energie- und Ressourcenverbrauchs, CO 2 -Minderung sowie Investition und Wertschöpfung vor Ort. Aufgrund fehlender konkreter Unternehmensdaten ist dieser derzeit jedoch nicht quantifizierbar. 88

103 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen II. Ziel Handlungsfeld: Erneuerbare-Energien-Strategie Mobilisierung und Einsatz erneuerbarer Energien bei gleichzeitiger Schaffung von Beteiligungsmöglichkeiten und Teilhabe (u. a. von Bürgern) und Förderung des Handwerks. Maßnahmenpaket 1. Biomasse mobilisieren, konfektionieren und einsetzen a) Festbrennstoffe aus Biomasse vgl. Referenzprojekt Nahwärme Sprendlingen, Kapitel Maßnahmen: Anbau von Kurzumtriebshölzern/Miscanthus auf dem Oberhilbersheimer Plateau (bei Bedarf Ausweitung) Verstärkte Nutzung des Rebschnitts, z. B. Aufbereitung zu Holzhackschnitzel Schaffung einer Logistikstruktur zur energetischen Nutzung von Getreidestroh und Entwicklung einer Strategie zum Humusersatz, z. B. vergorene Biogassubstrate (vgl. Projektskizze Biogasanlage) Etablierung einer Logistikstruktur zur energetischen Nutzung von Energiekorn Anpassung der Grünschnittsammlung zugunsten einer getrennten Verwertung strukturarmer (Vergärung) und -reicher (Verbrennung) Anteile Entwicklung eines Organisationskonzepts zur Biomasselogistik über dezentrale Aufarbeitungs- und Bereitstellungsplätze von Biomasse zur energetischen Nutzung, ggf. unter Beteiligung privater Akteure Zielgruppe: Forstbetrieb, Landwirtschaft, Weinbau, land- und forstwirtschaftliche Unternehmen für Energieholzaufbereitung und logistik, Verbandsgemeindeverwaltung Zeithorizont: Kurzfristig (bis 2020) Ergebnis: Durch den Anbau von Kurzumtriebshölzern/Miscanthus können ca MWh/a Energie gewonnen werden (Umtriebszeit ca. 5 Jahre, Rekultivierung nach ca. 25 Jahren). Weitere ökonomische und ökologische Einsparungen sind durch einhergehende Optimierung der bestehenden Logistik möglich, wurden jedoch nicht tiefergehend untersucht. CO 2 -Minderung: ca t/a Ausgelöste Finanzströme - Gesamtinvestition: ca. 3,4 Mio. für Anlagentechnologie - Betriebsgemeinkosten: ca /a - Verbrauchskosten: ca /a - Einsparung durch Heizölsubstitution: ca. 1 Mio. /a (bei einem Heizölpreis von 0,72 /l) b) Vergärbare Biomasse vgl. Referenzprojekt Biogasanlage mit Abwärmenutzung zur Kälteerzeugung, Kapitel Maßnahmen: Zusammenstellung eines Flächenpools mit NawaRo im Verbandsgemeindegebiet in Dialog mit Akteuren aus der Landwirtschaft Aufbereitung kommunaler und gewerblicher Grünschnitt (strukturarme 89

104 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Anteile) für Vergärung, ggf. in interkommunaler Kooperation Fortführung des Dialogs zur Entwicklung einer Gemeinschafts- Biogasanlage, ggf. Hinzunahme weiterer Stoffströme (Bioabfälle) oder Errichtung einer weiteren Biogasanlage auf Basis von gewerblichen und kommunalen Bioabfällen, ggf. in interkommunaler Kooperation Machbarkeitsstudie und Umsetzung einer Gemeinschafts-Biogasanlage und Einspeisung der erzeugten Energie (Stromnetz, Nahwärme- /kältenetz bzw. Wärmesenke, z. B. HHS-Trocknung) Zielgruppe: Landwirtschaft, land- und forstwirtschaftliche Unternehmen, Metro Group Logistics Warehousing GmbH, Globus Handelshof GmbH & Co. KG, Verbandsgemeindeverwaltung, Kreisverwaltungen Zeithorizont: Kurzfristig (bis 2020) Ergebnis: Aus der Vergärung von Biomasse in Biogasanlagen können jährlich ca MWh Energie generiert werden: Stromproduktion: ca MWh/a Wärmeproduktion: ca MWh/a CO 2 -Minderung: ca t/a Ausgelöste Finanzströme - Gesamtinvestition: ca (Feststoffvergärungsanlage) - Betriebskosten: ca /a. - Gesamteinnahmen ca /a für die Biogasanlage (EEG- Vergütung aus Stromverkauf und Heizölsubstitution) c) Biomasse zur Erzeugung von Terra-Preta vgl. Referenzprojekt Terra-Preta, Kapitel Maßnahmen: Zielgruppe: Zeithorizont: Ergebnis: Fortführung des Dialogs mit der Gärtnerei Kientzler GmbH & Co. KG und der areal GmbH zur Etablierung einer Anlage zur Herstellung von Terra Preta in der Gärtnerei Kientzler Ggf. Anpassung des Sammlungsystems von Pflanzenresten und Erdanteilen in der Gärtnerei Kientzler GmbH & Co. KG Durchführung einer Bedarfsanalyse hinsichtlich möglicher Hinzunahme weiterer Stoffströme (z. B. kommunale organische Reststoffe) Machbarkeitsstudie und Umsetzung einer Anlage zu Terra-Preta- Produktion Kientzler GmbH & Co. KG, areal GmbH, ggf. Verbandsgemeindeverwaltung und Kreisverwaltungen Kurzfristig Klimaschutz durch Bindung von Kohlenstoff im Boden Quantitative Parameter sind derzeit nicht bekannt, sollten aber im Dialog mit der areal GmbH diskutiert werden Grobe Investitionsschätzung: Vgl. Projektskizze Terra-Preta 90

105 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 2. Solarprojekte konkretisieren, Betreibermodell(e) entwickeln, Solarprojekte umsetzen a) PV-Potenzial auf öffentlichen Gebäuden umsetzen vgl. Referenzprojekte Zehn öffentliche Gebäude, Kapitel Maßnahmen: Zielgruppe: Zehn öffentliche Gebäude wurden hinsichtlich ihrer Photovoltaikeignung untersucht Projekte selektieren, Statik prüfen und Angebote einholen Betreibermodelle für PV prüfen und festlegen (Verpachtung, Bürgerbeteiligung, VG-Werke) Vorbildfunktion nutzen und Projekte kommunizieren Fällig werdende Dachsanierungen mit Bau von PV-Anlage kombinieren Verbandsgemeindeverwaltung, ggf. Bürger Zeithorizont: Kurz- bis mittelfristig (bis 2020) Ergebnis: Installierbare Leistung: ca kw p (ca. 148 kw p bei 10 betrachteten Gebäuden) Stromertrag: ca MWh/a (ca. 130 MWh/a bei 10 betrachteten Gebäuden) CO 2 -Einsparung:ca. 735 t/a (ca. 115 t/a bei 10 betrachteten Gebäuden) Ausgelöste Finanzströme: - Gesamtinvestition: ca. 3,8 Mio. (ca bei 10 betrachteten Gebäuden) - Betriebskosten: ca /a (ca /a bei betrachteten 10 Gebäuden) - EEG-Vergütung: ca /a (ca /a bei 10 betrachteten Gebäuden) Amortisationszeit: 11,9 16,4 Jahre (vgl. Kapitel ) b) Mobilisierung PV/ST-Potenzial auf privaten Dachflächen Maßnahmen: Zielgruppe: Konkretisierung privater Potenziale und Aufbau eines Informationssystem Ausbau PV/ST-Beratung Bürger in Verbindung mit kostenloser Energieberatung und weiteren Informationsangeboten der Verbandsgemeinde Finanzierungsmodelle entwickeln, z. B. Bürgersolarkraftwerke, Genossenschaftsmodelle oder Sonderkredite durch ansässige Banken, Etablierung einer Förderung durch die Verbandsgemeinde Bürger und Unternehmen Zeithorizont: Kurz- bis langfristig (bis 2050) Ergebnis: Das theoretische Ausbaupotenzial auf allen Dächern in der Verbandsgemeinde wurde untersucht und in einem Dachflächenkataster zusammengefasst. Installierbare Leistung PV: ca kw p Stromertrag: ca MWh/a 91

106 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen CO 2 -Einsparung: ca t/a Ausgelöste Finanzströme: - Gesamtinvestition: ca. 48,8 Mio. - Betriebskosten: ca /a - EEG-Vergütung: ca. 3,7 Mio. /a (Annahme: 0,25 /kwh) Durchschnittliche Amortisationszeit: nicht quantifiziert (vgl. Kapitel ) Installierbare Kollektorfläche Solarthermie: ca m² Energieertrag: ca MWh/a CO 2 -Minderung: ca t/a Ausgelöste Finanzströme - Gesamtinvestition: ca. 40,2 Mio. (ca. 35,2 Mio. für Heizungsunterstützung; ca. 5 Mio. für Warmwasserbereitung) - Betriebskosten: /a - Einsparung Brennstoffkosten: ca. 1,37 Mio. /a (bei einem Heizölpreis von 0,72 /l) Durchschnittliche Amortisationszeit: nicht quantifiziert, da abhängig von Wärmenutzung und System (vgl. Kapitel ) c) Entwicklung von Freiflächen-PV auf identifizierten Flächen Maßnahmen: Zielgruppe: Verankerung von 13 Flächen in den Flächennutzungsplan Betreibermodelle für PV prüfen und festlegen (Bürgerbeteiligung, VG-Werke) Angebote einholen und umsetzen Grid-Parity (PV-Stromkosten = konventionelle Stromkosten) abwarten, dann weitere Flächen (z. B. Ackerflächen) auch ohne EEG-Förderung interessant (vgl. Kapitel ) Verbandsgemeindeverwaltung, ggf. Bürger Zeithorizont: kurz- bis mittelfristig (bis 2020) Ergebnis: Betrachtet wurden insgesamt 13 Flächen (Annahme: Dünnschichtmodule) Installierbare Leistung: ca. 25 MW p Stromertrag: ca MWh/a CO 2 -Einsparung: ca t/a Ausgelöste Finanzströme: - Gesamtinvestition: ca. 60,1 Mio. - Betriebskosten: ca /a - EEG-Vergütung: ca. 5,9 Mio. /a Durchschnittliche Amortisationszeit: nicht quantifiziert (vgl. Kapitel ) 92

107 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 3. Windkraftpotenzial umsetzen Maßnahmen: Zielgruppe: Verankerung von Sondergebietsflächen für Windenergie im Flächennutzungsplan Erschließung ausgewiesenen Vorranggebiete (kurzfristig) Repowering (langfristig) Verbandsgemeindeverwaltung und Unternehmen (Investoren) Zeithorizont: Kurz- bis langfristig (bis 2030) Ergebnis: 5.2 Öffentlichkeitsarbeit Es wird von der Errichtung an 20 WEA mit einer jeweiligen installierten Leistung zwischen 2 MW und 2,3 MW ausgegangen: Gesamtpotenzial aus Windenergie: MWh/a ( MWh/a nach Repowering) CO 2 -Minderung: ca t/a (ca t/a nach Repowering) Ausgelöste Finanzströme: - Gesamtinvestition: ca. 53,4 Mio., - Betriebskosten: ca. 3 Mio. /a - EEG-Vergütung: ca. 9,5 Mio. /a (in den ersten neun Jahren) und ca. 5,2 Mio. /a (ab dem zehnten Jahr) Durchschnittliche Amortisationszeit: Die grob berechnete Amortisationszeit für alle 20 WEA liegt bei ca. 10 Jahren. Bei der Errichtung eines Bürgerwindrades können sich die Bürger der Verbandsgemeinde mit privatem Kapital beteiligen und von den Renditen durch den Verkauf des erzeugten Windstroms profitieren. (vgl. Kapitel 4.2.2) Vor der Entwicklung der Kommunikationsstrategie wurde eine Situationsanalyse über die bisherigen und gegenwärtigen Kommunikationsmaßnahmen der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen durchgeführt. Hierbei war das Ziel, die Stärken und Schwächen sowie die Chancen und Risiken dieser Maßnahmen zu identifizieren und zu bewerten. Das entwickelte Kommunikationskonzept beinhaltet sowohl zielgruppenübergreifende als auch zielgruppenspezifische Maßnahmen, die lokale Akteure auf das Thema Klimawandel, die Notwendigkeit von Klimaschutz sowie auf die Vorteile, die die Umsetzung von Klimaschutzmaßnahmen herbeiführen, aufmerksam machen, umfassend über ihre Möglichkeiten informieren und dahingehend aktivieren sollen, dass die Nachfrage nach Erneuerbaren Energien gesteigert wird, sowie Energieeffizienzpotenziale erschlossen werden. Darüber hinaus soll mit der Umsetzung des Kommunikationskonzepts die Verbandsgemeinde als klimafreundliche Urlaubsregion neu positioniert werden. Die Kommunikationsstrategie wurde als separates Dokument erstellt und ist als Anhang 3 dem Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept zu entnehmen. 93

108 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 5.3 Aufbau von Organisations- und Managementstrukturen Das ambitionierte Ziel Null-Emissions-Verbandsgemeinde stellt umfassende Ansprüche an die Berücksichtigung einer Vielzahl von Stoffströmen und Akteuren. Damit einhergehend ergeben sich, neben einer Professionalisierung der Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation, auch vielfältige Anforderungen an die Einführung einer professionellen Organisation und die schrittweise Etablierung geeigneter Managementstrukturen. Wesentliche Schritte zur Einführung dieser Prozesse und Strukturen sind in nachfolgender Abbildung schematisch dargestellt: Abbildung 5-2: Schritte zur Einführung und Etablierung von Managementstrukturen zur Umsetzung kommunaler Null-Emissions-Konzepte Eigene Darstellung, vgl. Heck, Bemmann: Praxishandbuch Stoffstrommanagement; 2002; S

109 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 5.4 Akteursanalyse und -management Die Identifizierung relevanter Akteure in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen und Umgebung ist Voraussetzung und Grundlage für die Durchführung der Verbrauchs- und Potenzialanalyse sowie der Strategie- und Projektentwicklung innerhalb des mit dem vorliegenden Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept eingeleiteten Stoffstrommanagementprozesses. Nur durch die Kenntnisse von Verantwortlichen für Stoffströme und hierdurch betroffene Personenkreise können diese beeinflusst und gesteuert werden. Auch die weitere Konkretisierung und Umsetzung der vorgestellten strategischen Maßnahmen und Einzelprojekte kann nur unter Einbindung lokaler Akteure erfolgreich sein. Ziel der Akteursanalyse und des anschließenden Akteursmanagements ist die Schaffung eines umfassenden und interdisziplinären Klimaschutznetzwerkes in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen. Entsprechend wurden im Rahmen der Konzeptentwicklung lokal und regional relevante Akteure identifiziert. Ausgangspunkt hierzu waren Gespräche mit der Verbandsgemeinde und den Akteuren selbst. Mittels Veranstaltungen sowie individueller Gespräche vor Ort konnte dieser Akteurskreis ausgebaut und weiter konkretisiert werden. Ergänzend zu den in Tabelle 5-2: Wesentlich Termine und Veranstaltungen vor Ort aufgeführten Vor-Ort-Terminen zu Veranstaltungen und persönlichen Gesprächen erfolgten begleitend regelmäßige Telefongespräche und ein Informationsaustausch mittels Schriftverkehr. 95

110 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Tabelle 5-2: Wesentlich Termine und Veranstaltungen vor Ort Datum Betreff Ort Beteiligte Organisationen Strategische Auftaktbesprechung VG-Verwaltung IfaS, VG-Verwaltung Sprendlingen Klärung des weiteren Vorgehens zur Ermittlung des Wasserkraftpotenzials Strategiebesprechung zum Ausbau von Windenergie und Rekommunalisierung von Energienetzen Begutachtung Wasserkraftwerk Katharinenmühle gensingen SGD Süd Mainz VG-Verwaltung Sprendlingengensingen Gensingen IfaS, VG-Verwaltung, SGD Süd, Schott AG IfaS, VG-Verwaltung, RWE Rheinland Westf. Netz AG, RWE Innogy GmbH, Enervest Deutschland GmbH IfaS, VG-Verwaltung Öffentliche Informationsveranstaltunhaus Dorfgemeinschafts- IfaS, VG-Verwaltung, Bürger Horrweiler Energiesparmesse Sprendlingen IfaS, VG-Verwaltung, Bürger, Unternehmen, Banken SPD Klausurtagung Sprendlingen IfaS, VG-Verwaltung, Kreisverwaltung Begutachtung öffentlicher Gebäude Sprendlingen- Gensingen Strategische Zwischenbesprechung VG-Verwaltung Sprendlingen- gensingen Begutachtung öffentlicher Gebäude Sprendlingen- Gensingen Begutachtung öffentlicher Gebäude Sprendlingen- Gensingen Abstimmungsgespräch VG-Verwaltung Sprendlingengensingen Begutachtung öffentlicher Gebäude und Dächer Werkstattgespräch Landwirtschaft Sprendlingen- Gensingen Nahelandhalle Grolsheim IfaS, VG-Verwaltung IfaS, VG-Verwaltung, Kreisverwaltung IfaS, VG-Verwaltung IfaS, VG-Verwaltung IfaS, VG-Verwaltung IfaS, VG-Verwaltung IfaS, VG-Verwaltung, Bauernverband, Landwirte, Winzer, Getreidevermehrer, Landwirtschaftskammer RLP, Maschinenring Rhh.-Nahe & Donnersberg e.v Unternehmensgespräch Kientzler GmbH & Co. KG Gensingen Unternehmensgespräch Globus Handelshof GmbH und Co. KG Gensingen Unternehmensgespräch Metro Group Logistic Warehousing Begutachtung öffentlicher und privater Dächer GmbH Gensingen Sprendlingen- Gensingen IfaS, Kientzler GmbH & Co. KG IfaS, Globus Handelshof GmbH und Co. KG IfaS, Metro Group Logistic Warehousing GmbH IfaS, VG-Verwaltung, Bürger 96

111 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 5.5 Auswahl kurzfristig realisierbarer Projekte Im Rahmen der Potenzialanalysen haben sich bereits vielfältige Handlungsmöglichkeiten herauskristallisiert. Ebenso wurden in den Gesprächen mit der Verbandsgemeindeverwaltung immer wieder einzelne Projektideen thematisiert und diskutiert. Exemplarisch werden in den nachfolgenden Kapiteln die vielversprechendsten Ansätze nochmals vorgestellt und konkretisiert. Die Projektskizzen sollen die Umsetzung der Null-Emissions-Strategie erleichtern, indem sie schnelle Erfolge vorweisen und zur Nachahmung motivieren Projektskizze: Nahwärme Gensingen Ausgangslage / Problemstellung Durch die Errichtung eines Nahwärmeverbundes werden einzelne Objekte zentral über ein Leitungsnetz mit Wärmeenergie versorgt. Dies hat den Vorteil, dass nur ein Wärmeerzeuger zentral bedient und gewartet wird, weshalb ein Nahwärmenetz insbesondere für eine Gruppe Gebäude mit großem Wärmebedarf eine sinnvolle Alternative zur aufwendigeren dezentralen Beheizung darstellt. Energetische und wirtschaftliche Vorteile bringt ein Nahwärmeverbund insbesondere dann, wenn viel Wärme in relativ geringer Entfernung verteilt werden kann. Eine kartografische Analyse der öffentlichen Gebäude in der VG Sprendlingen-Gensingen hat ergeben, dass ausgehend vom Hallenbad in Gensingen mehrere Großverbraucher über eine Nahwärmeversorgung verbunden werden könnten. Derzeit werden sie soweit bekannt dezentral mit Erdgas beheizt. Das Hallenbad wird derzeit mit zwei Dachs-BHKW mit je 5,5 kw el beheizt. Diese sollen gegen leistungsstärkere Anlagen ausgetauscht werden, um noch mehr Strom zu erzeugen und selbst zu nutzen. Die Gebäude inklusive jährlichem Erdgasverbrauch sind in Tabelle 5-3 gelistet. Tabelle 5-3: Wärmebedarf Nahwärmeverbund Sprendlingen Wärmebedarf Nahwärme Gensingen, Am Hallenbad Hallenbad Jugendhaus Tennishalle Goldberghalle Gesundheitsforum Seniorenwohnheim Feuerwehr Kirche Summe kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a 97

112 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Die Werte für Hallenbad, Jugendhaus, Goldberghalle und Feuerwehr stammen aus Verbrauchsdaten der Gaslieferungsabrechnungen. Die Wärmebedarfe für die übrigen Gebäude wurden anhand von Kennzahlen ermittelt. Bei einer näheren Betrachtung des Projektansatzes sollten letztere durch Abfrage bei den Verbrauchern konkretisiert werden. Den größten Erdgasverbrauch hat das Hallenbad, gefolgt vom Seniorenwohnheim. Insgesamt haben die acht Objekte einen geschätzten Endenergiebedarf von rund MWh/a. Bei einem Erdgaspreis von 4,5 ct/kwh (netto) müssen jährlich , welche jährlich für die Beheizung der Gebäude gezahlt werden. Das Verbrennen des Erdgases verursacht einen CO 2 -Ausstoß von 360 t im Jahr. Zielsetzung Durch die Projektskizze soll gezeigt werden, wie durch den Einsatz einer Kraftwärmekopplung (KWK)-Anlage in einem Nahwärmeverbund fossile Primärenergieträger eingespart und damit CO 2 -Emissionen reduziert werden können. Durch die gleichzeitige Produktion von Wärme und elektrischer Energie in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) wird deutlich weniger Primärenergie benötigt als bei der üblichen getrennten Produktion über Heizkessel und Kondensationskraftwerk. Zudem wird aufgezeigt, dass das Vorhaben in einer ersten Betrachtung auch wirtschaftlich sinnvoll umzusetzen ist. Auf dieser Projektskizze aufbauend können auch weitere Gebäude, welche sich nahe der Wärmetrasse befinden, berücksichtigt werden. Dies würde die Wirtschaftlichkeit des Netzes erhöhen. Bauliche und technische Maßnahmen Die Heizzentrale für das Nahwärmenetz sollte in der Nähe des Hallenbades errichtet werden. Es ist der größte Wärmeabnehmer und hat auch im Sommer einen Wärmebedarf für die Beheizung der Schwimmbecken und des Duschwassers. Durch den ganzjährigen Wärmebedarf des Hallenbades bietet sich der Einsatz eines BHKW an, da es nur bei einer ganzjährigen Wärmeabnahme ausreichend Betriebsstunden gegeben sind und sich damit die Anschaffungskosten rechnen. Die räumliche Verteilung der berücksichtigten Objekte zeigt Abbildung

113 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Hallenbad Goldberghalle Tennishalle Gesundheitsforum Feuerwehr Seniorenwohnheim Kirche Abbildung 5-3:Nahwärmeverbund Gensingen Der Lageplan zeigt, dass in der Alzeyer Straße und Am Hallenbad noch weitere Gebäude an das Netz angeschlossen werden können, ohne dass zusätzliche Leitungswege notwendig sind. Falls sich kein Interesse seitens der Anlieger zeigt, ist auch eine alternative Trassenführung denkbar, um Rohrleitung einzusparen. Die Tennishalle und das Seniorenwohnheim haben vermutlich ebenfalls einen ganzjährigen Warmwasserbedarf für Duschen bzw. Körperpflege, was die Auslastung der BHKW erhöht. Für den Wärmetransport wird ein Kunststoffmantelverbundrohr mit Heißwasser als Wärmeträgermedium vorgeschlagen. Diese Rohre bestehen aus einem robusten Stahlmediumrohr, welches mit einer Dämmschicht und einem Kunststoffrohr ummantelt ist. Eine Wärmetrasse besteht jeweils aus einem Rohr für den heißen Vorlauf (ca. 80 C) und einem zweiten für den Rücklauf (ca. 40 C). Die Wärme wird per Wärmetauscher an die den jeweiligen Gebäudeheizkreis übertragen. Dieser befindet sich zusammen mit Absperrventilen und einem Wärmemengenzähler in einer sog. Hausübergabestation. 99

114 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Das Heizkraftwerk beinhaltet ein BHKW zur Abdeckung der Grundlast und einen Erdgas- Spitzenlastkessel. Ein Spitzenlastkessel ist notwendig, da ansonsten das BHKW in Schwachlastzeiten oft an- und abgeschaltet werden müsste, was sich negativ auf die Lebensdauer auswirkt. Anhand des ermittelten Wärmebedarfes lassen sich die benötigte Leistung und der Brennstoffbedarf ermitteln. Diese und weitere technische Rahmendaten sind in Tabelle 5-4 dargestellt. Tabelle 5-4: Technische Daten Nahwärmeverbund Gensingen Technische Daten Nahwärme Gensingen, Am Hallenbad Wärmeabnehmer Nutzwärmebedarf Länge Nahwärmeleitung Rohrnetzkennzahl Rohrnenndurchmesser DN Grundlast BHKW Spitzenlast Erdgaskessel Elektrische Leistung BHKW Laufzeit BHKW Stromproduktion Endenergiebedarf Gasbedarf CO 2 -Einsparung 8 Stück kwh/a 840 m kwh/m*a 80 mm 180 kw th 790 kw th 120 kw el h/a kwh/a kwh/a m³/a 180 t/a Die Tabelle zeigt, dass 840 m Trassenlänge notwendig sind, um alle berücksichtigten Objekte zu erreichen. Zusammen mit der abgesetzten Wärmemenge ergibt sich eine sehr gute Rohrnetzkennzahl von kwh/m*a. Um die benötigte Wärme für die vier öffentlichen Einrichtungen zu decken, wird eine installierte Nennwärmeleistung von 970 kw benötigt. Die Grundlast (BHKW) wird auf 20% der Gesamtleistung ausgelegt. Durch den kontinuierlichen Wärmebedarf des Hallenbades ergeben sich für das BHKW Volllaststunden im Jahr, was einem Anteil an der Gesamtwärmeerzeugung von 60% entspricht. Da im Hallenbad heute bereits zwei kleine BHKW betrieben werden, sollte geprüft werden, ob das neue, größere BHKW am selben Standort aufgestellt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass vermutlich die Stromeinspeiseanlage weiter genutzt werden kann. Den übrigen Lastbereich deckt ein 790 kw Erdgaskessel ab, welcher die restlichen 40% der jährlichen Wärmemenge erzeugt. Das BHKW produziert bei einer elektrischen Leistung von 115 kw eine Strommenge von kwh jährlich. Durch die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung wird mehr Erdgas benötigt als für eine reine Wärmeerzeugung, aber be- 100

115 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen zogen auf die gesamte erzeugte Nutzenergie wird Primärenergie eingespart. D. h. durch die Verbrennung des Gases wird zwar CO 2 ausgestoßen, aber durch die Substitution von Netzstrom werden letztendlich 220 t CO 2 jährlich weniger emittiert. Durch den Anschluss weiterer privater oder gewerblicher Gebäude kann diese Zahl bei verbesserter Wirtschaftlichkeit noch deutlich erhöht werden. Eine mittelfristige Option deutlich mehr CO 2 einzusparen ergibt sich durch den Einsatz von Biomethan aus dem Erdgasnetz. Dieses Methangas wird von Gasnetzbetreibern angeboten, indem es an einer räumlich entfernten Stelle als aufbereitetes Biogas in das Gasnetz eingespeist wird. Dadurch wird bilanziell ein CO 2 -neutraler Brennstoff eingesetzt und der erzeugte Strom kann über das EEG vergütet werden. Die eingesparte CO 2 -Menge wächst auf 640 t/a. Tatsächlich handelt es sich um gewöhnliches Erdgas, wodurch für den Betrieb des BHKW keine technischen Änderungen notwendig wären. Die Preise für das Biomethan sind jedoch mehr als doppelt so hoch (10,10 ct/kwh netto), wodurch der Einsatz derzeit wirtschaftlich nicht konkurrenzfähig zu fossilem Erdgas ist. Wirtschaftlichkeit Die Wirtschaftlichkeitsabschätzung berücksichtigt alle für die Wärmebereitstellung notwendigen Investitionen. Enthalten sind Kosten für Gebäude, BHKW, Spitzenlastkessel, Nahwärmeleitung und Hausübergabestationen. Diese Kosten werden in Kapitalkosten (Zins und Tilgung) umgelegt, wodurch sich eine durchschnittliche jährliche Kapitalbelastung über die Nutzungsdauer ergibt. Addiert mit weiteren laufenden Kosten errechnen sich die Heizgesamtkosten, um die benötigte Wärme bereit zu stellen. Eine Übersicht der geschätzten Kostenpositionen zeigt Tabelle

116 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Tabelle 5-5:Wirtschaftlichkeit Nahwärme Gensingen Wirtschaftlichkeit Nahwärme Gensingen, Am Hallenbad Investitionskosten Enthaltene Förderung Kapitalkosten Verbrauchskosten Betriebskosten Sonstige Kosten Stromerlöse Gesamtkosten Wärmepreis /a /a /a /a /a /a 10 ct/kwh Als Investitionsförderung berücksichtigt sind Zuschüsse für das Wärmenetz nach dem KWKG ( 5a bzw. 7a). Die Tabelle zeigt, dass die Verbrauchskosten durch den zusätzlichen Erdgasbedarf auf /a ansteigen. Die Betriebskosten fallen ebenfalls höher als bei einer dezentralen Lösung aus. Allerdings werden durch die Stromproduktion Erlöse generiert, welche die Heizgesamtkosten wiederum auf /a mindern. Dividiert durch die erzeugte Nutzwärme ergibt sich ein spezifischer Wärmepreis von 10 ct/kwh. Die Stromerlöse ergeben sich zum einen aus Eigennutzung (50%) und zum anderen aus der Einspeisung ins öffentliche Netz (50%). Eingespeister KWK-Strom wird gesetzlich vergütet. Die bisherige Wärmeversorgung verursacht Verbrauchskosten in Höhe von schätzungsweise /a. Unter Berücksichtigung der Investitionskosten in neue dezentrale Erdgaskessel und der Betriebskosten sind ähnlich hohe Heizgesamtkosten zu erwarten. Die Wirtschaftlichkeit des Nahwärmenetzes verbessert sich, wenn es gelingt, zusätzliche Trassenanlieger vom Anschluss zu überzeugen. Eine Nahwärmelösung auf Basis von KWK bietet im Vergleich zur herkömmlichen Versorgung eine größere Preisstabilität in Bezug auf die Heizkosten. Steigende Gaskosten können durch gleichzeitig steigende Stromerlöse bzw. -einsparungen abgedämpft werden. Zudem setzt sich der Wärmepreis zu einem Großteil aus stabilen Kapitalkosten zusammen, wodurch sich steigende Brennstoffkosten weniger stark die Heizgesamtkosten auswirken wie bei einer Einzelversorgung mit Erdgaskessel. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen Der Einsatz von KWK in einem Nahwärmeverbund am Hallenbad in Gensingen bietet eine effiziente Möglichkeit der Energieversorgung. Durch den Einsatz eines BHKW mit vielen Jahresnutzungsstunden werden Primärenergie und damit CO 2 -Emissionen eingespart. Syner- 102

117 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen gieeffekte entstehen dadurch, dass die zwei bestehenden BHKW im Hallenbad ohnehin durch ein größeres ersetzt werden sollen. Es kann somit auf bestehende Erfahrungen und technische Einrichtungen zurückgegriffen werden. In einem ersten Schritt lassen sich durch den Verbund 180 t CO 2 pro Jahr gegenüber dem Ist-Zustand einsparen. Es sollte aber von Anfang an der Anschluss weiterer Gebäude entlang des Trassenverlaufes geprüft werden. Mittelfristig kann das Nahwärmenetz auch in andere Richtungen erweitert werden, dazu sollte frühzeitig bei den Hauseigentümern geworben werden. Zudem kann alternativ Biomethan aus dem Erdgasnetz als Energieträger eingesetzt werden, sofern es die wirtschaftlichen Randbedingungen zulassen. Dies würde die CO 2 - Emissionen wiederum deutlich reduzieren. Eventuell bietet sich die Möglichkeit, das Projekt mit einem Contractor umzusetzen. Mit der Energiedienstleistungsgesellschaft (EDG mbh) steht ein kompetenter Akteur in diesem Segement zur Verfügung. Diese Projektskizze bietet einen ersten Ansatz. Um belastbare, insbesondere kostenbezogene Aussagen treffen zu können, sollte eine Machbarkeitsstudie durchgeführt werden. Innerhalb dieser kann der positive Eindruck des Vorhabens verifiziert werden. 103

118 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze: Nahwärme Sprendlingen Ausgangslage / Problemstellung Durch die Errichtung eines Nahwärmeverbundes werden einzelne Objekte zentral über ein Leitungsnetz mit Wärmeenergie versorgt. Dies hat den Vorteil, dass nur ein Wärmeerzeuger zentral bedient und gewartet wird, weshalb ein Nahwärmenetz insbesondere für eine Gruppe öffentlicher Gebäude eine sinnvolle Alternative zur aufwendigeren dezentralen Beheizung darstellt. Ein Nahwärmeverbund ist wirtschaftlich und energetisch umso sinnvoller, desto mehr Wärme auf relativ kurzer Entfernung verteilt werden kann. Eine kartografische Analyse der öffentlichen Gebäude in der VG Sprendlingen-Gensingen hat ergeben, dass ausgehend von der Grundschule in Sprendlingen mehrere öffentliche Gebäude in einem lokalen Verbund versorgt werden könnten. Derzeit werden sie dezentral mit Erdgasheizungen beheizt. Die Gebäude inklusive jährlichem Erdgasverbrauch zeigt Tabelle 5-6. Tabelle 5-6:Wärmebedarf Nahwärmeverbund Sprendlingen Wärmebedarf Nahwärme Sprendlingen, Schulstraße VG-Verwaltung Grundschule Katholischer Kindergarten Katholische Kirche Summe kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a kwh Erdgas/a Den größten Erdgasverbrauch hat die Grundschule, gefolgt von der VG-Verwaltung. Beide Liegenschaften befinden sich im Eigentum der Verbandsgemeinde. Der Wärmeverbrauch des katholischen Kindergartens und der Kirche wurde anhand von Kennzahlen geschätzt. Bei einem Erdgaspreis von 4,5 ct/kwh müssen jährlich , welche jährlich für die Beheizung der Gebäude gezahlt werden. Zudem werden beim Verbrennen 90 t Kohlendioxid jährlich emittiert. Zielsetzung Durch die Projektskizze soll gezeigt werden, wie durch den zentralen Einsatz erneuerbarer Energien in einem Nahwärmeverbund fossile Primärenergieträger eingespart und damit CO 2 - Freisetzung reduziert werden können. Die Projektskizze sollte zumindest so realisiert werden, dass für die Teilnehmer des Nahwärmeverbundes kein ökonomischer Nachteil gegenüber der derzeitigen Wärmeversorgung entsteht. Ausgehend vom Kernnetz der genannten öffentlichen Objekte können mittelfristig weitere Gebäude (gewerblich, private) im Umfeld angeschlossen werden, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit des Nahwärmeverbundes ver- 104

119 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen bessert und größere Mengen CO 2 eingespart werden können. Als biogener Brennstoff wird Stroh angesetzt, da dieses nach einer Potenzialerhebung in ausreichender Menge von der Landwirtschaft innerhalb der VG geliefert werden kann. Das betrachtete Nahwärmenetz hat in seinen Dimensionen und eingesetzten Energieträgern Modellcharakter für Standorte in der VG, die ähnliche Voraussetzungen bieten. Bauliche und technische Maßnahmen Die Heizzentrale für das Nahwärmenetz könnte südlich des Schulgebäudes errichtet werden. Von da aus werden dann die Schulgebäude, nördlich die VG-Verwaltung und südlich der Kindergarten und der Kirche versorgt. Die Lage der Gebäude und den Leitungsverlauf zeigt die Abbildung 5-4. Abbildung 5-4:Neztplan Nahwärmeverbund Sprendlingen Für den Wärmetransport wird ein Kunststoffmantelverbundrohr mit Heißwasser als Wärmeträgermedium vorgeschlagen. Diese Rohre bestehen aus einem robusten Stahlmediumrohr, welches mit einer Dämmschicht und einem Kunststoffrohr ummantelt. Eine Wärmetrasse besteht jeweils aus einem Rohr für den heißen Vorlauf (ca. 80 C) und einem zweiten für den Rücklauf (ca. 40 C). Die Wärme wird per Wärmetauscher an den jeweiligen Gebäudeheizkreis übertragen. Dieser befindet sich zusammen mit Absperrventilen und einem Wärmemengenzähler zur Abrechnung in einer sog. Hausübergabestation. Das zentrale Heizwerk beinhaltet einen Biomassekessel zur Stroh-Feuerung und einen Erdgas-Spitzenlastkessel. Diese Lastverteilung bietet zum einen wirtschaftliche Vorteile und zum anderen ist eine gewisse Redundanz gegeben für den Fall, dass der Biomassekessel gewartet oder gereinigt werden muss. Anhand des Wärmebedarfes lassen sich die benötigte 105

120 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Leistung und der Brennstoffbedarf ermitteln. Diese und weitere technische Rahmendaten sind in Tabelle 5-7 dargestellt. Tabelle 5-7: Technische Daten Nahwärmeverbund Sprendlingen Technische Daten Nahwärme Sprendlingen, Schulstraße Wärmeabnehmer Nutzwärmebedarf Länge Nahwärmeleitung Rohrnetzkennzahl Rohrnenndurchmesser DN Grundlast Stroh Spitzenlast Erdgas Endenergiebedarf Strohbedarf Gasbedarf CO 2 -Einsparung 4 Stück kwh/a 350 m kwh/m*a 65 mm 120 kw 120 kw MWh/a 110 t FM/a m³/a 80 t/a Bei einer Netzlänge von ca. 350 m inkl. Hausanschlüsse erreicht das Nahwärmenetz einen spezifischen Wärmeabsatz (Rohrnetzkennzahl) von gut kwh/m*a. Eine Zahl über 500 kwh/m*a ist ein erster Hinweis auf einen wirtschaftlichen und energetisch sinnvollen Betrieb. Um die benötigte Wärme für die vier öffentlichen Einrichtungen zu decken, wird eine installierte Nennwärmeleistung von 240 kw benötigt. Diese werden in 50 % Grundlast auf einen Biomassekessel und 50 % Spitzenlast auf einen Erdgaskessel aufgeteilt. Diese Aufteilung hat wirtschaftliche Vorteile und verschafft der Wärmebereitstellung eine gewisse Redundanz. Durch diese Aufteilung werden 90% der jährlichen Wärmeenergie aus biogenen Brennstoffen bereit gestellt. Die Lastspitzen, welche mit Erdgas abgedeckt werden, machen hingegen nur 10 % aus. Durch die Maßnahme können 80 t Kohlendioxid jährlich eingespart werden, da weniger fossiles Erdgas verbrannt wird. Durch den Anschluss weiterer privater Gebäude kann diese Zahl bei verbesserter Wirtschaftlichkeit noch deutlich erhöht werden. Wirtschaftlichkeit Die Wirtschaftlichkeitsabschätzung berücksichtigt alle für die Wärmebereitstellung notwendigen Investitionen: Von dem Gebäude für die Heizzentrale und den Wärmeerzeugern über die Rohrleitung zur Wärmeverteilung bis hin zu den Hausübergabestationen. Diese Kosten werden in Kapitalkosten (Zins und Tilgung) umgelegt, wodurch sich eine durchschnittliche jährliche Kapitalbelastung über die Nutzungsdauer ergibt. Zusammen mit weiteren laufenden 106

121 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Kosten ergeben sich die Heizgesamtkosten, um die benötigte Wärme bereit zu stellen. Eine Übersicht der grob kalkulierten Kosten zeigt Tabelle 5-8. Tabelle 5-8: Wirtschaftlichkeit Nahwärme Sprendlingen Wirtschaftlichkeit Nahwärme Sprendlingen, Schulstraße Investitionskosten Enthaltene Förderung Kapitalkosten Verbrauchskosten Betriebskosten Sonstige Kosten Heizgesamtkosten Wärmepreis /a /a /a /a /a 12 ct/kwh Als Investitionsförderung berücksichtigt sind Zuschüsse auf den Biomassekessel, das Leitungsnetz und die Hausübergabestationen im Rahmen des Marktanreizprogramms des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Die Tabelle zeigt, dass die Verbrauchkosten gegenüber der derzeitigen Situation auf /a gesenkt werden können. Legt man die Jahresheizgesamtkosten auf die erzeugte Nutzwärme um, ergibt sich ein Wärmepreis von 12 ct/kwh. Hierbei handelt es sich jedoch um einen ersten Richtwert, welcher sich durch genauere Untersuchungen verändern kann. Vergleicht man den Nahwärmeansatz mit Investitionskosten in neue dezentrale Erdgaskessel und die dafür notwendigen Betriebskosten, ergeben sich mit den derzeitigen Verbrauchskosten ( /a) Heizgesamtkosten, welche etwas unter der Nahwärmeoption liegen. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass es sich bei der vorliegenden Skizze um eine statische Berechnung handelt, welcher die heutigen Preise zugrunde liegen. Unter Berücksichtigung von Preissteigerungen der Brennstoffe ergibt sich ein Vorteil für eine Nahwärmeversorgung auf Strohbasis, da dieser Brennstoff regional und zu stabilen Preisen verfügbar ist. Erdgas hingegen ist ein fossiler, endlicher Brennstoff, welcher deutlich stärkeren Preissteigerungen unterworfen ist. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen Ein Nahwärmeverbund in der Schulstraße Sprendlingen bietet für die Verbandsgemeinde einen attraktiven Ansatzpunkt, um fossile Energieträger dauerhaft und wirtschaftlich einzusparen. Durch den Einsatz von Stroh wird ein regionaler Energieträger anstatt importierten 107

122 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Erdgases eingesetzt. Dieser ist dauerhaft und zu stabilen Preisen verfügbar und der Einkauf stärkt die regionale Wertschöpfung. Die relativ hohen Betriebskosten (Wartung und Instandhaltung, Bedienung) des Nahwärmeverbundes bewirken Aufträge an regionale Handwerksunternehmen. In einem ersten Schritt lassen sich durch den Verbund öffentlicher Gebäude 80 t CO einsparen. Es sollte aber schon von Anfang an der Anschluss weiterer Gebäude entlang des Trassenverlaufes geprüft werden. Mittelfristig kann das Nahwärmenetz auch in andere Richtungen erweitert werden, wenn man frühzeitig bei den Hauseigentümern für einen Anschluss wirbt. Ein solches Projekt mit einem hohen Anteil an Investitionskosten ist weit weniger von schwankenden Brennstoffpreisen beeinflusst, da die Investition in sehr gut kalkulierbaren Darlehen über die KfW-Bank finanziert werden kann. Zudem ist damit zu rechnen, dass das regional anfallende Stroh auch zukünftig zu relativ stabilen Preisen zu beziehen ist. Die Errichtung einer Biomasse-Heizanlage nahe der Grundschule Sprendlingen bietet sich hervorragend an, um in die Lehre integriert zu werden. Anhand eines solchen Projektes können den Schulkindern gesellschaftsrelevante Themen wie Nachhaltigkeit und praktischer Naturschutz anschaulich nahegebracht werden. Diese Projektskizze bietet einen ersten Ansatz. Um belastbare insbesondere kostenbezogene Aussagen treffen zu können, sollte eine Machbarkeitsstudie durchgeführt werden. Innerhalb dieser kann der positive Eindruck des Vorhabens zahlenmäßig verifiziert werden. 108

