Solare Nah- und Fernwärme

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1 Solare Nah- und Fernwärme Energieregion Südschwarzwald Fachforum Zukunftsfähige Wärmenetze 9. Mai 2015, Titisee-Neustadt Dipl.-Ing. Thomas Pauschinger Steinbeis Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme Meitnerstr. 8 D Stuttgart

2 Solites Forschungsinstitut der Steinbeis Stiftung Steinbeis Stiftung für Wirtschaftsförderung Deutschlands größtes Technologietransferunternehmen Zentrale in Stuttgart, Jahresumsatz 145 Mio. im Jahr 2013 Solites als Teil des Steinbeis Unternehmensverbundes 2005 gegründet von zwei ehemaligen Wissenschaftlern des Instituts für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart. Forschung, Entwicklung und Beratung z.b. EU DG Tren, DG Energy, BMWi, BMU, BMFT, Wirtschaftsministerium Ba-Wü, Landwirtschaftsministerium Ba-Wü, Stadt München, Stadtwerke Crailsheim, E.On Hanse Wärme GmbH, Saga GWG AG, Rehau AG, Marstal Fjernwarme, Foster and Partners, Bauträger, Planungsbüros, Unternehmen, Industrieverbände, Forschungseinrichtungen Expertise für solarthermische Großanlagen und saisonale Wärmespeicher z.b. für IEA/ OECD, EU DG Energy, BMU, Expertenkreise

3 Solites Forschungsinstitut der Steinbeis Stiftung Solites: Forschungsinstitut F+E in den Bereichen Solarthermie, Geothermie, große Wärmespeicher, Systemintegration und integrale Energiekonzepte einschließlich Biomasse, KWK, Abwärme, Wind, PV und Mobilität Beratung von Wohnungsbau, Industrie und der öffentlichen Hand durch Konzeption, Simulation und wissenschaftlich-technische Projektbegleitung Marktentwicklung für solare Fernwärme, große solarthermische Anlagen, Multifunktions-Wärmespeicher in D und EU Produktentwicklungen und deren Markteinführung für die Industrie Wissenschaftlich-technische Begleitung von Pilot- und Demovorhaben Evaluation von Pilotanlagen (Monitoring und Auswertung)

4 SDHplus Neue Geschäftsmodelle für Solarthermie in Wärme- und Kältenetzen Geschäftsmodelle für solare Nah- und Fernwärme Fallstudien zu first-of-its-kind -Anlagen und innovativen Netzintegrationen Marketingansätze für Fernwärme mit Solarthermie Begleitung von Einsteiger-Ländern ES, FR, HR, LT, PL, SI Internationale SDH-Konferenz Laufzeit: Juli 2012 Juni 2015 Umsetzung in 12 EU-Ländern Deutsche Partner (Koordination): Gefördert durch:

5 SolnetBW Solare Wärmenetze Baden-Württemberg Ziele und Ergebnisse: Marktentwicklung von solaren Fernwärmesystemen in BW Verbesserung der politischen, rechtlichen und ökonomischen Randbedingungen Maßnahmen zur Markteinführung, Initiierung von Neuanlagen in BW Technische Ausrichtung: Solarthermische Großanlagen im Leistungsbereich 1-10 MW th für Energiedörfer (Bsp. Büsingen) Mittelgroße städtische Wärmenetze (Bsp. Crailsheim) Große städtische Fernwärme Laufzeit: November 2013 April 2016 Beteiligte Institutionen: Gefördert durch:

6 Eingangsthesen zur Solarthermie in der Fernwärme Anlagen entstehen auf internationaler Ebene im Leistungsbereich bis 50 MW th. Wärmegestehungskosten um 50 /MWh zzgl. Förderung von 40 % der Investition Veränderte Betriebssituation bei der Fernwärmeerzeugung durch Wandel am Strommarkt, hierdurch kürzere Laufzeiten der KWK und Möglichkeit zur Substitution von Heizkesselwärme

7 Solare Fernwärme Marktstatus für Europa

8 Solare Nah- und Fernwärme

9 Typen von Solarthermieanlagen in der Fernwärmeversorgung Es gibt zahlreiche Integrationsmöglichkeiten für die großflächige Solarthermie in Wärmenetze. Konkurrenzfähig sind große (>1 MW th ) und einfache Anlagen mit solaren Deckungsanteilen <20 %, möglichst in Freilandaufstellung. 1. Solare Wärmenetze zur Quartiersversorgung 2. Solare Wärmenetze mit Langzeitwärmespeicher und hohen solaren Deckungsanteilen für Wohngebiete und Quartiere 3. Dezentral eingebundene Solaranlagen in Quartieren (Beispiel SE) 4. Solare Wärmenetze für Dörfer und Kleinstädte (Beispiele DK, AT und DE) 5. Mittelgroße solare Fernwärmesysteme mit gekoppelter Strom- und Wärmeerzeugung (Smart District Heating, Beispiel DK) 6. Dezentral in städtische Fernwärmesysteme eingebundene solarthermische Großanlagen (Beispiel AT) 7. Zentral in städtische Fernwärmesysteme eingebundene solarthermische Großanlagen (Fallstudie)

10 Solare Wärmenetze für Dörfer und Kleinstädte - Beispiel Bioenergiedorf Büsingen Wärmeerzeugung ca MWh/a Trassenlänge ca. 5 km 107 Anschlüsse Wohngebäude, Gewerbe, öffentliche Gebäude Vorlauftemperatur C Bruttokollektorfläche m² Solarer Deckungsanteil ca. 13%

11 Solare Wärmenetze mit Langzeitwärmespeicher und hohen solaren Deckungsanteilen für Wohngebiete und Quartiere Beispiel Crailsheim Versorgungsgebiet Gebäude: 260 WE, Schule, Sporthalle Wärmenetzeinspeisung: MWh/a Kollektorfläche: m² (Apertur) Solarer Deckungsanteil: 50 % (gemessen) Wärmespeicher m³ Pufferspeicher m 3 Erdsondenwärmespeicher Sonstige Wärmeerzeugung Wärmepumpe 350 kw, Fernwärmenetz (BHKW)

12 Kollektorfelder auf Mehrfamilienhäusern in Crailsheim Source: Stadtwerke Crailsheim

13 Solarkollektoren in Crailsheim Quelle: Stadtwerke Crailsheim

14 Erdsonden-Wärmespeicher in Crailsheim, m³, 2007

15 Dezentral in städtische Fernwärmesysteme eingebundene solarthermische Großanlagen Beispiele Wels und Graz (AT) Anlagenbetreiber: Kollektorfläche: FW-Netzparameter: Einspeisetemperatur: p VL,max Δp max Anlage Messe Wels Elektrizitätswerke Wels AG m² CPC-VRK 50 km / 173 GWh/a 85 C konstant 6,4 bar 4,7 bar Anlage Stadion Liebenau, Graz SOLID (Contractor) m² Flachkollektoren 700 km / 973 GWh/a 80 C konstant 8,7 bar 2,5 bar

16 Mittelgroße solare Fernwärmesysteme mit gekoppelter Strom- und Wärmeerzeugung (Smart District Heating) Beispiele: Braedstrup, Dronninglund und Marstal (DK)

17 m³ Erdbecken-Wärmespeicher Heizzentrale (Biomasse ORC / Wärmepumpe) m² Solarkollektoren (Bestand seit 1996/2003) m² Solarkollektoren m³ Erdbecken-Wärmespeicher (Bestand seit 2003) Foto: Marstal Fjernvarme

18 m³ Pit thermal energy storage Solar heat central m² Solar collectors photo: Dronninglund Fjernvarme

19 Entwicklungsansätze und Handlungsempfehlungen Projektanbahnung neuer Wärmenetze mit Anteil Solarthermie Projektanbahnung zur Integration der Solarthermie in bestehende Wärmenetze Informations- und Beratungsaktivitäten Stärkung der Bürgerbeteiligung Entwicklung von Geschäftsmodellen für solare Wärmelieferung Verbesserung des Rechts- und Förderrahmens für solare Wärmenetze Übergeordnete Handlungsfelder

20 SDH-Internetseite: News Marktstudien Anlagen-Datenbank SDH-Leitfaden Workshops + Kurse Branchenverzeichnis Kontaktstelle

21 SDH Conference 2015 Join the SDH community!! 3 rd International Solar District Heating Conference June 2015, Toulouse Organisatoren:

22 Kontaktdaten Internetseite: Koordination: Solites Dipl.- Ing. Thomas Pauschinger Projektpartner: Gefördert durch: Haftungsausschluss: Die alleinige Verantwortung für den Inhalt dieser Präsentation liegt bei den Autoren. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Fördermittelgeber wieder. Die Fördermittelgeber übernehmen keine Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen.