Vorstellung des Gesamtenergiekonzeptes

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1 Vorstellung des Gesamtenergiekonzeptes Im Rahmen eines Konventkapitels (Versammlung aller Mönche mit ewigen Gelübden) hat Herr Prof. Markus Brautsch von der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden die Ergebnisse des Gesamtenergiekonzeptes für das Kloster Plankstetten vorgestellt. Das letzte Energiekonzept wurde von 20 Jahren 1995 durch das Ingenieurbüro Gammel (Abensberg) erstellt. Sichtbare Auswirkung des Ergebnisses war damals die Aufgabe der dezentralen Heizanlagen mit fossilen Energieträgern (Erdöl, Erdgas) und die Zentralisierung der Wärmeerzeugung in einem neuen Biomasseheizwerk mit 450 kw thermischer Leistung. Das nunmehr vorliegende Gesamtenergiekonzept soll dem Konvent des Klosters eine Hilfe bei der Entscheidungsfindung über die weiteren Schritte bei der thermischen und elektrischen Energieversorgung der Klosteranlage und seiner Betriebe für die nächsten Jahrzehnte sein. Die Erstellung des Gesamtenergiekonzeptes für das Kloster Plankstetten durch das IFE Institut für Energietechnik in Amberg wurde durch das

2 Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie in München gefördert. Plankstetten, April 2016 Klosterverwaltung Plankstetten H. Abt Beda M. Sonnenberg und Hausmeister Manfred Beutler werfen einen Blick in das Energiekonzept.

3 Gesamtenergiekonzept für das Kloster Plankstetten

4 Gesamtenergiekonzept Kloster Plankstetten Auftraggeber: Kloster Plankstetten Frater Andreas Schmidt Klosterplatz Berching Auftragnehmer Institut für Energietechnik IfE GmbH an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden Kaiser-Wilhelm-Ring 23a Amberg Bearbeitungszeitraum: Juni bis Dezember 2015

5 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Zielsetzung und Aufgabenstellung 2 Die Energiebilanz im Ist-Zustand 2.1 Ausgangssituation nach Abschluss Bauabschnitt Die Wärmeversorgung Der elektrische Energiebezug 2.2 Auswirkungen der nächsten Bauabschnitte auf die künftige Energiebilanz 2.3 Jahresdauerlinie als Grundlage für die Dimensionierung 3 Dimensionierung von Energieversorgungsvarianten 3.1 Grundlage für die elektrische Dimensionierung der BHKW-Varianten 3.2 Variante 1: Ist-Zustand plus Gastherme 3.3 Variante 2 mit Biomethan- BHKW zur Grundlastversorgung 3.4 Variante 3 mit Erdgas-BHKW zur Grundlastversorgung 3.5 Variante 4: Holzvergaseranlage mit Holzgas- BHKW zur Grundlastversorgung 3.6 Variante 5: Betrieb von 2 Holzvergaseranlagen mit 2 Holzgas- BHKW 3.7 Variante 6: Ist-Zustand plus 2. Hackgutkessel 3.8 Variante 7: Holzvergaseranlage mit BHKW in Container-Lösung 4 Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 4.1 Allgemeine Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 4.2 Die Investitionskostenprognose 4.3 Die jährlichen Ausgaben und Einnahmen 4.4 Die Jahresgesamtkosten und spezifischen Wärmegestehungskosten 5 Die CO 2 -Bilanz 6 Die Sensitivitätsanalyse 7 Zusammenfassung mit Handlungskonzept 8 Abbildungsverzeichnis 9 Tabellenverzeichnis 5

6 Inhaltsverzeichnis 1 Zielsetzung und Aufgabenstellung Vor dem Hintergrund einer zukunftsfähigen und damit wirtschaftlichen und ökologisch verträglichen Energieversorgung, soll ein ganzheitliches und nachhaltiges Energieversorgungskonzept für das Kloster Plankstetten entwickelt werden. Hierfür sollen innovative Energieversorgungsvarianten zur energetischen Versorgung des Gesamtkomplexes unter Berücksichtigung der bereits durchgeführten Bauabschnitte sowie der noch anstehenden Bauabschnitte mit u.a. Umstrukturierungen und Sanierungsmaßnahmen an der Gebäudehülle ausgearbeitet werden. Für die Erstellung des Gesamtenergiekonzeptes wird der energetische Ist-Zustand aktuell erfasst und alle relevanten Daten zu Energieumsätzen umfassend aufbereitet. Auf Basis der Veränderungen zum Zustand vor den Sanierungsmaßnahmen des ersten Bauabschnittes werden Veränderungen der noch anstehenden Bauabschnitte bewertet und in die Betrachtung mit einbezogen. Es sollen in enger Abstimmung mit dem Kloster Plankstetten relevante und innovative Energieversorgungsvarianten erarbeitet, dimensioniert und einer Wirtschaftlichkeitsberechnung unterzogen werden, um eine breite Entscheidungsgrundlage mit Handlungsausblick für die zukünftige Energieversorgung der Klosteranlage zu erhalten. 6

7 Inhaltsverzeichnis 2 Zusammenfassung mit Handlungskonzept Ziel der Betrachtung war, eine zukunftsweisende, möglichst innovative, aber in erster Linie ökologische und wirtschaftliche Energieversorgung für das Kloster Plankstetten unter Abstimmung aller Beteiligten und der jeweiligen Fachplaner zu erarbeiten. Als Grundlage dient die umfangreich dargestellte energetische Ausgangssituation mit Einarbeitung der Auswirkungen des ersten Bauabschnittes der Gesamtsanierung des Klosters sowie der noch ausstehenden Maßnahmen auf den künftigen Energiebedarf. Die Tendenz geht dahin, dass sich der Gesamtwärmebedarf im Kloster auch nach der Sanierung nicht entscheidend verändern wird, jedoch der Grundlastanteil noch weiter ansteigt und der Spitzenbedarf aufgrund der energetischen Sanierungen reduziert werden kann. Grundsätzlich bietet sich der Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung im Kloster aufgrund des durchgängigen Wärmebedarfs im bereits aufgebauten Gesamtverbund (hohe Grundlast auch durch Unterhaltsbedarf in den Bauteilen / Bauteilheizung) sowie des ebenfalls durchgängigen Bedarfs an elektrischer Energie ideal an. Im entsprechenden Leistungsbedarf konnten einige, auch innovative Versorgungsvarianten dimensioniert und eingehend betrachtet werden. Das Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zeigt, dass bereits im Bestand mit der Hackschnitzelheizung eine günstige Wärmeversorgung für die Klosteranlage vorliegt. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse der Betrachtung ist in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 1: Zusammenfassung der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Wärmeversorgung Heizzentrale Kloster Plankstetten Zusammenfassung Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 Variante 6 Variante 7 Gastherme Biomethan-BHKW Erdgas-BHKW Holzgas-BHKW 2x Holzgas-BHKW Hackschnitzelkessel Holzgas-BHKW Hackschnitzelkessel Hackschnitzelkessel Hackschnitzelkessel Hackschnitzelkessel Hackschnitzelkessel Hackschnitzelkessel Hackschnitzelkessel Investkostenprognose [ ] Gesamtinvestkosten Projektabwicklung Unvorhergesehenes Summe Investkosten jährliche Ausgaben [ /a] Summe kapitalgebundener Kosten Summe verbrauchsgebundener Kosten Summe betriebsgebundener Kosten Summe sonstiger Kosten Summe Ausgaben jährliche Einnahmen [ /a] Summe Einnahmen Jahresgesamtkosten [ /a] (gerundet) spez. Wärmegestehungskosten [Ct/kWh] 4,5 7,1 4,7 6,5 9,0 4,8 5,5 CO2-Bilanz [to/a]

8 Inhaltsverzeichnis Als wirtschaftlich interessanteste Alternative kann die Installation eines Erdgas-BHKW (Variante 3) gesehen werden. Bis zum Leistungsbereich von 50 kw el kann ein sehr hoher Stromeigennutzungsanteil erreicht werden und damit die Abhängigkeit von steigenden Strompreisen verringert werden. Dies kann auch in der Sensitivitätsanalyse der Variante nachvollzogen werden, worin deutlich wird, dass sich die spezifischen Wärmegestehungskosten bei steigenden Strompreisen sogar verringern und diese bei insgesamt steigenden Energiepreisen (alle Brennstoffe und Strompreis) nahezu konstant bleiben. Aufgrund der ökologischen Gesamtausrichtung des Klosters wird grundsätzlich der Einsatz eines regenerativen Energieträgers bevorzugt. Hierbei bietet eine Holzvergasungsanlage mit BHKW die Möglichkeit ebenfalls in Kraft-Wärme-Kopplung das Kloster ökologischer zu versorgen. Das CO 2 -Einsparpotential dieser Varianten gegen über der Versorgung mit einem Erdgas-BHKW ist deutlich. Bilanziell kann aufgrund der regenerativen Stromproduktion eine CO 2 -Vermeidung von rund 200 to/a erzielt werden (Variante 7 zu 3). Aus ökologischer Sicht kann eine Holzvergasungsanlage in der dargestellten Dimensionierung der Varianten 4 oder 7 empfohlen werden. Zur Vermeidung von unnötig hohen Investitionskosten kann auf eine kostengünstigere Installation als Containerlösung zurückgegriffen werden (Variante 7). Auch bei diesen Varianten zeigen die Sensitivitätsanalysen, dass aufgrund der Kraft-Wärme-Kopplung eine geringere Abhängigkeit von insgesamt steigenden Energiepreisen als bei der Referenzvariante 1 vorliegt. Aufgrund der hohen Investitionskosten für die Holzvergaseranlage mit BHKW können die spezifischen Wärmegestehungskosten der Referenzvarianten unter den aktuellen Rahmenbedingungen nicht ganz erreicht werden. Es entstehen diesen gegenüber einige Mehrkosten. Aktuell liegen neben dem KWK-Gesetz oder dem EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) keine gesetzlichen oder weiteren Förderprogramme, hier speziell auch für die Investition in kleine Holzvergasungsanlagen, vor, die in Anspruch genommen werden können. Aufgrund des Vorbildcharakters und der ökologischen Gesamtausrichtung des Klosters könnten ggf. trotzdem noch Versuche unternommen werden, an Unterstützung zur Umsetzung der Maßnahmen zu gelangen. 8