Wärmemarkt: Biomethan bringt erneuerbare Wärme in die Stadt

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1 Wärmemarkt: Biomethan bringt erneuerbare Wärme in die Stadt Dialogprozess Zukunft Biomethan, Berlin, 18. September 2014 Dr. Tino Weber, Geschäftsbereichsleiter Biogas, Viessmann Group Seite 1

2 Im deutschen Energieverbrauch spielt Wärme eine dominierende Rolle Energieverbrauch in Deutschland nach Anwendungsbereichen Quelle: BDH Seite 2

3 84% der Energie im Haushalt für Warmwasser und Raumwärme Energieverbrauch von Haushalten nach Anwendungsbereichen Quelle: Shell BDH Hauswärme Studie Seite 3

4 Erdgas ist die dominierende Wärmequelle im Heizungsmarkt Marktentwicklung Wärmeerzeuger in Deutschland ( ; Anteile in %) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 2,5 1,9 3,5 4,2 2 2,6 7,1 6, ,6 22,3 15,5 1,9 2,1 2,9 5,1 32,8 30,1 28,8 20 3,4 5,9 4,3 3,1 4,1 4,5 4 8,3 8,6 8,3 9,1 9,2 8,8 10,1 6,1 11,9 6,9 4,5 3,6 3,1 7,6 9,6 8,7 7,2 6,7 6,7 11,3 9, , ,9 20,4 17,1 17,2 30% 20% 10% 0% Quelle: BDH 45,9 49,3 49,8 51,8 54,9 56, ,4 36,9 38,7 39, Gas-BW Gas-NT Öl-BW Öl-NT Wärmepumpen Biomasse Gas = 77,4% Seite 4

5 Im EWärmeG zeigen sich Potenzial und Akzeptanz von Biogas Erfahrungen mit EWärmeG (Baden-Württemberg) Gesetz fordert bei Sanierungen 10% Einsatz Erneuerbare Energien Erfahrungsbericht, Erfüllungsoption Biogas: attraktive Möglichkeit, da keine Investitions-Mehrkosten; Ideal für Eigentümer von Mietgebäuden Erfüllungsoption Wärmepumpe: In bestehenden Gebäuden aufgrund hohen investiven Mehraufwands häufig nicht sinnvoll Erfüllungsarten im Bestand Erfüllungsarten im Neubau (bei Biogas/Bioöl davon 78,2% Biogas) Anmerkung EEWärmeG (Bundesgesetz): Biomethan nur in KWK zulässig Einstiegshürde, techn. Anforderungen an Versorgungsquote insbes. im EFH schwierig Quelle: Erfahrungsbericht zum EWärmeG (BW) Seite 5

6 Kostenvergleich Wärmeversorgung zeigt Vorteil Biomethan Vollkosten Einfamilienhaus, KfW-100 (Altbau) pro Jahr in EUR Quelle: Biogasrat, Studie: Ökologische und ökonomische Optimierung des Wärmemarktes (2012) Seite 6

7 Neubau: Anforderungen an den Primärenergiebedarf steigen stetig Entwicklung von Gebäudestandards Quelle: Shell Hauswärmestudie 2011, IPB Fraunhofer Seite 7

8 Einfluss der EnEV-Verschärfung ab 2016 auf Erdgaseinsatz Anforderungsniveau EnEV 2014, Einfamilienhaus, Neubau Jahres-Primärenergiebedarf in kwh/m³a ,8 GBW + sol. TWE 58,2 56,7 GBW + sol. TWE/HeizU 64,2 59,8 52,8 59,6 Erfüllung der EnEV 2014 mit Gastechnologien weiterhin möglich! Gas-WP + sol. TWE/HeizU Gas-WP (Erdreich) Gas WP (Erdreich) oz Mikro-KWK Otto Mikro-KWK, BZ Anforderungswert nach EnEV ,8 kwh/m³a Einfamilienhaus Neubau (Nutzfläche = 255m², baulicher Wärmeschutz entsprechend der Referenzausführung nach EnEV 2014, Energiebedarfsrechnung mit Standardwerten der DIN V für alle in der Norm abgebildeten Systeme, oz ohne Zirkulation 57 Mikro-KWK BZ, oz 27,1 Pelletkessel 59,7 Luft/Wasser-EWP 48,2 Sole/Wasser - EWP Seite 8

9 Einfluss der EnEV-Verschärfung ab 2016 auf Erdgaseinsatz Anforderungsniveau EnEV 2016, Einfamilienhaus, Neubau Jahres-Primärenergiebedarf in kwh/m²a ,4 GBW + sol. TWE 56,9 54,8 62,2 58,2 51,6 58,2 Erfüllung der EnEV 2016 überwiegend nur durch zusätzliche bauliche und/oder anlagentechnische Maßnahmen möglich! GBW + sol. TWE/HeizU Gas-WP + sol. TWE/HeizU Gas-WP (Erdreich) Gas WP (Erdreich) oz Mikro-KWK Otto Mikro-KWK, BZ Anforderungswert nach EnEV ,6 kwh/m³a Einfamilienhaus Neubau (Nutzfläche = 255m², baulicher Wärmeschutz entsprechend der Referenzausführung nach EnEV 2014, Energiebedarfsrechnung mit Standardwerten der DIN V für alle in der Norm abgebildeten Systeme, oz ohne Zirkulation 55,9 Mikro-KWK BZ, oz 25 Pelletkessel 44,8 Luft/Wasser-EWP 36,2 Sole/Wasser - EWP Seite 9

