$XWRU 'U&KULVWLDQ+ROWHU 62/,'*PE+ 6RODULQVWDOODWLRQ 'HVLJQ +HUUJRWWZLHVJDVVH *UD] 7HO)D[ RIILFH#VROLGDW ZZZVROLGDW ZZZQDKZDHUPHDW =XVDPPHQIDVVXQJ 6RODUHQHUJLH %LRPDVVH 1DKZlUPH±HLQH(UIROJVVWRU\ Solarenergie hat sich in Kombination mit Biomassekesseln bei vielen Nahwärmenetzen bewährt. Durch die Solaranlage sinken die sommerlichen Betriebskosten, es verlängert sich die Kessellebensdauer und der ungünstige Schwachlastbetrieb wird vermieden. Mehr als 30 solcher Projekte in Österreich und zusätzlich einige weitere im Ausland beweisen das gute Zusammenspiel. Die Kollektoren werden oft multifunktional als Dach des Heizhauses oder des Hackgutlagers eingesetzt. Meist wird ein Pufferspeicher eingesetzt, um die sommerliche Tageswärme rund um die Uhr verfügbar zu machen. Derselbe Puffer ergibt im Winter als Lastausgleichsspeicher Vorteile für den Kesselbetrieb. Die Solaranlage funktioniert am besten bei einem guten Netzmanagement mit niederen Rücklauftemperaturen. (LQOHLWXQJ Rund 600 Ortschaften Österreichs setzen bei ihrer Wärmeversorgung auf mit Biomasse betriebene Nahwärmenetze. Seit nunmehr 10 Jahren werden solche Anlagen immer öfters auch mit einer Solaranlage ausgerüstet, welche den Sommerwärmebedarf abdeckt, so dass die angeschlossenen Haushalte eine Ganzjahresversorgung mit Wärme erhalten. :DUXP EHUKDXSW%LRPDVVHSOXV6RODU" Über Basis Biomasse ist eine 100% auf erneuerbaren Energieträgern basierende Energieversorgung möglich. Warum sollte überhaupt eine zweite ebenfalls erneuerbare Technologie verwendet werden, welche zusätzliche Investitionskosten mit sich bringt ohne aber einen weiteren zusätzlichen Vorteil zur Klimaentlastung mit sich zu bringen? Vier Gründe sprechen für die erneuerbare Sonnenenergie, diese sind 1. technische Vorteile 2. eine Verringerung des sommerlichen Betreuungs- und Arbeitsaufwands 3. eine Verbesserung der Betriebsergebnisse und 4. ein Imagegewinn.
1. technische Vorteile Der wichtigste technische Aspekt ist die schlechte Sommerbetriebssituation von Heizkesseln allgemein. Die verhältnismäßig geringe Menge an benötigter Nutzenergie führt zu vielen Kesselbetriebsstunden im Schwach- und Teillastbereich, bringt hohe Bereitschaftsverluste mit sich in Zeiten, wo nur der Kessel warm gehalten wird und keine Energie abgenommen wird, das Anfahrverhalten ist sowohl betriebstechnisch als auch emissionsmäßig als ungünstig zu bewerten. Darüber hinaus tritt auch im Schwachlastbetrieb eine mechanische Belastung in vielen Teilen des Biomassekessels, das Fördersystem samt Schnecken oder den Ventilatoren auf, was im Verhältnis zum Nutzen zu übergroßen Verschleißerscheinungen führt. Gespräche mit Kessellieferanten ergeben zu diesem Punkt interessanterweise äußerst unterschiedliche Aussagen, manche Kesselhersteller gehen von einer Verlängerung der Lebenszeit von 25 bis 30 % aus, wenn der Sommerschwachlastbetrieb unterbunden wird und der Kessel eingesommert werden kann; andere wiederum sehen hier nur geringe, kaum quantifizierbare Vorteile. 2. Betreuungsaufwand/Komfort: Der Wunsch nach einer vollautomatischen Ergänzung zur Holzheizung war einer der Auslöser für Solar- Selbstbaugruppen in der Steiermark vor bald 25 Jahren. Der täglichen mühsamen händischen Betreuung der Holzheizungsanlage müde, errichteten viele in einem einmal Aufwand eine thermische Solaranlage. Dies war letztlich auch der Auslöser für den Solarboom und der heute führende Position Österreichs im Bereich Solarthermie bei Kleinund Großanlagen. Prinzipiell ähnlich gelagert ist die Situation auch bei größeren Heizwerken und Heizungsanlagen. Eine Solaranlage funktioniert vollautomatisch ohne nennenswerten Service und Wartungsaufwand, und kann auch über einen längeren Zeitraum sich vollständig selbst überlassen werden, wo hingegen eine auch eine automatisierte Biomasseheizung einfach mehr Kontrolle und Bewirtschaftung durch Hackgutzufuhr sowie Ascheentsorgung benötigt. 3. Wirtschaftlichkeit Jede Investition wird danach gemessen wie sie sich rechnet. Eine ausführliche Arbeit hierzu wurde von der TU Graz; Prof. DI Wolfgang Streicher im Rahmen des Projektes Haus der Zukunft durchgeführt. Hier wurden verschiedene Biomassennetze zwischen 100 kw und 5 MW in typischen Konfigurationen in einer Jahresbilanz mit und ohne Solaranlage ökonomisch verglichen. Während sich bereits auf Basis der Hackgutpreise aus dem Jahr 1999 hier ein kleiner Vorteil sich zugunsten der Solaranlage bei kleinen Biomassenetzen im Sommer ergeben hat, war für die großen Anlagen (größer 2000 KW) mit dem damals sehr günstig verfügbaren Industriehackgut sowie Rinde wirtschaftlich noch kein Geschäft zu machen. Eine überarbeitete Analyse im Jahr 2003 hat aber ergeben, dass die Einsparungen in Betreuung und beim Brennstoff auf Basis der heutigen Brennstoffkosten bei den Projekten mit Solaranlage nunmehr größer sind als die Kosten der Solaranlage. Am größten sind diese, wenn im Sommerbetrieb zuvor Öl zum Einsatz kam, am geringsten, wenn zuvor ausschließlich Biomasse verheizt wurde und diese im Sommer durch eine Sonne-Öl Kombination ersetzt wird. In diesen Berechnungen wurde der Aspekt einer möglichen Lebensdauerverlängerung des Biomassekessles durch die Solaranlage nicht berücksichtigt, so dass die tatsächlichen Vorteile sogar noch höher liegen.
4. Image Biomasse ist umweltfreundlich, keine Frage. Doch eine große Solaranlage am Dach ist eine zusätzliche Visitenkarte, welche bei neuen Wärmekunden Türen öffnen kann und trotz des nur geringen Anteils zum Energiegesamtaufkommens - viel sichtbarer ist als eine Kesselanlage. Von einigen Biomassebetreibern mit Solaranlage wurde dieser positive Effekt beobachtet und zu weiterem Marketing genutzt.,,,3urmhnwehlvslhoh: In den letzten 10 Jahren wurden in Österreich mittlerweile ca. 30 Biomasse- Solarkombinationen bei Nah- und Fernwärmeheizungen realisiert. Die Größe dieser Anlagen reicht von 100 KW/100 m² Kollektor bis zu mehreren MW/1250 m². Die Anlagen befinden sich im Burgenland, in der Steiermark, in Niederösterreich sowie Einzelanlagen in Kärnten, Tirol und Salzburg. Auch in Deutschland und in Schweden befinden sich Projekte, welche in dieser Kombination mit österreichischem Know How gebaut und betrieben werden. Mittlerweile versorgen Solaranlagen auch konventionelle fossil betriebene Nah- und Fernwärmenetze, darunter sind befinden sich die größten Solaranlagen Österreichs (Arnold Schwarzenegger Stadion Graz, 1407 m²; Berliner Ring, Endausbau 2600 m²) Deutsch Tschantschendorf 1994 325 m² Bildein 1995 450 m² Deutsch- Feistritz 1995 40 m² Urbersdorf 1996 420 m² Glashütten 1996 51 m² Orust (Schweden) 1996/97 750 m² Eibiswald 1996/97 1246 m² Kroatisch Minihof 1997/98 720 m² Schwanberg 1998 450 m² Stadl/ Mur 1998 420 m² Schalkham 1998 80 m² Judendorf/ Straßengel 1998/99 110 m² Soboth 1999 200 m² Salzburg-Bolaring 2000 1056 m² Lienz 2001 630 m² Obertrum 2003 400 m² (Endausbau) Christ Camp (D) 2003 100 m² Bimsfeld (D) 2004 130 m² Obsteig 2004 500 m² (Endausbau) EIBISWALD Stellvertretend für diese Projekte möchte ich das Projekt der Nahwärme Eibiswald mit 1.246 m² Sonnenkollektor, die schönste Solaranlage Österreichs (Preis des Verbandes Austria Solar) in Lienz mit 630 m², sowie ein Mikronetz zur Versorgung von Niedrigenergiehäusern in Judendorf Strassengel mit 105 m² Kollektorfläche vorstellen. Die Nahwärme Eibiswald reg. Gen. m.b.h. ist im Besitz von 13 Landwirten aus Eibiswald und den umgebenden Gemeinden. Sie liefert seit 1992 Wärme an Abnehmer mit mittlerweile insgesamt 3,5 0: $QVFKOX OHLVWXQJ; projektierte Anschlußleistung im Endausbau ist 5 MW.
Während in den ersten Jahren im Sommer die Abnehmer auf Ihre eigene Warmwasserbereitung zurückgreifen mußten, steht seit 1997 die mittels einer Pð JUR HQ 6RODUDQODJH bereitgestellt Wärme zu Verfügung Die Wärme der Kollektoren wird dann in einem 105 m³ großen 6SHLFKHU zwischengelagert und je nach Abnahme 24 Stunden am Tag über das )HUQZlUPHQHW] zu den Verbrauchern transportiert. Diese laden über eine Übergabestation ihre %UDXFKZDVVHUVSHLFKHU und können in weiterer Folge auch auf das solarerwärmte Wasser zurückgreifen. Dabei wird dem Fernwärmemedium möglichst viel Wärme entzogen, um niedrige Rücklauftemperaturen zu erreichen. Dies senkt die Netzverluste und erhöht die Effizienz der Solaranlage. Unter den Kollektoren wird im Sommer billig verfügbares Hackgut eingelagert, welches dann teils solar unterstützt, teils natürlich trocknet und in der Heizsaison verfeuert wird. In den Wintermonaten heizt der Biomassekessel den oberen Teil des Speichers auf; bei extremen Kälteperioden wird der Pufferspeicher auch zum /DVWDXVJOHLFK herangezogen und hilft, mit einem 2 MW Kessel wesentlich größere Lastspitzen kurzzeitig abzudecken. Jährlich wird ein 6RODUHUWUDJ von etwa. N:K zur Fernwärmeeinspeisung gemessen. Zusätzlich verbessert die zur +DFNJXWWURFNQXQJ in den Sommermonaten verwendetet Überschussenergie den Brennwert und die Emissionsdaten der Hackgutfeuerung. JUDENDORF STRASSENGEL Hier erfolgt die Wärmeversorgung für ein Mikronetz durch eine Hackgutfeuerungsanlage mit 115 kw für die Heizperiode und eine Solaranlage mit 100 m² Kollektorfläche für die Warmwasserbereitung im Sommer. Die 17 zu beheizenden Objekte mit 23 Wohneinheiten sind in Niedrigenergiebauweise errichtet und kennzeichnen sich, als besondere wirtschaftliche und technische Herausforderung für eine zentrale Wärmeversorgung, durch geringen spezifischen Heizbedarf. Zur Vermeidung von Netzverlusten wird das Verteilnetz im Sommer nur 1x pro Tag zur Ladung der Warmwasserspeicher in Betrieb genommen. Als Ausfallsreserve und für die Sommernachheizung dient ein einschwenkbarer Ölbrenner. Die Wirtschaftlichkeit konnte durch eine umfangreiche Systemoptimierung in einem sinnvollen Rahmen gehalten werden. Betreiber ist nahwaerme.at, ein Unternehmen, in welchem sich Fachleute von allen beteiligten Richtungen vom Landwirt über Meister für Installation und Solarexperten bis zum Planer und Steuerberater zusammengeschlossen haben. In der Heizsaison 1999/2000 wurden 360 srm Hackgut verfeuert und durch 45.000 kwh Solarenergie ergänzt.
In Obertrum wurde im Zuge einer Baulandsicherung ein ähnliches Projekt mit 400 kw, jedoch unter wesentlich schwierigeren Rahmenbedingungen in Bezug auf Anschlußdichte und Siedlungsentwicklung erfolgreich realisiert. Dabei sind insbesonders auf der Abnehmerseite zahlreiche Optimierungsmaßnahmen gesetzt werden. Projekt Obertrum/ Salzburg Heizhaus mit 115 m² Kollektoren als erster Bauabschnitt LIENZ Die Biomasse Kraft- Wärme Kopplung wird im Osttiroler Lienz durch eine Solaranlage mit 630 m² ergänzt. Da die Abnahme des Netzes immer größer wie die erzeugte Solarwärme ist, kann auf einen Pufferspeicher verzichtet werden und die Solarenergie direkt in das Netz eingespeist werden. Dieser Anlagetyp in Verbindung mit Biomasse ist in Österreich sonst nicht realisiert worden, Er stellt in Bezug auf die Investitionskosten die günstigste Variante dar, liefert bei vergleichbaren Netztemperaturen auch die besten Erträge, spart aber ausschließlich Brennstoffkosten und nicht Betreuungskosten. 6RODUDQODJH/LHQ]
,9'HU%DXYRQ*UR VRODUDQODJHQ±VSH]LHOOH7HFKQRORJLH Dazu werden eigens entwickelte Komponenten mit erhöhter Effizienz im Hochtemperaturbereich verwendet. Auch für Planung und Ausführung ist auf entsprechende Kompetenz der beteiligten Betriebe zu achten; genauso wenig wie man die Planung, Auslegung und Ausführung eines Biomasse Fernwärmenetzes dem örtlichen Installationsbetrieb übergibt, ist dieser auch bei einer Großsolaranlage ein geeigneter Experte. 93RWHQWLDOXQG$XVEOLFN In dem technischen Konzept ist ein unterschiedlicher Anteil des Gesamtwärmebedarfs mittels Solarenergie abzudecken. Wird ein System ohne Pufferspeicher aus Direkteinspeisung erwägt, so können bis 4% des gesamten Wärmebedarfs Solar bereitgestellt werden. Vorteil des erwähnten Konzeptes ist auch der Punkt, dass die Solarflächen auch dezentral in das Nah-oder Fernwärmenetz einspeisen können und an nahezu jedem Ort errichtet werden können in dem Fernwärmeleitungen des entsprechenden Durchmessers vorhanden sind. Werden zusätzliche Pufferspeicher verwendet, so wird dieser meist auch für den Lastausgleich des Biomassekessels verwendet. Die Realisierten Beispiele mit Pufferspeicher zeigen solare Deckungen überwiegend bis zu 12 % des Jahreswärmebedarfes. Allerdings gibt es auch Projekte, welche in Verbindung mit fossilen Energieträgern bis zu einem Drittel der jährlichen Gesamtwärme über eine Solaranlage in einen Pufferspeicher in einer wirtschaftlich sinnvollen Konzeption bereitstellen. Voraussetzungen für so hohe Deckungsgrade sind Rücklauftemperaturen zwischen 30 und 40, und ein gesamtoptimiertes System. Technisch ist eine Solar- Biomassekombination fast überall möglich; schwierig ist manchmal nur die Positionierung der entsprechenden Kollektorflächen. Die Verwendung von Solaranlagen in Fernwärmenetzen ist technisch erprobt, wirtschaftlich bei optimierten Systemkonzeptionen und vergleichbaren Förderschlüsseln zu Biomasse konkurrenzfähig; das einzige Handicap dieser Technologie ist eine zu geringe Bekanntheit der hier vorhandenen Möglichkeiten..RQWDNWDGUHVVH 62/,'*PE+ 6RODULQVWDOODWLRQ 'HVLJQ +HUUJRWWZLHVJDVVH *UD] 7HO)D[ RIILFH#VROLGDW ZZZVROLGDW ZZZQDKZDHUPHDW