WÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH

Transkript

1 WÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH Schnodsenbach Wärmenetze richtig umsetzen Melanie Arndt Dipl-Geogr. C.A.R.M.E.N. e.v.

2 KONARO Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Technologie- und Förderzentrum C.A.R.M.E.N. Forschung und Lehre in den Bereichen! Roh- und Reststofftechnologie! Chemie & Molekularbiologie Nachwachsender Rohstoffe! Pflanzenphysiologie! Biogene Werkstoffe! Energietechnik & Maschinenbau! Biogastechnologie! Geothermie! Marketing & Management Nachwachsender Rohstoffe! Betriebswirtschaftslehre Nachwachsender Rohstoffe Träger: Bayer. Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Angewandte Forschung bei! Energie- und Rohstoffpflanzen! Biogenen Festbrennstoffen! Biogenen Kraft-, Schmier- und Verfahrensstoffen Förderung von Projekten! Energie aus Biomasse: Biomasseheizwerke! Forschung, Entwicklung und Demonstration Wissenstransfer! Seminare, Beratung, Internet Träger: Bayer. Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten Koordinationseinrichtung für Nachwachsende Rohstoffe! Beratung und Koordinierung im Bereich Nachwachsende Rohstoffe! Begutachtung, Betreuung und Evaluierung einschlägiger Projekte! Öffentlichkeitsarbeit! Technologie- und Informationstransfer! Qualitätsmanagement Holzheizwerke (QM) Schulungs- und Ausstellungszentrum für Nachwachsende Rohstoffe

3 INHALTSVERZEICHNIS Erneuerbare Energien in Deutschland Ökobilanz von Biogasanlagen Effizienz von Wärmenetzen Kostenvergleich von Heizsystemen

4 ERNEUERBARE ENERGIEN IN DEUTSCHLAND Deutschland importiert über 70 Prozent seines Primärenergiebedarfs Erneuerbare haben einen Anteil von ca. 12 % am Primärenergieverbrauch

5 ERNEUERBARE ENERGIEN IN DEUTSCHLAND Das haben die erneuerbaren Energien 2012 erreicht: 12,7 Prozent am gesamten Endenergieverbrauch Strom, Wärme und Kraftstoffe (2011: 11,7 Prozent) 23,6 Prozent am Bruttostromverbrauch (2011: 20,4 Prozent) 10,0 Prozent am Endenergieverbrauch für Wärme (2011: 10,0 Prozent) 5,8 Prozent am Kraftstoffverbrauch (2011: 5,5 Prozent) 145 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente Treibhausgasemissionen wurden vermieden (2011: 128 Millionen Tonnen), davon 82 Millionen t durch Strom mit EEG-Vergütungsanspruch Investitionen in Höhe von 19,5 Milliarden Euro wurden ausgelöst (2011: 23,2 Milliarden Euro) Menschen waren in der Branche beschäftigt (2011: ) Quelle: BMU: Erneuerbare Energien in Zahlen 2013

6 ÖKOBILANZ VON BIOGASANLAGEN Referenz: 30% Gas 70% Steinkohle:825g CO2-Äquivalenten/kWhel Gutschriften in g CO2-äq/ kwhel Wärmenutzung 116 vermiedene Emissionen Lagerung Wirtschaftsdünger 154 Treibhausgasemissionen der Energieproduktion aus Biogas Nr. V, Biogas Forum Bayern

7 ÖKOBILANZ VON BIOGASANLAGEN 500 kwel Mais ohne Wärme 500 kwel Mais mit Wärme Aufwand Rohstoffproduktion kwhel/ha kwhel/ha Konversion kwhel/ha kwhel/ha Ertrag Strom kwhel/ha kwhel/ha Gutschrift Wärmenutzung 0 kwhel/ha kwhel/ha Erntefaktor 2,9 3,8 Erntefaktor = Bruttoertrag / Aufwand Wissenschaftlicher Beirat Agrarpolitik beim Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Nutzung von Biomasse zur Energiegewinnung, Empfehlungen an die Politik Verabschiedet im November 2007

8 VORÜBERLEGUNG - VORPLANUNG Verluste durch Wärmeabgabe der Leitung sind immer vorhanden! Wärmebelegungsdichte beachten! h"p:// spuren- schnee html

9 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN 80 kw 88 MWh/a 20 kw 32 MWh/a 25 kw 40 MWh/a 15 kw 24 MWh/a 30 kw 36 MWh/a 150 kw 195 MWh/a 250 kw 500 MWh/a 90 kw 100 MWh/a

10 KENNZAHLEN WÄRMENETZE Berechnung der Wärmeverluste absolut: Verluste in W/m * Betriebsdauer des Netzes Beispiel: 20 W/m * h = W/h = 175,2 kwh pro Meter!! Berechnung der Wärmeverluste relativ: Verluste bezogen auf die Nutzwärme (die beim Verbraucher ankommt) Beispiel: 500 Meter Wärmeleitung mit 4 Anschließern Wärmebedarf Anschließer: kwh je Anschließer Wärmeverluste in % 175,2 kwh/m * 500 m kwh * 100 = * kwh * kwh = 109,5%

11 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN Trassenbelegung: Nutzen/Aufwand 100 Netzverluste in Abhängigkeit der Trassenbelegung Netzverluste [%] Trassenbelegung [MWh/(m*a)] 4 5 Netzverluste in % Leitungsverlust: 20W/m; Vollbenutzungsstunden/Jahr: 8760

12 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN Wohnhaus nach Wärmeschutzverordnung 1994

13 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN Wohnhaus nach EnEV

14 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN

15 OPTIMIERUNG IM BESTAND HYDRAULISCHER ABGLEICH Zu tun: Einstellung u. ggf. Austausch der Thermostatventile Einbau von Differenzdruckreglern Vorteile: " Gleichmäßige Wärmeverteilung " Weniger Strömungsgeräusche " Niedrigere Vorlauftemperaturen " Weniger Pumpenergie

16 OPTIMIERUNG IM BESTAND - ERNEUERUNG DER HEIZUNGSPUMPE Elektrische Leistungsaufnahme vorher: z.b. 70 W hinterher: 5 W

17 VOR- UND NACHTEILE FERNWÄRME AUS BIOMASSE Vorteile: " Bewährte, aber weniger bekannte Technik " Niedrige Vollwärmekosten " Hohe CO 2 -Einsparung " Niedrigere Emissionen als bei Einzelfeuerstätten " Regional erzeugter Brennstoff " Keinerlei Wartungsaufwand für Wärmekunden " Kaum Platzbedarf Nachteile: - Abschluss Wärmeliefervertrag

18 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN "Dämmreihe 3" der AGFW für Kunststoffmantelrohre bei KfW Förderung empfohlen. Bei Kernmantelrohr ist Dämmserie 2 Standard. Kunststoffrohre erreichen meist nur Dämmung der Dämmserie 1 Stahlrohre Vorteil: Lebensdauer Hohe Temperaturen Nachteile Preis Nur als Stange Überwachung Kunststoffrohre Vorteil: Lieferung als Rolle Preis Nachteil: Höhere Verluste oder ebenfalls Stange

19 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN Isolierung: PU-Schaum oder Schaumstoffringe? Vorteil PU-Schaum: Schäden bleiben lokal Einfach oder Doppelrohr? Vorteil Doppelrohr: geringere Wärmeverluste aber nur bis zu bestimmten Dimensionen nutzbar Verlegungstiefe? Mindestens 80 cm Überdeckung! Ansonsten: Herstellerangaben einhalten!

20 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN Quelle: REHAU

21 EFFIZIENZ VON WÄRMENETZEN Quelle: Isoplus

22 HEIZKOSTENVERGLEICH Einheit Scheitholz Pellets Hackschnitzel Heizöl Erdgas Kesselnennleistung kw Jahreswärmebedarf MWh/a Jahresnutzungsgrad % Energieeinsatz pro Jahr MWh/a 26,7 22,2 23,5 23,5 22,2 Brennstoffpreis 200 /t 280 /t 110 /t 0,80 /l 70 /MWh Investition Anlage Investitionsförderung kapitalgebundene Kosten /a verbrauchsgebundene Kosten /a davon Brennstoffkosten /a davon Kosten f. Hilfsenergie /a betriebsgeb. u. sonstige Kosten /a Emission/Kaminkehren /a Instandhaltung /a Jahresgesamtkosten /a Wärmegestehungskosten /MWh Nutzungsdauer 20 a, 3% Zinssatz, Strompreis 22 Cent/kWh

