Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch

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1 Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch Institut für Energietechnik IfE GmbH an der ostbayerischen technischen Hochschule Amberg-Weiden Kaiser-Wilhelm-Ring Amberg

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4 " Gegründet aus dem Forschungsbetrieb der Hochschule Amberg-Weiden als An-Institut 25 Ingenieure und Wissenschaftler

5 Wissenschaftlich-messtechnische Begleitforschung von Demonstrations- und Entwicklungsvorhaben im mehrjährigen Versuchsbetrieb Effiziente Vernetzung innovativer Strom- und Wärmeproduktion in kommunalen Liegenschaften, Stadt Eschenbach i. d. Opf. Gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie, Laufzeit Bayerischer Energiepreis 2008 Bayerischer Energiepreis 2010 Bayerischer Energiepreis 2012 E.ON Umweltpreis

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7 # %& 02!"# '9 Gebietsfläche: 26,2 km² 53% landwirtschaftliche Fläche 21% Gebäude- & Freifläche

8 # %& ; 1<!? =.#>?>2> <7. "# 7 Erfassung / Ermittlung des Energiebedarfs an: - Elektrischer Energie - Thermischer Energie (Heiz- und Prozesswärme) :

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18 # 0#<A'A; elektrische Energie [Mwh el] [-] %**&* 0. 3*+ / *!"#!% :

19 # 0#; H thermische Energie [Mwh th ] [-] &" 1*+ 0 3*+ /.

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22 ; )!'#( 36,7.,*/,,%012!!3,&! 4* 35 Sanierungsrate 2% pro Jahr: MWh/a (=24%) Sanierung aller Wohngebäude: MWh/a (=47%)

23 Endenergie Ist-Zustand Maßnahme Einsparpotential Private Haushalte Endenergie thermisch [MWh/a] [%] [MWh/a] Wärmedämmmaßnahmen Sanierungsrate 2 %/a auf EnEV % Endenergie elektrisch Steigerung der Elektroeffizienz 20% Kommunale Liegenschaften Endenergie thermisch Wärmedämmmaßnahmen auf EnEV % Endenergie elektrisch Steigerung der Elektroeffizienz 30% GHD/Industrie Endenergie thermisch Endenergie elektrisch Steigerung der th. Effizienz (EU-Richtlinie 1,5%/a) Steigerung der Elektroeffizienz (EU-Richtlinie 1,5%/a) 30% % Summe Endenergie gesamt ,

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25 )# ##;*+1# <=##4= +"4> + 6:,,3 76 <.3%&'> -*6* * 9?* ;, / / + ## </2###=> +?* /? /? 9?*? ;,660 9!". thermisches Gesamtpotential: elektrisches Gesamtpotential: MWh/a (Zubau: MWh) MWh/a (Zubau: MWh) -

26 )# Energiebereitstellung [MWh/a] Nachwuchs auf gesamter Waldfläche (rund 399 ha; regenerativer Nachwuchs ca. 8,5 Fm/ha x a) davon als Brennholz nutzbar (rund 65%) zusätzlich: Landschaftspflegeholz Altholz Summe nutzbares Gesamtpotential MWh/a thermisches Gesamtpotential: MWh/a Ausbaupotential: MWh/a /

27 )# KEIN elektrisches Ausbaupotential vorhanden!

28 )# 3 +?* 9?* %* --# -# -# -# %**&* /## / /. % 9B3 1*+.= # 00./ *## 3*+ / / / !!# #'& '"&# ' &&!!"'!# Erzeugte elektrische Energie: 50% des Gesamtstromverbrauchs Erzeugte thermische Energie: 10% des thermischen Endenergiebedarfs :

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30 *+ % 5%, #; 0 /.!!" " & 1 1*+#+ -#1*+-- %*1*+--+1#,

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36 K2#G 5 G.( =##I<A(I Kenndaten des Wärmenetzes Netzlänge 905 [m] Heizleistung 900 [kw] Nutzwärmebedarf [kwh/a] Verlustwärme [kwh/a] Verlust 16,4 [%] Wärmebelegung [kwh/m a],/

37 K2#G 5 5 2; J therm. Leistungsbedarf [kw] Jahresstunden [h],

38 K2#G 5 5 2;!! Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Rahmenbedingungen: Alle Kosten NETTO Erdgas: 5,0 ct/kwh Hi Strom: 13,5 ct/kwh Biomethan: 9,6 ct/kwh Hi Pellets: 210 /t Hackschnitzel: 110 /t Gas-BHKW: 100% Einspeisung in das öffentliche Stromnetz,:

39 K2#G 5 5 2; " therm. Leistungsbedarf [kw] Gaskessel 650 kw th Wärmeerzeuger Erdgas- BHKW Erdgas- Kessel Nennwärmeleistung [kw] Elektrische Leistung [kw] 220 Jahresvollbenutzungsstunden [h/a] Erzeugte Jahreswärmemenge [kwh/a] Anteil an Wärmeerzeugung [%] Erzeugte Jahresstrommenge [kwh/a] Verbrauch [kwhhi/a] Erdgas- BHKW 220 kw el 253 kw th Jahresstunden [h],@

40 K2#G 5 5 ';!CE Investitionskosten [ ] Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Nahwärmeleitungen und Übergabestationen Wärmeerzeuger und Anlagenteile Bauliche Maßnahmen Technische Installation Projektabwicklung Unvorhergesehenes Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel

41 K2#G 5 5 '; 1(0#CE jährliche Kosten [ /a] Summe kapitalgebundener Kosten Summe betriebsgebundener Kosten Summe verbrauchsgebundener Kosten Summe sonstiger Kosten Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel

42 K2#G 5 5 '; 1(CE jährliche Einnahmen [ /a] Steuerrückerstattung KWKG- Vergütung Eigenstromnutzung Stromeinspeisung EEG-Vergütung Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel

43 K2#G 5 5 '; '( ,0 17,9 18,0 Jahresgesamtkosten [ /a] , , ,3 12, ,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 Wärmegestehungskosten [Cent/kWh] 2,0 0 0,0 Jahresgesamtkosten [ /a] Wärmegestehungskosten [Cent/kWh] Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel,

44 K2#G 5 5 M CO 2 - Emissionen [t/a] Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel

45 K2#G 5 5 & Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 ohne mögliche Förderungen Investitionskosten [ ] Jahresgesamtkosten [ ] Wärmegestehungskosten [ -Cent/kWh] 9,7 17,9 15,8 13,3 12,9 mit möglichen Förderungen maximale Projektförderung [ ] Jahresgesamtkosten [ ] Wärmegestehungskosten [ -Cent/kWh] 9,7 17,3 15,3 12,5 12,1 CO 2-Emissionen [t/a] Variante 1.0 Variante 1.1 Variante 1.2 Variante 1.3 Variante 1.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel -

46 K2#G 5 G.( I Kenndaten des Wärmenetzes Netzlänge 522 [m] Heizleistung [kw] Nutzwärmebedarf [kwh/a] Verlustwärme [kwh/a] Verlust 5,5 [%] Wärmebelegung [kwh/m a] /

47 K2#G 5 5 ';!CE Investitionskosten [ ] Variante 2.0 Variante 2.1 Variante 2.2 Variante 2.3 Variante 2.4 Nahwärmeleitungen und Übergabestationen Wärmeerzeuger und Anlagenteile Bauliche Maßnahmen Technische Installation Projektabwicklung Unvorhergesehenes Variante 2.0 Variante 2.1 Variante 2.2 Variante 2.3 Variante 2.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel

48 K2#G 5 5 '; '( , ,3 14,0 Jahresgesamtkosten [ /a] , , , , ,0 10,0 8,0 6,0 4,0 Wärmegestehungskosten [Cent/kWh] ,0 0 0,0 Jahresgesamtkosten [ /a] Wärmegestehungskosten [Cent/kWh] Variante 2.0 Variante 2.1 Variante 2.2 Variante 2.3 Variante 2.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel :

49 K2#G 5 5 M CO 2 - Emissionen [t/a] Variante 2.0 Variante 2.1 Variante 2.2 Variante 2.3 Variante 2.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel

50 K2#G 5 5 & Variante 2.0 Variante 2.1 Variante 2.2 Variante 2.3 Variante 2.4 ohne mögliche Förderungen Investitionskosten [ ] Jahresgesamtkosten [ ] Wärmegestehungskosten [ -Cent/kWh] 8,2 13,3 11,6 9,8 9,1 mit möglichen Förderungen maximale Projektförderung [ ] Jahresgesamtkosten [ ] Wärmegestehungskosten [ -Cent/kWh] 8,2 13,1 11,5 9,3 8,7 CO 2-Emissionen [t/a] Variante 2.0 Variante 2.1 Variante 2.2 Variante 2.3 Variante 2.4 Gaskessel dezentral Biomethan- BHKW Gas- BHKW Pelletkessel Hackgutkessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel Gaskessel -

51 & Energiekonzept für die Stadt Mühldorf a. Inn Umfassende Zustandsanalyse Detaillierte Ermittlung der realistischen und nachhaltigen Potentiale Erstellung von Wärmekataster Entwicklung und Bewertung einer Projektliste Exemplarische Betrachtung von 2 konkreten Projektvorschlägen Enge Abstimmung mit dem ENP für den Landkreis Mühldorf -