Solare Nah- und Fernwärme in der kommunalen Wärmeversorgung

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1 Solare Nah- und Fernwärme in der kommunalen Wärmeversorgung Fachkongress Wärmesektor 29. November 2017, Trier Dipl.-Ing. Thomas Pauschinger Steinbeis Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme Meitnerstr. 8 D Stuttgart

2 Wärmewende Ziele und Strategien Endenergieverbrauch nach Anwendungsgebieten in Deutschland Über 50% des Endenergieverbrauchs fällt für Wärme an Anteil EE nur etwa 10% Ziel: Annähend klimaneutraler Gebäudebestand bis 2050 (80% Primärenergieeinsparung gegenüber 2008) Wege: Reduzierung des Wärmebedarfs durch Gebäudesanierung Effizienzsteigerung und höhere Anteile an EE bei der Wärmeversorgung

3 Anteil erneuerbare Energien % Zielerreichung im Wärmesektor Endenergieeinsparung in % Quelle: Prognos et al.

4 Wärmenetze Plattform für erneuerbare Energien und Effizienztechnologien Biomasse (Heizwerke, KWK) Solarthermie Geothermie KWK Industrieabwärme Power-to-Heat aus EE (Elektrodenkessel, Wärmepumpe) Wärmespeicher Wärmemanagement

5 Eckpunkte zur Solarthermie in der Fernwärme Emissionsfrei und echt erneuerbar Ausgereift und marktverfügbar Überall möglich, hohe Verfügbarkeit, jedoch Flächenbedarf Leistungsbereich bis 100 MW Deckungsanteile bis 50 % Stabile Wärmekosten unter 50 /MWh, vor Förderung! Neue Chancen im Wärmemarkt

6 Solare Nah- und Fernwärme zentrale Einbindung dezentrale Einbindung

7 Solare Deckungsanteile von Solarthermie in Wärmenetzen

8 Auslegungskenngrößen solarer Deckungsanteil f sol Wirtschaftlichkeit Nutzungsgrad Acoll

9 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%

10 Solare Wärmenetze mit Langzeit-Wärmespeicher 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)

11 Solarkollektoren in Crailsheim Quelle: Stadtwerke Crailsheim

12 Dezentral in städtische Fernwärmesysteme eingebundene solarthermische Großanlagen Beispiel Senftenberg Anlagenbetreiber: Kollektorfläche: FW-Netzparameter: Einspeisetemperatur: Δp Vorlauf Stadtwerke Senftenberg GmbH m² CPC-VRK 33 km / 100 GWh/a C gleitend konstant ca. 5 bar (Auslegungsfall) Die Anlage ist seit August 2016 in Betrieb und aktuell Deutschlands größte solarthermische Anlage! Fotos: Ritter XL Solar

13 Installed collector area [m²] (thick bars) Number of plants (thin bars) [-] Solare Nah- und Fernwärme in Dänemark Solar District Heating in Denmark Sum of collector area and the number of operating and upcoming plants Year Quelle: Planenergi, Dk

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

15 Solare Fernwärme Dronninglund (DK)

16 Dronninglund (DK) Flächenverbrauch für Solarthermie

17 Förderung von solaren Nah- und Fernwärmesystemen über das Marktanreizprogramm (MAP) des BMWi (Stand: Juni 2015) Solarwärmeanlagen ab 40 m² Bruttokollektorfläche, die ihre Wärme überwiegend einem Wärmenetz zuführen, werden über ein KfW-Darlehen mit einem Tilgungszuschuss von bis zu 40 % der Investitionskosten gefördert. Alternativ: Ertragsabhängige Förderung, hierbei wird der (ausgewiesene) jährliche Kollektorwärmeertrag einmalig mit 0,45 Euro/kWh gefördert. Info: Der Zuschuss wird unter Umständen durch Beihilfe-Limits der Allgemeinen Gruppenfreistellungsverordnung begrenzt, diese liegen zwischen 45 und 65 %. Wärmenetze, die überwiegend Wärme für den Gebäudebestand bereitstellen, werden mit einem Tilgungszuschuss von 60 je errichtetem Meter Trassenlänge gefördert. Darüber hinaus werden Hausübergabestationen in Bestandsgebäuden mit je Station gefördert. Für Wärmespeicher mit einem Speichervolumen über 10 m³ beträgt der Tilgungszuschuss 250 je m³ sofern sie überwiegend aus erneuerbaren Energien gespeist werden. Dabei ist die Förderung auf 30 % der für den Wärmespeicher nachgewiesenen Nettoinvestitionskosten beschränkt.

18 Solare Nah- und Fernwärme in Deutschland Rostock Brinckmanshöhe m² in Betrieb derzeit insgesamt ca m² Hamburg Bramfeld m² Hamburg Wilhelmsburg m² Hamburg Mümmelmannsberg m² Hamburg Harburg 480 m² in Planung/Realisierung derzeit insgesamt ca m² in Vorbereitung derzeit insgesamt ca m² Hannover Kronsberg m² Steinfurt-Borghorst 510 m² Hennigsdorf Cohn'sches Viertel 850 m² Berlin Adlershof 610 m² Düsseldorf 240 m² Mengsberg m² Jena-Pößneck 99 m² Chemnitz m² Senftenberg m² Neuerkirch-Külz m² Ellern m² Hallerndorf m² in Vorbereitung 10 Anlagen mit m² Neckarsulm m² Crailsheim m² Eggenstein m² Stuttgart Burgholzhof m² Stuttgart Brenzstraße m² Esslingen m² Augsburg m² München m² Freiburg-Gutleutmatten m² Randegg m² Rosenheim 490 m² Büsingen m² Friedrichshafen m² Quelle: Solites Stand: Juli 2017

19 Entwicklungsperspektiven Aufnahme von Solarthermie als Erzeugungstechnologie in Machbarkeitsstudien Gemeinsame Ansätze für Hemmnisse (z.b. Flächenfindung) Geschäftsmodell für Energiedörfer Chance: Wärmenetze der nächsten Generation als zentraler Baustein der Wärmewende / Energiewende Leuchtturmprojekte

20 BMWi-Vorhaben Solnet 4.0 Ziel: Marktbereitung für solare Wärmenetze Laufzeit: Partner: Industrie- und Marktpartner:

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22 Kontaktdaten Dipl.-Ing. Thomas Pauschinger Internetseiten: 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.