Neckarpark Stuttgart

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Ingeborg Färber
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1 Neckarpark Stuttgart Abwasserwärme für ein Stadtquartier Dr. Jürgen Görres Landeshauptstadt Stuttgart Amt für Umweltschutz, Abteilung Energiewirtschaft Gaisburgstraße 4, D Stuttgart Telefon 0711/ , Fax 0711/ Juergen.Goerres@stuttgart.de Folie 1

2 Energiekonzept Stuttgart 1. Reduzierung des Energieverbrauchs (20 % bis 2020 Basis 1990) 2. Effiziente Energieerzeugung 3. Steigerung der erneuerbaren Energieträger (20 % in 2020) Nutzung von Abwasserwärme zur Substitution fossiler Energieträger Folie 2

3 Abwasserwärme Ort der Wärmerückgewinnung Im Gebäude: aus dem Kanal in der Kläranlage Neckarpark Bildquelle: Heizen und Kühlen mit Abwasser, Radgeber für Bauherren und Kommunen; Müller, Schmidt, Stadtmeister, Kobel; 2005 Folie 3

4 Abwassertemperatur Stuttgart Lufttemperatur Belebungsbecken Temperatur lt. den Aufzeichnungen im Betriebstagebuch 2005 Hauptklärwerk Mühlhausen Temperatur [ C] Auch Temperaturverlauf im Winter im Mittel Klärwerkszulauf über 12 C! Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan l/s Trockenwetterabfluss 2 Grad Abkühlung 11 MW Heizleistung Folie 4

5 Abwasserwärmepotenzialkarte Hauptkläranlage Randbedingungen: Trockenwetterabfluss > 15 l/s pro Kanal Kanaldurchmesser > DN 800 Abstand zum Kanal von 150 (grün) bzw. 300 m (rot) Neckarpark 7 % des Kanalnetzes für Wärmenutzung denkbar Folie 5

6 Stadtquartier Neckarpark 22 ha Brachfläche Hauptabwasserkanal DN1200 Neues Stadtquartier für 450 Wohneinheiten und Dienstleistungsbetriebe (ehemaliger Güterbahnhof Bad Cannstatt) Folie 6

7 Messung Kanaldurchfluss Quelle: Klinger und Partner, Stuttgart Folie 7

8 Awassertemperatur im Kanalabschnitt 22 Messung über 2 Jahre Kanaltemperatur [ C] Folie 8

9 Dauer niedriger Temperatur Temperaturunterschreitung [h] Jahresstunden maximale Dauer 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 Abwassertemperatur [ C] Folie 9

10 Ursprünglicher Rahmenplan Folie 10

11 Städtebaulicher Entwurf 2009 Folie 11

12 Nutzung der Abwasserwärme Wärmenetz Verzweigung des Hauptkanals und Teilumleitung des Abwassers durch das Gebiet Mehrere Wärmetauschersegmente Mehrere Energiezentralen Geteiltes Wärmenetz Gebäude mit Heiz-Wärmepumpe Abwasser- Wärmetauscher Folie 12

13 Wärmetauscher im Kanal Bedingung: Fließgeschwindigkeit ausreichend um Ablagerungen zu verhindern/abzuspülen Gefälle: 0,2 2,5 Folie 13 Quelle: Klinger und Partner, Stuttgart

14 Spülschild zum Abschwemmen von Ablagerungen Quelle: Klinger und Partner, Stuttgart Folie 14

15 Externe Wärmetauscher außerhalb Kanal Folie 15

16 Kosten Wärmetauschervarianten Kanalverzweigung, gebietsquerender Sammler Externe Wärmetauscher, Abwasser pumpen Wärmetauscher Im Kanal außerhalb Kanal Im Kanal Spülschild und Wärmetauscher im Hauptsammler Kapitalkosten /a /a /a Betriebskosten /a /a /a Stromkosten /a /a /a Gesamt /a /a /a bei 2 MW Wärmeentzugsleistung Berechnung: Klinger und Partner, Stuttgart Folie 16

17 Projektveränderungen Veränderungen im Städtebau und in der Ansiedlung von Bauherren: Neue Nutzungen (Sportklinik, Mehrgenerationenhaus, Sportbad) Auflösung von Grundstücksverkauf (im Vorfeld der Gebietsentwicklung) Ergänzung des Versorgungsgebiets um 2 Hotelstandorte mit hohem Brauchwarmwasserbedarf Verlegung Hauptabwasserkanal Veränderung der Primärenergiefaktoren in der EnEV2014 Überprüfung Anforderung EnEV09-45% (-30 % Transmissionswärme) Erhöhung des Brauchwarmwasserbedarfs auf über 50 % des Wärmebedarfs Folie 17

18 Energiekonzept aktuell Q2 Q1 Q5 Q4 Q3 Q6.1 Q6 Energiezentrale Q11 Q12 Q7 Q13 Q9 Q8 Q10 Q15 Q14 Q16 Q19 Q17 Q18 Q20 Q21 Q21 kanalintegrierter Wärmetauscher Hauptsammler Q22 verlegte Trasse bisherige Trasse Spülschild Folie 18

19 Energetische Kenndaten Hauptabwasserkanal (DN2100 ) tangiert Wärmeversorgungsgebiet Trockenwetterabfluss: 200 l/s, Abwassertemperatur gemessen 6,5 22 C Vollversorgung des Gebiets mit Heizenergie aus Abwasser bei fortschrittlichem Gebäudestandard (EnEV % Primärenergie, -30% Transmissionswärmeverluste) möglich Wärmeentzugsleistung aus dem Abwasser 2,1 MW 100 % lokale Energie ohne lokale Emissionen Primärenergiefaktor 0,5 Abkühlung des Abwassers am Gebiet um 2,5 Grad, 0,5 Grad an der Hauptkläranlage Folie 19

20 Vergleich Kläranlagen BW 10 C Mindestsolltemperatur zur Abwasserreinigung Hauptklärwerk Stuttgart 2 Grad wärmer als Durchschnitt vor allem im Winter Zuckerbergstollen als saisonaler Wärmespeicher Temperatur im Belebungsbecken verschiedener Kläranlagen in Baden-Württemberg Quelle: Klinger und Partner, Stuttgart Folie 20

21 Größenvergleich Neckar- park Entzugsleistung [kw] bestehende Anlagen Länge Wärmetauscher [m] Folie 21

22 Projektstand Förderung durch Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Projektpartner weiterer Förderbescheid für Kooperationspartner Erster Grundstückskaufvertrag abgeschlossen Energetische Vorgaben werden akzeptiert Satzung zum Anschluss- und Benutzungszwang Endabstimmung mit beteiligten Stellen läuft 1. Bebauungsplan vor Auslegung Regelungen für Photovoltaik-Anlagen, Standort Heizzentrale Entwicklung von Muster-Wärmelieferverträgen Folie 22

23 Aufsiedelungsszenario Quellen: Angaben 61, 65, 66, OB/82, eigene Abschätzungen Baubeginn: GeschäftsQ1 haus Q2 BauQ5 gemeinq4 Geschäfts- schaft haus Inbetriebnahme im Folgejahr Q3 MehrQ6.1 generationenq6 haus Q11 Bildungszentrum Q7 Q9 Sportklinik Geschäftshaus Q8 Q10 Q12 Wohnen Q13 Q15 Q14 Q16 Q19 Hotels Wohnen Q17 Gewerbe Q18 Q20 Potenzialfläche Q21 Veranstaltungen Q22 Folie 23

24 Wärmebedarf 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Folie 24

25 Zeitplan Rahmenplan Neckarpark Förderbescheid BMWi Beginn Erschließungsmaßnahmen Gebietsaufsiedelung Wärmeabnahme Beginn Wärmeversorgung, Verlegung Hauptabwasserkanal Abschluss Gebietsaufsiedelung Förderantrag Bau Energiezentrale, Wärmeversorgung BMWi Wärmenetz Inbetriebnahme voll in Betrieb Planung Energieversorgung Abwasserwärmenutzung 1. Grundstückskaufvertag Folie 25

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Abwasserwärmenutzung Dr. Jürgen Görres Landeshauptstadt Stuttgart Amt für Umweltschutz, Abteilung Energiewirtschaft Gaisburgstraße 4, D 70182 Stuttgart Telefon 0711/216-88668, Fax 0711/216-88630 Email: