Tagung Nahwärme 2004, Osnabrück am 15. und 16. September 2004

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1 Tagung Nahwärme 24, Osnabrück am 15. und 16. September 24 BHKW- und Biomasse-Nahwärmeversorgung in der Praxis: Ökonomisch-Ökologisch-Nachhaltig Dipl.-Ing. Christoph Zeis, Geschäftsführer der EDG

2 Organisation und Unternehmensphilosophie Jahreskosten einer Energiedienstleistung 12 % Status-Quo-Kosten Verbrauchskosten Sonstige Kosten Einsparkosten Contracting-Kosten Betriebskosten Kapitalkosten Gesellschafter: LK Mainz-Bingen VG Nieder-Olm VG Nierstein-Opp. LK Bad Kreuznach Stammkapital: 125. Euro 12 % Energieeinspar-Contracting Energiekosten- Einspar- Potenzial Kapitalkosten + Einspargewinn Beginn des Contracting-Vertrages Zeit Übernahme Übernahme kommunaler kommunaler Energieanlagen Energieanlagen Energiemanagement Energiemanagement Energiecontrolling Energiecontrolling Externe Externe Geschäftsfelder Geschäftsfelder Status-Quo-Kosten Status-Quo-Kosten als als Maßstab Maßstab Energieeinsparinvestitionen Energieeinsparinvestitionen Energie-Contracting Energie-Contracting Verbrauchserfassung/-abrechnung Verbrauchserfassung/-abrechnung Optimierung Optimierung / / Umweltschutz Umweltschutz Bilanzierung Bilanzierung / / Dokumentation Dokumentation Ingenieurdienstleistungen Ingenieurdienstleistungen Nahwärmeprojekte/-neubaugebiete Nahwärmeprojekte/-neubaugebiete Projektgesellschaften Projektgesellschaften / / ARGE ARGE

3 Contracting-Leistungen der EDG in der Wärme-, Kälte- und Stromversorgung VERWALTUNGSGEBÄUDE, SCHULEN, KINDERGÄRTEN, SCHWIMMBÄDER, WOHNHÄUSER UND SONSTIGE GEBÄUDE Kälte Strom Wärme Energiemanagement Gas Gasversorgungsunternehmen Technologien der rationellen und regenerativen Energieverwendung - Planung, Finanzierung und Bau - Betrieb (Wartung, Instandhaltung) - Energiebeschaffung und Abrechnung - Energiesparberatung/Optimierung Komplettes Energiemanagement Strom Strom Stromversorgungsunternehmen

4 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Lageplan mit Trassenführung und Anschlussleistungen 1 2 HZ 4 6 Nr. Gebäude kwth kwel 1 SPH Reg. Schule Regionale Schule Sonderschule "K" Gymnasium SPH Gymnasium SPH Gemeinde 1 4 Leistungssumme

5 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Sanierungs-/Baumaßnahmen und Contracting-Investitionen Gesamt-Investition: : 1: Demontage/Entsorgung Demontage/Entsorgung 2: 2: BHKW BHKW (11 (11 kw kw el el 2 2 kw kw th ) th ) 3: 3: Spitzenlastkessel Spitzenlastkessel (2*86 (2*86 kw kw th ) th ) 4: 4: MSR-Technik MSR-Technik 5: 5: Pufferspeicher Pufferspeicher (6 (6 m 3 ), 3 ), Hydraulik Hydraulik 6: 6: Nahwärmenetzsanierung/-ausbau Nahwärmenetzsanierung/-ausbau 7: 7: Sanierung Sanierung Wärmehauptverteiler Wärmehauptverteiler 8: 8: Elektroinstallation/-anschlüsse Elektroinstallation/-anschlüsse 9: 9: Dezentrale Dezentrale RTB-Maßnahmen RTB-Maßnahmen 1: 1: Planung Planung

6 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Wärmeparameter an einem typischen Winterwerktag kw C Uhrzeit Wärmeleistung gesamt Wärmeleistung BHKW Vorlauftemperatur Rücklauftemperatur

7 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Wärmeparameter an einem typischen Sommerwerktag kw C Uhrzeit Wärmeleistung gesamt Wärmeleistung BHKW Vorlauftemperatur Rücklauftemperatur

8 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Elektrische Lastverläufe an einem typischen Winterwerktag kw Uhrzeit Elektrische Leistung gesamt Elektrische Leistung BHKW Zusatzleistung

9 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Elektrische Lastverläufe an einem typischen Sommerwerktag kw Uhrzeit Elektrische Leistung gesamt Elektrische Leistung BHKW Zusatzleistung

10 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Energiebilanz von 1999 bis 23 Größe Einheit Summe Brennstoffverbrauch MWh Hu Wärmelieferung gesamt MWh th BHKW-Wärmeerzeugung MWh th BHKW-Stromerzeugung MWh el BHKW-Stromeinspeisung MWh el Zusatzstrombezug MWh el Stromlieferung MWh el BHKW-Volllaststunden h Jahresgesamtnutzungsgrad % Hu 94, 94,4 94,2 94,7 93,

11 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Primärenergieeinsparung und CO 2 -Reduktion von 1999 bis 23 Primärenergieeinsatz: MWh MWh MWh Kraftwerkspark η el = 34 % Heizkessel η th = 85 % MWh MWh STROM WÄRME MWh Verluste Primärenergieeinsatz: MWh MWh BHKW η el = 33,3 % η th = 59,4 % MWh MWh STROM WÄRME Primärenergieeinsparung: ( /18.531) * 1 = 4,4 % CO 2 -Reduktion 45,2 % = t 811 MWh Verluste

12 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Contracting-Wirtschaftlichkeitsvergleich per /a SZN-Eigenregie Verbrauchskosten Betriebskosten EDG-Contracting Kapitalkosten BHKW-Stromerlös Ct/kWhel SZN-Eigenregiekosten : EUR/a EDG-Contracting-Kosten: EUR/a EDG-Einsparkosten : EUR/a Relative Einsparung : 12, %/a BHKW-Stromerlös: Spezifische Erlöskomponenten Stromerlös EVU Energie Vermiedene NG Stromerlös SZN KWKModG Eigenbedarf

13 BHKW-Arealversorgung Schul- und Sportzentrum Nieder-Olm: Ökonomische Vorteile durch Ökologische Steuerreform Gas/Öl Ökosteuer verteuert Energie bei der getrennten Erzeugung von Strom und Wärme! Mineralöl-/Erdgassteuer Wärmeerzeuger Wärme Stromsteuer: 2,5 ct/kwhel Erdgassteuer:,55 ct/kwhho Gas Steuerersparnis durch Kraft- Wärme-Kopplung: Mineralölund Stromsteuer entfällt! BHKW Wärme Kraftwerk Strom Strom Stromsteuer: 2,5 ct/kwhel Ersparnis für BHKW, Jahr 23: EUR = 3,34 ct/kwhel

14 Referenzen der EDG in der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung mit BHKW Nr. Baujahr Versorgungsobjekt / -gebiet Module P el P th Stromerzeugung BHKW Realschule Bingen 3 16 kw el 37 kw th 9. kwh/a BHKW Kläranlage Oppenheim kw el 392 kw th 1.3. kwh/a BHKW Schulzentrum Nieder-Olm kw el 196 kw th kwh/a 4. 2 BHKW Hallen-/Freibad Nieder-Olm 2 1 kw el 23 kw th 823. kwh/a 5. 2 BHKW Berufsbildende Schule Ingelheim 1 5 kw el 12 kw th 3. kwh/a 6. 2 BHKW Grundschule/Schwimmbad Alsheim 2 11 kw el 25 kw th 8. kwh/a BHKW Gymnasium Bingen 1 5 kw el 11 kw th 3. kwh/a BHKW Grundschule/Kindergarten Undenheim 2 11 kw el 25 kw th 6. kwh/a BHKW Realschule Nierstein 2 11 kw el 25 kw th 65. kwh/a BHKW Neubaugebiet "Weinberg II" kw el 46 kw th kwh/a BHKW Sparkasse Bad Kreuznach 1 5 kw el 1 kw th 26. kwh/a BHKW "BFV Hassia Bingen e.v." 2 11 kw el 25 kw th 72. kwh/a BHKW Berufsbildende Schule Bingen 1 5 kw el 1 kw th 28. kwh/a BHKW Burgschule/Rathaus Nieder-Olm 1 5 kw el 11 kw th 26. kwh/a BHKW Sonderschulzentrum Bad Kreuznach 1 5 kw el 11 kw th 29. kwh/a BHKW Gymnasium Oppenheim 1 5 kw el 11 kw th 26. kwh/a BHKW Kulturhalle/Sonderschule Sprendlingen 2 11 kw el 25 kw th 55. kwh/a BHKW Klinitel/Altenpflegeheim Gensingen 1 52 kw el 112 kw th 312. kwh/a BHKW-Energieverbund Stadecken-Elsheim 1 5 kw el 112 kw th 25. kwh/a BHKW Berufsbildende Schule Kirn 1 5 kw el 1 kw th 275. kwh/a BHKW Kreisverwaltung/LZB Bad Kreuznach 1 5 kw el 112 kw th 3. kwh/a Summe kw el kw th kwh/a

15 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Bebauungsplan des Neubaugebietes mit Standort Heizzentrale HZ

16 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs und Wärmebilanzierung 1.4 Wärmeleistung (kwth) Q(t) Q S 365 d Q = Q(t) dt = QHHS + QS Q = MWh MWh th /a th /a QHHS = QHHS MWh MWh th /a th /a Q S = S MWh MWh th /a th /a Q HHS Jahrestage (d) Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs Wärmeleistung HHS-Kessel

17 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Nahwärmenetz-Rohrmaterial und Direkte Wärmeübergabestation Nahwärmenetz-Rohrmaterial Direkte Wärmeübergabestation 1: Mediumrohr, Chrom-Nickel-Stahl 2: Wärmedämmung, λ <,32 W/mK 3: Streckmetall-Mantel 4: Mehrschicht-Sperrfolie 5: Außenmantel PE-LD, nahtlos 6: Lecküberwachungsadern

18 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Zusammenfassung Investitionsplan (Netto) Gesamt-Investition: : 1: Nahwärmenetz-Haupttrasse Nahwärmenetz-Haupttrasse 2: 2: Hausanschlüsse Hausanschlüsse 3: 3: Wärmeübergabestationen Wärmeübergabestationen 4: 4: Gebäude Gebäude Heizzentrale Heizzentrale 5: 5: Holzhackschnitzel-Kessel Holzhackschnitzel-Kessel 6: 6: Heizöl-Kessel Heizöl-Kessel (Spitzenlast) (Spitzenlast) 7: 7: Kesselhausverrohrung Kesselhausverrohrung 8: 8: Pumpengest. Pumpengest. Druckausdehnung Druckausdehnung 9: 9: MSR-Technik MSR-Technik 1: 1: Planung, Planung, Bauleitung Bauleitung

19 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Brutto-Heizkostenvergleich, Einfamilienhaus, 15 m² WF, 14 MWh th /a /a HHS-NW HHS-NW = = Holzhackschnitzel-Nahwärme Holzhackschnitzel-Nahwärme EG-BWK EG-BWK = = Erdgas-Brennwertkessel Erdgas-Brennwertkessel EG-NTK EG-NTK = = Erdgas-Niedertemperaturkessel Erdgas-Niedertemperaturkessel HEL-NTK HEL-NTK = = Heizöl-Niedertemperaturkessel Heizöl-Niedertemperaturkessel EL-WP EL-WP = = Elektro-Wärmepumpe, Elektro-Wärmepumpe, monovalent monovalent HHS-NW EG-BWK EG-NTK HEL-NTK EL-WP Kapitalkosten Grundkosten Verbrauchskosten Betriebskosten

20 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Sensitivitätsanalyse: Einfluss der Brennstoffpreisänderng Wärmepreis (ct/kwh th ) Relative Änderung der Ausgangsbasis (%) HHS-NW EG-BWK EG-NTK HEL-NTK EL-WP

21 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Ökologischer Vergleich: CO 2 -Emission und -Reduktion CO 2 -Emissionen der Heizsysteme CO 2 -Emission und -Reduktion Gesamt kg/efh/a Heizwärmebedarf = 14, MWhth/a CO2-Bilanz gemäß "GEMIS" Tonnen/a HHS-NW EG-NTK EG-BWK HEL-NTK EL-WP HHS-NW EG-NTK EG-BWK HEL-NTK EL-WP CO2-Reduktion

22 Biomasse-Nahwärmeversorgung NBG Waldstraße, Waldalgesheim: Rahmenbedingungen für die Nahwärmeerschließung Vollständige Anschlussdichte an die Nahwärmeversorgung: Festsetzung eines privatrechtlichen Anschluss- und Benutzungszwanges in den Grundstückskaufverträgen bzw. öffentlich-rechtlich durch Satzung im Bebauungsplanverfahren! Überzeugung der Grundstückseigentümer und Bauherrn zum Anschluss an die wirtschaftliche und ökologisch sinnvolle Nahwärmeversorgung durch intensive Information! Zügige Bebauung der Grundstücke in einem vorgegebenen Zeitrahmen, um Planungssicherheit für den/die Investor(en) zur ermöglichen; Baubeginn maximal 3 Jahre nach Grundstückskauf! Gemeinsame Erschließung des Neubaugebietes mit Nahwärme, Strom, Wasser und Telekommunikation, um die Tiefbaukosten für alle Beteiligten zu minimieren! Modularer Aufbau der Wärmeerzeuger in der Heizzentrale, angepasst an die zunehmende Wärmebedarfsleistung im Rahmen der Bebauung! Refinanzierung des Nahwärmenetzes und der Heizzentrale durch Baukostenzuschüsse und Hausanschlusskosten analog der Strom-, Gas- und Wasserversorgung gemäß dem gesetzlichen Rahmen der AVBFernwärmeV!

23 Tagung Nahwärme 24, Osnabrück am 15. und 16. September 24 BHKW- und Biomasse-Nahwärmeversorgung in der Praxis: Ökonomisch-Ökologisch-Nachhaltig Dipl.-Ing. Christoph Zeis, Geschäftsführer der EDG