123 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze: Gemeindeeigene Gebäude Ausgangslage/ Problemstellung Im Eigentum der Ortsgemeinde Sprendlingen stehen mehrere öffentliche Gebäude. Diese werden an sozialschwache Bürger der Gemeinde gegen einen günstigen Zins zur privaten Nutzung vermietet. Im Rahmen der Klimaschutzinitiative wurde seitens der Gemeinde über den Verkauf der einzelnen Wohnungen in Verbindung mit einer energetischen Sanierung nachgedacht. Die gemeindeeigenen Wohnungen sind in der Gau-Bickelheimer-Straße 71 73, 75 sowie Brunnenstraße 4 6 gelegen. Abbildung 5-5:Gebäude in der Gau-Bickelheimer-Straße 71-73, Gau-Bickelheimer-Str. 75, Brunnenstraße 4-6 Der Ist-Zustand der Gebäude ist aufgrund der bereits erfolgten Sanierungsmaßnahmen im Jahre 1990 auf einem einheitlichem Standard. Diese Sanierungsmaßnahme im Jahr 1990 umfasste die Dämmung der obersten Geschossdecke mit 10 cm Glaswolle WLG 040, die Dämmung der Außenwand mit 6 cm, eine Perimeter Dämmung von 4 cm sowie den Einbau 2-fach isolierverglaster Kunststofffenster. Die Fenster in beiden Gebäuden der Gau- Bickelheimer-Straße sind vom Typ Teutotherm vom Hersteller Teuto-Glas aus dem Jahr Die Fenster in der Brunnenstraße waren nicht gekennzeichnet. 98 Die einzlenen Wohnungen werden bisher mit Hilfe von Festbrennstoff in Einzelraumfeuerstätten beheizt. Eine Wohnung im EG des Gebäudes Gau-Bickelheimer-Str. 75 wurde in Eigenleistung vom Mieter mit einer Gasheizung und entsprechenden Heizkörpern ausgestattet. Der Flüssiggastank ist im Garten des Hauses aufgestellt. Die Warmwasseraufbereitung in den Gebäuden erfolgt mithilfe von Warmwasserboilern und Elektro-Durchlauferhitzern. Zielsetzung Das Ziel des Projekts im Rahmen der Klimaschutzinitiative ist der Verkauf der Wohnungen in Verbindung mit einer zuvor vereinbarten und später durch den neuen Eigentümer durchzuführenden energetischen Sanierung. Ebenso soll untersucht werden, welche Fördermöglichkeiten für die energetische Sanierung den besitzenden Parteien zu Verfügung stehen, zum einen der Gemeinde als momentaner Besitzer und des Weiteren dem Investor/den Investo- 98 Es soll erwähnt werden das die Angaben der Primeter Dämmung als auch jene der Außenwanddämmung nur aufgrund von Erfahrungswerten geschätzt wurden. Die Tatsache, das die Primeter Dämmung bis unter die Geländeoberfläche geführt wurde, ermöglichte keine genaue Messung. 109

124 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen ren oder den Privateigentümern als zukünftigen Besitzern. Durch eine im Rahmen des Kaufvertrages vereinbarte Sanierung kann eine Schadstoffminderung und bessere Energieeffizienz der Gebäude bei gleichzeitiger Auslagerung der Kosten erreicht werden. Zudem wird durch die Installation einer Zentralheizung die Brandgefahr gemindert. Der Betrieb von Einzelraumfeuerstätten birgt aufgrund der Lagerung der Brennstoffe im Keller sowie deren direkten Nutzung in der Wohnung erhöhte Brandgefahr. Die Installation einer Zentralheizung würde somit zur Sicherheit des Gebäudes und deren Bewohner beitragen. Eine Zentralheizung würde auch die Raumluftqualität verbessern, da die bestehenden Einzelöfen i. d. R. die Verbrennungsluft dem Aufstellungsraum entziehen und somit den Luftsauerstoff vermindern. Nicht zu Letzt wird durch den Einbau einer Zentralheizung die Schadstoffkonzentration im Abgas reduziert, da Einzelfeuerstätten die in den Brennstoffen enthaltenen Schadstoffe aufgrund der geringeren Betriebstemperatur nicht sauber verbrennen können. Bauliche und technische Energiesparmaßnahmen Die Beschreibung der baulichen und technischen Maßnahmen erfolgt aufgrund der Baugleichheit nur allgemein und stellvertretend für die insgesamt 3 Gebäude. Dämmung Die Kellerdecken der unbeheizten Kellerräume sollten in allen Gebäuden gedämmt werden. Dadurch wird weniger Energie durch die Decke transmissieren und die Fußbodentemperatur steigt, was eine Verringerung der Raumtemperatur ohne Komfortverluste ermöglicht. Eine Dämmung sollte in einer Stärke von mindestens 8 cm mit einer Wärmeleitgruppe 035 erstellt werden. Die Dämmstärke ist allerdings unter anderem abhängig von der Sturzhöhe der Fenster und Türen. Nach der Begehung der Gebäude sollte diese Dämmstärke erreicht werden können. 110

125 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-6:Aufnahme der Kellerdecke, Gau-Bickelheimer-Straße Nach heutigem Baustandard sollte die Dämmung der obersten Geschossdecke cm und die der Außenwand cm betragen. Somit entsprechen die Dämmung der Außenwand sowie die der obersten Geschossdecke nicht mehr dem heutigen Baustandard. Eine Verstärkung der bestehenden Dämmung ist jedoch wirtschaftlich nicht darstellbar. Heizungsanlage/Wärmebereitstellung Der Einbau einer zentralen Heizungsanlage, sei es ein Gasbrennwertkessel oder auch eine Heizung mit Holzpellets als Festbrennstoff, steigert den Wert einer Immobilie und sichert eine ständige zentrale Wärmebereitstellung für die Bewohner. Jedoch steigt durch die Installation einer zentralen Heizungsanlage auch der Bedarf an Brennstoff der einzelnen Wohnungseinheiten. Dies begründet sich durch die Tatsache, dass durch den Einbau von Heizungskörper für alle Räume einer Wohnung, die Wärme mit sehr geringem Aufwand zur Verfügung steht, und aus Erfahrung von den Bewohnern auch genutzt werden wird. Somit entstehen durch eine komfortable Wärmebereitstellung folglich ein erhöhter Brennstoffverbrauch auch höhere Kosten, die evtl. nicht vollständig von den Mietern getragen werden können. Dies sollte insbesondere im Hinblick auf die sozialschwach geprägte Mieterstruktur berücksichtigt werden. Für den Fall, dass die Wohnungen einzeln verkauft werden, bedeutet dies für den jeweiligen Bewohner eine große Investition sowie nicht abzuschätzende Betriebskosten. Auch die Willensbildung zur Installation einer zentralen Gemeinschaftsanlage könnte sich beim Verkauf einzelner Eigentumswohnungen aufgrund verschiedener Ansichten und 111

126 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Interessenslagen schwierig gestalten. Sollten die Gebäude jedoch an einen Eigentümer verkauft werden, stehen den erhöhten Betriebskosten hingegen keine Eigenleistung bzw. Investition der Mieter gegenüber, da der Einbau einer Gemeinschaftsanlage vom Eigentümer übernommen werden muss. Zudem würde sich die direkte Schadstoffemission in den einzelnen Wohnungen vermindern, da die Verbrennung nicht mehr direkt in der Wohnung stattfindet. Beleuchtung Die Lichtbereitstellung im allgemein zugänglichen Bereich der Gebäude (Flur, Keller und Dachgeschoss) erfolgt anhand gewöhnlicher Glühbirnen. Diese könnten durch Energiesparlampen ausgetauscht werden. Nutzung solarer Energie Für die Gebäude in der Gau-Bickelheimer-Straße besteht die Möglichkeit der Nutzung solarer Energie über eine Photovoltaikanlage sowie einer heizungsunterstützenden Solarthermieanlage. Die beiden Gebäude sind mit einer Abweichung von ca. 10 Grad nach Osten ausgerichtet. Die Neigung der Dächer in südliche Richtung liegt bei ca. 35 Grad. Die Stromzähler der Gebäude sind jeweils im Keller installiert. Die Nutzung solarer Energie zur Stromerzeugung ist in der Brunnenstraße 4-6 aufgrund mehrerer Dachgauben zwar eingeschränkt, jedoch könnte auch hier eine Anlage zur Nutzung solarer Strahlung installiert werden. Das Dach ist nach Süden ausgerichtet mit einer Abweichung von 10 Grad nach Osten. Die Neigung der Dachschräge zur Südseite beträgt laut Gebäudeplan des Dipl. Ing (FH) Spang 36,5 Grad. Die Stromzähler der Gebäude sind im Treppenhaus (Erdgeschossniveau) installiert. Das Potenzial, das im Rahmen einer bereits durch das IfaS durchgeführten Solarkartierung ermittelt wurde, ist der folgenden Tabelle zu entnehmen. Tabelle 5-9: Potenzialanalyse solarer Energie Gebäude Gau-Bickelheimer-Straße Potenziale solarer Energie PV (Dickschicht) PV (Dünnschicht) Solarthermie kwh/a 9620 kwh/a kwh/a Gau-Bickelheimer-Straße kwh/a 5394 kwh/a kwh/a Brunnenstraße kwh/a 5060 kwh/a kwh/a Summe: kwh/a kwh/a kwh/a 112

127 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Bad/Dusche: Hinsichtlich des Willens zum Verkauf der Wohnungen bzw. Gebäude ist anzumerken, dass diese nur vereinzelt über ein Bad verfügen. Sollte ein Verkauf weiterhin angestrebt werden muss dies bei Festlegung des Verkaufspreises ebenfalls berücksichtigt werden. Wirtschaftlichkeit Aufgrund der Ausstattung mit Einzelraumfeuerstätten in den Wohnungen sind keine genauen Verbrauchsdaten bekannt. Insofern kann hier nicht detailliert auf die Wirtschaftlichkeit der einzelnen Maßnahmen, sondern lediglich auf die zu erwartenden Kosten eingegangen werden. Heizungsanlage/Wärmebereitstellung: Ausgehend von der Entwurfsvorlage des Ingenieurbüros Melenk ist von folgenden Kosten auszugehen: Bei der Variante mit Gasbrennwertkessel wird ein Kessel im Gebäude der Brunnenstraße und ein Kessel für die Gebäude der Gau-Bickelheimer-Straße installiert. Die Wärmebereitstellung für das zweite Gebäude der Gau-Bickelheimer-Straße erfolgt dann mit Hilfe einer Nahwärmeleitung und zwei Übergabestationen. Tabelle 5-10: Varianten mit Gasbrennwertkessel Maßnahme Kosten 2 Gasbrennwertkessel Abgasanlage Gasleitungen Heizkörper Heizungsrohrleitungen einschl. Armaturen Sockelleisten Heizung erdverlegte Rohrleitung Übergabestationen Gesamtkosten Bei der zweiten Variante wird für die Wärmebereitstellung der gemeindeeigenen Wohnungen die Installation von zwei Pelletheizungen vorgeschlagen. Die Versorgung der Gebäude der Gau-Bickelheimer-Straße soll mit einer Pelletheizung und wie bereits bei Variante 1 mit einer Nahwärmeleitung und zwei Übergabestationen erfolgen. 113

128 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Tabelle 5-11: Variante mit Pellets Maßnahme Kosten 1 Pelletheizung (Brunnenstraße) Pelletheizung (Gau-Bickelheimer-Straße) Abgasanlage (freistehender Schornsteinzug) Abgasanlage (vorhandener Schornsteinzug) Heizkörper Heizungsrohrleitungen einschl. Armaturen Sockelleisten Heizung erdverlegte Rohrleitung Übergabestationen Gesamtkosten Somit entstehen für jede der 29 Wohnungen, die noch keine Heizkörper installiert haben, Kosten für die Heizkörper in Höhe von 700,00. Die seitens des Ingenieurbüros Melenk bezifferte Anzahl von 55 Heizkörpern wurde unsererseits auf 58 erhöht. Somit ergibt sich ein Wert von zwei Heizkörpern je Wohnung. Dies geschah unter der Annahme, dass ein Heizkörper jeweils im Bad und einer in einem Wohnraum installiert wird. Sollte in jedem Raum ein Heizkörper installiert werden, ist mit weiteren Kosten zu rechnen. Die Kosten für die Installation einer Gasheizung exklusive der Heizkörper belaufen sich je Wohnung in der Brunnenstraße auf ca ,00. Die Kosten für eine Wohnung in einem der Gebäude in der Gau- Bickelheimer-Straße betragen exklusive der Heizkörper 1.820,00. Die Kosten für die Installation einer Pelletheizung exklusive der Heizkörper belaufen sich je Wohnung in der Brunnenstraße auf ca ,00. Für eine Wohnung in einem der Gebäude in der Gau- Bickelheimer-Straße betragen die Kosten exklusive der Kosten für die Heizkörper ca ,00. Aufgrund von Erfahrungswerten aus anderen Projekten ist jedoch mit einem Betrag je Wohnung in geschätzer Höhe von 5.500,00 zu rechnen. Dämmung Ebenfalls aus der Entwurfsvorlage des Ingenieurbüros Melenk zu entnehmen, sind die Kosten für die Dämmung der Kellerdecke. Die Kosten in Höhe von ,00 sind nochmals auf die einzelnen Wohnungen umzulegen. Somit ergibt sich je Wohnung ein Betrag in Höhe von 583,50. Tabelle 5-12: Dämmung der Kellerdecke Maßnahme Kosten Dämmung Decke KG Gesamtkosten

129 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Zusammenfassend entstehen Kosten für die Dämmung der Kellerdecke sowie für die Installation einer Heizungsanlage. Nachfolgend werden die Kosten für die Variante mit Gasheizung und Dämmung der Kellerdecke angegeben (siehe Abb. 1-7). Tabelle 5-13: Kosten der Varianten Gasbrenner plus Dämmung Maßnahme Kosten Heizungsanlage Gasbrenner Dämmung Decke KG Gesamtkosten Die folgenden Kosten wurden für die Variante mit Pellets und Dämmung ausgewiesen (siehe Abb. 1-8). Tabelle 5-14: Kosten der Varianten Pellets plus Dämmung Maßnahme Kosten Heizungsanlage Pellets Dämmung Decke KG Gesamtkosten Fördergelder Zur Unterstützung von energetischen Sanierungen stehen mehrere bundesweite und regionale Fördertöpfe zur Verfügung. Je nach Antragsteller können unterschiedliche Förderungen beantragt werden. In dieser Ausarbeitung erfolgt eine Aufstellung, welcher Eigentümer (Kommune, Gewerblicher Investor oder Privatperson) welche Fördermöglichkeiten erhalten kann. 115

130 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Tabelle 5-15: Förderprogramme zur energetischen Sanierung Förderprogramm Regionale Gültigkeit Art der Förderung Förderfähigkeit Kommune Investor Privat Vor-Ort-Beratung Bund Zuschuss X X Marktanreizprogramm MAP - BAFA Bund Zuschuss X X X Energieeffizient sanieren -Sonderförderung- KfW Programm 431 Bund Zuschuss X X X KfW Wohneigentumsprogramm Bund Darlehen X Energieeffizient sanieren - Zuschuss - Bund Zuschuss X Energieeffizient sanieren - Kredit - KfW Gesamtprogramm 151; KfW Einzelmaßnahmen 152 Soziale Wohnraumförderung - Modernisieren von Mietwohnungen - Soziale Wohnraumförderung - Wohneigentum - Soziale Wohnraumförderung - Modernisieren von selbstgenutztem Wohneigentum - Bund Darlehen X X X RLP Zuschuss, Darlehen RLP Darlehen X RLP Zuschuss, Darlehen RWE - Förderprogramm Klimabonus Zuschuss X X X Zinszuschüsse für Energieeffiziente Investitionen X RLP Zuschuss X Die Übersichtstabelle zu den Fördermöglichkeiten ist der energetischen Sanierung der gemeindeeigenen Gebäude zugeschnitten und entspricht nicht den kompletten Richtlinien. Tabelle 5-16: Programminhalte und Kumulierbarkeit der Förderprogramme X X Förderprogramm Regionale Gültigkeit Programminhalt Vor-Ort-Beratung Bund 360 für Energieberatung >3Wohnungen, 50 Stromsparberatung Marktanreizprogramm MAP - BAFA Energieeffizient sanieren - Sonderförderung- KfW Programm 431 Bund Unterschiedliche Zuschüsse, je nach Energiestandard und Zusammensetzung der Techniken nach der Sanierung. Förderung von Solarkollektoren zur kombinierten Warmwassererzeugung und Heizungsunterstützung; Kesseltauschbonus bei Umrüstung der bestehenden Heizungsanlage gegen Brennwertkessel (Öl,Gas) oder Pelletkessel oder Hackschnitzelkessel. Bund 50% Zuschuss, max für Planung und Bauleitung energieeffizienter Sanierung Kumulierbarkeit nicht möglich mit anderen öffentlichen Mitteln Eine Kumulation mit anderen öffentlichen Förderprogrammen ist zulässig, solange die Gesamtförderung nicht das zweifache der Fördersumme bzw. die zulässigen max. Beihilfeintensitäten der EU übersteigt. Ausgeschlossen ist die Kombination mit dem Programmteil "Einzelmaßnahmen bzw. freie Einzelmaßnahmenkombinationen" der genannten KfW-Programme. Regenerativer Kombinationsbonus und Effizienzbonus sind nicht miteinander kumulierbar. möglich mit Ausnahme der steuerlichen Förderung gemäß 35a Abs. 3 EStG (Steuerermäßigung für Handwerkerleistungen). KfW Bund Finanzierung von bis zu 30% Fördermittel aus öffentlichen 116

131 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Wohneigentumsprogramm Energieeffizient sanieren - Zuschuss - Energieeffizient sanieren - Kredit - KfW Gesamtprogramm 151; KfW Einzelmaßnahmen 152 Soziale Wohnraumförderung - Modernisieren von Mietwohnungen - Soziale Wohnraumförderung - Wohneigentum - Bund Bund RLP RLP des Kreditbetrages. Maximale Kreditlaufzeit 35 Jahre. Zinssatz ab 2,93% effektiv pro Jahr. Unterschiedliche Zuschüsse, je nach Energiestandard nach der Sanierung. Realistisch könnte das KfW- Effizienzhaus 115 erreicht werden. Der Zuschuss beläuft sich hierfür auf 7,5% der förderfähigen Kosten, max pro Wohneinheit (ab ). Bei der Durchführung von Einzelmaßnahmen können diese mit einem Zuschuss von 5% der förderfähigen Kosten, max pro Wohneinheit gefördert werden. Das Mindestinvestitionsvolumen beträgt Für das Gesamtprogramm: Zinsgünstiges Darlehen (2,17% effektiv; 20/3/10) bis pro Wohneinheit und ein Tilgungszuschuss wird beim Erreichen des KfW- Effizienzhaus 115 von 2,5% des Zusagebetrages gewährt (ab ). Für Einzelmaßnahmen: Zinsgünstiges Darlehen (2,83% effektiv; 20/3/10) bis pro Wohneinheit. Zuschuss im Behördenverfahren: 25% Zuschuss der Förderfähigen Kosten bei mind und max förderfähiger Kosten pro Wohnung. Darlehen über Hausbankverfahren: 15- jährigen Zinsverbilligtes Kapitalmarktdarlehen von max. 460 /m² Wohnfläche. Erwerb und Umbau von Wohneigentum. Antragsberechtigt sind Haushalt, deren Einkommen nach 9 des WoFG um nicht mehr als 30% die Einkommensgrenze überschreitet. Es gibt Zinsverbilligte Darlehen, die in Haushalten können zusätzlich in Anspruch genommen werden. Die Inanspruchnahme von Krediten aus anderen Förderprogrammen von Bund und Ländern zur ergänzenden Finanzierung einer bereits mit dem Zuschuss geförderten Maßnahme ist nicht möglich. Eine Kombination der Zuschüsse aus diesem Programm mit Zuschüssen Dritter ist möglich, sofern die Summe der Zuschüsse und Zulagen Dritter 10 % der förderfähigen Kosten nicht übersteigt. Bei Überschreitung wird der Zuschussbetrag entsprechend gekürzt. Die Kombination der Zuschüsse mit einem KfW- Förderkredit im Rahmen des Programms Energieeffizient Sanieren ist ebenfalls nicht möglich. Die Kombination mit dem KfW- Programm "Energieeffizient Sanieren - Sonderförderung" ist möglich. möglich, sofern die Summe aus Krediten, Zuschüssen und Zulagen die Summe der Aufwendungen nicht übersteigt. Die Kombination mit der Zuschussvariante des Programms Energieeffizient Sanieren ist nicht möglich. Die Kombination mit "Energieeffizient Sanieren Sonderförderung" ist möglich. möglich nicht möglich mit anderen Landesmitteln 117

132 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Soziale Wohnraumförderung - Modernisieren von selbstgenutztem Wohneigentum - RWE - Förderprogramm Klimabonus Zinszuschüsse für Energieeffiziente Investitionen RLP RLP Höhe und Zinssatz an die Einkommens- und Familiensituation des Antragstellers angepasst ist. Sanierung von Wohneigentum. Antragsberechtigt sind Haushalt, deren Einkommen nach 9 des WoFG die Einkommensgrenze um nicht mehr als 10% für den Zuschuss und 60% für das Darlehen überschreitet. 800 bei Einbau eines Gas Brennwertkessels und mind. 5 Jahren Gasbezug bei RWE Zinszuschuss beim Bau einer Biomasseheizung und/oder Nahwärmenetz. möglich. möglich Aufgrund der Komplexität der Fördermöglichkeiten mit all ihren Ausnahmen, unterschiedlichen Zinsen je nach Laufzeit, und verschiedenen Kumulierbarkeiten, ist es vom Aufwand innerhalb dieser Ausarbeitung nicht möglich eine genaue Berechnung durchzuführen. Auch kann ohne eine genauere Kenntnis der Einkommen der Mieter und möglichen Käufer nicht mit den Fördergeldern aus der sozialen Wohnraumförderung gerechnet werden. Wenn man aus der Liste das Wohneigentumsprogramm des Bundes und soziale Wohnraumförderung- Wohneigentum des Landes Rheinland-Pfalz, die nicht direkt mit der Sanierung von Gebäuden zusammenhängen und nur der Vollständigkeit halber aufgeführt sind, herausstreicht, kann man überschlägig sagen, dass es für die Kommune und die Privatpersonen ähnlich gute Fördermöglichkeiten gibt. Für einen Investor ist es aufgrund der Fördermittel nicht so attraktiv, in ein solches Objekt zu investieren, hier könnten vielleicht steuerliche Vorteile, die nicht betrachtet wurden, ausschlaggebend sein. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen Aufgrund der vorliegenden Daten wird im Rahmen dieser Projektskizze die Sanierung der Gebäude aus sicherheitsrelevanten, gesundheitlichen, ökologischen und ökonomischen Gründen empfohlen. Die derzeitige Ist-Situation der Gebäude zeigt, dass es einer Sanierung bedarf. Die fehlende Heizungsanlage in jedem Gebäude sowie die Dämmung zählen zu den vorrangigen energetischen Sanierungen. Da die meisten Wohnungen über kein Bad verfügen, stellt dies einen wertmindernden Aspekt dar. Auf das bereits erwähnte Potenzial durch die Nutzung solarer Energie wurde bereits hingewiesen. Jedoch stellt dies keine direkte Wertsteigerung der Gebäude dar. Für die Kommune und private Käufer, welche die Wohnungen zur Eigennutzung kaufen, stellen sich die Fördertöpfe ziemlich ausgewogen dar. Beim Verkauf der einzelnen Wohnung gestaltet sich eine vertragliche Vereinbarung zur Sanierung der Gebäude rechtlich gesehen schwierig. Zwar besteht in der Bundesrepublik Ver- 118

133 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen tragsfreiheit, Art. 2 Abs. 1 GG, sofern der Inhalt nicht gegen zwingende Vorschriften des geltenden Rechts, gesetzliche Verbote oder die guten Sitten verstößt, jedoch ist es fragwürdig, wie weit ein Eingriff in den Umgang mit Privateigentum vorbestimmt werden kann (vgl. Art. 14 GG). Bei Grundstücken besteht gemäß 883 ff. BGB jedoch auch die Möglichkeit eine dahingehende Vereinbarung ins Grundbuch eintragen zu lassen. Sollte der Käufer und somit neue Eigentümer nicht, wie zuvor vereinbart und im Grundbuch vermerkt, energetisch Sanieren wäre der Kaufvertrag Nichtig (vgl. BGHZ 144, 323). Dies würde die Rückgabe der Immobilie an die Ortsgemeinde bedeuten. Im Rahmen der Projektskizzen kann aufgrund der Komplexität nicht auf die rechtlichen Fragen eingegangen werden, daher wird die Hinzuziehung einer fachlichen Rechtsberatung zur Prüfung der Sach- und Rechtslage empfohlen. Im Hinblick auf die regionale Wertschöpfung wird empfohlen, die Gebäude an einen Käufer aus der Region zu verkaufen. Somit wird sichergestellt, dass zumindest ein Teil der evtl. Mieteinnahmen in der Region verbleiben. 119

134 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze: Kläranlage Unterer Wiesbach Ausgangslage/ Problemstellung In der Gruppenkläranlage im Unteren Wiesbach ist mit einer Überhitzung des Schaltraumes im Sommer zu rechnen. Zur Temperaturbegrenzung soll ein Klimagerät im Schaltraum aufgestellt werden. Alternativ könnten kleine bauliche Maßnahmen auch den Zweck erfüllen, der Überhitzung vorzubeugen. Diese Maßnahmen sollen in dieser Skizze erläutert werden. Bei der Ortsbegehung ist aufgefallen, dass die Schaltschränke relativ wenig Wärme abgeben, und daher bei der sommerlichen Überhitzung von Wärmeeinträgen über die Gebäudehülle ausgegangen werden kann. Zielsetzung Das Klimagerät sollte so wenig wie möglich zur Kühlung des Schaltraumes beitragen. Besser wäre die Möglichkeit eines kompletten Verzichtes auf das Klimagerät. Eine Kühllastberechnung nach VDI 2078 ist im Rahmen dieser Projektskizze nicht möglich. Beschreibung der baulichen und technischen Ausganssituation Das Gebäude ist in Massivbauweise errichtet und die Außenwände sind ungedämmt. Die Kunststofffenster sind mit einer Doppelverglasung ausgeführt. Die Decke ist als Leichtbaudecke abgehängt und laut Aussage des Kläranlagenpersonals gedämmt. Der Boden des Schaltraumes ist um ca. 50 cm aufgeständert. In dem Zwischenraum unter dem aufgeständerten Boden verlaufen Strom- und Datenleitungen. Die Innenwand zum abgesetzten Gebäude auf der linken Seite ist massiv gemauert. Die rechte Innenwand ist in Leichtbauweise erstellt. Das Volumen des Raumes beträgt ca. 60 m³. 120

135 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-7: Kläranlage Unterer Wiesbach: Vorderansicht/Westansicht (oben links), Rückansicht/Ostansicht (Oben rechts), Aufgeständerter Boden (unten links), Innenansicht Schrank im Schaltraum (unten rechts) Von diesem Raum aus wird die gesamte Kläranlage gesteuert. Die Anschlussleistung der Kläranlage, die in diesem Raum auf die Aggregate verteilt wird, beträgt 260 kw el. Der Raum wird zurzeit durch eine Querlüftung gekühlt, hierzu ist ein Lüfter auf der Ostwand (Abbildung 2, Rahmen) installiert und ein Lüftungsgitter als Nachströmöffnung auf der Westseite (Abbildung 1, Rahmen). Der Lüfter wird derzeit automatisch eingeschaltet, wenn die Innenraumtemperatur eine Grenztemperatur überschreitet. Dies ist dann der Fall, wenn auch die Außentemperatur sehr hoch ist. Der Lüfter saugt daher sehr warme Außenluft an, die den Raum nicht kühlen kann, sondern weiter erwärmt. Die Hülle des Raumes besteht aus drei gemauerten und somit schweren Wänden. Sie haben eine hohe Speicherkapazität für Wärme oder Kälte. Der Boden, die Decke und eine Innenwand sind aus Leichtbauelementen und haben nur eine geringe Speicherkapazität. 121

136 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Optimierungsmöglichkeiten bei der Raumkühlung Das Fenster auf der Ostseite sollte mit einer Sonnenschutzfolie abgeklebt werden. Hierdurch wird der Wärmeeintrag über die direkte Sonneneinstrahlung wesentlich minimiert. Dies ist eine sehr kostengünstige Maßnahme und sollte unabhängig vom Ergebnis, welche Raumkühlung installiert wird, durchgeführt werden. An beiden Wandöffnungen, Ost- und Westseite sollte ein Lüfter mit Richtungswechsel installiert werden. Morgens kann noch die im Schatten liegende kühlere Luft der Westseite und nachmittags die kühlere Luft der Ostseite angesaugt werden. Es sollten zeitgesteuerte, gegenläufige Axialventilatoren zum Einsatz kommen. Es sollten Temperaturfühler eingebaut werden, damit die Lüfter nur in Betrieb sind, wenn die Außenluft mind. 3 Kelvin unter der Innentemperatur liegt. Die effizienteste Kühlung des Raumes erfolgt in der Nacht, da dort die größte Temperaturspreizung ist. Die Bauteile des umgebenden Raumes können herunter gekühlt werden und dann einen Teil der am Folgetag anfallenden Wärme aufnehmen. Die Ventilatordrehzahl sollte über den Temperaturfühler und einen Feuchtigkeitsfühler gesteuert werden, da bei einem zu großen Luftwechsel und einer großen Temperaturspreizung die Gefahr von Kondensatbildung besteht, die in einem Schaltraum nicht erwünscht ist. Auf der Westseite könnte ein kleines Vordach angebracht werden um die direkte Sonneneinstrahlung auf die Außenwand zu verringern, und somit die Aufheizung der Wand und der Metalleingangstüre zu minimieren. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen Das Fenster auf der Ostseite sollte mit einer Sonnenschutzfolie beklebt werden. Das bestehende Lüftungssystem sollte durch zwei Lüfter ersetzt werden, die nur in Betrieb sind, wenn die Außentemperatur mindestens um 3 K unter der Innenraumtemperatur liegt. Die Ventilatoren sollten wie oben beschrieben Temperatur-, Zeit- und Luftfeuchtigkeitsabhängig gesteuert werden. Das Dach im Bereich des Schaltraumes könnte verlängert werden und somit die Wand zusätzlich verschatten. Die Dämmung auf der Zwischendecke sollte kontrolliert werden um eine fehlerhafte Verlegung der Dämmung ausschließen zu können. 122

137 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze LED Straßenbeleuchtung In der Projektskizze wird der Wechsel von Quecksilberdampfhochdrucklampen auf LED- Lampen in der Straßenbeleuchtung anhand des Beispiels der Gau-Bickelheimer-Straße in Sprendlingen dargestellt. Von der Einmündung Sankt-Johanner-Straße bis zur Kreuzung Dammstraße sind auf einer Straßenlänge von ca. 345 m neun Glockenleuchten mit einer Leuchtpunkthöhe von 4 m installiert. Unter der Annahme, dass diese mit Quecksilberdampfhochdrucklampen ausgestattet sind, wird nachfolgend die Wirtschaftlichkeit eines Wechsels auf LED-Lampen betrachtet. Ausgangssituation Allgemeine Zahlen zur Straßenbeleuchtung in Deutschland: In Deutschland sind rund 9 bis 9,5 Millionen Lichtpunkte in der öffentlichen Beleuchtung installiert. Die Leuchtenlebensdauer beträgt etwa 25 bis 30 Jahre, in der Realität werden jedoch viele Leuchten seit mehr als 40 Jahren betrieben. Neuere Techniken sind der bestehenden Beleuchtungstechnik in punkto Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit weit überlegen. Verkehrssicherungspflicht und Sicherheit im Straßenverkehr: Eine allgemeine Straßenbeleuchtung, die den gesamten Straßenraum einer Gemeinde ausleuchtet, wird in der Rechtsprechung uneinheitlich bewertet. Im Rahmen der kommunalen Daseinsvorsorge sind Städte und Gemeinden allerdings zur Verkehrssicherung verpflichtet. Die Kommune kann diese Verkehrssicherungspflicht an Dritte übergeben, ihr verbleiben jedoch Kontroll- und Aufsichtspflichten. Eine Verkehrssicherungspflicht, in Bezug auf die Straßenbeleuchtung, besteht bei folgenden Fällen, um einer Gefahr für die Allgemeinheit und die Verkehrsteilnehmer vorzubeugen (sowohl Inner- als auch Außerorts). Bei gefährlichen Straßenkreuzungen und -einmündungen Scharfen Kurven Fußgängerüberwegen Baustellen Gefällstrecken Verkehrsinseln Unvorhersehbaren Straßenverengungen Längere Tunnelbauwerke Die relative Unfallhäufigkeit und auch die Schwere der Unfälle sind in der Dämmerung und Dunkelheit im Verhältnis zur Kilometerleistung besonders hoch. Obwohl in der Nacht nur 123

138 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 25% der gesamten Kilometerleistungen erbracht werden, ereignen sich in diesem Zeitraum fast 50% aller tödlichen Unfälle. Abbildung 5-8: Kilometerleistung und tödliche Verkehrsunfälle bei Tag und bei Nacht 99 Über 80 Prozent der Sinneseindrücke erfasst der Mensch mit seinen Augen. Das bedeutet im Umkehrschluss: Schlechte Sehbedingungen führen zu Informationsdefiziten. Im Straßenverkehr sind diese Defizite äußerst gefährlich. Das Licht der Straßenbeleuchtung schafft Sicherheit, weil es in den Dunkelstunden die Informationsaufnahme erst ermöglicht oder verbessert. 100 Straßenbeleuchtungskosten: 101 Der Kostenaufwand der Städte und Gemeinden für die Straßenbeleuchtung beinhalten die Kapitalkosten und Abschreibung, Personal-, Betrieb- einschließlich Energie, Wartungs- und Instandhaltungskosten. Zu den Kosten der kommunalen Straßenbeleuchtung liegen nur eingeschränkt Informationen vor und sie sind je Kommune sehr individuell. Die Energiekosten, die Beleuchtungsdichte und die Betriebsform weichen zum Teil sehr stark voneinander ab, so dass die folgenden Angaben nur als Trend und Hinweis zu verstehen sind. Eine individuelle Kostenanalyse können sie keinesfalls ersetzen. Der Anteil für Personal kann mit 4% der jährlichen Gesamtkosten fast vernachlässigt werden. Die Wartung und Instandhaltung schlägt mit 23% zu Buche. Diese kann durch langlebige und wartungsarme Produkte verringert werden. Die Energiekosten nehmen mit 73% den größten Kostenanteil ein. Hierauf sollten die Kommunen daher den größten Fokus bei Optimierungsüberlegungen richten. 99 Fördergemeinschaft Gutes Licht (Hrsg.): licht.wissen 03 Straßen, Wege und Plätze; Frankfurt am Main; S Fördergemeinschaft Gutes Licht (Hrsg.): licht.wissen 03 Straßen, Wege und Plätze; Frankfurt am Main; S Deutscher Städte- und Gemeindebund (Hrsg.): Öffentliche Beleuchtung Analyse, Potenziale und Beschaffung; Dokumentation Nr. 92; Berlin

139 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Durchschnittliche Kosten für Straßenbeleuchtung 4% 23% Energie 73% Wartung- und Instandhaltung Personal Abbildung 5-9: Durchschnittliche Gesamtkosten der Straßenbeleuchtung 102 Die Straßenbeleuchtung kann, je nach Alter der einzelnen Komponenten, erneuert werden. Die kapitalintensivste Maßnahme ist der Ersatz der gesamten Leuchte inklusive dem Mast. Durch neue Techniken ist es dabei möglich die Abstände der Leuchtpunkte, bei gleich guter Ausleuchtung des Verkehrsraumes, zu erhöhen. Ist der Mast noch gut, kann der Leuchtenkopf/ Leuchtenkoffer getauscht werden. Des Weiteren ist es auch möglich, nur das Innenleben der Leuchte zu tauschen, oder gar nur einzelne Bauteile wie das Vorschaltgerät und die Lampe. In der Abbildung 5-10 sind die einzelnen Investitionskosten und die Einsparungen aufgeführt. Abbildung 5-10: Investitionen und Einsparungen bei der Beleuchtungssanierung 103 Optimierungsmöglichkeiten in der Straßenbeleuchtung Neben dem reinen Wechsel der veralteten HQL-Lampen gegen energiesparende Lampen, gibt es noch weitere Möglichkeiten den öffentlichen Raum effizienter zu beleuchten. Reduzierung der Energiekosten durch den Einsatz energiesparender elektronischer Vorschaltgeräte. 102 Deutscher Städte- und Gemeindebund (DStGB): Dokumentation Nr ebenda 125

140 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Durch die Installation von Reflektoren in den Leuchten kann das Licht gezielt auf die zu beleuchtende Fläche geworfen werden, dadurch wird größtenteils das Streulicht vermieden und die Lampenleistung kann verringert werden. Mit der Installation von langlebigen Lampen kann der vorsorgliche Wechselintervall der Beleuchtung verlängert und hierdurch Einsparungen bei der Wartung generiert werden. Ein Rückbau von Beleuchtungsanlagen mit beidseitiger Anordnung von Langfeldleuchten an Peitschenmasten auf einseitige Anordnung kann durch den Einsatz von Innovativen Produkten die Betriebskosten halbieren und die Beleuchtungssituation verbessern. Bei Neubauprojekten und dem Ersatz von bestehenden kompletten Beleuchtungsanlagen (incl. Mast) kann mit innovativen Produkten der Abstand der Leuchtpunkte erhöht und dadurch die Leuchtendichte verringert werden, was zu Einsparungen bei der Investition und den Betriebskosten führt. In Verkehrsarmen Zeiten beispielsweise zwischen 23 und 5 Uhr - kann das Beleuchtungsniveau der Straßenbeleuchtung, unter Berücksichtigung der für diesen Zeitraum gültigen Parameter, abgesenkt werden. Bei einflammigen Leuchten wird hierfür die Leistung reduziert und eine Stromeinsparung von ca. 30 % für diesen Zeitraum erreicht. Bei zweiflammigen Leuchten kann eine Lampe ausgeschaltet und hierdurch eine 50%ige Einsparung erzielt werden. Es wird davon abgeraten durch Abschalten jeder zweiten Laterne die Kosten zu minimieren, da Dunkelzonen entstehen können, in denen die Straße absolut schwarz ist. Fußgänger und Radfahrer sind dann nur sehr schwer zu erkennen und die Verkehrssicherheit nimmt merklich ab. Wird die Straßenbeleuchtung mit Hilfe eines Dämmerungsschalters An- und Abgeschaltet ist eine Optimierung der Brenndauer der Leuchten und hieraus eine Einsparung möglich. LEDs in der Straßenbeleuchtung Die Licht emittierenden Dioden (LEDs), auch Leuchtdioden genannt, sind das Leuchtmittel der Zukunft. In der Straßenbeleuchtung werden hochleistungs-leds heute schon vereinzelt eingesetzt. Technische Beschreibung der LED LEDs erzeugen monochromatische Strahlung. Der Farbton des LED-Lichts wird durch die dominante Wellenlänge definiert. Es gibt LEDs in den Farben Rot, Orange, Gelb, Grün und Blau. Weises Licht kann als Mischung aus Licht aller Wellenlängen erzeugt werden, zum Beispiel durch additive Farbmischung der drei RGB-Farben (Rot, Grün, Blau). Alternativ wird 126

141 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen weißes Licht durch Lumineszenzkonversion erzeugt. Dabei regt das Licht einer blauen LED einen Leuchtstoff an, der einen Teil des blauen in gelbes Licht wandelt. Durch die Überlagerung des nicht absorbierten, blauen Lichts mit dem emittierten gelben Licht des Leuchtstoffs ergibt sich weißes Licht. Abbildung 5-11: Erzeugung des weißen Lichts mit Hilfe der Lumineszenzkonversion 104 Lebensdauer der LEDs Um eine lange Lebensdauer der LEDs zu ermöglichen, sollten sie mit einer guten Kühlung und einer Sicherheitsabschaltung bei Überhitzung ausgestattet sein. Zu einem Wartungsintervall gehören das Wechseln der Lampe und das Reinigen des Leuchtenschirmes und der Glases. Durch die lange Lebensdauer der LED-Lampen muss auch bei den Reinigungsintervallen eine Verlängerung ermöglicht werden, sonst sind in diesem Bereich keine Einsparungen möglich. Durch den Einsatz von Luftdichten Lampenschirmen ist es für Insekten unmöglich in den Lampenschirm zu gelangen und dort zu verenden. Zudem oxidieren die Spiegelflächen in den Leuchtenschirmen in einem sehr geringen Maße, sodass eine geringere Leistungsabnahme der Beleuchtung über die Jahre eintritt. Als Schwachstelle für eine lange Lebensdauer der LED sind die Elektrolytkondensatoren in den Vorschaltgeräten zu nennen. Diese sollten vom Hersteller mit Hilfe von hocheffizienten Elektrolytkondensatoren der Lebensdauer der LED angepasst werden. Vorteile von LEDs Sehr lange Lebensdauer und dadurch sehr geringe Wartungskosten Gut dimmbar von 0 bis 100 Prozent Der verzögerungsfreie Sofortstart erlaubt ein verschleißfreies Schalten Energiesparend, da es hochleistungs-leds schon mit einer Lichtausbeute von 100 lm/w gibt Hohe Umweltverträglichkeit, da kein Quecksilber enthalten ist Schutz der nachtaktiven Insekten, da Sie auf die spektrale Zusammensetzung der LED nahezu unempfindlich reagieren. 104 Fördergemeinschaft gutes Licht: LED Licht aus der Leuchtdiode; Heft 17; S

142 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Verminderung von Licht-Smog durch präzise Lichtlenkung Nachteile von LEDs Hohe Investitionskosten, die allerdings über die Lebensdauer kompensiert werden können (geringer Wartungsaufwand und Energiekostenminimierung). Es gibt noch keine normierten Bauteile für die LED-Lampen, daher ist der Betreiber bei der Ersatzteilbeschaffung von dem Hersteller abhängig. Zum Teil muss bei einem Defekt der gesamte Leuchtenkopf oder das Innenleben getauscht werden. Für die Umrüstung auf LED-Lampen sind Kunststoffgehäuse nicht geeignet, da diese die im Betrieb entstehende Wärme nicht ausreichend ableiten können. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Die bestehenden HQL-Lampen in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen haben eine Lebensdauer von ca h was bei einer durchschnittlichen Brenndauer von h/a einer Lebenszeit von 3,0 Jahren entspricht. Die Lebensdauer einer LED-Lampe beträgt mind h und somit 12,5 Jahre, wenn sich das Leuchtmittel im Betrieb nicht über 60 C erhitzt. Die LED-Lampe wurden einmal als Umrüstmodul für 390 zzgl. Installationskosten gerechnet und einmal als komplette Neuanschaffung (ohne Mast) für 550 zzgl. Installationskosten. In die Berechnung sind des Weiteren die Wartungskosten, die Stromkosten und die Kapitalkosten eingerechnet. Bei den Kapitalkosten der LEDs werden die Erträge der Stromeinsparung zur Kapitaltilgung eingesetzt. Die Kapitalkosten der HQL-Lampen werden über die Jahre aufaddiert. Es wurde mit einer Strompreissteigerungsrate von 4,3% und einer Inflation von 2,0% gerechnet. Die Strompreissteigerung ist einer Studie des BMWI entnommen und bezieht sich auf den Zeitraum zwischen 1991 und Tabelle 5-17:Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von HQL und LED LED-Umrüstung LED-Lampenumrüstung in bestehendem Leuchtenkoffer Jahr Kapitalkosten 390,00 365,85 324,38 281,14 236,03 188,98 139,92 88,74 35,36-20,32-78,38 Zinsen für Restkapital 15,60 14,63 12,98 11,25 9,44 7,56 5,60 3,55 1,41 0,00 0,00 Strom Wartungskosten Summe LED-Neuanschaffung LED-Anschaffungskosten mit Leuchtenkoffer Jahr Kapitalkosten 550,00 532,25 490,78 447,54 402,43 355,38 306,32 255,14 201,76 146,08 88,02 Zinsen für Restkapital 22,00 21,29 19,63 17,90 16,10 14,22 12,25 10,21 8,07 5,84 3,52 Strom Wartungskosten Summe HQL-Lampe Bestückung der bestehenden Beleuchtung mit den herkömmlichen Lampen Jahr Kapitalkosten 33,00 0,00 0,00 35,02 0,00 0,00 37,16 0,00 0,00 39,44 0,00 Zinsen für Kapital 1,32 1,37 1,37 2,88 3,00 3,12 4,73 4,92 5,12 6,90 7,17 Strom Wartungskosten Summe

