Anschluss einer Neubausiedlung und angrenzender Objekte an ein Biogas- Blockheizkraftwerk (ifas-studie: 04/2007)

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1 Bio-Nahwärmeversorgung g Konken - Aufbau und Betrieb eines kommunalen Nahwärmenetzes EOR Forum 2009 Technische Universität Kaiserslautern 05. Juni 2009 Dipl.-Ing. Friedrich Beck, Stadtwerke Kusel GmbH

2 Nahwärmenetz Konken Anschluss einer Neubausiedlung und angrenzender Objekte an ein Biogas- Blockheizkraftwerk (ifas-studie: 04/2007) Ziel: Wärmelieferung zu marktgerechtem Preis Steigerung des regionalen Mehrwertes Verringerung von CO 2 -Emissionen Biogasnahwärme Konken IfaS

3 Grundlagen: Gebäude und Energiebedarf 40 Einfamilienhäuser (EFH) nach EnEV sowie Einzelobjekte in der Ortsmitte (Kirche, Hof Schneider, etc.) Ausgehend von den einzelnen Grundstücksgrößen wurden aus Erfahrungs- und Literaturwerten Energieverbräuche berechnet: Bei ca. 175 m²/he ²/HEá70W/ W/m²a = kwh/a für Heizung Bei 3 4 Personen: kwh/a für WW Es wird davon ausgegangen das alle 40 Gebäude an das Nahwärmenetz angeschlossen werden (Anschlusszwang). Zusätzliche Erweiterung: Kirche / Hof Schneider / Zwei Anwesen an der B420 (225 MWh/a) Gesamtwärmebedarf ca. 660 MWh/a (bzw. 885 MWh mit Erweiterung) Biogasnahwärme Konken IfaS

4 Grundlagen: Biogasanlage Wärmeüberschuss Biogasanlage MWh/a Wärmeüberschussleistung: kw Mit Netzverlusten an Heizzentrale: kw/a bzw kw Wärmebilanz Biogasanlage Wärmeme enge (kwh/m) Monate Biogasnahwärme Konken IfaS Überschuss Biogas Ankommend Heizzentrale

5 Bilanz der Wärmeerzeugung /-abnahme Übersicht Nahwärme Konken ge (kwh/m) Energiemen Monate Energiebedarf (40 EFH) Überschuss Biogas Spitzenlast Bio-Wärme an HZ kwh/a Endenergiebedarf an HZ (kwh/m) Spitzenlast Erdgas BW kwh/a Anteil Grundlast Bio-Gas-BHKW kwh/a Anteil ,5 % der Gesamtproduktion 30,1 % 69,9 % Biogasnahwärme Konken IfaS

6 Wärmeüberschuss Biogasanlage Biogasanlage Heizzentrale Monat Überschuß Biogas Ankommend HZ kwh/d kwh/m Leistung (kw) kwh/m Leistung kw Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sep Okt Nov Dez Gesamt Biogasnahwärme Konken IfaS

7 Heizzentrale Versorgung von 40 EFH und Objekten mit einem Nutzenergiebedarf von ca kwh und einer benötigten Leistung von ca. 800 kw. Trassenlänge Biogasanlage Gas-Brenner Biogasanlage - Heizzentrale m 119 kw Neubaugebiet 800 m max. 8 x 100 kw Gesamt m 919 kw Daraus ergibt sich folgende Verteilung der Energieerzeugung: Biogasabwärme : kwh/a (70 %) Gas-Spitzenlastkessel: kwh/a (30 %) (erweiterbar) Biogasnahwärme Konken IfaS

8 Wärmenetz Neubaugebiet Biogasnahwärme Konken IfaS

9 Möglicher Trassenverlauf Biogasnahwärme Konken IfaS

10 Wärmenetz Biogasnahwärme Konken IfaS

11 Variantenvergleich Varianten Es wurden folgende zwei Trassenvarianten betrachtet. Berechnung der Länge des Nahwärmenetzes Abschnitt a b c d e f g Summe Variante 1 Rot ohne höhenuterschied mit höhenunterschied 230,1 490,2 413,9 90, höhenunterschied Variante 2 Blau ohne höhenuterschied mit höhenunterschied 230,1 490,2 30,0 422,4 110,0 50, Höhenunterschied Die folgenden Betrachtungen beschränken sich auf die günstigere Variante (1, Rot) Biogasnahwärme Konken IfaS

12 Technische Grundlagen Wärmenetz Baubeginn: Juli 2007 Fertigstellung Netz: Feb 2008 Verbindungstrasse Biogasanlage-Heizzentrale m (DN 100) Wärmenetz Neubaugebiet: Haupttrasse: 650m (DN 100) Nebentrasse: 200 m (DN 65) Hausanschlüsse: 400 m (DN 25) Gesamtlänge o. HAS m Biogasnahwärme Konken IfaS

13 Technische Grundlagen Wärmenetz II Trassenwärmeverluste Verbindungstrassen, Nebentrassen und Hausanschlüsse: 10% Wärmeverluste Hausübergabestationen: 5% Trinkwassererwärmung im Speicher/Durchflussverfahren (150 l/he) Zusätzlich ein Wärmespeicher (ca l) in der Heizzentrale zum Ausgleich der Tageslastschwankungen Kesselleistung Heizzentrale: max. 800 kw (Endausbau) Biogasnahwärme Konken IfaS

14 Anschlussschema Biogasnahwärme Konken IfaS

15 Ökonomische Grundlagen Finanzierung I Abschreibung g( (AfA): Gebäude und technische Anlagen: 20 Jahre Hausanschlüsse: 30 Jahre Wärmenetz: 35 Jahre Hier aufgrund von Kreditlaufzeit für alle Kategorien 20 Jahre gewählt => nach 20 Jahren erhöhte Wirtschaftlichkeit Planungskosten 13% p ( ) Gaspreis 42 /MWh (Stand: 4/2008) Einkauf Biogasabwärme: 0 /MWh erste 10 Jahre! Biogasnahwärme Konken IfaS

16 Ökonomische Grundlagen Finanzierung II Finanzierung mit Eigenkapitalanteil von 30% dabei Renditeerwartung 10% Fremdkapitalanteil 70%, mit Fremdkapital- rendite 4,3% => Mischkalkulationszinssatz 6% Derzeit Betrachtung nur über erstes Betriebsjahr. Kein Anschlussdichten Szenario Baukostenzuschuss der Endkunden mit berücksichtigt t Biogasnahwärme Konken IfaS

17 Ökonomische Grundlagen Investitionskosten Stahlmediumrohr (z.b. KMR) Summe Gesamt ohne Oberflächen- Gesamt mit DN Tiefbau Material Verlegung Isolierung Verlegung Baunebenkosten Oberfläche wiederherstellung Oberfläche PMR Summe Gesamt ohne Oberflächenwiederherstellung Gesamt mit DN Tiefbau Material Verlegung Isolierung Verlegung Baunebenkosten Oberfläche Oberfläche Biogasnahwärme Konken IfaS

18 Ökonomische Grundlagen Betriebskosten Betriebskosten Ermittlung in Anlehnung an VDI 2067 inklusive: i Wartung und Instandhaltung Personal für Betrieb und Verwaltung Hilfsenergie Betriebsmittel Komponente Betriebskosten Biogasanlage unterschiedlich Gas-Spitzenkessel 15% 1,5% Heizungsverteilung 2% Gebäude 1% Nahwärmenetz 1% Hausübergabestationen 3% Quelle: Nahwärme Ratgeber, Hessisches Ministerium für Umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz, S Biogasnahwärme Konken IfaS

19 Beispiel Wärmepreis (Vollkosten) Heizkostenvergleich nach VDI 2067 Quelle: ASUE Kostenvergleich 2007/08, April 2007 Regionale Preise 60 Watt pro m² 180 m² WFL Niedrigenergie - Haus (EnEV) Erdgas Brennwert (BW) Öl Niedertemperatur (NT) >Elektro-Wärmepumpe Nahwärme SW Kusel Wärmeerzeuger m. Regelung 3.200, , , ,00 WW-Bereitung 150 liter Speicher 1.400, , ,00 - Leitungssystem 4.700, , , ,00 Schornstein 1.200, , Anschlusskosten HAS / BKZ 1.785, ,00 Baukosten / Regelung , ,00 - Gas / Elektroinstallation 800,00 700,00 600,00 200,00 Tank / Brennstofflager , Investionen gesamt , , , ,00 Kapitalkosten 6 % auf 20 Jahre Jahres-Heizwärmebedarf kwh/a Jahres-WW-Bedarf kwh/a Jahreswärmebedarf ges. kwh/a Gesamtbrennstoffbedarf kwh / Liter unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade Grundkosten 140, , ,00 Arbeitskosten / Energie 1.261, ,46 680,47 785,72 Hilfsenergiekosten 82,00 82,00 130,00 68,00 Zinskosten für Öllagerung 42,00 Verbrauchsgebundene Kosten 1.483, ,46 846, ,72 Wärmekosten 11,71 11,55 6,68 10,24 Schornsteinfeger 17,00 58, Wartung 100,00 150,00 50,00 40,00 Versicherung - 60, Betriebsgebundene Kosten 117,00 268,00 50,00 40,00 Jahresgesamtkosten ( ) 2.733, , , ,47 spez. Jahresgesamtkosten (ct/kwh) 21,6 25,1 25,4 18,2 119% 138% 140% 100% Biogasnahwärme Konken IfaS Quelle: IfaS

20 Weitere Vorteile: Baukosteneinsparung Je geringer die Aufwandszahl, umso geringer g die notwendige Dämmung gem. EnEV KWK mit Biomasse: Primärenergiefaktor = 0 Ohne Biomassenutzung Biogasnahwärme Konken IfaS

21 Weitere Vorteile: Vollservice SW übernimmt für Übergabestation Einbau, Wartung und Instandhaltung (Vollservice) D.h: Keine Investitionsrücklagen für Kesselerneuerung notwendig Keine Reparatur- und Wartungskosten Keine Suche nach eigenen Handwerkern 24-h-Bereitschaftsdienst der SW Biogasnahwärme Konken IfaS

22 Weitere Vorteile: Zukunftsfähig Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG): Umsetzung der Meseberger Beschlüsse Inhalt: Pflicht zur Nutzung Erneuerbarer Energien im Gebäude Verstärkte Nutzung von Wärmenetzen durch Gemeindebeschlüsse (Wärmeversorgungssatzungen) Biogas-Wärme nutzt zu ca. 70 % Erneuerbare Energien Gesetz wird derzeit schon mehr als erfüllt! Kosten- und Planungssicherheit für Bauherren und Gemeinde Biogasnahwärme Konken IfaS

23 Weitere Vorteile: Preisstabilität Der Wärmepreis ist in den nächsten 10 Jahren nur zu ca. 30 % vom Gas- bzw. Heizölpreis i abhängig: Preisanpassungsklausel: AP = APo * ( 0,70 + 0,30 * HEL ) HELo AP= Arbeitspreis für Wärme HEL= Heizölpreis APo= Ausgangspreis HELo= Anfangspreis für Heizöl d.h.: Planungs- und Kostensicherheit für den Bauherrn Unabhängiger von den derzeitigen Energiepreisentwicklungen Biogasnahwärme Konken IfaS

24 Voraussetzungen zur Realisierung Festsetzung privatrechtlicher oder öffentlicher Anschluss- und Benutzungszwang Zuschuss vom Land Rh-Pf (50 pro Meter Trassenlänge) Kostenloses Grundstück für Heizzentrale Refinanzierungsanteil des Nahwärmenetzes durch Baukostenzuschüsse und Hausanschlusskosten gem. Leistungsbedarf einschl. Übergabestation, Wartung, etc.) Dauerhafte Wärmelieferung durch Biogas-Betreiber B ib zu niedrigem Wärmepreis Überzeugung der Bauherren / Marketing zum Anschluss Zügige gg Bebauung g( (möglichst innerhalb von 10 Jahren) Biogasnahwärme Konken IfaS

25 Pressereaktionen Biogasnahwärme Konken IfaS

26 Pressereaktionen Biogasnahwärme Konken IfaS

27 Zusammenfassung Konkurrenzfähiger Wärmepreis von ca ct/kwh*) (brutto): entspricht t üblichem Wärmepreis es Wärmepreis bei Eigenerzeugung in privaten Haushalten > 10 Ct/kWh, größere Gebäude > 8 Ct/kWh Auf lange Sicht höhere Wirtschaftlichkeit durch geringere Finanzierungskosten des Bauherren und durch stabile Wärmelieferungskosten für Bio-Wärme (10 Jahre Garantie) Signalwirkung für die gesamte Region: Schonung der Umwelt und der Abkopplung von fossilen Energien Steigerung des regionalen Mehrwertes Biogasnahwärme Konken IfaS

28 Bio-Nahwärmeversorgung g Konken - Aufbau und Betrieb eines kommunalen Nahwärmenetzes Informationsveranstaltung Umwelt-Campus-Birkenfeld 18. Februar 2009 Inbetriebnahme 09/2008

29 Angaben zur Biogasanlage Bauherr: Martin Schneider, Kirchenstraße 2, Konken Inv. Volumen: ca Förderung: DLR (Dienstleistung i t ländlicher Raum), Mosel Förderantrag: FID Ansprechpartner: Herr Hauser, Herr Zeher Biogasnahwärme Konken IfaS