10 Verbesserung des Primärenergiefaktors beim Biomethan notwendig, um sinnvolle Erfüllungsoption zu werden Primärenergiefaktoren im Vergleich EnEV Studie BMVBS Energieträgerᵃ Fossile Brennstoffe Biogene Brennstoffe Nah-/Fernwärme aus KWKᵇ Nah-/Fernwärme aus Heizwerken Strom Umweltenergie ᵃ Bezugsgröße Endenergie: Heizwert Hᵢ Insgesamt A Primärenergiefaktoren Nicht erneuerbarer Anteil B Heizöl EL 1,1 1,1 Erdgas H 1,1 1,1 Flüssiggas 1,1 1,1 Steinkohle 1,1 1,1 Braunkohle 1,2 1,2 Biogas 1,5 0,5 Bioöl 1,5 0,5 Holz 1,2 0,2 fossiler Brennstoff 0,7 0,7 erneuerbarer Brennstoff 0,7 0 fossiler Brennstoff 1,3 1,3 erneuerbarer Brennstoff 1,3 0,1 allgemeiner Strommix 2,8 2,4 Verdrängungsstrommix 2,8 2,8 Solarenergie 1 0 Erdwärme, Geothermie 1 0 Umgebungswärme 1 0 Umgebungskälte 1 0 ᵇ Angaben sind typisch für durchschnittliche Nah-/Fernwärme mi einem Anteil der KWK von 70% Quelle: DIN V : , Bundesministerium für Verkehr Bau und Stadtentwicklung Biogas: nicht erneuerbarer Anteil wird zu hoch bewertet! f p Biomethan (Mais) = 0,36 f p Biogas (Gülle) = 0,15 f p Biogas (Mais) = 0,19 Seite 10

11 Prozessketten zur Bestimmung des Primärenergiefaktors Biomethan/Biogas Mais (nicht erneuerbarer Anteil ƒᵨ = 0,36), Biomethan Gülle (nicht erneuerbarer Anteil ƒᵨ = 0,15), Biogas Mais (nicht erneuerbarer Anteil ƒᵨ = 0,19), Biogas Düngemittel Gülle Düngemittel Pflanzenschutzmittel Maisanbau Pflanzenschutzmittel Maisanbau Diesel Diesel Saatgut Transport Saatgut 20 km Transport Biogasanlage (Fermenter) Transport Biogaskessel (Wärme) Netzstrom Biogasanlage (Fermenter) Gärrest (Düngemittel) Biogas Biogasanlage (Fermenter) Gärrest (Düngemittel) Netzstrom Systemgrenze Aufbereitung und Einspeisung Biomethan Mitteldruckgasnetz Wärme Wärme BHKW Kessel Wärme BHKW Strom Strom Quelle: Bundesministerium für Verkehr Bau und Stadtentwicklung, eigene Darstellung Biogas BHKW Wärme Strom Seite 11

12 Ausblick: neue Technologien Power to Gas Biogas ohne stofflichen Substrateinsatz, CO 2 -Senke Stromnetz Erdgasnetz Wärmeerzeugung GuD-Kraftwerk Wind BHKW Gasspeicher Bioerdgas Solar Biomasse Elektrolyse Methanisierung H 2 CH 4 CO 2 aus Biogasaufbereitung Seite 12

13 CO 2 Bilanz von Biomethan Mehrfamilienhaus THG Emissionen in kg Co2-eq./a Bau/Entsorgung Erdgas-Brennwertgerät Erdgas-Brennwertgerät + Solar Warmwasser 60% Heizöl-Brennwertgerät Erdgas-Brennwertgerät mit 100% Biomethan Erdgas-Brennwertgerät mit 15% Biomethan Quelle: Biogasrat, Studie: Ökologische und ökonomische Optimierung des Wärmemarktes (2012) Holzpellet-Kessel Elektro-Wärmepumpe Luft Erdgas BHKW + Spitzenlast Brennwertgerät Erdgas-BHKW mit 30% Biomethan + Spitzenlast-Brennwertgerät Erdgas-BHKW mit 100% Biomethan + Spitzenlast-Brennwertgerät Hilfsenergie Brennstoff Seite 13

14 THG-Emissionen, Einfamilienhaus KfW 55 Ergebnisse von Anlagenbau und Entsorgung Quelle: Biogasrat, Studie: Ökologische und ökonomische Optimierung des Wärmemarktes (2012) Seite 14

15 Vollkosten Einfamilienhaus KfW 55 (Neubau) Kosten pro Jahr in EUR Erdgas- Brennwerttherme Erdgas-Brennwerttherme + 60% solare TWE Erdgas-Brennwerttherme + 10% Solarthermie Erdgas-Brennwerttherme + 44% Solarthermie Heizöl- Brennwerttherme Bio-Heizöl (10%)- Brennwerttherme Heizöl-Brennwerttherme + 60% solare TWE Heizöl-Brennwerttherme + 10% Solarthermie Kapitalgebundene Kosten Verbrauchsgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten Sonstige Kosten Quelle: Biogasrat, Studie: Ökologische und ökonomische Optimierung des Wärmemarktes (2012) Heizöl-Brennwerttherme + 44% Solarthermie Biomethan (100%)- Brennwerttherme Biomethan (15%)- Brennwerttherme Holzpellet- Kessel Elektro- Luftwärmepumpe Elektro- Erdwärmepumpe Sorptions- Gaswärmepumpe (Luft) Seite 15

16 Vollkosten Einfamilienhaus KfW 55 (Neubau) Kosten pro Jahr in EUR Quelle: Biogasrat, Studie: Ökologische und ökonomische Optimierung des Wärmemarktes (2012) Seite 16

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