Wärmebedarfsstudie der Stadtwerke Bielefeld Christian Kracht, Stadtwerke Bielefeld

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1 Wärmebedarfsstudie der Stadtwerke Bielefeld Christian Kracht, Stadtwerke Bielefeld Berliner Energietage 2012 Fernwärmeausbau auf Basis eines Wärmeatlas für Bielefeld

2 Energie für Bielefeld SWB im Überblick Umsätze Versorgung in Mio. 42 / 6,8% 136 / 22,2% 34 / 5,6% 5 / 0,8% Strom Gas Fernw ärme Wasser Propan 389 / 64,6% Kennzahlen Konzern: Umsatz 679 Mio. Mitarbeiter Bilanzgewinn 56 Mio. Kennzahlen Stadtwerke Bielefeld: Stromabgabe 3208 Mio. kwh Gasabgabe 3614 Mio. kwh Fernwärmeabgabe 890 Mio. kwh Wasserabgabe 17 Mio. m 3 SWB gehören in Deutschland zu den TOP 15 der umsatzstärksten Stadtwerke Folie 2

3 Energie für Bielefeld SWB im Überblick GWh Nationaler Markt Regionaler Markt Lokaler Markt Auf allen Märkten schreiben SWB beim Stromabsatz eine Erfolgsgeschichte Folie 3

4 Energie für Bielefeld SWB im Überblick Gesellschafter Wesentliche Beteiligungen Stadtwerke (SW Gütersloh 49,9%, SW Ahlen 49%, EWG 49%) Stromerzeugung (GKV 33,3%, KWG 16,7%) Stadt Bielefeld swb AG (Essent 51%, EWE 49%) 50,1% 49,9% SWB Netzgesellschaft (100%) ÖPNV (mobiel 100%) Entsorgung (MVA, Enertec 35%) Telekommunikation (BItel 70%) Consulting (CEC 37,5%) Bäder (BBF 90%) Gesellschafter- und Beteiligungsstruktur bilden ein kommunales Netzwerk Folie 4

5 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Wärmemarkt im Umbruch Das Energiekonzept der Bundesregierung strebt mit 40% bis 2020 und mit 80% bis 2050 eine enorme CO2-Reduzierung an. Dazu soll der Primärenergiebedarf im Bereich Wärme bis 2050 um 80% reduziert werden. Neue technologische Entwicklungen (Wärmepumpe, Holzpellets, Mikro-KWK* usw.) und Substitutionswettbewerb bestimmen den Wärmemarkt (Rückgang der Erdgasanschlussdichte im Neubaubereich von früher 90% auf 50%). Fördermaßnahmen und Gesetze (Wärmedämmprogramme aufgestockt, KWK- ModG, Energiesparverordnung (EnEV 12 nochmals -30%), EEWärmeG, ggf. steuerlich Anerkennung von Gebäudesanierungen und / oder Umlage auf Mieter usw.) unterstützen CO2-Ziele. Energiekonzept strebt zum Klimaschutz eine Steigerung der energetischen Sanierungsrate von 1% auf 2% im Baubestand an (rd. 60% des heutigen Gebäudebestand vor erster Wärmeschutzverordnung 1977 gebaut). Die hohe Bedeutung einer Wärmenetzinfrastruktur (Erhöhung des KWK-Anteils, CO2-Reduzierung, Befreiung vom EEWärmeG und der niedrige Primärenergiefaktor) werden große Vorteile für den Energieträger Fernwärme bringen. Folie 5

6 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Energiekonzept 2020 Stadtwerke Bielefeld haben im Herbst 2010 ein Energiekonzept 2020 vorgelegt, das die vom Rat beschlossenen städtischen Klimaschutzziele hinsichtlich CO2-Reduzierung, Ausbau Erneuerbarer und Anteil Kraft-Wärme-Kopplung erfüllt: von 2008 bis 2020 sollen insgesamt Investitionen von 280 Mio. getätigt werden für -Ausbau Erneuerbare Stromerzeugung: ca. 130 Mio., von denen 50 Mio. bereits umgesetzt sind - Ausbau Fernwärme und dezentraler Wärmeinseln: ca. 60 Mio. - Beteiligung an einem hocheffizienten Gaskraftwerk: ca. 90 Mio. bis 2020 wird der Stromanteil aus Kraft-Wärme-Kopplung auf ca. 30% angehoben der CO2-Ausstoß um etwa 40% reduziert der Stromanteil aus Erneuerbaren Quellen auf 20% angehoben Stromerzeugung für Haushalt-/Gewerbekunden zu 100% aus Erneuerbaren + KWK abgedeckt Das Konzept ist hinsichtlich des nun beschlossenen Kernenergieausstiegs zu ergänzen Folie 6

7 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Ziele der SWB im veränderten Wärmemarkt Stabilisierung des Wärmeabsatzes durch gezielten Ausbau Nutzung des positiven Images der Kraft-Wärme-Kopplung und der Fernwärme zur Absatzstabilisierung Langfristige Auslastung bestehender Erzeugungsanlagen Erreichen einer hohen KWK-Quote für Bielefeld bis 2020 (Ziel 30%) Ausbau der dezentralen KWK-Stromerzeugung Senkung des CO2-Ausstoßes für Bielefeld Nutzung bestehender Förderprogramme für Wärmenetze Antwort auf Substitutionswettbewerb (Wärmepumpe, Holz usw.) Folie 7

8 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Wärmemarkt im Umbruch Politische Ziele stellen für alle Stadtwerke Herausforderungen dar Ein in der Bundesrepublik einmaliger Wärmeatlas liegt für Bielefeld vor und liefert optimale Grundlagen für die ökonomische und ökologische Beurteilung des Gebäudebestands in Bielefeld sowie den Ausbau der KWK Wärmeatlas ermittelt für ca Objekte den Wärmebedarf bis Jedes Objekt ist einem Gebäudetyp zugeordnet (Geschosszahl, Dachform, Fassadenwert, Sanierungsstand usw.), der Grundlage für die Berechnung der Wärmebedarfsentwicklung ist. Prognosen in Trend-, Leit- und Sparszenario für 2020, 2030, 2040 und Die Darstellung der Wärmebedarfsentwicklung pro Straßenabschnitt im geographischen Informationssystem bietet eine einzigartige Planungs- und Entscheidungsgrundlage. Folie 8

9 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Methode zur Abschätzung zukünftiger Wärmebedarfe Daten der Wohnungsgesellsch. und des Energiemanagements der öff. Einrichtungen Gebäudetypologie Absatzdaten Geoinformationsdaten (ALK, Luftbilder) Unter Berücksichtigung IEKP: - EEG - EEWG - EnEV - KWKG - Einordnung des Gebäudebestandes in die Gebäudetypologie Adressenscharfer Wärmeatlas (aktueller und zukünftiger Wärmebedarf) Informationen zu Großverbrauchern Objekte mit Kühlbedarf Modellhafte Beurteilung Von erneuerbaren Energien Identifikation möglicher Fernwärme- Anschlüsse, Nahwärmekonzepte und Objekt-BHKW Identifikation von mögl. KWKK-Objekten Ökonomische Beurteilung, ökologische Bewertung Maßnahmenliste Folie 9

10 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Entwicklung des Wärmebedarfs 4000 Entwicklung Heizwärmebedarf 3500 Prozesswärme 120% Wärmebedarf in GWh/a Heizwärme Prozesswärme Gas FW allg. 100% 80% 60% 40% Trend Leit Spar Reihe4 500 Strom Öl 20% 0 0% Folie 10

11 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Beispiel Am Sudholz, Schrägbildaufnahme Folie 11

12 Beispiel Am Sudholz Wärmebedarfslinien heute Kein Wert <750 kwh/m >5000 Folie 12

13 Beispiel Am Sudholz Wärmebedarfslinien 2030 Trend Kein Wert <750 kwh/m >5000 Folie 13

14 Beispiel Am Sudholz Wärmebedarfslinien 2050 Trend Kein Wert <750 kwh/m >5000 Folie 14

15 Beispiel Am Sudholz Wärmebedarfslinien 2050 Spar Kein Wert <750 kwh/m >5000 Folie 15

16 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Beispiel Am Sudholz, Wärmeatlas Alle Energieverbräuche in kwh Folie 16

17 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Maßnahmen zur Anpassung an den veränderten Wärmemarkt Der zu erwartende erhebliche Rückgang des Wärmebedarfs wird starken Einfluss auf die leitungsgebundenen Energieträger (Erdgas und Fernwärme) haben. Mit Hilfe der Wärmestudie sind Maßnahmen zur Anpassung an den zukünftigen Wärmemarkt analysiert worden. Die wirtschaftlich attraktivsten Maßnahmen sind in den Wirtschaftsplan aufgenommen worden. 1. Verdichtungen im Fernwärmegebiet (Ausbau Fernwärme ohne neue Transportleitungen) 2. Fernwärmeausbaumaßnahmen (Ausbau Fernwärme mit wenigen Transportleitungen) 3. große Fernwärmeausbaumaßnahmen (Ausdehnung der Fernwärme in andere Stadtteile ) 4. Nahwärmekonzepte 4.1 Nahwärmeinseln (Aufbau einer Nahwärmeinsel für Siedlungsgebiet) 4.2 Objekt BHKW* (Versorgung eines/mehrer benachbarter Gebäude) 4.3 Mikro BHKW (Versorgung einzelner 1-/2-Fam.-Häuser) * BHKW = Blockheizkraftwerk = kompakter Stromerzeuger mit Abwärmenutzung Folie 17

18 Wärmebedarfsstudie Bielefeld untersuchte Fernwärme-Projekte heutiges Fernwärmenetz Verdichtungen im Fernwärmegebiet Fernwärme-Ausbaumaßnahmen große FW-Ausbaumaßnahmen (derzeit nicht wirtschaftlich umsetzbar) Folie 18

19 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Untersuchung Ausbau Nahwärme Wärmebedarf der Nahwärmeinseln heutiges Fernwärmenetz Folie 19

20 Wärmebedarfsstudie Bielefeld gesamtes Potenzial Fernwärme + Nahwärmekonzepte Nah- und Fernwärmeentwicklung im Leit-Szenario Potenziale SWB Durch die Maßnahmen wird der Wärmeabsatz 2025 um 38% gesteigert statt kontinuierlich zu fallen! Wärmeerzeugung in GWh Niveau 2010 Hausanschl.: +75% => Leitungen: +40% 180 km => 250 km historische Fernwärmeerzeugung zukünftige Fernwärmeerz. ohne Maßnahmen Anteil regenerativ erzeugter Wärme +17 % zukünftige Fernwärmeerz. mit Maßnahmen (Verdichtung und kl. Ausbau) zukünftige Fernwärmeerz. mit Maßnahmen zuzüglich Nahwärmerz. (Nahwärmenetze, Objekt-BHKW und Mikro-BHKW) Folie 20

21 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Erforderliche Investitionen zur Hebung des Potenzials Projekte Ausbau Anzahl Investmittel Verdichtungen 44,0 GWh 55 5,3 Mio. Fernwärmeausbau*) 93,0 GWh 35 31,0 Mio. Nahwärmekonzepte Inseln Objekt-BHKW Mikro-BHKW 61,0 GWh 5,0 GWh 15,0 GWh ,4 Mio. 1,2 Mio. 9,0 Mio. Summe 218,0 GWh ,9 Mio. Fernwärmeabgabe 2009: 580 GWh *) Die Neuerschließung ganzer Stadtteile mit Fernwärme erweist sich derzeit als nicht wirtschaftlich Folie 21

22 Energie für Bielefeld SWB-Strategie: Klimaschutzziel -40% CO2 wird umgesetzt! Entwicklung der CO 2 -Emissionen [t CO 2 ] CO 2 -Reduzierung rd. 60 % Verbleibende CO2-Emissionen SWB CO2-Reduzierung durch EEG-Ausbau CO2-Reduzierung durch Massnahmen Wärmestudie TEHG-Meldungen der CO2-Emissionen Folie 22

23 Energie für Bielefeld SWB-Strategie: ambitioniertes Investitionsprogramm + Maßnahmen aus : zu 34 Mio = 279 Mio! Folie 23

24 Wärmebedarfsstudie Bielefeld Stadtwerke-Award Trianel, EUROFORUM und Energie&Management verleihen den Stadtwerke-Award 2011 an die Stadtwerke Bielefeld Der Stadtwerke Award prämiert innovative, nachhaltige, CO2-reduzierende Projekte mit Modellcharakter. Im Jahr 2011 haben die Stadtwerke Bielefeld den Preis für ihre Wärmestudie und die darauf aufbauende Fern- und Nahwärme- Ausbaustrategie erhalten. Prämiert wurde die Detailtiefe und die Nutzung als Planungsinstrument, mit dem ein funktionierender Ausbauplan entwickelt wurde. SWB investieren 60 Mio. in den Ausbau der Fernwärme, den Bau von Nahwärmeinseln und Objekt-BHKWs. Folie 24

25 Die Wärmestudie Umfangreiche Marketingkampagne begleitet den Ausbau der Fern- und Nahwärme Folie 25

26 Vermarktungsstrategien entwickeln: Damit das Netz nicht leer ist Aktuelles Angebot Mikro-KWK Contracting Angebot Vertragslaufzeit: 10 Jahre Contractingrate Aktionsangebot: 195 /Monat inkl. Wartung Einmaliger Zuschuss durch Kunden in Höhe von Stromgutschrift pauschal in Höhe von rd. 90 /a Kooperation mit dem Bielefelder Handwerk Exklusiv für EnerBest Gas Kunden Wichtige Kundenbindung im Gasmarkt für 10 Jahre Bei Kündigung des Gasvertrages wird Restwert der Anlage fällig Folie 26

27 Solarthermie Contracting Von Bielefeldern für Bielefelder Contracting Angebot ab Mitte Oktober durch Energiebig Aktion Vertragslaufzeit: 8 Jahre Contractingrate Aktionsangebot: 30 / Monat inkl. Wartung Preis unter Einbeziehung der Solarförderung / begrenzt auf 50 Anlagen danach Erhöhung der Rate auf 40 / Monat Lieferung von Modul 4 qm, 300l Speicher, Regelung, Rohrleitung Montage wird nach Aufwand direkt durch Installateur berechnet Kooperation mit Schüco und dem Bielefelder Handwerk, daher kann die Anlage unter Listenpreis angeboten werden (Contracting Kosten = 2680 / Listenpreis Schüco = 4050 ) Exklusiv für EnerBest Gas Kunden Wichtige Kundenbindung im Gasmarkt für 8 Jahre Bei Kündigung des Gasvertrages wird Restwert der Anlage fällig Folie 27

28 Das Energiekonzept der Stadtwerke Bielefeld Transparenz und Mitwirkung Bürgerbeteiligung im Jahr 2011 Juli August September Oktober November Dezember Presseinfo Auftaktveranstaltung Internet-Dialog Diskussion Jöllenbeck Diskussion Brackwede Diskussion Stieghorst Diskussion Sennestadt Befragung Studierende zentrale- Abschluss- Diskussion : Ratssitzung : AR SWB Dialog mit Klimaschutzgruppen und Verbänden Info über SWB-Report Aktionstag Klimawoche Information AfUK Bürgerbeirat Bürgerbeirat Datum Folie 28

29 Beispiele für größere BHKW in Bielefeld

30 Marktentwicklung Folie 30

31 Objekt BHKW Biogas-BHKW, Industriekunde Bestand der Wärmeversorgung 5 Öl-Kessel mit einer gesamten Leistung von kwth 2 Gas-Kessel mit einer gesamten Leistung von kwth Wärmebedarf der drei Liegenschaften 3,4 GWhth Neugestaltung der Wärmeversorgung 3 Öl-Kessel (Bestand) als Spitzenkessel mit einer gesamten Leistung von kwth (später erfolgt die Umrüstung auf Gas) Neubau eines Biogas betriebenes BHKW Leistung: 400 kwel, 427 kwth 2 Gas-Kessel (Bestand, kwth) bleiben das erste Betriebsjahr als Reserve stehen Neubau 10 kv-trafostation zur EEG-Einspeisung Neubau einer Hochdruckgasleitung (ca. 300 Meter) Neubau einer Nahwärmeleitung (ca. 250 Meter, DN100) Neubau einer Nahwärmeleitung (ca. 840 Meter, DN125) Folie 31

32 Objekt BHKW Biogas-BHKW BHKW Folie 32

33 Objekt BHKW Biogas-BHKW, Industriekunde Erbrachte Leistungen der Stadtwerke Bielefeld Entwicklung & Planung der Wärmeversorgung Gestaltung verschiedener Vertragsmodelle Beratung des Kunden in seiner Berechnung der Wirtschaftlichkeit Bau der gesamten Anlagentechnik Betriebsführung & Wartung der Anlagen Lieferung des Bio- und Erdgases Rahmendaten der Neugestaltung der Wärmeversorgung Investitionskosten: Biogaslieferung: 4,7 GWh/a, Vertragslaufzeit 10 Jahre EEG-Vergütung: 21,675 Cent/kWhel Folie 33

34 Objekt BHKW Schulzentrum Rosenhöhe Zentrale Wärmeversorgung aus Gebäude 10 Folie 34

35 Objekt BHKW Schulzentrum Rosenhöhe Alte Situation: Dezentrale Wärmeversorgung mit drei Heizungsräumen BK Senne: 2 Pyromat-Kessel Bj mit je kw Communa-BHKW Bj mit 52 kwel und 101 kwth Sporthalle 3: 2 Buderus-Kessel Bj mit je 209,3 kw 2 Buderus-Kessel Bj mit je 18 kw Neue Lösung 2011: Zentrale Versorgung über Nahwärmenetz 2 Pyromat-Kessel Bj mit je kw 1 Buderus-Kessel Bj mit 470 kw Sokratherm-BHKW mit 201 kwel und 333 kwth Neue Wärmetrasse Rudolf-Rempel-BK: 3 Fröling-Kessel Bj mit je 360 kw gedrosselt auf je 297 kw Hohe thermische Leistung erforderlich: 3.646,6 kw Schlechte Auslastung Geringe Stromproduktion mit 52 kw Bessere Auslastung Effizientere Fahrweise Höherer KWK-Anteil Folie 35

36 Objekt BHKW Schulzentrum Rosenhöhe Investitionskosten SWB: Prognostizierte BHKW-Vollbenutzungsstunden: h p.a. Prognostizierte Wärmelieferung aus BHKW: kwh aus Kessel: kwh Kalkulationsbasis: 10 Jahre Folie 36

37 Wärmecontracting Objekt BHKW Erdgas-BHKW, Wohnblock in Bielefeld in der Angebotsphase Trafo Folie 37

38 Wärmecontracting Objekt BHKW Erdgas-BHKW Leistungen der Stadtwerke Bielefeld Entwicklung & Planung der Wärmeversorgung Kundenberatung und Vergleich verschiedener Anlagenkonzepte Bau der gesamten Anlagentechnik Betriebsführung & Wartung der Anlagen Lieferung des Erdgases Rahmendaten der Neugestaltung der Wärmeversorgung Investitionskosten: Erdgaslieferung: 1,6 GWh/a, Vertragslaufzeit 10 Jahre Lösungen für Umsetzungshindernisse: Verzicht auf Grundbucheintragung, Umsetzung eines Heizraummietvertrages und privatvertraglicher Eigentumssicherung Für das BHKW wird Netzeinspeisung vorgesehen -> Notwendigkeit von Stadtwerkekunden im Gebäude, aufwendige Abrechnung des Stromeigenverbrauches, Gewährleistung von Versorgerwechsel wie auch die Errichtung einer neuen Netzübergabestation entfallen Folie 38

39 Fazit: Die Stabilisierung des Wärmeabsatzes kann durch gezielten Ausbau mittelfristig erreicht werden, langfristig ist jedoch ein Rückgang nicht vermeidbar Das positive Image der Kraft-Wärme-Kopplung kann zwar genutzt werden, richtig sexy ist KWK aber nicht Der Ausbau der dezentralen KWK-Stromerzeugung erfordert sehr individuelle und beratungsintensive Lösungen KWK kann nennenswert zur Senkung des CO2-Ausstoßes beitragen Bestehende Förderprogramme erlauben derzeit keinen großflächigen Ausbau von Wärmenetzen Die KWK-Quote soll in Bielefeld dennoch bis 2020 auf 30% ausgebaut werden KWK ist aber eine Antwort auf Substitutionswettbewerb (Wärmepumpe, Holz usw.) und stabilisiert so auch den Erdgasabsatz Folie 39