Erfahrungen mit Abwasserwärme- Rückgewinnung, Satzungsrecht

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Rainer Winkler
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1 Erfahrungen mit Abwasserwärme- Rückgewinnung, Satzungsrecht Dr. Jürgen Görres Landeshauptstadt Stuttgart Amt für Umweltschutz, Abteilung Energiewirtschaft Gaisburgstraße 4, D Stuttgart Telefon 0711/ , Fax 0711/ Juergen.Goerres@stuttgart.de Folie 1

Energiekonzept Stuttgart Ziele 2020 - Reduzierung des Primärenergiebedarfs um 20 % gegenüber 1990 - Steigerung

2 Energiekonzept Stuttgart Ziele Reduzierung des Primärenergiebedarfs um 20 % gegenüber Steigerung des Anteils erneuerbarer Energie auf 20 % Nutzung von Abwasserwärme zur Substitution fossiler Energieträger Folie 2

3 Temperatur Kläranlage 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 3

4 Mindestabwassertemperatur in 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 4

5 Stadtquartier Neckarpark 22 ha Brachfläche Hauptabwasserkanal DN1200 Neues Stadtquartier für 450 Wohneinheiten und Dienstleistungsbetriebe (ehemaliger Güterbahnhof Bad Cannstatt) Folie 5

6 Messung Kanaldurchfluss Quelle: Klinger und Partner, Stuttgart Folie 6

7 Kanaltemperatur 22 Messung über 2 Jahre Kanaltemperatur [ C] Folie 7

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

9 Ursprünglicher Rahmenplan Folie 9

10 Städtebaulicher Entwurf 2009 Folie 10

11 Städtebaulicher Entwurf 2015 SWSG Stadtarchiv Potenzialfläche in.stuttgart Folie 11

12 Kenndaten Hauptabwasserkanal (DN2100 ) tangiert Wärmeversorgungsgebiet Trockenwetterabfluss: 200 l/s, Abwassertemperatur gemessen 6,5 22 C Versorgung des Gebiets mit Heizenergie aus Abwasser möglich, Entzugsleistung des Abwasserwärmetauschers 2,1 MW Abkühlung des Abwassers am Gebiet um 2,5 Grad, 0,5 Grad an der Hauptkläranlage Folie 12

13 Größenvergleich Neckar- park Entzugsleistung [kw] bestehende Anlagen Länge Wärmetauscher [m] Folie 13

14 Neckarpark Wärmeversorgung Energiezentrale SWSG kanalintegrierter Wärmetauscher Stadtarchiv Spülschild Turnhalle Hauptsammler bisherige Trasse verlegte Trasse Folie 14

15 Aktuelle Kostenschätzung Energiebedarf/-erzeugung Wärmeerzeugungsleistung Wärmeerzeugung Wärmelieferung kw kwh kwh Kostenschätzung Zentrale Wärmeversorgung Bau 8,7 Mio. Zentrale Wärmeversorgung Planung 1,5 Mio. Personal+Sachmittel städtisch 0,3 Mio. Heizzentrale Planung+Bau 0,7 Mio. Gesamtkosten 11,2 Mio. Kosteneffizienz: Verhältnis der Investitionskosten zum Energiebedarf Wärmeerzeugungsleistung Wärmelieferung 0,16 Cent/kW 1,3 /kwh Folie 15

16 Wärmepreise gemittelter Wärmegestehungspreis Variante Preissteigerung 1. Abwasserwärme 18,7 Cent/kWh 35,1 Cent/kWh 3,3 %/a 2. Fernwärme 17,1 Cent/kWh 42,1 Cent/kWh 4,6 %/a 3. Gas-Brennwertkessel 16,1 Cent/kWh 31,2 Cent/kWh 3,4 %/a 4. Groß-BHKW 15,1 Cent/kWh 28,9 Cent/kWh 3,3 %/a 5. Abwasserwärme+BHKW 15,0 Cent/kWh 26,5 Cent/kWh 2,8 %/a Preisvergleich verschiedener Wärmeversorgungen inkl. Kapital-, Betriebs- und Energiekosten Folie 16

17 Zeitplan Rahmenplan Neckarpark Förderbescheid BMWi Gebietsaufsiedelung Beginn Erschließungsmaßnahmen Wärmeabnahme Beginn Wärmeversorgung, Verlegung Hauptabwasserkanal Abschluss Gebietsaufsiedelung Förderantrag Bau Energiezentrale, Wärmeversorgung BMWi Wärmenetz voll in Betrieb Inbetriebnahme Planung und Abstimmung der Abwasserwärmenutzung Energieversorgung 1. Grundstückskaufvertag Folie 17

18 Rechtliche Regelungsmöglichkeiten Satzung Bebauungsplan Städtebaulicher Vertrag Kaufvertrag Energetische Qualität von Gebäuden 11 Abs. 1 Nr. 5 BauBG Anschluss an Wärmenetz 11 GemO i.v. mit 16 EEWärmeG 11 Abs. 1 Nr. 4 BauBG technische Maßnahme für erneuerbare E. 9 Abs. 1 Nr. 23 b) BauBG 11 Abs. 1 Nr. 4 BauBG Umsetzung im Quartier Neckarpark: Satzung zum Anschluss- und Benutzungszwang Bebauungsplan für solare Nutzung der Dachflächen (Photovoltaik) Kaufverträge Anschluss Wärmenetz und EnEV14-45% Folie 18

(Entwurfsplanung, Kostenberechnung) beauftragte Ingenieurbüros Erste Gespräche mit Anschlussnehmern Entwurf

19 Aktueller Stand Förderung durch dasbmwi über 3,8 Mio.Euro auch für Kooperationspartner Fraunhofer-Institut für Bauphysik Abschluss HOAI Leistungsphase 3 (Entwurfsplanung, Kostenberechnung) beauftragte Ingenieurbüros Erste Gespräche mit Anschlussnehmern Entwurf Satzung zum Anschluss- und Benutzungszwang 1. Bebauungsplan vor Auslegung Regelungen für Photovoltaik-Anlagen, Standort Heizzentrale Entwicklung von Muster-Wärmelieferverträgen Folie 19

Klinikum Mitte Voraussetzungen Bauteiltemperierung Heiz- und Kühlbedarf Antriebsenergie aus BHKW Trockenwetterabfluss 100 l/s Kanaldimension DN

20 Klinikum Mitte Voraussetzungen Bauteiltemperierung Heiz- und Kühlbedarf Antriebsenergie aus BHKW Trockenwetterabfluss 100 l/s Kanaldimension DN 2200/2500 Potenzial: 400 kw Wirtschaftliche Rahmendaten Investitionsvolumen jährliche Betriebskosteneinsparung Kapitalrückflusszeit 11,9 a Folie 20

Stadtmuseum 2016 150 kw Entzugsleistung Abwasserwärme 4,5

21 Stadtmuseum kw Entzugsleistung Abwasserwärme 4,5 Jahresarbeitszahl Wärmepumpe 65 m Rinnenwärmetauscher 0,5 Mio Investitionskosten Folie 21

Abwasserwärmenutzung in Stuttgart Realisierte Vorhaben Städtische Projekte Konkrete Anfragen Auskünfte Schoch-Areal Wohnen am Neckar Seelberg Wohnen Rosenstein Neckarpark Azenberg-/Relenberg/Seestr.

22 Abwasserwärmenutzung in Stuttgart Realisierte Vorhaben Städtische Projekte Konkrete Anfragen Auskünfte Schoch-Areal Wohnen am Neckar Seelberg Wohnen Rosenstein Neckarpark Azenberg-/Relenberg/Seestr. Mercedes-Benz Arena City Gate BW-Bank Katharinenhospital Innenministerium Seiden-/Breitscheidstr. Landesbibliothek Stadtmuseum Projekt Inbetriebnahme Entzugsleistung 2011 Seelberg Wohnen 120 kw 2013 Innenministerium 370 kw 2016 Stadtmuseum 160 kw 2016 Katharinenhospital 400 kw 2017/18 Neckarpark kw kw Abkühlung am Hauptklärwerk: 0,6 Grad Folie 22

23 Systematisch Prüfung bei Bauprojekten Prüfung des Stadtgebiets zur Verwendung von Abwasserwärme in Baugebieten oder in Einzelgebäuden Notwendige Arbeitsschritte: 1. Analyse möglicher Standorte: Kanal mit ausreichender Wärmekapazität in der Nähe? Höhe des Energieverbrauchs Energieversorgungsmöglichkeit 2. Machbarkeitsstudie mit Abschätzung der Investition/Energieeinsparung 3. Akquise von Fördermitteln, Klärung der Finanzierung 4. Umsetzung Einbettung in die Energieleitplanung Folie 23

24 Energiekonzept Stuttgart Umgestaltung der Energieversorgung in drei Schritten: 1. Reduzierung des Energieverbrauchs 2. Steigerung der Energieeffizienz 3. Anlagen mit erneuerbaren Energien Folie 24

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