143 Kosten 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen In der Abbildung 5-12 ist zu erkennen, dass eine Amortisation der LED-Umrüstung nach ca.5 Jahren und für die LED-Neuanschaffung nach ca. 7,5 Jahren erreicht wird. Gesamtkosten verschiedener Straßenbeleuchtungssysteme LED-Umrüstung LED-Neuanschaffung HQL-Lampe Jahr Abbildung 5-12: Gesamtkosten verschiedener Lampensysteme Fördergelder In der Wirtschaftlichkeitsberechnung sind mögliche Fördergelder nicht mit eingerechnet worden. Über die BMU Klimaschutzinitiative ist ein Programm zur Förderung von kommunalen Klimaschutzprojekten aufgelegt worden, in dem unter anderem Hocheffiziente Stromtechnologien (auch Straßenbeleuchtung) mit 20% gefördert werden. Das zweistufige Antragsverfahren ist mit mindestens 9 Monaten Bearbeitungszeit sehr Zeitaufwendig und muss vor Planungsbeginn bewilligt sein. 105 Empfehlung Bei Sanierungsvorhaben sollten einzelne Straßenzüge mit der neuen Technik ausgestattet, und Erfahrungen mit ihr gesammelt werden. Die LED-Technik ist in einem so schnellen Wandel, weshalb mit einer kompletten Umrüstung noch abgewartet werden sollte. Die Qualitätsangaben der LED-Hersteller sollten kritisch geprüft werden, bevor eine Kaufentscheidung getroffen wird. Die Hersteller sollten auf die Lebensdauer sämtlicher Bauteile der LED- Lampe angesprochen werden. Es ist nicht ausreichend wenn die LED selbst eine sehr lange Lebensdauer hat und das elektronische Vorschaltgerät hält nur einen Bruchteil dieser Zeit. Insbesondere beim Neubau einer Straßenbeleuchtung sollte jedoch, aufgrund der Möglich- 105 Internetseite des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: 129

144 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen keit der weiteren Mastabstände und der daraus resultierenden geringeren Investition, der LED-Beleuchtung der Vorzug eingeräumt werden. 130

145 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze Abwasserwärmenutzung Ausgangslage / Problemstellung Wasser, welches zum Baden, Duschen, Putzen usw. gebraucht wird, fließt lauwarm in die Kanalisation. Diese Wärmeenergie im Abwasser kann nach dem heutigen Stand der Technik mittels Wärmepumpen zur Wärmeversorgung von größeren Gebäuden und Wohnsiedlungen genutzt werden. In der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen gibt es zwei Kläranlagen (KA): KA Mittlerer Wiesbach KA Unterer Wiesbach An die KA Mittlerer Wiesbach sind die Ortschaften Welgesheim, Zotzenheim, Sprendlingen, St. Johann und Wolfsheim angeschlossen. Die Orte Aspisheim, Horrweiler, Gensingen und Grolsheim leiten ihre Abwässer in die KA Unterer Wiesbach ein. Zielsetzung Die Energienutzung aus Abwasser ermöglicht nicht nur einen aktiven Beitrag sowohl zum Klimaschutz als auch zur Einsparung von Primärenergie. Deshalb soll überprüft werden, ob Abwässer der VG Sprendlingen-Gensingen aus der Kanalisation zum Beheizen von Gebäuden genutzt werden können. Bauliche und technische Maßnahmen Bei der Abwasserwärmenutzung wird durch einen Wärmetauscher dem Abwasser die Energie entzogen und diese dann durch eine Wärmepumpe auf ein höheres und damit für Heizzwecke nutzbares Niveau gebracht. Diese Wärmepumpen können Nutztemperaturen von 50 C bis 70 C erreichen. Zusammen mit einem Heizkessel kann auch ein Einsatz dort erfolgen, wo höhere Temperaturen benötigt werden. 131

146 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-13: Funktionsweise der Abwasserwärmenutzung (Grafik: Staubli) Damit ein wirtschaftlicher Betrieb der Abwasserwärmenutzung gewährleistet werden kann, müssen nachfolgend aufgeführte Anforderungen 106 gegeben sein. Anforderungen an die Gebäudestruktur: Gebäude oder Gebäudegruppen mit Wärmeleistungsbedarf von min. 150 kw (Neubau), bei bestehenden Bauten 200 kw Anschluss an eine gemeinsame Heizzentrale für Gebäude, die in einem Radius von 100 m liegen hohe Bebauungsdichte eines Areals = wirtschaftlicher Betrieb eines Nahwärmenetzes mit Abwasserwärme Systemtemperatur von max. 60 C tiefe Temperatur der Energienutzung = effiziente Arbeit der Wärmepumpe Anforderung an die Kanalisation: Durchschnittlicher Trockenwetterabfluss (Abwasser ohne Regen) von min. 15 Liter pro Sekunde Abwassertemperatur ganzjährig über 10 C Kanalleitungsdurchmesser von min. DN800 Eine Analyse des Entwässerungsplans der VG Sprendlingen-Gensingen hat ergeben, dass es nur wenige Abschnitte mit einem Leitungsdurchmesser größer DN800 gibt. Auch liegen entlang den groß-dimensionierten ( DN800) Kanalleitungen keine großen Einzelverbraucher 106 Heizen und Kühlen mit Abwasser, Ratgeber für Bauherren und Kommunen: 132

147 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen (z.b. Industriebetriebe). Jedoch gibt es in der VG Sprendlingen drei potenzielle Möglichkeiten ein Neubaugebiet an einer groß-dimensionierten Kanalleitung auszuweisen und dort die Gebäude über Abwasser zu beheizen: in Welgesheim (Anschluss an KA Mittlerer Wiesbach) in Sprendlingen (Anschluss an KA Mittlerer Wiesbach) in Horrweiler (Anschluss an KA Unterer Wiesbach) Die KA Mittlerer Wiesbach hat einen durchschnittlichen Trockenwetterabfluss von 22,89 l/s, der durchschnittliche Trockenwetterabfluss der KA Unterer Wiesbach liegt bei 30,71 Liter in der Sekunde. Daraus ergeben sich die in Tabelle 5-18 dargestellten maximalen Entzugsleistungen für die Abwasserkanäle. Tabelle 5-18: maximale Entzugsleistungen für die Abwasserkanäle 107 Kläranlage Mittlerer Wiesbach Unterer Wiesbach mittlerer Trockenwetterabfluss Q TW [m³/d] mittlerer Trockenwetterabfluss Q TW [l/s] maximale Entzugsleistung Abwasserkanal [kw] , , Mit diesen Entzugsleistungen kann nun die Wirtschaftlichkeit für bestimmte Gebiete berechnet werden. Im nachfolgenden Kapitel wird am Beispiel des möglichen Neubaugebietes in Horrweiler die Wirtschaftlichkeit gezeigt. Wirtschaftlichkeit am Beispiel Horrweiler Abbildung 5-14 zeigt das mögliche Neubaugebiet in Horrweiler an einer Kanalleitung mit DN Basierend auf folgenden Annahmen: mittlere Abkühlung des Abwassers = 3 C, Dimensionierung des Wärmetauschers = 70% des mittleren Trockenwetterabflusses, Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe = 3,5 133

148 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen DN1.000 Heizzentrale Abbildung 5-14: mögliches Neubaugebiet in Horrweiler Unter der Annahme, dass dort 34 Häuser mit einem Wärmebedarf von jeweils 10 kw entstehen, wurde eine grobe Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt. Bei einer Nachrüstung in den Abwasserrohren liegen die Investitionskosten zwischen 90 und 560 /kw ohne Netzverbund, Heizzentrale und Hausübergabestationen. Unter Annahme des mittleren Wertes von 325 /kw belaufen sich die Investitionskosten auf ca für die KA Unterer Wiesbach. Hinzu kommen noch: ca. 350 /m für das Nahwärmenetz etwa 360 /kw für die Heizzentrale pro Hausübergabestation von 10 kw und Hausanschluss Die Kapitalkosten (bezogen auf die Betrachtungsdauer) sind in Tabelle 5-19 dargestellt. Tabelle 5-19: Kapitalkosten für Neubaugebiet Horrweiler 108 Kläranlage Unterer Wiesbach Nahwärmenetz Heizzentrale Nachrüstung im Abwasserkanal Hausübergabe-stationen durchschnittliche Investitionskosten Verluste des Leitungsnetzes und der Hausübergabestationen wurden nicht berücksichtigt. 134

149 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Weitere Kosten werden folgendermaßen berechnet: Stromaufnahme der Pumpen bei Grobkalkulation unberücksichtigt Strompreis Wärmepumpe = 12 Ct./kWh Wartungs- und Instandhaltungskosten: 1,5 bis 2,5% der Investitionskosten Personalkosten: abhängig von Gegebenheiten vor Ort Verwaltung- und Versicherung: 1 bis 1,5% der Investitionskosten Daraus ergibt sich die nachfolgende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, wobei ein zu erzielender Wärmepreis von rund 8 Ct./kWh realisierbar ist. Kläranlage Kapitalkosten Unterer Wiesbach Tabelle 5-20: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Abwasserwärmenutzung 109 sonstige Kosten Vebrauchskosten Betriebskosten Jahreskosten (netto) Wärmepreis (netto) /a /a 901 /a 541 /a /a 0,0799 /kwh Ergebnisse und Handlungsempfehlungen Da keine großen Verbraucher an den Kanalleitungen mit DN800 liegen, kann die Nutzung der Abwasserwärme momentan nicht erfolgen. Jedoch besteht die Möglichkeit in Horrweiler an einer Abwasserleitung mit DN1.000 ein Neubaugebiet mit ca. 34 Häusern auszuweisen und diese dann über Abwasser mit Wärme zu versorgen. Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zeigt, dass ein Wärmepreis von ca. 8 Ct./kWh machbar wäre. Somit wäre die Abwasserwärmenutzung in der VG Sprendlingen-Gensingen konkurrenzfähig zu einer Erdgasheizung mit einem Wärmepreis von 12 Ct./kWh. Des Weiteren gibt es in der VG Sprendlingen-Gensingen noch zwei potenzielle Möglichkeiten Neubaugebiete auszuweisen: in Welgesheim (vgl. Abbildung 5-15) und in Sprendlingen (vgl. Abbildung 5-16). Auch hier sollte die Wärmerückgewinnung aus Abwasser überprüft werden. 109 Die gesetzliche Mehrwertsteuer von 19% wurde nicht berücksichtigt. 135

150 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen DN1000 Abbildung 5-15: mögliches Neubaugebiet in Welgesheim DN1100 Abbildung 5-16: Neubaugebiet in Sprendlingen 136

151 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze Wasserhochbehälter Der Hochbehälter (HB) Sprendlingen vorsorgt Sprendlingen, St. Johann und Wolfsheim mit Wasser von den SW Bad Kreuznach. Da der HB bisweilen keine Stromversorgung besitzt, soll im Rahmen des KSK der VG Sprendlingen-Gensingen untersucht werden, inwiefern eine Inselanlage auf Basis erneuerbarer Energien zur Stromversorgung beitragen kann. Die gebäudespezifischen Daten wurden durch Ortsbegehung ermittelt und in den Gebäudeerhebungsbogen eingetragen. Anhand dieser Daten könnte ein speziell auf die örtlichen Gegebenheiten angepasstes Inselhybridsystem geplant werden. Es könnte ein so genanntes Kombisystem aus unterschiedlichen Energiequellen (Photovoltaik, Dieselgenerator) mit Batterieunterstützung ausgelegt werden, weil sich die nächste Stromeinspeisemöglichkeit in 1,7 km Entfernung befindet. Da am Wasserhochbehälter demnächst Sanierungsmaßnahmen anstehen, wird zukünftig für folgende technische Anlagen Strom benötigt: Objektüberwachung Steuerungstechnik Beleuchtung (innen und außen) Entfeuchter (Behälterkammer) Behälterreinigung. Wie von der VG mitgeteilt wurde, liegt der geschätzte Strombedarf (230 Volt Wechselspannung) bei ca. 5-6 kwh pro Tag. Jährlich wäre dann mit etwa kwh Stromverbrauch zu rechnen. Da allerdings im Verlauf der Bearbeitung ein konkretes Angebot der Firma Passavant & Watec GmbH bzgl. Steuerungstechnik und Stromversorgung eingegangen ist, wird dieses näher erläutert und von einer weiteren Betrachtung abgesehen. Laut Angebot, das von der VG zur Verfügung gestellt wurde, soll am MS Sprendlingen ein Standard-Lichtmast auf die bestehende Schachtdecke gesetzt und mit einer so genannten Yagi-Antenne ausgestattet werden. Da die Übertragung per Funk-Datenlogger zum HB Welgesheim erfolgt, soll die Stromversorgung mit einer 10 W Photovoltaikanlage sichergestellt werden. Auf dem Gelände befinden sich sowohl der alte als auch der neue HB. Am neuen HB kann ein Steckmast (ca. 4 m) mit Antenne befestigt werden. Zum alten HB sollte eine Freiluftkabelverbindung über 2 Steckmasten installiert werden. Auf dem Dach des neuen HB wäre es möglich, eine 160 W Photovoltaikanlage zu installieren, um die aufgelisteten Signale erfassen zu können. Zur Stromspeicherung könnten 42 Ah Akkus (Bleigel, gasungsfrei) im Inneren des Schaltschrankes dienen. Eine 24 V Neonbeleuchtung könnte im HB installiert und kurzzeitig über Treppenlichtautomaten betrieben werden. Zur Einbruchmeldung kann zudem eine 24 V Hupe installiert werden. Über eine Treppenlichtzeitschaltuhr sollte dabei sichergestellt werden, dass die Beleuchtung nicht permanent in Betrieb ist. Zur Verbesserung der Luftfeuchte 137

152 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen kann ein Ablüfter (ohne Permanentbetrieb) mit 20m³/h Luftleistung (24V) und ein Thermostat angebracht werden. Im Angebot wurde zudem empfohlen, dass die Überwachung beider HB auf Wassermangel und Überlauf mit Schwimmern erfolgen sollte, da eine analoge Messung einen zu hohen Energiebedarf hätte. Ziel ist es, den Strombedarf der geplanten technischen Anlagen gänzlich mit einem Inselsystem zu decken sowie die Nutzung der erneuerbaren Energien in der VG verstärkt zu etablieren und gleichzeitig den regionalen Mehrwert zu steigern. Mit dem Angebot der Firma Passavant & Watec GmbH könnten diese Ziele erreicht werden. 138

153 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze BHKW und Solarthermie Ausgangslage / Problemstellung Das Globus SB-Warenhaus in Gensingen hat zusammen mit dem Globus Baumarkt mit 3,79 Mio. kwh/a einen sehr großen Wärmebedarf. Ein großer Teil der Wärme wird von der Metzgerei des Globus SB-Warenhauses durch einen Warmwasserbedarf von Liter pro Tag verbraucht. Um dieses Warmwasser bereit zu stellen wird eine Wärmeenergie von ca kwh/a benötigt 110. Dies entspricht einer thermischen Leistung von ca. 13 kw. Die Berechnung der Energie und Leistung ist in Tabelle 5-21 dargestellt. Das Wasser wird z. Z. über eine 900 kw Heizung auf Basis von Erdgas und durch eine Wärmerückgewinnung erwärmt. Die Heizung wird auch im Sommer betrieben, um die Metzgerei mit Warmwasser zu versorgen. Das SB-Warenhaus hat einen Konzessionsvertrag mit dem Gasversorger und bezieht das Erdgas z. Z. für 3 Cent pro Kilowattstunde. Tabelle 5-21: Berechnung der benötigten Wärmeenergie und thermischen Leistung Technische Grundlagen Warmwasserbedarf l Wassereingangstemperatur 8 C Wasserausgangstemperatur 60 C Temperatur Differenz 52 K Benötigte therm. Energie 302 kwh/d Zeitraum 24 h Benötigte therm. Leistung 13 kw Benötigte therm. Energie kwh/a Zielsetzung Um fossile Energie einzusparen, soll geprüft werden, ob der Warmwasserbedarf der Metzgerei im Sommer durch eine Solarthermieanlage auf dem Dach des SB-Warenhauses gedeckt werden kann. In den Wintermonaten soll die solarthermische Anlage als Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Auf dem Dach des SB-Warenhauses steht dazu eine Fläche für die Aufständerung der solarthermischen Anlage zur Verfügung. Die ausgewiesene Fläche ist in Abbildung 5-17 des Grundrisses des SB-Warenhauses in rot dargestellt. 110 Formel zur Berechnung der benötigten Energie: Q=m*cp*T2-T1 [kj] 139

154 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-17: Grundriss des SB-Warenhauses mit ausgewiesener Fläche zur Errichtung einer Solarthermieanlage Im Vergleich dazu soll geprüft werden, ob die benötigte Energie alternativ über ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk (BHKW) bereitgestellt werden kann. Zusätzlich zur Wärmeproduktion wird durch das BHKW Strom produziert, womit ein Teil des Strombedarfs des SB- Warenhauses gedeckt werden könnte. Durch die effiziente Brennstoffnutzung werden somit Energiekosten eingespart. Technische Maßnahmen Solarthermische Anlage Die solarthermische Anlage wurde mit Hilfe der Software T*Sol simuliert. Es wurden die Parameter aus Tabelle 5-21 für die Simulation zugrunde gelegt. Für die Heizungsunterstützung werden 35 Module des Typs EURO C 20 AR (FA. Wagner) auf dem Dach des SB- Warenhauses aufgeständert. Diese benötigen eine Gesamtbruttofläche von ca. 92 m². Die Module werden in einem Winkel von 45 in Richtung Süden aufgeständert. Die gewonnene Wärmeenergie wird in einem beheizten Vorwärmespeicher mit einem Volumen von 3000 l gespeichert. Von dort aus wird diese in den vorhandenen 3000 l Bereitschaftsspeicher übertragen. Dieser wird zusätzlich mit dem bestehenden 900 kw Gaskessel von Buderus unterstütz. Das Schema der Anlage ist in Abbildung 5-18 zu sehen. 140

155 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-18: Schema der Solarthermieanlage Die technischen Daten der Anlage sind in Tabelle 5-22 abgebildet. Mit Hilfe der solarthermischen Unterstützung werden ca m³ Erdgas eingespart. Dies entspricht ca. 14 t CO 2 pro Jahr. Durch die solarthermische Unterstützung wird 41 % des Warmwassers gedeckt. Dies entspricht einem Systemnutzungsgrad von 48 %. Tabelle 5-22: Technische Daten der Solarthermieanlagen Technische Maßnahmen BHKW Die Leistung des BHKW wurde so ausgelegt, dass dieses den Warmwasserbedarf von l der Metzgerei komplett decken kann. Es wird davon ausgegangen, dass die Metzgerei 302 Tage im Jahr geöffnet hat. Dies entspricht sechs Tage die Woche abzüglich der gesetzlichen Feiertage. Das BHKW soll 24 h am Tag an denen die Metzgerei geöffnet hat betrieben werden, um die benötigte Warmwassermenge bereitzustellen. Dies entspricht einer Laufzeit von h/a. Um die benötigte Energie bereitzustellen wurde das BHKW mit einer Gesamtleistung von 22 kw (inkl. 10 % Verlust) ausgelegt. Dies entspricht einer elektrischen 141

156 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Leistung von 7 kw und einer thermischen Leistung von 13 kw. Dabei produziert das BHKW ca kwh Wärme- und ca kwh elektrische Energie. Um das BHKW effizient zu nutzen, wird der vorhandene Warmwasserspeicher genutzt. D. h., dass in den Stunden in denen kein Warmwasser benötigt wird der Speicher beladen wird. In der folgenden Tabelle sind die technischen Daten und die erzeugte Energie des BHKW dargestellt. Tabelle 5-23: technische Daten des BHKW Technische Daten BHKW Globus Betriebsstunden h/a Gesamtleistung 22 kw Wirkungsgrad 88 % Verlustleistung 3 kw Nutzleistung 19 kw thermische Leistung 13 kw elektrische Leistung Wärmeenergie Elektrische Energie 7 kw kwh/a kwh/a Gesamtenergie kwh/a CO 2 Einsparung 11 t CO 2 /a Es wird davon ausgegangen, dass der produzierte Strom für den Eigenbedarf genutzt wird. Das bedeutet, dass ca kwh Strom nicht mehr vom Energieversorger bezogen werden müssen. Durch das BHKW werden ca. 11 t CO 2 pro Jahr eingespart. Wirtschaftlichkeit Solarthermische Anlage Die Investitionskosten für die solarthermische Anlage liegen bei ca In der nachfolgenden Tabelle ist die Wirtschaftlichkeitsberechnung in Anlehnung an die VDI 2067 abgebildet. Bei einer Lebensdauer von 20 Jahren und dem derzeitigen Brennstoffpreis von 3 Cent pro kwh ist eine Amortisation der solarthermischen Anlage erst in ca. 24 Jahren zu erwarten. Da aber davon auszugehen ist, dass der Brennstoffpreis in den nächsten Jahren steigen wird, ist eine Verkürzung der Amortisationszeit zu vermuten. Für die Berechnung der Wirtschaftlichkeit wurde eine Förderung aus dem Marktanreizprogramm (MAP) für die Bereitstellung von Prozesswärme bis 40 m² Kollektorfläche angenommen. Es wurden nur 40 m² der Gesamtkollektorfläche mit den Fördersätzen berechnet. 142

157 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Tabelle 5-24: Wirtschaftlichkeitsberechnung der solarthermischen Anlage Wirtschaftlichkeit BHKW In Tabelle 5-25 ist die Wirtschaftlichkeit des BHKW dargestellt. Die Investitionskosten für das BHKW wurden mithilfe von BHKW-Kenndaten der ASUE ermittelt. Für ein Gas-BHKW mit einer elektrischen Leistung von 7 kw betragen diese ca Diese beinhalten die auch die Kosten für Peripherie und die Anbindung ans Gebäude. Weiterhin werden noch Betriebskosten und Verbrauchskosten von ca pro Jahr angenommen. Tabelle 5-25: Wirtschaftlichkeit des BHKW Wirtschaftlichkeit BHKW Globus Investitionskosten Verbrauchskosten /a Betriebskosten /a Erlöse /a Betriebsergebnis /a Amortisationsdauer 10,14 Jahre Bei einem Strompreis von ca. 12 Cent pro kwh ist durch den eigens erzeugten und genutzten Strom sowie durch die Wärmenutzung ist eine Kosteneinsparung von ca zu erwarten. Somit ist eine Amortisation des BHKW in ca Jahren zu erwarten. Ergebnisse und Handlungsempfehlungen Die Wirtschaftlichkeitsberechnungen haben aufgezeigt, dass sich die solarthermische Unterstützung bei derzeitigem Brennstoffpreis erst nach ca. 24 Jahren und das BHKW bereits 143

158 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen nach ca Jahren rechnen. Dies liegt Hauptsächlich an dem Konzessionsvertrag mit dem Gasversorger für einen Erdgaspreis von z. Z. 3 Cent pro Kilowattstunde. Eine Steigerung des Brennstoffpreises ist allerdings zu erwarten, so dass sich die Amortisationszeit der solarthermischen Anlage vermutlich verkürzt. Das BHKW rechnet sich aufgrund der Stromeigennutzung. Der aktuell bezahlte Strompreis beträgt laut Angaben über 10 Cent pro kwh mit steigender Tendenz. Somit werden mit dem BHKW Energiekosten eingespart. Zusätzlich wird die komplette Wärme genutzt, was zu einer Einsparung der Heizkosten beiträgt. Durch die Nutzung der entstehenden Wärme zur Warmwasserbereitung der in der Metzgerei ist mit einer KWK-Vergütung von ca. 600 /a über die Laufzeit von 15 Jahren zu rechnen. Durch die Einsparung von CO 2 tragen beide Konzepte zum Klimaschutz bei. Es wird als sinnvoll erachtet, beide Varianten mittels einer Machbarkeitsstudie zu betrachten. 144

159 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze Biogasanlage mit Abwärmenutzung zur Kälteerzeugung Ausgangslage/ Problemstellung Die vorliegende Projektskizze konzentriert sich auf die Aktivierung und Nutzung landwirtschaftlicher Biomassepotenziale zur energetischen Verwertung in einer Biogasanlage. Der mögliche Anlagenstandort wurde bereits innerhalb der Verbandsgemeinde diskutiert. Betrachtet wurde das Umfeld nordöstlich des Gewerbegebiets Gensingen, da mit der Metro Group Logistics Warehousing GmbH & Co. KG ein möglicher Wärmeabnehmer ansässig ist, der an einem solchen Projekt interessiert ist. Die Metro Group betreibt in Grolsheim ein Zentrallager, in dem ganzjährig eine Kühltemperatur von 5 C 6 C herrscht. Das bedeutet einen großen Bedarf an Kühlenergie, welcher zum Teil durch eine mit einer Biogasanlage gekoppelte Absorptionskältemaschine gedeckt werden könnte. Die landwirtschaftliche Struktur sowie die aktivierbare Biomasse in der Verbandsgemeinde bieten das Potenzial für eine landwirtschaftliche Biogasanlage. Aufgrund der zu geringen Mengen an Abfällen aus Haushalten und Unternehmen wird nur flüchtig auf eine Vergärung von organischen Reststoffen aus Haushalten und Betrieben eingegangen. Die sich aus den Erhebungen dieses Konzeptes ergebenden Potenziale an organischen Reststoffen (organische Abfälle aus Haushalten sowie aus Gewerbebetrieben) sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Tabelle 5-26: Mögliches Potenzial aus organischen Reststoffen aus Betrieben Anfallort Biomasseart Potenzial VG Sprendlingen-Gensingen Bioabfall t/a Globus Handelshof GmbH & Co. KG Metro Group Logistics Warehousing GmbH & Co Summe Lebensmittelabfälle, Fettscheiderabfälle Lebensmittelabfälle 73,7 t/a, 228 t/a 78 t/a t/a Die organischen Abfälle aus Haushalten und Betrieben der Verbandsgemeinde sind derzeit mit etwas über Tonnen p.a. für eine alleinige Vergärung in einer Biogasanlage nicht ausreichend. Ein wirtschaftlicher Betrieb in dieser Größenordnung lässt sich wenn überhaupt nur sehr schwer darstellen. Erfahrungswerte belegen, dass sich erst ab einer Menge von Tonnen p.a. eine Abfallentsorgungsanlage wirtschaftlich darstellen lässt. Das Vergären von nachwachsenden Rohstoffen und organischen Abfällen aus Haushalten und Betrieben in einer Biogasanlage ist ebenso unwirtschaftlich. In Anlagen, die den NawaRo- Bonus erhalten, dürfen keine Abfälle eingesetzt werden dürfen, da sonst der Bonus wegfällt. 145

160 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Prinzipiell besteht aber die Möglichkeit das Potenzial aus organischen Restoffen aus Betrieben in bereits bestehenden Anlagen zur Vergärung von organischen Abfällen zu nutzen. Das mögliche Potenzial an landwirtschaftlichen Inputmaterialien 111 ergibt sich aus einem spezifisch für diese Region entwickelten Mix aus nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRo) und ist in nachfolgender Tabelle gelistet. Tabelle 5-27: Mögliches Biomassepotenzial aus der Landwirtschaft, mögliche Auslegung BGA Biomasseart Flächenpotenzial Mengenpotenzial Gülle/Mist - - NawaRo-Mix 280 ha t FM/a Summe 280 ha FM/a Das Mengenpotenzial an landwirtschaftlicher Biomasse der Verbandsgemeinde lässt eine erste Einschätzung zur Auslegung der Biogasanlage sowie des Blockheizkraftwerkes zu. Die Tabelle 5-28 gibt einen Überblick über die ermittelten Daten und einer möglichen Auslegung der Biogasanlage in Gensingen. Tabelle 5-28: Mögliche Auslegung der Biogasanlage Bezeichnung Wert Spezifischer Biogasertrag 180 m³/t FM Absoluter Biogasertrag m³/t FM Energiegehalt Biogas 6 kwh/m³ Bruttoenergieerzeugung MWh/a BHKW-Wirkungsgrad 40% Elektrischer Leistung 554 kw el Aus den vorhandenen Potenzialen lässt sich eine mögliche Größe der Biogasanlage von ca. 554 KW el. ableiten. Zielsetzung Biogasanlagen produzieren neben elektrischem Strom auch Wärme. Während der Verkauf des Stroms langfristig durch eine feste Vergütung gesichert ist, kann der Wärmeverkauf an externe Abnehmer die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen entscheidend verbessern. Ziel dieser Projektskizze ist es, für das in Gensingen vorhandene Potenzial an Biomassen, welche zur Vergärung geeignet sind, eine sinnvolle und nachhaltige energetische Verwertung aufzuzeigen. Dabei soll die Energieerzeugung mittels Kraft-Wärme-Kopplung realisiert werden und ein besonderer Fokus auf der umfassenden Nutzung aller entstehenden Ener- 111 Siehe Potenzialerhebung Biomasse aus der Landwirtschaft 146

161 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen gieströme, besonders der bei einer Biogasanlage entstehenden Abwärme, liegen. Dadurch soll eine möglichst hohe Ressourceneffizienz erreicht werden. Konkret ist derzeit angedacht den erzeugten Strom nach EEG zu vergüten und die in der Biogasanlage entstehende Abwärme mittels einer Wärmeleitung (Nahwärmetrasse) zu einem benachbarten Handelskonzern (MGL METRO Group Logistics Warehousing GmbH & Co. KG) zu führen. Hier soll mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine Kälte für die betriebseigenen Kühllager erzeugt werden. Dadurch lässt sich ein erheblicher Anteil an Elektrizität und somit CO 2 - Emissionen einsparen. Für den Betrieb kann sich somit eine Kosteneinsparung ergeben. Bauliche und technische Maßnahmen Die Festlegung des exakten Mengenpotenzials an landwirtschaftlicher Biomasse sowie die darauf aufbauende Auslegung der Biogasanlage ist Aufgabe einer weiterführenden Machbarkeitsstudie und bedarf vertiefender Gespräche mit den landwirtschaftlichen Akteuren, der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen und den potenziellen Wärmeabnehmern. Derzeit steht eine erste Fläche für die Errichtung der Biogasanlage zur Diskussion. Diese befindet sich zwischen dem Gewerbegebiet Gensingen und den Flächen der Metro Group am Abzweig der L 242 von der B 41. Zwei mögliche Varianten für die Trassenführung der Wärmeleitung sind in Abbildung 5-20 dargestellt. 147

162 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-19: Möglicher Wärmetrassenverlauf BGA Gensingen Die Abwärme der Biogasanlage soll über eine Wärmetrasse zur Energiezentrale der METRO Group geführt werden. Dort ist geplant die Wärme mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine (AKM) in Kälte umzuwandeln. Die AKM kann an das bestehende Kälteerzeugungssystem der METRO Group angeschlossen werden und so die produzierte Kälte an die entsprechenden Bedarfspunkte geleitet werden. Die AKM wurde mit einer Leistung von 558 kw ausgelegt und könnte somit rund 1/3 des Kältebedarfs der METRO Group decken. 148

163 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-20: Mögliche Anbindung AKM an bestehende Kälteerzeugung der METRO Group Das bei der METRO Group benötigte Kälteniveau von 5 C als auch das Wärmeniveau der entstehenden Biogasabwärme (80-85 C) eignen sich sehr gut für den Betrieb einer AKM. Weiterhin bietet die METRO Group mit einem nahezu über das gesamte Jahr hin konstanten Kältebedarf eine ideale Wärmesenke für die Biogasanlage. Die derzeit bei der METRO Group installierte Kälteleistung wurde wie folgt angegeben: Tabelle 5-29: Installiete Kälteleistung METRO Group Bereich Normalkältebereich Tiefenkältebereich 1 Tiefenkältebereich 2 Gesamt Kälteleistung kw 730 kw 730 kw kw Daraus ergibt sich, dass durch die derzeit geplante Biogasanlage und unter Berücksichtigung des in dieser Skizze ermittelten Potenzials an landwirtschaftlichen Rohstoffen, nur ein Teil (ca. 30%) des maximal benötigten Kälteenergiebedarfs bereitgestellt werden kann. Dieser Anteil ist jedoch ausreichend, um die sog. Grundlastkälteerzeugung sicherzustellen. Die verbleibende Kühllast kann weiterhin durch die bereits bestehenden (Kompressions-) Kälteanlagen erzeugt werden. Die nachfolgende Tabelle zeigt den Deckungsgrad der AKM, welcher an Kälteleistung bereitgestellt werden kann. 149

164 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Tabelle 5-30: Mögliche Kältebereitstellung durch AKM Bezeichnung Wert Wärmeerzeugung Biogasanlage (netto) kwh/a Verluste Wärmetrasse (10%) kwh/a Nutzwärme METRO kwh/a Elektrische Leistung AKM 558 kw el Kälteerzeugung AKM kwh/a Kältebedarf METRO kwh/a Deckungsgrad AKM-Biogas 30% Wirtschaftlichkeit Die Investitionskosten für die Biogasanlage und ein Blockheizkraftwerk (BHKW) mit 554 kw el werden nach Erfahrungswerten mit etwa Euro pro kw installierte elektrische Leistung angenommen. Für die angestrebte Kälteteilversorgung der METRO Group werden weitere Investitionen nötig. Diese belaufen sich auf ca für die Wärmeleitung (1.500 m), die Absorptionskältemaschine, einen Wärmetauscher, einen Spitzenlastkessel sowie den Einbau und Anschluss der Anlage. Die Investitionskosten der AKM mit einer Leistung von 558 kw wurden mit rund 600 Euro pro kw angenommen. Die spezifischen Investitionskosten der Wärmeleitung belaufen sich auf 300 pro Meter. Insgesamt ergibt sich dadurch eine geschätzte Gesamtinvestition in Höhe von Die METRO Group ist an einem möglichen Kältebezug interessiert, hat aber auch klargestellt, dass sie sich nicht an möglichen Investitionen beteiligen wird. Die Errichtung sowohl der Biogasanlage als auch der Kälteerzeugungsanlage muss daher von einem externen Investor finanziert werden. Allerdings ist angesichts der Investitionssumme von rund 2,4 Mio. zu berücksichtigen, dass diese Investition alleine von Seiten einzelner landwirtschaftlicher Akteure ggf. nicht getätigt werden kann. Daher muss über alternative Betreibermodelle nachgedacht werden, etwa die Umsetzung der Biogasanlage als landwirtschaftlichen Gemeinschaftsbetrieb bzw. als Genossenschaftsanlage oder die Kooperation mit einem Energieversorger oder anderen Investor. Zusätzlich zu den Kapitalkosten fallen für den Betrieb der Anlage noch Verbrauchskosten, Kosten für den Anbau der nachwachsenden Rohstoffe, Betriebskosten und sonstige Kosten an. Diese wurden anhand von Literaturangaben, Erfahrungswerten und Kennzahlen abgeschätzt. Eine genaue Betrachtung dieser Kostenpunkte könnte Aufgabe einer vertiefenden Machbarkeitsstudie sein. 150

165 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Hinsichtlich der Vergütung des produzierten und eingespeisten Stroms bzw. der abgegebenen Wärmemenge, gelten die nach dem 2009 novellierten Erneuerbaren-Energien- Gesetz (EEG) festgelegten Vergütungssätze: Bezogen auf die dargestellte Anlagengröße von 500 kw el installierte Leistung und ausgehend von einer Inbetriebnahme im Jahr 2010 würde die Grundvergütung für den eingespeisten Strom bei 9,27 Cent pro kwh Strom liegen und gem. EEG für einen Vergütungszeitraum von 20 Jahren gewährt werden. Bei einer späteren Inbetriebnahme ist zu berücksichtigen, dass sich die Grundvergütung sowie die jeweiligen Boni (siehe unten) gemäß EEG pro Jahr um 1 % reduzieren. Zuzüglich zu dieser Grundvergütung wird auf Basis des EEG ein NawaRo-Bonus von 6,93 Cent pro kwh Strom vergütet. Dieser Bonus wird für bis zu 500 kw el - Anlagen gezahlt, in welchen ausschließlich nachwachsende Rohstoffe und/oder Exkremente von Nutztieren fermentiert werden. Wird die durch das BHKW erzeugte Wärme außerhalb der Biogasanlage genutzt, wird zusätzlich ein Bonus für die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK-Bonus) vergütet. Dieser Bonus beträgt 2,97 Cent pro kwh produzierten Strom. Die außerhalb der Biogasanlage genutzte Wärmemenge ist nachzuweisen. Ausgehend von einer 100 % Wärmeabnahme durch die METRO Group, könnte an der Biogasanlage in Gensingen knapp 3 Mio. kwh ausgekoppelt werden. Zu den Vergütungen nach EEG, kommen Einnahmen aus dem Kälteverkauf an die METRO Group von etwa Euro, bei einem angenommenen Kältepreis von 0,025 /kwh. Von den gesamten Erlösen der überschlägigen Kalkulation werden die geschätzten Jahresgesamtkosten subtrahiert. Eine Übersicht der geschätzten Kostenpositionen zeigt Tabelle

166 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Tabelle 5-31: Ökonomische Biogasanlage Gensingen Bezeichnung Wert Investitionskosten Kapitalkosten /a Verbrauchskosten /a Substratkosten /a Betriebskosten /a Sonstige Kosten /a Jahresgesamtkosten /a Angenommener Kältepreis 0,025 /kwh Einnahmen aus Kälteverkauf /a Vergütung nach EEG /a Gesamterlöse /a Jahresüberschuss /a Ergebnisse und Handlungsempfehlungen Zusammenfassend ist das Vorhaben einer landwirtschaftlichen Biogasanlage am Standort nordöstlich des Gewerbegebietes Gensingen insbesondere aufgrund der gegebenen Möglichkeiten der Wärmeabnahme und aufgrund der vorhandenen landwirtschaftlichen Flächenpotenziale als positiv zu bewerten. Der geringe, jedoch positive Jahresüberschuss kommt durch die sehr hohen Investitionskosten zu Stande. In diesen Kosten sind neben den Investitionskosten für eine Biogasanlage knapp für Wärmetrasse, Anschlüsse, Wärmetauscher, AKM und Spitzenlastkessel enthalten. Die gesamten Kostenpositionen können von der Realität abweichen. Die Ergebnisse aus dieser Untersuchung sind als Vorbereitung auf eine detaillierte Machbarkeitsstudie mit Wirtschaftlichkeitsbetrachtung anzusehen. Dabei können weitere Optimierungspotenziale erkannt und abgeschätzt werden. Der Jahresüberschuss könnte somit von dieser Rechnung abweichen und eventuell positiver ausfallen. Bei steigenden Energiekosten für die METRO Group kann eine Kälteerzeugung mittels AKM eine gute Alternative zu der jetzigen Kälteerzeugung sein. Die in dieser Projektskizze betrachtete Biogasanlage mit einer installierten Leistung von 554 kw el wird ausschließlich mit nachwachsenden Rohstoffen beschickt und könnte 1/3 des Kältebedarfs der Metro Group Logistics Warehousing GmbH & Co. KG decken. Mit dem dargestellten Konzept können Biomassepotenziale aktiviert und unter Einbindung lokaler und regionaler Akteure energetisch verwertet werden. Das Projekt leistet somit einen Beitrag zur Wirtschaftsförderung und stellt einen Schritt weiter zur Null-Emissions- Verbandsgemeinde dar. 152

167 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Zur Vorbereitung der Projektumsetzung bedarf es weiterer Akteursgespräche einhergehend mit der Bearbeitung einer vertiefenden Machbarkeitsstudie und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Die nachfolgend aufgelisteten Handlungsempfehlungen sollten zwingend vor der Errichtung einer landwirtschaftlichen Biogasanlage in der Gemeinde Gensingen bearbeitet werden. Detailgespräche zur Wärmeabnahme mit der Metro Group Logistics Warehousing GmbH & Co. KG, Bildung eines Lieferantennetzwerkes bzw. Logistiknetzes für die Bereitstellung bzw. Anliefern der Substrate (insb. Nachwachsende Rohstoffe), Abwärme und Strom Überprüfung und Festlegung des geeigneten Fermentationsprozesses Identifizierung von Investoren sowie Akteure für Bau und Betrieb der Anlage, des Nahwärmenetzes und der Absorptionskältemaschine Prüfung von Fördermöglichkeiten und Zuschüssen Entwicklung eines geeigneten Betreibermodells 153

168 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze Terra Preta Ausgangslage / Problemstellung Terra Preta (portugiesisch: schwarze Erde) bezeichnet eine von Menschenhand geschaffene Bodenform, die in den neunziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts von Archäologen im Bereich alter Siedlungsspuren im Amazonasbecken entdeckt wurde und nach aktuellen Erkenntnissen eine Fläche von rund 10% Amazoniens umfasst. Terra Preta (TP) weist eine anhaltende, sehr hohe Fruchtbarkeit und eine exzellente Wasserspeicherkapazität auf. Das Verfahren zur Herstellung von TP wurde von den Ureinwohnern des Amazonasgebietes entwickelt und über Jahrtausende erfolgreich angewendet. Obwohl die Urvölker der Indios und mit Ihnen die Hochkulturen dieser Epoche bereits vor Jahrhunderten verschwunden sind (vermutlich durch Einflüsse der europäischen Einwanderer), werden die wiederentdeckten TP - Areale heute erfolgreich landwirtschaftlich genutzt und scheinen in ihren Eigenschaften unverändert geblieben zu sein. Diese Persistenz gegenüber diversen natürlichen oder menschlichen Einflüssen über Jahrhunderte hinweg ist ein Phänomen, welches TP von allen anderen bekannten Bodenformen und Substraten weltweit unterscheidet. Abbildung 5-21:Typischer Amazonas-Boden, Terra Preta, Terra Preta Aufbau Im Rahmen einer vom Umweltministerium Rheinland-Pfalz geförderten Studie wurden anhand von Feldversuchen mit wissenschaftlicher Begleitung die Herstellungsverfahren optimiert. Die Potentiale der hierbei entwickelten Technologie werden zukünftig als integraler Bestandteil innovativer Kreislaufkonzepte z. B. für eine ressourcenschonende Abfall- und Entsorgungswirtschaft einhergehend mit einer deutlichen Wertschöpfung in geeigneten Anwendungsgebieten praktische Umsetzung finden. 154

169 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Durch die dauerhafte, stabile Bindung von Kohlenstoff in den TP-Substraten bzw. in damit behandelten Böden wäre bei flächendeckender Anwendung auf landbaulich genutzten Böden ein gewaltiger Klimaschutzeffekt möglich (Kohlendioxid-Senke). Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn die bisherige Praxis der Biomasseverwertung, z. B. Bioabfallkompostierung oder der landwirtschaftlichen Ausbringung von Gülle und Gärresten, durch diese innovative Technologie nach und nach substituiert werden könnte. Das Unternehmen Kientzler mit Sitz in Gensingen ist stark an einer Wiederverwertung der eigenen Reststoffe (Pflanzenreste mit teilweise großem Erdanteil) als TP interessiert. Daher ist im Rahmen dieser Projektskizze für das Klimaschutzkonzept der Verbandsgemeinde die TP-Produktion der erste Ansatzpunkt für ein Ressourcenmanagement im Zierpflanzenbau. Hierzu hat das IfaS den Kontakt zwischen den beteiligten Unternehmen Kientzler und der areal GmbH, welche die Herstellung von TP verfolgt, hergestellt. Der Stammbetrieb der Firma Kientzler in Gensingen verfügt über eine Gewächshausfläche von m 2. Hier werden vornehmlich Stecklinge aus den Zweigbetrieben in Frankreich, Costa Rica und Polen bewurzelt. Die bewurzelten Jungpflanzen werden dann an Kunden in Deutschland, Österreich, Schweiz und in Frankreich geliefert. In Gensingen befinden sich die Hauptverwaltung und die Logistik mit etwa 120 Mitarbeitern und etwa 60 Saisonkräften. Für die Produktion und den Vertrieb von Jungpflanzen (Zierpflanzenbau) werden Produktionsmittel wie Torf, Dünger, Energie, Treibstoff usw. benötigt. Der Einsatz dieser Produkte verbraucht natürliche Ressourcen und die anfallenden Abfallprodukte werden größtenteils nicht in die Prozesskette integriert. Die Reststoffe aus dem Betrieb umfassen nach Aussagen des Unternehmens eine jährliche Menge von ca m³. Von dieser Menge (Reststoffe aus der Pflanzenzucht) werden vertragsgebunden 300 m³ von der Firma Veolia entsorgt. Die restlichen m³ werden derzeit noch von einem benachbarten landwirtschaftlichen Betrieb auf Streuäckern verbracht. Zielsetzung Die Zielsetzung des Projektes lässt sich in zwei Schwerpunkte gliedern: a. Produktion von Terra Preta aus eigenen Reststoffen zum Einsatz im Zierpflanzenbau b. Entwicklung eines innovativen Ressourcenmanagementsystems Das Ziel der detaillierten Untersuchung ist es, durch den Einsatz von Reststoffen in der Produktion den Einsatz von natürlichen Ressourcen (Torf/Düngemittel/Energie/Treibstoff usw.) zu reduzieren. Somit werden Energieeinsparpotenziale aktiviert und betriebsinterne Abfallstoffe in Wert gesetzt. Die daraus resultierenden ökonomischen Effekte bieten neue Perspektiven in der Produktionssicherung und können eine gewisse Unabhängigkeit bei der 155

170 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Beschaffung von Rohstoff im Gartenbau ermöglichen. Für die wirtschaftliche Bewertung der einzelnen Maßnahmen werden ökonomische Kennzahlen herangezogen. Der Einsatz von TP die Wiederverwertung von Reststoffen im Zierpflanzenbau stellt einen ergänzenden Forschungsansatz dar, der in Kooperation mit weiteren wissenschaftlichen Institutionen im weiteren Projektverlauf untersucht werden soll. Neben der Optimierung der Stoffströme innerhalb der Firma Kientzler, werden auch die Möglichkeiten für eine Kooperation mit der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen geprüft, um weitere organische Reststoffe der Kommune hinzuzugewinnen. Bauliche und technische Maßnahmen Im Hinblick auf eine betriebseigene Terra-Preta-Produktion ist eine enge Kooperation der Firma Kientzler mit der areal GmbH geplant, die eine entsprechende Technologie entwickelt hat, um aus organischen Reststoffen Terra Preta herzustellen. Die moderne Palaterra -Technologie sieht vor, dass die potenziellen Inputstoffe, wie organische Rest- und Abfallstoffe, Abwasser, landwirtschaftliche Erntereste einschließlich der darin enthaltenen Pflanzennährstoffe, in einer technischen Anlage weitgehend zu stabilen Dauerhumus-Komplexen (Palaterra -Substrat) umgebaut werden. In der Anwendung bietet dieses kreislauforientierte Stoffstrommanagement-System ein effizientes und zugleich nachhaltiges Konzept, welches Ressourcenschonung, regionale Wertschöpfung und Klimaschutz integriert. Die Palaterra -Systembox-Technologie ist ein Palaterra -Werk im Kleinformat. Dabei handelt es sich um einen Spezialcontainer (2,991 x 2,438 x 2,591m), in dem Polyethylen- Produktionsboxen (60 x 40 x 30cm), Arbeitstische (140 x 60 x 85cm) und verschiedene Geräte integriert sind. Die Herstellung der Substrate gliedert sich im Wesentlichen in vier Produktionsphasen, die durch die spezielle Konzeption der Palaterra -Systemversuchsanlage gleichzeitig stattfinden. Nach jeder Produktionsphase werden die Produktionsboxen manuell entnommen und in die nachfolgenden Prozessstufen eingeleitet. Zunächst wird ein homogenes Grundgemisch aus den festen Inputstoffen und pyrogener Kohle hergestellt. Dabei können insgesamt gleichzeitig vier verschiedene Mischungen eingesetzt werden. Die Produktionsboxen werden nun mit dem Grundgemisch gefüllt und in die erste Prozessstufe eingeschoben. Nun durchlaufen die gefüllten Produktionsboxen folgende vier Produktionsphasen: Phase I: Austauschfilter In der ersten Phase erfolgt mit Hilfe einer Berieselungsanlage die Aufbringung der flüssigen Inputstoffe auf das Grundgemisch. Enthaltene Feststoffe und Pflanzennährstoffe werden im 156

171 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Grundgemisch zurückgehalten, während überschüssige Flüssigkeit durch einen Siebboden in der Produktionsbox ablaufen. Phase II: Rotte Durch die Belüftung des Grundgemisches und ggf. Zuschlag weiterer Inputstoffe wird eine kurze Heißrotte initiiert. Nach Abkühlung erfolgt mit Hilfe einer Berieselungsanlage die Beimpfung mit einem Mikrobencocktail. Phase III: Fermentation Im Anschluss an die Rotte erfolgt eine Fermentation der Substrate in einem vorwiegend anaeroben Milieu. Gleichzeitig wird diese Prozessstufe beheizt. Während die anderen 3 Produktionsphasen jeweils ca. 1 Woche andauern, wird in der Fermentationsphase eine Verweilzeit von 2 Wochen vorgesehen. Um dies zu gewährleisten, befinden sich ein der Palaterra -Systemversuchsanlage 2 Prozessstufen mit je 4 Produktionsboxen Phase IV: Trocknung Die abschließende Produktionsphase ist eine Trocknung, welche über Sohlbelüftung erreicht wird. An jede Produktionsphase schließt sich eine spezielle manuelle Aufbereitung der Substrate an. Die jeweiligen Prozessstufen sind mit Mess- und Steuertechnik ausgestattet (gemessen werden bspw. Temperatur, ph, Sauerstoffgehalt, Feuchtegehalt und elektr. Leitfähigkeit). Die Prouesssteuerung der technischen Anlagenteile, wie Berieselung, Belüftung, Beheizung, Absaugung usw. erfolgt über eine vollautomatische SPS-Anlage. Im Rahmen einer detaillierten Machbarkeitsstudie der Firma areal GmbH kann auf Basis der verfügbaren Biomassen eine technische Auslegung der Anlage für den Betrieb Kientzler vorgenommen werden. Wirtschaftlichkeit Aufgrund des derzeitigen Modellcharakters der Technologie ist eine konkrete Investitionskostenabschätzung noch nicht durchführbar. Allerdings hätte bei Berücksichtigung der Reststoffmengen der Firma Kientzler die dort zu planende Anlage eine ähnliche Größe wie die Versuchsanlage der areal GmbH. Die Investitionskosten für diese Versuchsanlage betrugen ca Erfahrungswerte zu den Betriebskosten und der Wirtschaftlichkeit liegen aufgrund des Pilotcharakters der Anlage noch nicht vor. Neben den Reststoffen der Fa. Kientzler ist weiterhin denkbar, Reststoffe der Kommune zur Produktion von TP einzusetzen. Die Eignung dieses zusätzlichen Inputsubstrats muss ebenfalls in einer detaillierten Machbarkeitsstudie geprüft werden. 157

172 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Handlungsempfehlungen Aufgrund einer derzeit noch unvollständigen Datengrundlage aus den Versuchsanlagen zur Terra-Preta-Herstellung können innerhalb dieser Projektskizze keine konkreten Handlungsempfehlungen ausgearbeitet werden. Zur Prüfung der Realisierungsmöglichkeit einer Anlage zur Terra-Preta-Herstellung sollte in jedem Fall eine technische und wirtschaftliche Machbarkeitsstudie in Auftrag gegeben werden. 158

173 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Projektskizze Luftsolarkollektoren Ausgangslage / Problemstellung In der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen sind in drei öffentlichen Gebäuden zentrale Lüftungsanlagen installiert. Es soll in dieser Projektskizze untersucht werden, ob die Installation von Luftsolarkollektoren zur Vorerwärmung der Außenluft wirtschaftlich tragbar ist. Die drei Gebäude mit zentralen Lüftungsanlagen sind nachfolgend aufgelistet: Wißberghalle Sprendlingen Nahelandhalle Grolsheim Dorfgemeinschaftshaus Zotzenheim Bauliche und technische Maßnahmen Der Einsatz von Solar-Luft Kollektoren ist sehr vielseitig. Neben der direkten Nutzung der Wärme (die erwärmte Luft wird unmittelbar in das Gebäude geleitet), können die solaren Erträge auch indirekt über Speichermedien (Pufferspeicher) zur Heizungsunterstützung und/oder zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Weiterhin ist es möglich, die Technik für die Klimatisierung eines Gebäudes einzusetzen. Abbildung 5-22:Solar-Luft Kollektor (Grammer Solar GmbH) Wie in Abbildung 5-22 ersichtlich wird, wird die kalte Luft in den Kollektor gesaugt und mit Hilfe des Rippenabsorbers erwärmt. Die Luftführung befindet sich unterhalb des Absorbers, was einen zusätzlichen Strömungskanal erfordert. Die Warmluft wird anschließend direkt als 159

174 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Raumluft verwendet oder einer Hypokausten- oder Murokaustenheizung 112 zugeführt, wobei Wände und Boden beheizt werden, in dem diese mit warmer Luft hinterlüftet werden (Bine Informationsdienst 2002). Technisch gesehen sind alle Gebäude für die Nutzung der Solar-Luft Technik geeignet, vor allem vor dem Hintergrund bereits bestehender Lüftungsanlagen, die somit nicht angeschafft werden müssten. Nachfolgend werden die einzelnen Gebäude hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit grob betrachtet. Wirtschaftlichkeit Wißberghalle Sprendlingen Die Wißberghalle wurde 2004 zur Beheizung und Stromproduktion mit einem Blockheizkraftwerk (BHKW) ausgestattet. Die hohen Investitionskosten eines BHKW rechnen sich nur bei einer hohen Laufleistung. Die Solarkollektoren würden einen Teil der benötigten Wärmeenergie erzeugen und daher die Laufzeit des BHKW verkürzen. Es ist daher aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten von der Installation einer Solar-Luft-Anlage abzuraten. Wirtschaftlichkeit Nahelandhalle Grolsheim Die Wärmebereitstellung der Nahelandhalle wurde im Jahr 2004 auf eine Holzpelletsheizung umgestellt. Der Brennstoffpreis für Pellets liegt zurzeit bei 4,5 Cent/kWh 113. Zu diesem niedrigen Wärmepreis ist eine Solarluftkollektoranlage nicht zu betreiben. Es ist daher aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten von der Installation einer Solar-Luft-Anlage abzuraten. Wirtschaftlichkeit Dorfgemeinschaftshaus Zotzenheim Das Dorfgemeinschaftshaus Zotzenheim wurde im Jahr 2003 errichtet und wird mit einer Gasheizung beheizt. Die Dämmeigenschaften der Gebäudehülle sind auf einem hohen Niveau, daher ist die Heizperiode des Gebäudes kurz und erstreckt sich nur auf den Zeitraum von Oktober bis April. Des Weiteren wird nur der Kindergarten tagsüber genutzt und mit einer etwas höheren Raumtemperatur von ca. 21 C bis 23 C betrieben. Die Halle wird hauptsächlich abends genutzt und dies mit einer etwas niedrigeren Innentemperatur. Eine Vorerwärmung der Außenluft durch Solar-Luft-Kollektoren ist nur im Winterhalbjahr nötig. Die Globalstrahlung im Winterhalbjahr beträgt nur 25% der Jahresglobalstrahlung. Die restlichen 75% stehen im Sommer zur Verfügung, wo sie in dem genannten Objekt nicht benötigt werden. Ein weiterer Punkt ist die Ausrichtung des Gebäudedaches (-50 aus der Südrichtung nach Osten) und einer Dachneigung von 20. Dies wirkt sich negativ auf den winter- 112 Hypokaustenheizung = Fußbodenheizung; Murokaustenheizung = Wandheizung (im Mauerwerk) 113 Quelle: C.A.R.M.E.N. 160

175 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen lichen Wärmeertrag der Anlage aus. Eine Ausrichtung exakt nach Süden und eine Aufständerung auf 50, für einen maximalen Winterertrag, würden die Investitionskosten erhöhen. Abbildung 5-23: Die Jahressumme der Globalstrahlung auf verschieden orientierte Empfangsflächen 114 Abbildung 5-24: Die Globalstrahlung im Sommerhalbjahr (April- September) auf verschieden orientierte Empfangsflächen 115 Abbildung 5-25: Die Globalstrahlung im Winterhalbjahr (Oktober- März) auf verschiedenorientierten Empfangsflächen Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.v. (DGS) 115 Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.v. (DGS) 161

176 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Bei der Dorfgemeinschaftshalle kann ein System zur Vorerwärmung der Frischluft über den Winter nur einen maximalen Solarertrag von 230 kwh/m²a erwirtschaften (Azimut -50 in Richtung Osten und einer Dachneigung von 20 ). Dies entspricht einer theoretisch maximalen Energieeinsparung von 22 m³ Gas pro Quadratmeter Kollektorfläche und Jahr. Bei einem momentanen Gaspreis von 0,75 /m³ ist dies eine Kosteneinsparung von 16,50 /Jahr. Eine Solarkollektoranlage kostet ca. 440 /m². Eine wirtschaftliche Amortisation ist nicht möglich. Diese einfachste Berechnung, ohne Berücksichtigung von Brennstoffpreissteigerungen, Kapitalkosten und Anlagenverluste, soll nur überschlägig darlegen, dass diese Technik unter den gegebenen Voraussetzungen nicht wirtschaftlich ist. Ergebnis und Handlungsempfehlungen Bei allen drei Gebäuden rechnet sich die Installation von Luftsolarkollektoren nicht: Wißberghalle Sprendlingen, wegen des Blockheizkraftwerkes Nahelandhalle Grolsheim, wegen günstigen Brennstoffpreisen Dorfgemeinschaftshaus, wegen geringem Solarertrag im Winter Für ein Gebäude, das über das ganze Jahr eine hohe Innentemperatur benötigt oder eine hohe Luftfeuchtigkeit in Räumen verringert werden muss (z. B. Hallenbad), sind Luftkollektoren eine technisch gute und auch wirtschaftlich zu betreibende Anlagentechnik. 116 Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.v. (DGS) 162

177 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen 5.6 Zukünftige Energieversorgung Die zukünftige Energiebereitstellung und die damit einhergehenden CO 2 -Emissionen im Bereich der stationären Energieversorgung werden auf der Grundlage ermittelter Energieeinsparpotenziale und Potenziale regenerativer Energieerzeugung (vgl. Kapitel 1) errechnet. Hierzu wird eine sukzessive Zunahme der ermittelten Potenziale angenommen. Bei der Entwicklung des Stromverbrauchs wurde der Mehrverbrauch durch den Betrieb zusätzlicher Wärmepumpen eingerechnet. Alle weiteren Aspekte zum Stromverbrauch bleiben im Rahmen dieser Studie unberücksichtigt. Im Folgenden werden die Ausbaupotenziale zur regenerativen Energieerzeugung in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen kurz- (bis 2015), mittel- (bis 2020) und langfristig (bis 2030 und bis 2050) auf Basis der ermittelten Potenziale erläutert. Hierbei sind die Projektskizzen in den kurzfristigen Zeitraum einzuordnen Potenzialerschließung zur regenerativen Stromversorgung Im Bereich der Strombereitstellung werden bis zum Jahr 2015 die Erschließung aller Biomassepotenziale, 10% der Photovoltaik-Dachflächenpotenziale, 50% bei der Errichtung von Freiflächen-Photovoltaikanlagen und 50% bei der Errichtung von WEA angenommen. Erneuerbare Energien würden den Strombedarf 2015 dann zu 109,3% decken können. Dabei würde der Strombedarf rund MWh/a betragen. Bis zum Jahr 2018 könnten weitere 8% der Photovoltaik-Dachflächenpotenziale erschlossen und der Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung gegenüber heute verdoppelt werden. Der Anteil des Potenzials zur Solarstromerzeugung auf Freiflächen wird mit 80% und das zur Windenergieerzeugung mit 100% veranschlagt. Auch die gesamte Potenzialerschließung im Bereich der KWK-Technik und die Optimierung des Wasserkraftwerks an der Rumpfmühle könnten bis zum Jahr 2018 erfolgen. Der Anteil erneuerbarer Energie an der Stromversorgung würde bei einem Stromverbrauch in Höhe von ca MWh/a auf 197% steigen. Im Jahr 2020 könnte der Anteil des Photovoltaik-Dachflächenpotenzials auf 20% und des Freiflächenpotenzials auf 100% erhöht werden. Dann könnte der Stromverbrauch in Höhe von ca MWh/a zu rund 202,2% erneuerbar gedeckt werden. Bis zum Jahr 2030 könnte das Potenzial zur Solarstromerzeugung auf Dachflächen um weitere 20% gesteigert werden und ein Repowering der WEA erfolgen, womit sich die Windstromerträge um 50% erhöhen könnten. Der Stromverbrauch in Höhe von ca MWh/a könnte dann zu ca. 267,7% regenerativ gedeckt werden. 163

178 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Schließlich könnte im Jahr 2050 die Erschließung der potenziellen Dachflächen zur Solarstromerzeugung auf insgesamt 80% steigen und erneuerbare Energien würden den Strombedarf zu rund 253,8% decken. Hierbei würde sich der Anteil regenerativer Energien an der Strombedarfsdeckung gegenüber dem Jahr 2030 um ca. 14,2% reduzieren. Dies ist zum einen mit dem Ausbau der Windenergie und der Verdopplung des aus Wind erzeugten Stroms bis zum Jahr 2030 zu begründen (ein weiteres Repowering bis zum Jahr 2050 wurde hingegen nicht angenommen). Zum anderen führt die Zunahme des Stromverbrauchs aufgrund eines Zubaus von Wärmepumpen zu diesem Ergebnis. Tabelle 5-32 gibt eine Übersicht über das beschriebene Ausbaupotenzial erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung in der Verbandsgemeinde. Stromverbrauch Tabelle 5-32: Ausbauszenario erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung ca MWh/a ca MWh/a ca MWh/a ca MWh/a ca MWh/a Biomasse 100% 100% 100% 100% 100% Photovoltaik Dachfläche 10% 18% 20% 40% 80% Photovoltaik Freifläche 50% 80% 100% 100% 100% Wind 50% 100% 100% 150% (nach Repowering) 150% Kraft-Wärme-Kopplung 50% 100% 100% 100% 100% Wasser 100% 100% 100% 100% 100% Strombedarfsdeckung aus erneuerbaren Quellen ca. 109,3% ca. 197% ca. 202,2% ca. 267,7% ca. 253,5% Durch dieses Ausbauszenario würde sich bereits kurzfristig (2015) ein Stromüberschuss über 9% und langfristig von 168% (2030) bzw. 154% (2050) ergeben, womit Sprendlingen- Gensingen zum Stromexporteur würde. Hierbei hätte die Windenergie mit rund 78,2% (2030) bzw. 74,4% (2050) den größten Anteil an der regenerativen Stromversorgung, gefolgt von Solarenergie mit ca. 17,5% (2030) bzw. 21,6% (2050), Biomasse mit ca. 3,7% (2030) bzw. 3,5% (2050) und kleinen Anteilen Wasserkraft und der Erdgas basierten Kraft-Wärme- Kopplung. Abbildung 5-26 zeigt die Entwicklung des Ausbaus erneuerbarer Energien im Bereich der Stromversorgung. 164

179 MWh/Jahr 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Zubau erneuerbarer Strom : ca MWh ca. 253,5% EE : ca MWh ca. 197% EE KWK Erdgas Wasser KWK Biogas Solar Wind Abbildung 5-26: Zubau erneuerbarer Energien zur Stromversorgung Zur Organisation einer ganzheitlichen Wärmeversorgung auf erneuerbarer Basis, können die ermittelten Stromüberschüsse zur Erzeugung von Wärmeenergie mittels Wärmepumpen genutzt werden. So lässt sich eine ganzheitliche Wärmeversorgung auf regenerativer Basis organisieren. Dies wurde bei der Darstellung des Ausbaus erneuerbarer Energien bei der Stromversorgung berücksichtigt und spiegelt sich im Anstieg des Stromverbrauchs wider. Vor diesem Hintergrund könnte eine strategische Positionierung der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen dahingehend erfolgen, dass der Ausbau von Wärmepumpen (in Kombination mit der energetischen Sanierung von Gebäuden und damit einer vorausgehenden Energieeinsparung) präferiert vor der Nutzung von Biomasse zur Wärmebereitstellung im privaten und öffentlichen Gebäudebestand erfolgt. Zum einen bieten Wärmepumpen eine geeignete Technologie, um Niedertemperatur bereit zu stellen. Hierbei kann aus wenig Strom relativ viel Wärme erzeugt werden. Zum anderen wäre diese Strategie mit dem Bedarf von Prozesswärme auf Hochtemperaturniveau industrieller Einrichtungen zu begründen. Ein Einsatz von Wärmepumpen wäre hierbei nicht sinnvoll. Auf Basis von erneuerbaren Quellen wird Hochtemperatur-Prozesswärme nach heutigem Stand der Technik ausschließlich aus Tiefengeothermie oder Biomasse, zum Teil aus Solarenergie erzeugt. Die Bereitstellung von 165

180 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Biomasse könnte so fossile Brennstoffe für industrielle Prozesse überflüssig machen und würde eine CO 2 -Reduktion auch im produzierenden Gewerbe bewirken. Da die Potenziale zur Erschließung erneuerbarer Energiequellen in Ballungsgebieten verglichen mit ländlichen Regionen limitiert sind, können die Stromüberschüsse auch dazu beitragen, in dicht bebauten Zentren eine ganzheitliche regenerative Energieversorgungsstruktur zu ermöglichen Potenzialerschließung zur regenerativen Wärmeversorgung Die Bereitstellung von regenerativer Wärmeenergie stellt im Vergleich zur regenerativen Stromversorgung eine größere Herausforderung dar. Neben der Nutzung von erneuerbaren Brennstoffen ist die Wärmeeinsparung von großer Bedeutung. Da von einem signifikantem Wärmeenergieverbrauch durch das produzierende Gewerbe auszugehen ist, diese Mengen aufgrund einer aufwendigen Datenermittlung jedoch nicht abschließend ermittelt werden konnten, sind die Wärmeeinsparpotenziale des Gewerbes nicht in die Berechnungen eingeflossen. Einkalkuliert wurden jedoch die Einsparpotenziale in privaten Haushalten. Im Bereich der Wärmeversorgung könnten bis zum Jahr 2015 ca. 3,7% Energie eingespart werden. Gleichzeitig könnten alle Biomassepotenziale (Holz, Energiepflanzen, biogene Reststoffe), 10% des ermittelten Potenzials zur Solarwärmeerzeugung, das Potenzial der Kraft-Wärme-Kopplung erschlossen und 224 Wärmepumpen (13% bei einem Ausbauszenario von 45 Pumpen pro Jahr bis 2050) ausgebaut werden. Damit würde sich der Anteil erneuerbarer Energieträger an der Deckung des künftigen Gesamtwärmeverbrauchs in Höhe von ca MWh/a von heute ca. 2,2% auf rund 27,8% erhöhen. Bis zum Jahr 2020 könnten etwa 6,6% Wärmeenergie gegenüber 2010 eingespart werden, der Zubau solarthermischer Anlagen könnte sich um weitere 10% erhöhen und der Ausbau von Wärmepumpen könnte auf 25% gesteigert werden. Der regenerative Anteil am Gesamtwärmeverbrauch von rund MWh/a würde sich dann auf ca. 35,7% erhöhen. Der Wärmebedarf im Jahr 2030 könnte gegenüber der heutigen Menge auf rund 80,5% gesenkt und die Nutzung der Solarthermie auf 40%, der Anteil an Wärmepumpen auf 50% gesteigert werden. Damit würde sich der regenerative Anteil an der Wärmeversorgung in Höhe von ca MWh/a auf ca. 57,1% erhöhen. Schließlich sind gegenüber dem Jahr 2010 im Jahr 2050 Wärmesenkungspotenziale um weitere ca. 28,6% zu erreichen und der Ausbau von Solarpotenzialen könnte auf 80% erhöht werden. Die Anzahl von regenerativ betriebenen Wärmepumpen könnte auf 100% ansteigen. Der Beitrag erneuerbarer Energien zur Deckung eines Gesamtwärmeverbrauchs von rund 166

181 MWh/Jahr 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen MWh/a würde sich auf rund 100% erhöhen, womit die Null-Emission auch im Wärmebereich erreicht sein würde. Der Anteil an Wärmepumpem würde hierbei rund 57,9% betragen, der Anteil von Holz würde bei etwa 16%, der von Solarthermie bei ca. 13,6% und der von Biomasse bei rund 6,6% liegen. Des Weiteren könnten Festbrennstoffe aus Biomasse einen Beitrag von ca. 5,2% leisten. Außerdem wurde die KWK-Technik auf Basis von Erdgas aufgrund ihrer Energieeffizienz einkalkuliert und trägt rund 0,7% am Gesamtanteil. Das Ausbauszenario erneuerbarer Energien im Wärmesektor wird in Tabelle 5-33 und Abbildung 5-27 übersichtlich dargestellt. Tabelle 5-33: Ausbauszenario erneuerbarer Energien zur Wärmeerzeugung Wärmeverbrauch ca MWh/a ca MWh/a ca MWh/a ca MWh/a Biomasse 100% 100% 100% 100% Solarthermie 10% 20% 40% 80% Kraft-Wärme-Kopplung 100% 100% 100% 100% Erdwärmepumpen 13% 25% 50% 100% Wärmebedarfsdeckung aus erneuerbaren Quellen ca. 27,7% ca. 35,7% ca. 57,1% ca. 100% Zubau erneuerbare Wärme 2050: ca MWh ca. 100% EE : ca MWh ca. 57,1% EE KWK Erdgas Wärmepumpen KWK Biogas Festbrennstoffe Holz Solarthermie Abbildung 5-27: Zubau erneuerbarer Energien zur Wärmeversorgung 167

182 t CO 2 / a 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Zukünftige CO 2 -Bilanz Im Folgenden werden die mit der zukünftigen Energieversorgung verbundenen CO 2 - Emissionen dargestellt. Dabei wird ersichtlich, dass im Bereich der Stromversorgung bereits kurzfristig bis zum Jahr 2015 bilanziell keine Emissionen mehr verursacht werden. Im Bereich Wärmeenergie werden hingegen noch ca t CO 2 freigesetzt. Sukzessiv sinken jedoch die CO 2 -Emissionen auch im Wärmebereich, wobei im Jahr 2020 noch rund t CO 2 und im Jahr 2030 ca t CO 2 emittiert werden. Letztlich ermöglicht die Nutzung des überschüssigen regenerativen Stroms zur Erzeugung von ca MWh/a Wärme durch Wärmepumpen das Herabsenken der gesamten CO 2 -Emissionen im Jahr Damit wäre das Ziel der Null-Emission bei der stationären Energieversorgung erreicht. Abbildung 5-28 stellt die prognostizierten CO 2 -Emissionen im stationären Bereich der Energiebereitstellung grafisch dar: CO 2 -Emissionen SOLL Emissionen Referenzjahr 1990 Emissionen heute Emissionen 2015 Emissionen 2020 Emissionen 2030 Emissionen 2050 Wärme Strom Abbildung 5-28: CO 2-Emissionen auf Basis der zukünftigen Energiebereitstellung Abbildung 5-29 stellt das Potenzial zur Einsparung von CO 2 -Emissionen dar. Gegenüber 1990 könnten im Jahr 2015 ca t CO 2 reduziert werden, wodurch das Ziel der Bundesregierung einer CO 2 -Einsparung von 40% im Jahr 2020 bereits fünf Jahre zuvor mit über 30% übertroffen werden könnte. Rund 87,7% könnten im Strom- und ca. 12,3% im Wärmebereich eingespart werden. Im Jahr 2020 könnte die CO 2 -Einsparung bereits rund 136,4% betragen. Das Bundesziel einer CO 2 -Reduktion um 80% bis 95% im Jahr 2050 gegenüber 1990 wäre in Sprendlingen-Gensingen demnach viel früher erreicht. Das Reduktionspotenzi- 168

183 t CO 2 /a 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen al im Jahr 2050 liegt in Sprendlingen-Gensingen bei rund 213,8%, d. h. zum einen, dass die CO 2 -Emissionen vor Ort ganz vermieden werden könnten. Zum anderen würde die regional erzeugte regenerative Überschussenergie außerhalb der Verbandsgemeindegrenzen verbraucht, wobei dort die Erzeugung von fossil basierter Energie überflüssig würde Zusätzliche Emissionen heute CO 2 -Einsparung SOLL Einsparung 2015 Einsparung 2020 Einsparung 2030 Einsparung 2050 Wärme Strom Bundesziel 2020: 40% 2015: ca. 71,7% Bundesziel 2050: 80% - 95% 2020: ca. 136,4% 2050: ca. 214,1% Abbildung 5-29: CO 2-Einsparung auf Basis der zukünftigen Energiebereitstellung: Einsparungsziele der Bundesregierung und Einsparungspotenziale in Sprendlingen-Gensingen Wirtschaftliche Auswirkungen in der Zukunft (2050) Ziel des regionalen Stoffstrommanagements ist es, die Situation des Energiesektors in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen dahingehend zu optimieren, dass sich die (fossilen) Energieimporte weitestgehend reduzieren oder gar vermeiden lassen, wobei auch der Abfluss finanzieller Mittel reduziert bzw. vermieden und die regionale Wertschöpfung gesteigert wird. Im Folgenden werden zunächst die wirtschaftlichen Auswirkungen unter Berücksichtigung aktueller Energiepreise dargestellt. Anschließend folgt eine dynamische Ausführung mit Berücksichtigung von Preissteigerungsraten. Wie in der Potenzialanalyse ermittelt wurde (vgl. Kapitel 1), sind künftig Stromeinsparungen durch Energieeffizienz zu erwarten. Jedoch erhöht sich gleichzeitig die Anwendung strombetriebener Geräte. Insgesamt sind die Aspekte zur Stromentwicklung schwierig abschätzbar, da diese auch vom Konsum- und Nutzerverhalten abhängig sind und blieben daher weitestgehend unberücksichtigt. Lediglich der Ausbau von regenerativ betriebenen Wärmepumpen wird betrachtet, weshalb von einer Zunahme des Stromverbrauchs von heute ca MWh/a auf ca MWh/a ausgegangen wird. 169

184 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Für den Bezug dieser Strommenge aus dem Elektrizitätsnetz müssten ca. 9,6 Mio. /a aufgewendet werden. 117 Die Nutzung von den identifizierten Potenzialen aus Windkraft, solarer Strahlungsenergie und Biomasse ermöglicht die Deckung des ermittelten Strombedarfs zu rund 253,5%. Hierdurch fließen der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen ca. 48,3 Mio. /a aus der Einspeisung erneuerbaren Stroms ins öffentliche Stromnetz zu. 118 Damit beträgt die Summe der zusätzlich verbleibenden finanziellen Mittel in der Verbandsgemeinde durch die Erzeugung von Strom aus regionalen Ressourcen rund 38,7 Mio. /a. Durch die langfristig zu erzielenden Energieeinsparungen im privaten Gebäudebestand in Höhe von ca MWh/a ergibt sich (bei gleichbleibender Anzahl der Einwohner und unabhängig vom Klima) ein jährlicher Wärmebedarf von rund MWh (verglichen mit dem aktuellem Energiebedarf von rund MWh/a eine Minderung um ca. 28,6%). Durch die Aktivierung und Nutzung der identifizierten Potenziale zur Wärmeerzeugung und unter der Voraussetzung eines Ausbaus regenerativ betriebener Wärmepumpen, kann sich der Anteil regenerativ erzeugter Wärme auf 100% erhöhen. Der Wert der erzeugten erneuerbaren Wärme ergibt sich aus den eingesparten und substituierten fossilen Energieträgern Erdgas und Heizöl. 119 Somit könnten durch die Erschließung der ermittelten Potenziale in der Region Sprendlingen-Gensingen insgesamt ca. 10 Mio. /Jahr in den regionalen Wirtschaftskreislauf zwischen Anlagen- und Brennstofflieferanten, Anlagenbetreibern und Konsumenten eingebunden werden. Insgesamt beträgt der Energiebedarf nach der Umsetzung von den erläuterten Energiesparmaßnahmen in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen ca MWh/a (verglichen mit dem aktuellem Energiebedarf von rund MWh/a eine Minderung um rund 13%). Durch die Aktivierung und Nutzung der identifizierten Potenziale zur Energieerzeugung erhöht sich der Anteil erneuerbarer Energie von ca. 2,6% auf rund 164,4% um ca. das 64fache. Insgesamt können rund MWh/a Energie aus erneuerbaren Quellen verfügbar gemacht werden. Dadurch fließen der Region und insbesondere der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen Einnahmen in Höhe von insgesamt rund 58,4 Mio. /a aus der Stromvergütung durch das EEG und durch die Einsparung und Substitution von Wärme aus fossilen Energieträgern zu. Nach Abzug der Ausgaben für den Strombezug aus dem Elektrizitätsnetz beträgt der jährliche Überschuss ca. 48,8 Mio. /a. Die Abbildung 5-30 stellt die Situation graphisch dar (vgl. hierzu Abbildung 3-9). 117 Berücksichtigung aktueller Strompreise der Energis-Netzgesellschaft mbh sowie angenommener Wärmepumpenstrompreis von 0,15 /kwh 118 Berücksichtigung eines einheitlichen Marktpreises von 0,25 /kwh 119 Preisannahmen für Erdgas: 0,0584 /kwh; Heizöl: 0,072 /kwh; statische Betrachtung 170

185 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Abbildung 5-30 Energie- und Finanzströme nach Erschließung der ermittelten Potenziale, statische Betrachtung Im Folgenden werden die geschätzten Investitionskosten, Betriebsgemeinkosten und Verbrauchskosten den angenommenen Einsparungen, den Kostenvorteilen durch die Substitution von fossilen Energieträgern und Stromerlösen, die sich durch die Erschließung der ermittelten Potenziale bis zum Jahr 2050 ergeben könnten, gegenübergestellt. Hierbei wurden die Investitionskosten aufgrund des Anlagenverschleißes teilweise verdoppelt (z. B. Heizanlagen). Es wird ersichtlich, dass sich die größten finanziellen Vorteile im Bereich der Strombereitstellung aufgrund der Stromerlöse, welche relativ geringen Investitions- und Betriebskosten gegenüber stehen, insbesondere durch den breitflächigen Ausbau der Photovoltaik und Windenergie ergeben. Dabei setzen sich die Stromerlöse zum einen aus der Einspeisevergütung nach dem EEG und zum anderen aus marktüblichen Preisen zusammen. 120 Im Bereich der Wärmeeinsparung, welche vorrangig fokussiert werden sollte, ergeben sich hohe zusätzliche finanzielle Mittel durch die Gebäudesanierung und die Biogaserzeugung und nutzung. Die hohen verbleibenden Geldmittel entstehen aufgrund der Substitution von immer teurer werdenden fossilen Energieträgern. Es wurde eine Preissteigerungsrate für fossil ersetzte Brennstoffe in Höhe von 4% einkalkuliert. 120 Für die ersten 20 Jahre wird die Einspeisevergütung nach EEG kalkuliert, anschließend wird vom Stromabsatz zu marktüblichen Preisen ausgegangen, hier: 0,25 171

186 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Potenzialbereich Tabelle 5-34: Finanzelle Ströme in den einzelnen Potenzialbereichen Investitionskosten Betriebsgemeinkosten Verbrauchskosten Stromerlöse/ Einsparung/ Substitution Photovoltaik öffentlich Photovoltaik privat Photovoltaik Freiflächen (Dünnschicht) Photovoltaik gewerblich Wind Wind Repowering Ausbau KWK Umwälzpumpen Solarthermie Gebäudesanierung öffentlich Gebäudesanierung privat Biogas Festbrennstoffe Wärmepumpen Summe Summe Strom Summe Wärme Fasst man nun alle Investitionskosten, Betriebsgemeinkosten und die Einnahmen aus dem Stromabsatz zusammen und stellt sie gegenüber, werden die langfristigen finanziellen Vorteile durch die Etablierung der ermittelten Potenziale erneuerbarer Energien deutlich. Die langfristig zu erzielenden Stromerlöse in Höhe von ca. 735 Mio. entsprechen mehr als dem Doppelten der Investitionen und laufenden Betriebskosten. Abbildung 5-31 stellt die Situation graphisch dar. 172

187 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Ausgelöste Finanzströme im Strombereich bis Investitionskosten Betriebsgemeinkosten Stromerlöse Abbildung 5-31: Ausgelöste Finanzströme im Strombereich bis 2050 Wie die Abbildung 5-32 darstellt, überwiegen langfristig die finanziellen Vorteile durch die Erschließung der ermittelten Potenziale zur Energieeinsparung und dem Einsatz erneuerbarer Ressourcen auch im Wärmebereich. Die Investitionen sowie laufende Betriebsgemeinund Verbrauchskosten betragen weit weniger als die erwirtschaftete Summe durch die Einsparung und Substitution von immer teurer werdenden fossilen Energieträgern in Höhe von ca. 1,4 Mrd.. Ausgelöste Finanzströme im Wärmebereich bis Investitionskosten Betriebsgemeinkosten Verbrauchskosten Einsparung, Substitution Förderung Abbildung 5-32: Ausgelöste Finanzströme im Wärmebereich bis

188 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Mit dem Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept wurde eine bedeutende Grundlage für die Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen geschaffen, welche einerseits eine Senkung der CO 2 -Emissionen und somit eine Unterstützung der klimapolitischen Ziele der Bundesregierung unterstützt. Andererseits bilden die mit dem Konzept genannten Maßnahmen ein Instrument der Wirtschaftsförderung, da die genannten Klimaschutzprojekte auch schon aus heutiger Sicht ökonomisch tragfähig sind. Da zukünftig von weiter steigenden Energiekosten insbesondere bei der Verwendung fossiler Energieträger ausgegangen werden kann, gewährleistet eine frühzeitige Anpassung bzw. Optimierung der regionalen Energieversorgungsstrukturen einen wirtschaftlich tragbaren Übergang in die zukunftsfähige Versorgung der Region mit Energie. Dies erfolgt etwa dadurch, dass Maßnahmen zur Energieeffizienz sowie zum Einsatz erneuerbarer Energieträger diesen Preissteigerungseffekt reduzieren und zugleich regionale Wertschöpfungseffekte mit sich bringen (z. B. durch die Sicherung von Arbeitsplätzen, Erschließung regionaler Energiepotenziale oder Unabhängigkeiten bei der Energieversorgung) Finanzierungsmodell Ein Finanzierungskonzept innerhalb einer Null-Emissions-Gesellschaft zur Umsetzung der Maßnahmen könnte in Form eines Private-Public-Partnership (PPT) erfolgen. Hierdurch könnte ein Eigenkapitalstock durch strukturelle Anleger (Unternehmer) und Bürger eingebracht werden, welcher bei der Fremdkapitalbeschaffung i. d. R. vorausgesetzt wird. Die Verbandsgemeinde könnte die Bürgschaft gegenüber dem Kapitalgeber übernehmen, womit ein Anreiz zur Beteiligung privater Akteure geschaffen würde. Zur Finanzierung des Investitionsvolumens in Höhe von ca. 634 Mio. für die Erschließung der ermittelten Energieeffizienz- und Erneuerbare-Energien-Potenziale in der Verbandsgemeinde Sprendlingen-Gensingen würde das Eigenkapital bei einer 15%igen Quote rund 95 Mio. betragen. Davon könnten Unternehmer 10% bzw. rund 63 Mio. und Bürger 5% bzw. rund 32 Mio. einbringen. Pro Haushalt würde dies einen Genossenschaftsanteil in Höhe von ca bedeuten. 85% bzw. 539 Mio. könnten durch Fremdkapital gedeckt werden. 174

189 5 Null-Emissons-Strategie Sprendlingen-Gensingen Kapitalbeschaffung 32 Mio. ; 5% 63 Mio. ; 10% Bürger Strukturelle Anleger Fremdkapital 539 Mio. ; 85% Abbildung 5-33: Finanzierungsmodell zur Erschließung der ermittelten Potenziale Darüber hinaus sollten in jedem Fall Fördermittel beansprucht werden. Sowohl zur Finanzierung der Investitionsmaßnahmen als auch zur Entwicklung weiterer Konzepte und Studien bieten das Bundesland, die Bundesrepublik und die Europäische Union finanzielle Beihilfen. Hierdurch könnten der Eigen- und/oder Fremdkapitalanteil reduziert werden. Eine Übersicht über aktuelle Förderprogramme bietet der Förderkompass der Deutschen Energieagentur (dena), abrufbar unter: 5.7 Fazit und Empfehlung nächster Schritte Wie die zuvor dargestellten Zahlen veranschaulichen, können die mit dem Null-Emissions- Vorhaben gesetzten Ziele der Verbandsgemeinde nicht nur erreicht, sondern in vielen Aspekten sogar übertroffen werden. Durch die konsequente und langfristige Verfolgung der Null-Emissions-Strategie, wie sie im vorliegenden Klimaschutz- und Energiemanagementkonzept beschrieben ist, ergeben sich für die Verbandsgemeinde sowie die Region eine Vielzahl an Win-Win-Effekten. Diese lassen sich wie folgt zusammenfassen: Realisierung einer umweltfreundlichen und CO 2 -neutralen Energieversorgung in der Verbandsgemeinde, Erreichung einer Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern, Vernetzung lokaler und regionaler Akteure durch Projektkooperationen und damit Förderung der intra- und interkommunalen Zusammenarbeit, Etablierung ökonomisch und ökologisch nachhaltiger Kreisläufe, 175

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