Wärmebereitstellung für die fernwärmeversorgten Objekte im Großraum Graz

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1 Wärmeversorgung Graz 2020/2030 Wärmebereitstellung für die fernwärmeversorgten Objekte im Großraum Graz Statusbericht 2016 Kurzfassung Fachliche und organisatorische Begleitung: Stand: 3. Mai 2016

2 1 Ausgangssituation Rund 80% der jährlichen Wärmemenge für die Fernwärme (ca GWh/a für den Großraum Graz in 2013) kamen in den vergangenen Jahren als günstiges Nebenprodukt der Stromerzeugung aus dem Kraftwerkspark Mellach. Die erforderliche Maximalleistung für den Großraum Graz an einem sehr kalten Wintertag beträgt ca. 530 MW. Die vertraglich vereinbarte Wärmeleistung aus dem Kraftwerkspark Mellach beträgt derzeit bis zu 230 MW. Nachdem sich die Situation am mitteleuropäischen Strommarkt in den letzten Jahren dramatisch geändert hat, sind moderne erdgasbetriebene Kraft-Wärme- Kopplungsanlagen, wie das GDK Mellach obwohl energetisch hocheffizient- derzeit nicht wirtschaftlich betreibbar. Wärmelieferungen aus Mellach nach 2020 sind daher äußerst ungewiss. Um insbesondere keine Engpässe bei der Versorgung der Bürgerinnen und Bürger in Graz und den Gemeinden südlich von Graz entstehen zu lassen und um ein zukunftsorientiertes, emissionsarmes und nachhaltiges Fernwärmesystem zu entwickeln, wurden daher Alternativen für die Bereitstellung der Fernwärme über das Jahr 2020 hinaus entwickelt. Das Projektteam Wärmeversorgung Graz 2020/2030 unter der Leitung des Umweltamtes der Stadt Graz, bestehend aus Energie Steiermark, Energie Graz und Graz Holding, unterstützt durch die Grazer Energieagentur und unter Mitwirkung einer großen Zahl von FachexpertInnen sowie Industrie- und Interessensvertretern analysiert und entwickelt seit 2014 verschiedene Optionen für die Versorgung der fernwärmeversorgten Objekte im Großraum Graz. Nachfolgend werden die wesentlichen Eckpunkte und Fortschritte im Jahr 2015 bei der Gestaltung eines sicheren, kostengünstigen und umweltfreundlichen Fernwärmesystems der Zukunft dargestellt. 2 Der Prozess im Jahr 2015 Im Jahr 2015 lag der Fokus der Aktivtäten der Arbeitsgruppe Wärmeversorgung Graz 2020/2030 und dessen Kernarbeitsteams bei: der Information der Politik und der Bevölkerung zum aktuellen Status der Arbeiten (Grazer Energiegespräche Zukunft der Wärmeversorgung im Großraum Graz, Pressekonferenz ) der Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen für konkrete Maßnahmen (Abwärmenutzung Kläranlage der Stadt Graz, Abwärmenutzung Papier- und Zellstoffwerk Sappi, Big Solar Graz ) der regelmäßigen Prüfung neuer Entwicklungen (Abwärmenutzung Rechenzentren, Langzeitspeicher, Power to Heat, dezentrale KWK mit Wärmepumpen ) der Entwicklung eines Simulationsmodells für viele verschiedene Einspeiser und der Durchführung von Simulationsrechnungen zur Optimierung

3 einem regionalen und internationalen Erfahrungsaustausch um weitere Inputs zu gewinnen (Exkursionen Dänemark, Schweden, Schweiz, Deutschland zu den Themen Großsolaranlagen mit Langzeitspeichern, Abwärmenutzung, Geschäftsmodelle und Anreizsysteme für Fernwärme, Anergienetze, Energieraumplanung, etc.) der Aktualisierung des Maßnahmenplans 3 Maßnahmenplan Folgende Grundsätze werden für die Gestaltung des zukünftigen Fernwärmesystems angelegt: Größtmöglicher Anteil an Alternativenergie (Erneuerbare & Abwärme & Umweltwärme) Zusätzliche Steigerungen der Energieeffizienz bei Gebäuden, Kundenanlagen und im Gesamtsystem Fernwärme Beibehaltung der Versorgungssicherheit durch Errichtung erdgasbasierter Erzeugungskapazitäten als Reserve für nicht durchgängig verfügbare Erzeugungsanlagen (KWK, Abwärme, Solar etc.) und für die Bereitstellung der erforderlichen Leistung auch an kalten Wintertagen. Eine ganze Reihe von Projekten befindet sich bereits in Umsetzung oder in konkreter Vorbereitung! Der aktuelle Status ist im Folgenden dargestellt:

4 3.1 Maßnahmen in Umsetzung oder bereits umgesetzt Energie Graz: HELIOS - solares Speicherprojekt Neufeldweg: Solarfläche m² (Endausbau m²), druckloser Fernwärmespeicher mit m³, max. Entladeleistung 10 MW, Deponiegas-BHKW, Power to Heat, Option Wärmepumpe; Inbetriebnahme erste Ausbaustufe Weitere Abwärmenutzung mit Wärmepumpen in der Marienhütte (bis 11,7 MW): Nutzung industrieller Abwärme mit hocheffizienten Großwärmepumpen; Einspeisemöglichkeit ins Niedertemperatur-Nahwärmenetz Reininghaus, in den Wärmespeicher im Power Tower und ins Fernwärmenetz; aktuell Inbetriebnahme-Tests, Inbetriebnahme im Juni Energiemodell Reininghaus : Errichtung eines wärmetechnisch optimierten Niedertemperatur Nahwärmenetzes inkl. Pufferspeicher (2.000 m³) für das neue Stadtentwicklungsgebiet für ca BewohnerInnen; Inbetriebnahme NT-Netz und Speicher für Q4/2017 geplant. Abwärmenutzung aus Papier- und Zellstoffwerk Sappi (25-35 MW): gemeinsames Projekt der Energie Graz mit SAPPI/Bioenergie. Nutzung der Abwärme aus der Eindampfanlage und aus der kombinierten Strom-Wärme Produktion sowie Energie von biogenen Brennstoffen (Rinde, Ablauge) daher sehr geringe CO 2 -Werte. Energielieferung von ca. 15% des Grazer Wärmebedarfs. Beschlüsse liegen vor, Projektstart im Mai Abwärmenutzung Eishalle Graz (0,7 MW): Nutzung der Abwärme der Kältemaschinen und Anhebung des Temperaturniveaus über Wärmepumpe; Inbetriebnahme im Sommer Energie-Effizienzmaßnahmen bei Fernwärme-Kundenanlagen inkl. Absenkung der Rücklauftemperaturen: Pilotprojekte bei Großkunden in Umsetzung. Adaptierung der Heizzentrale Waagner-Biro Straße (14 MW): Planung, Einreichung und Demontage der Altanlage und Baubeginn sind erfolgt; Inbetriebnahme September Energie Steiermark: Ausbau der Solaranlage am Areal FHKW Graz: zus m² umgesetzt 2014/2015; weitere Solarmodule für 2016 (ca. 220 m²); Endausbau somit m² und damit die größte Thermosolaranlage Mitteleuropas. Wärmeeinspeisung FARINA-Mühle (im Endausbau 0,25 MW): Einspeisung von Überschusswärme aus der mit biogenen Abfällen befeuerte Verbrennungsanlage ins Fernwärmenetz; Inbetriebnahme 12/2015. Hackgut-Biomasseanlage in Raaba/Hart (5 MW aus regionaler Aufbringung): Vertrag mit Betreibergesellschaft unterzeichnet; die Genehmigungen liegen vor; Grundstücke wurden erworben; Inbetriebnahme Herbst

5 Errichtung von zusätzlichen erdgasgefeuerten Kesselanlagen im FHKW Graz (Nennleistung 185 MW): behördliche Bescheide liegen vor; Baubeginn erfolgte Anfang Jänner 2016; Inbetriebnahme ab Herbst Weiters Erneuerung von drei erdgasbefeuerten Heißwasserkesseln in Containerbauweise (je 7 MW) im FHKW Graz (Q1/2016). Die neuen Kesselanlagen erreichen höhere Wirkungsgrade und haben niedrigere Emissionen als die Altanlagen, welche seit mehr als 30 Jahren in Betrieb standen. 3.2 Maßnahmen in Vorbereitung bzw. vertiefter Prüfung Abwärmenutzung Kläranlage der Stadt Graz (7-14 MW): Nutzung der Abwärme des Abwassers der Kläranlage mit Temperaturanhebung über Wärmepumpen zur ökologischen Bereitstellung von Wärme für das FW-Netz mit sehr geringen CO 2 -Emissionen. Potential: bis zu 10% der jährlichen Wärmeaufbringung des Grazer Fernwärmenetzes. Machbarkeitsstudie mit verschiedenen Varianten und modular erweiterbar in Bearbeitung. Geothermie Campus Eggenberg: Ein innovatives Energiekonzept der Energie Graz auf den ehemaligen Siemensgründen in Eggenberg. Durch den Einsatz von Wärmepumpentechnologie in Verbindung mit Geothermie und konventioneller Fernwärme, einer PV-Anlage, Wärmespeicher und einem umfassenden Dienstleistungsangebot wird eine ökologisch nachhaltige Energieversorgung demonstriert. Inbetriebnahme September 2017 geplant. Big Solar Graz: Großsolaranlage in Verbindung mit Langzeitspeicher mit dem Ziel einer 20%-igen Deckung des jährlichen Fernwärmebedarfs. Konzept: Kollektorfeld (bis m²) in Verbindung mit einem Saisonspeicher (Erdbeckenspeicher bis m³) und Absorptionswärmepumpen. Machbarkeitsstudie ist mit positivem Ergebnis abgeschlossen. Derzeit Abklärung genehmigungsrechtlicher Erfordernisse und Erarbeitung von Umsetzungsmodellen. Maßnahmen zur Verbesserung der Gesamteffizienz des Fernwärme- Systems wie Nutzung unterschiedlicher Temperaturniveaus, Ausbau Leckwarnsystem, thermografische Untersuchungen, etc. Power to Heat Anlage Gössendorf (10 MW): Wärmeerzeugung mit Überschussstrom aus erneuerbarer Stromproduktion

6 4 Bewertung 4.1 Versorgungssicherheit Mit den Maßnahmen, die derzeit vertiefend hinsichtlich der Umsetzbarkeit geprüft werden (Abwärmenutzung Kläranlage der Stadt Graz, Big Solar Graz) kann ab 2020 am kältesten Tag eine Maximalleistung von ca. 640 MW bzw. 700 MW bis 2030 aufgebracht werden. Damit könnte, auch bei Berücksichtigung der erforderlichen Reservekapazitäten (Ausfalls der größten Erzeugungsanlage), der laut KEK Graz 2020 bzw. KEK-Beschluss aus dem Jahr 2011 angestrebte Fernwärme-Ausbau abgedeckt werden. 4.2 Wärmepreise Der Preis wird in hohem Maße von der Entwicklung der Energiemärkte abhängen. Durch brennstoffunabhängige Wärmeerzeugung (z.b. Solar) kann eine bessere Preisstabilität erreicht werden. Die Ausrichtung der zukünftigen Wärmeaufbringung auf eine größere Anzahl von (dezentralen) Erzeugungsanlagen auf Basis unterschiedlicher Energieträger wird zusätzlich eine größere Unabhängigkeit von einzelnen Energieträgern (Rohstoffunabhängigkeit) und einzelnen Erzeugungsanlagen (Ausfallsreserve) bewirken. 4.3 Umwelt Gesicherter Stand im Jänner 2015 war ein Anteil an alternativer Fernwärmeaufbringung von etwa 10%. Nach intensiven Bemühungen kann in dieser Vorschau der Anteil an Alternativenergie auf bis etwa 50% angehoben werden. Alleine das Projekt Abwärmenutzung Sappi wird etwa 15% zur Fernwärmeversorgung beitragen