OBERFLÄCHENNAHE GEOTHERMIE ERDWÄRMESONDEN - SYSTEME UND WIRTSCHAFTLICHKEIT ANHAND VON PRAXISBEISPIELEN

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1 OBERFLÄCHENNAHE GEOTHERMIE ERDWÄRMESONDEN - SYSTEME UND WIRTSCHAFTLICHKEIT ANHAND VON PRAXISBEISPIELEN Referent: Oliver Kohlsch

2 Die Vertical Heat GmbH ein Joint Venture von VIESSMANN Gegründet am Alle nachfolgend beschriebenen Projekte wurden durch heutige Mitarbeiter der Vertical Heat begleitet.

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5 Energiepreise Stark wachsender Öl-Bedarf am Beispiel des Kraftfahrzeugmarktes in China Prognosen zum Kfz-Markt in China Stand 2004 Prognose für 2014 Summe Kfz in 2014 ca. 1,7 % der Bevölkerung ca. 5,1 % der Bevölkerung ca. 67 Mio. Kfz Annahmen: Jahreskilometer/Kfz 1000 l/(kfz x a) Summe zusätzlicher Bedarf Derzeitige Produktion OPEC > 278 Mio Barrel 28 Mio Barrel/Tag Gleichzeitig werden in China jährlich 1,5 bis 1,7 Milliarden m² (Lang, Siwei 2002 Reform of Heating Payment ) neuer Wohnraum geschaffen. Die Wärmeversorgung dieser Gebäude ist bisher noch nicht geklärt.

6 Erdwärmesonden im Wohnhausbau

7 Erdwärmesonden Einfach-U-Sonde mm einfache Koaxialsonde Doppel-U-Sonde komplexe Koaxialsonden

8 Erdwärmesonden

9 Schema einer Kompressionswärmepumpe

10 Vergleich - Stromaufnahme der Wärmepumpe Stromaufnahme < 2,0 kw

11 EFH - Investitionskostenvergleich Einfamilienhaus 150m² - ca.: 8 kw Erdwärme Öl Gas Kesselanlage Schornstein Öllagerraum Gasanschluß Erdwärmeanlage Summe Finanzierung KfW Hausbank Hausbank Differenz

12 EFH - Investitionskostenvergleich Einfamilienhaus 150m² - ca.: 8 kw ca kwh/a Erdwärme Öl Gas Energiepreis 97 /MWh 61 /MWh 64 /MWh Energiekosten 510 /a /a /a Anschlußkosten 80 /a 145 /a Schornsteinfeger 80 /a 50 /a Wartung 30 /a 40 /a 50 /a Summe 620 /a /a /a Einsparung 855 /a 905 /a

13 Lebensdauer Erdwärmesonde Versuche des SKZ,Süddeutsches-Kunststoff- Zentrum, in Würzburg bestätigen eine Lebensdauer der Erdwärmesondenanlage von mehr als 100 Jahren Die Lebensdauer einer Wärmepumpenanlage kann mit ca. 25 Jahren angenommen werden

14 Erdwärmesonden im Industrieund Verwaltungsbau

15 Anlagenschema Heizen und Kühlen

16 Vollkostenberechnung Heizen und Kühlen Gewerbegebäude - Erdwärmesondenanlage Heizleistung 80 kw / Kühlleistung 40 kw Instandhaltung Kapital Summe voraussichtliche Investitionskosten Leistung Investitionskosten Nutzungsdauer in Jahren Wartung Instandhaltung in % Wartung Instandhaltung in EUR/a Zinssatz Kapitalkosten in EUR Summe in EUR/a Elektro-WP 80 kw ,00 4, , ,28 Verrohrung ,00 4, , ,92 Erdwärmesondenfeld ,00 4, , ,08 Kältewärmetauscher 40 kw ,00 4,5 384,38 434,38 Summe Total , , ,67

17 Vollkostenberechnung Heizen und Kühlen Gewerbegebäude - Konventionell Konventionelle Versorgung Instandhaltung Kapital Summe voraussichtliche Investitionskosten Leistung Investitions - kosten Nutzungs dauer in Jahren Wartung, Instandhaltung in % Wartung Instandhaltung In EUR/a Zinssatz Kapital- Kosten in EUR Summe in EUR/a Gasbrennwertanlage 80 kw ,00 4,5 676,51 852,51 Verrohrung ,00 4,5 81,51 96,51 Kühlung 40 kw ,00 4,5 768, ,76 Schornstein ,00 4,5 151,81 211,81 Summe Total , , ,59

18 Betriebskosten Betriebskosten Konventionell Jahresarbeit Jahresarbeit Wirkungsgrad Energiekosten Energiepreis Heizen 128 MWh 100% EUR/MWh EUR Kühlen 32 MWh 150% EUR/MWh EUR Summe EUR Erdwärme Heizen 128 MWh 380% EUR/MWh EUR Kühlen 32 MWh 2000% 2 97 EUR/MWh 200 EUR Summe EUR

19 Gesamtkosten Kapital und Betrieb Gesamtkosten konventionell Gesamtkosten Erdwärme ca EUR ca EUR

20 Passivhaus-Verwaltungsgebäude in Aachen Spitzenlastanlage mit einer Leistung von 60 kw 28 Erdwärmesondenbohrungen, mit einer Tiefe von 42 m je Bohrung

21 Passivhaus-Verwaltungsgebäude in Aachen Inbetriebnahme im Mai 2003 Trotz Skepsis der Bauherrenschaft: Heizleistung sehr zufriedenstellend! Im heißen Sommer 2003 sehr zufriedenstellende Kühlleistung im gesamten Gebäude! Betriebskosten für die Gebäudekühlung im kompletten Sommer ,00 EUR = 0,12 EUR/m²

22 TZL Technologiezentrum in Lichtenau Spitzenlastanlage Heizen und Kühlen - BGF: ca m² 23 Erdwärmesondenbohrungen, mit einer Tiefe von 90 m je Bohrung

23 Energiekosten TZL Energieversorgung konventionell Energieversorgung Geothermie ca EUR/a ca EUR/a Betriebskosteneinsparung ca EUR/a Voraussichtliche Energiekosten Heizen und Kühlen bei einer Fläche von 3300m² 1,45 EUR/m²xa

24 Schlußfolgerung zur Erdwärmeanlage Bei dem derzeitigen Kapitalzinssatz von 5,5 % inkl. Tilgung beträgt der jährliche Kapitaldienst EUR. Gleichzeitig werden, inklusive den Kosten für Schornsteinfeger und Wartung, mindestens EUR jährlich eingespart. Das Erdwärmesondensystem finanziert sich durch die Einsparungen von selbst.

25 Bei einer angenommenen gleichbleibenden Energiepreissteigerung von 5% jährlich für Gas und 2% jährlich für Strom spart das Erdwärmesystem in 20 Betriebsjahren über EUR an Betriebskosten ein.

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27 Blick über das TZL

28 TZL Technologiezentrum in Lichtenau In Planung: Änderung der Stromversorgung auf Windstrom Heizen mit Erdwärme-Wärmepumpe Fabrikat: Alpha-Innotec Typ: SWP 1600 Heizleistung bei B0/W35 ca. 160 kw Stromaufnahmeleistung 36,7 kw

29 Der Windpark Asseln Inbetriebsnahme 1998 Fläche 26 Ha WKA Insgesamt davon kw 62 Stück 51 Stück Jahresertrag Strom ca. 37,5 mio kwh

30 TZL Technologiezentrum in Lichtenau Windpark Asseln Vertical Heat GmbH P Einspeisung (kw Zeitraum

31 TZL Technologiezentrum in Lichtenau Windpark Asseln Vertical Heat GmbH P Einspeisung (kw Benötigter Stromanteil für WP Zeitraum

32 TZL Technologiezentrum in Lichtenau Vorteile für den WP-Betreiber: - Nutzung regenerativ erzeugtem Strom - Keine Abschaltzeiten - Günstiger Strombezug für ca. 8,5 ct/kwh Nachteil für den WP-Betreiber: - Abhängig vom Wind - Einbau größerer Wärmespeicher

33 TZL Technologiezentrum in Lichtenau Vorteile für den Windparkbetreiber: - Imagegewinn / Gute Presse - Höhere Gewinne bei Degression der Stromeinspeisevergütung Nachteil für den Windparkbetreiber: - Eventuell Probleme mit dem EVU

34 TZL Technologiezentrum in Lichtenau Erstes echtes 0-Emmissionsverwaltungsgebäude Die regenerative Energieversorgung kann komplett ohne Fördermittel und Zuschüsse verwirklicht werden Kühlen direkt mit Erdwärme mit einer Stromaufnahme von ca. 2 kw Es kann zum Betrieb der Umwälzpumpe Kühlung regenerativer PV-Strom vom Dach des TZL genutzt.

35 Primärenergieeinsatz verschiedener Heizsysteme ( ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.v.)

36 Spezialanwendungen der Geothermie

37 Neckarsulm - Der Hochtemperatur-Untergrundspeicher Pufferspeicher (200 m) 3 Heizzentrale Kollektoren (5000 m) 2 1.Ausbau 2.Ausbau Erdsonden-Wärmespeicher 3 ( m ; 528 S onden) Saisonale Speicherung von Sonnen-wärme Graphik ITW, Uni Stuttgart

38 Crailsheim Die Weiterentwicklung

39 Danke für Ihre Aufmerksamkeit