Integriertes energetisches Quartierskonzept Auf dem Brook, Parchim
(1) Ausgangslage/ besondere Struktur des Quartiers (2) Städtebaulicher Entwurf (3) Darstellung der untersuchten Arten der alternativen Energiegewinnung (4) Ergebnisse der Untersuchung (5) Abstimmung mit den Regionalpartnern/ optimale Lösung für das Quartier (6) Umsetzungsphasen (7) langfristige Übertragung auf andere Quartiere/ Konzepte
Ausgangslage/ besondere Struktur des Quartiers
Istzustand Gesamtwärmeverbrauch: Gesamtstromverbrauch: Gesamt CO2-Emissionen: 1,315 MWh/a 0,116 MWh/a 327,2 t/a Derzeit 30 Einwohner 1400000 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0 Gesamtwärmeverbrauch in kwh Gesamtstromverbrauch in kwh Gesamt- CO2-Emissionen in kg Quellen und Bezugsgrößen: Wärmeverbrauch von Gebäuden vor 1995 ca. 400 kwh/m²a Wärmeverbrauch von Gebäuden nach1995 ca. 300 kwh/m²a Stromverbrauch: stromvergleich.de (1 Pers- HH 2200 kwh/a.6 Pers-HH 7200 kwh/a) CO2-Emissionen: Erdgas: 0,2kg/kWh Strom aus Drittel Mix: 0,55 kg/kwh
Städtebaulicher Entwurf
Untersuchte Arten alternativer Energiegewinnung Solarthermie/ Photovoltaik Windenergie Wasserkraft Oberflächennahe Geothermie Biomasse Kraftwärmekopplung
Sonnenergie Solarthermie Wirkungsgrad: 60%, Globalstrahlung ca. 1000 kwh/m² a, möglicher Gesamtwärmeertrag. 277 MWhtherm/a Nachteile: Angebotsschwankungen, Speicherungsproblematik, Platz
Sonnenergie Photovoltaik Wirkungsgrad: 16%, Globalstrahlung ca. 1000 kwh/m² a, möglicher Gesamtstromertrag. 120 MWhel/a Nachteile: Angebotsschwankungen, Stromnetz- oder Speicherung nötig
Windenergie Windstärke ca. 3 m/s (reale Messung nötig), möglicher Gesamtstromertrag bei 3 Anlagen mit 5 kwp: 3 MWhel/a Nachteile: geringes Windangebot (Bebauung, Bewuchs), Genehmigung in bebauter Umgebung sehr schwierig
Mittlere Abflusswerte 2004-2012 in m3/s Wasserkraft Nutzbarer Volumenstrom ca. 0,5 * 4,3 m³/s, möglicher Gesamtstromertrag bei unterschläg. W-Rad (Wirkungsgrad 15%) : 3 MWhel/a 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 Überschreitungstage Nachteile: WR sehr teuer (Einzelfertigung), Genehmigung wegen Bundeswasserstrasse (fast) unmöglich
Oberflächennahe Geothermie Entzugsleistung ca. 50 W/m, Bedingung mind. 5 m Abstand von Bohrung zu Bohrung und ca. 2 m zu Gebäuden möglicher Gesamtwärmeertrag bei Arbeitzahl 3: ca. 258 MWhtherm/a Nachteile: Abstände, Inhomogener Boden, Bohrkosten
Liter Brennstoff/liter Ölaquivalent Biomassenutzung Aufgrund des Angebots und der Platzbedarfe ist eine vollständige Wärmeversorgung mit Biomasse möglich 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Nachteile: Vorratshaltung, Transport, Geruchbelästigung
Kraftwärmekopplung Die Technologie wäre in der Lage den gesamten Energiebedarf sowohl im Wärme- als auch im Strombereich abzudecken. Dazu wäre ein quartierszentrales BHKW nötig, wobei die Abwärme zum Heizen zeitweise über mittelgroße Speicher 10-30 m³ zwischengespeichert werden müsste.
Ergebnisse der Untersuchung
Zukünftiger (möglicher) Wärmeverbrauch Gesamtwärmeverbrauch: 0,530 MWh/a Gesamtstromverbrauch: 0,164 MWh/a Gesamt CO2-Emissionen: 36,2 t/a Perspektivisch ca. 180 Einwohner 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 Wärmeverbrauch in kwh Stromverbrauch in kwh CO2-Emissionen in kg Quellen und Bezugsgrößen: EFH Neubau als Passivhaus mit 15 kwh/m²a MFH Neubau und Lückenbebauung als KfW 40 mit 40 kwh/m²a Sanierung der Bestandsgebäude KfW 70 Standard 70 kwh/m²a CO2-Wärme aus reg. Energien: 0,055kg/kWh und CO2-Strom aus reg. Energien: 0,041 kg/kwh
Versorgungsszenarien Verschiedene Szenarien wurden untersucht, Zeiträume (kurz, mittel, lang) und Autarkiestufen (Netz, dezentral) usw. Des Weiteren muss beachtet werden, das wenn man z.b. alle Dächer mit Solarthermie belegt wären kein Platz mehr für Photovoltaik bliebe. Wärme: ST = Solarthermie, BI= Biomasse GT= Geothermie Strom: KW= Kraft-Wärmekopplung PV = Photovoltaik, WI = Windkraft WK = Wasserkraft
Energieträger Bedarfsdeckung [%] Bemerkungen Wärme Strom Solarthermie 52 - Bei Nutzung der Gesamtdachflächen Photovoltaik - 73 Bei Nutzung der Gesamtdachflächen Wasserkraft - 1,6(33*) * gesetzl. z. Zt. Nicht möglich Windenergie - 1,5 (4,5*) * Bei Einsatz von 3 Anlagen a 5 kwp ON Geothermie 49 - Mehr nicht mögl. Aufgrund der Platzverhältnisse Biomasse 100 - Frage nach Wärmenetz oder hausweiser Nutzung KWK 100 100 Nur sinnvoll mit Quartierswärmenetz
Abstimmung mit den Regionalpartner/ optimale Lösung für das Quartier Aufbau einer Wärme- und Stromversorgung auf dem Brook mittels Kraftwärmekopplung und Einsatz von Grüngas durch die Stadtwerke Parchim in Kooperation mit der WOBAU (Wohnungsbaugesellschaft Parchim) Quelle: whg-anlagenbau.de
mögliche Umsetzungsphasen
mögliche Umsetzungsphasen
langfristige Übertragung auf andere Quartiere/ Konzepte!? Aufgrund der Projektstruktur besteht die Möglichkeit die Ergebnisse des Quartierskonzeptes auf dem Brook auf andere Quartiere zu multiplizieren oder gegebenenfalls zur modifizieren