23 HEIZKOSTENVERGLEICH betriebsgeb. u. sonstige Kosten verbrauchsgebundene Kosten kapitalgebundene Kosten 0

24 HEIZKOSTENVERGLEICH

25 NAHWÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH Annahmen: 61 Anschließer Wärmeabnahme: ca MWh Leitungslänge Ort ca m 0,9 MWh/Trm*a Plus Zuleitung Biogasanlage ca m 0,6 MWh/Trm*a Quelle: Bayern Atlas

26 NAHWÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH Erforderliche Leistung 900 kw thermisch Definierte Leistung 900 kw thermisch Jahresdauerlinie ab Heizhaus (HH) geforderte thermische Leistung nicht gedeckt! [kw_th]; Energieanteil: <0.1% von erforderlich Erforderliche und vorhandene Wärmeleistung ab Heizhaus (HH) [kw] Ölkessel 600 GasÖl-Kessel Kessel [kw_th] Leistung: 300 kw_th von verfügbaren 600 kw_th; Energieanteil: 2,09% von geliefert Biomasse 350 kw Feststoff-Kessel Kessel [kw_th] Leistung: 350 kw_th; Energieanteil: 22,57% von geliefert BHKW 250 kw th Biogas BHKW BHKW [kw_th] Leistung: 250 kw_th; Energieanteil: 75,35% von geliefert 1 Stunden [h] 8760

27 NAHWÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH Annahmen: 61 Anschließer Wärmeabnahme: ca MWh Eigenkapital über Anschlussgebühr (2.000 ) HS-Kessel 250 kw Ölkessel MSR Gebäude Abgasreinigung Netzpumpe und Hydraulik Pufferspeicher Wärmenetz (200 /m) Hausstation (3.000 /St.) KfW-Wärmenetz KfW-Übergabestation KfW-HS-Kessel Zwischensumme Anschaffungskosten Planung, Genehmigungen Summe Finanzierung auf 15 a Zinssatz 3 %

28 NAHWÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH Annahmen: 61 Anschließer Wärmeabnahme: ca MWh Kapitalgebunde Kosten /a 8,5% /a Instandhaltung /a 1,1% /a Arbeitszeit h/a 30 /h /a Kaminkehrer 200 /a ZS Instandhaltung und Betrieb /a Wärmeeinkauf von BHKW Biogas kwh-th/a 0,020 /kwhth /a Eigenstrombedarf HS-Kessel kwh-el/a 0,55% 342 /a Verzinsung eingelagerte Hackschnitzel 2,0% 190 /a Hackschnitzelkosten 22,000 /Sm³ 432 Srm³/a /a Ascheentsorgung 1,90 t/a 150 /t 285 /a Heizöl 0, l/a /a Pumpstrom, nur Wärmenetz 2,5% 0,200 /kwhel /a ZS Verbrauchsgebundene Kosten /a Verwaltung 100,00 /M /a Versicherung ,5% /a ZS Sonstige Kosten /a Jahreskostenkalkulation /a

29 NAHWÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH Annahmen: 61 Anschließer Wärmeabnahme: ca MWh Spezifische Wärmegestehungskosten 1. Kapitalgebunde Kosten 40% 0,040 /kwh /a 2. Instandhaltungs- und betriebsgebundene Kosten 27% 0,027 /kwh /a 3. Verbrauchsgebundene Kosten 29% 0,029 /kwh /a 4. Sonstige Kosten 3% 0,003 /kwh /a Jahreskostenkalkulation Wärmegestehungskosten /a netto MWh/a 0,100 /kwh zzgl. MwSt. 19,0% 0,019 /kwh brutto 0,119 /kwh

30 NAHWÄRMEPROJEKT SCHNODSENBACH Annahmen: 61 Anschließer Wärmeabnahme: ca MWh betriebsgeb. u. sonstige Kosten verbrauchsgebundene Kosten kapitalgebundene Kosten Scheitholz Pellets Hackschnitzel Heizöl Erdgas Wärmenetz Einheit Scheitholz Pellets Hackschnitzel Heizöl Erdgas Wärmenetz /MWh

31 FRAGEN??? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Kontakt: Melanie Arndt C.A.R.M.E.N. e.v. Schulgasse Straubing Tel.: