SOLARE NAH- UND FERNWÄRME 11. Solartagung Rheinland-Pfalz, 9.12.2015 Würzburg, 18. Februar 2014 AGFW-Seminar Solare Fernwärme Folie: 1
Das Potential der Sonne Weltsolarangebot (Landfläche): = 800 x Weltenergiebedarf 2015: 0,4 x Solarangebot Deutschland: = 160 x Energiebedarf Deutschland: 20 x Netzwärmebedarf in Deutschland: 1,2 10 8 TWh/a 1,5 10 5 TWh/a (davon ca. 1/8 Strom) 4,0 10 5 TWh/a 2,5 10 3 TWh/a (davon ca. 1/4 Strom) 120 TWh/a Wirkungsgrad PV: 11 bis 15 % Wirkungsgrad Solarthermie: 30 bis 50 % 1/10 solare Netzwärme: 30 km² Kollektorfläche sparte 3,7 Mio Tonnen CO2 pro Jahr Gesamte solare Wärme bis 100 C? 1000 TWh bzw. 2500 km² Klimaziel Deutschland für Solarthermie bis 2050: 70 TWh (ca. 250 PJ) 1/10 solare Netzwärme wären bereits rund 17 % des Klimaziels für Solarthermie 2050! Die Nutzung der Sonnenenergie ist zukünftig unverzichtbar. Solare Nah- und Fernwärme 2 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
Fernwärmebedarf und Solarertrag Bei 1/10 Solarwärme des Netz-Jahresbedarf (2.000 m² Bruttokollektorfläche, 10 GWh Netzbedarf) besteht kein Langzeit-Speicherbedarf. Der Speicher dient von Frühjahr bis Herbst dem Tagesprofilausgleich und nur im Sommer bleibt manchmal etwas Wärme vom Vortag übrig. (fsave = 11 %, fsave (Mai-August) = 37 %, 50 Liter Speicher/m², ɳ Solar = 44 %) Bei 20.000 m² Bruttokollektorfläche handelt es sich um einen Saisonalspeicher. Zu jeder Jahreszeit können große Solarwärme-Tages- und Wochenüberschüsse entstehen. Der Speicher dient dem Jahresprofilausgleich. (fsave = 82,1 %, 5000 Liter Speicher/m², ɳ Solar = 30 %) Solare Nah- und Fernwärme Folie 3 Martin Willige, Ritter XL Solar GmbH
Kollektor-Jahres-Systemerträge für Fernwärme Solarnutzungsgrad ɳ = Bruttoflächen-Kollektoreffizienz* (Jahresertrag/Jahreseinstrahlung) Systemverluste (Rohre, kleiner Speicher,...) von 1242 kwh/m²jahr Einstrahlung 70% 60% 50% 0% 3% 6% 9% 12% dänische FW-Netze deutsche FW-Netze 40% 500 Standard-Großanlagen- Flachkollektor 400 30% (D) beliebig 300 Heat-Pipe-Vakuumröhrenkollektor 20% 200 (D) SK: 011-7S2122 R 10% 100 PV (Power To Heat) IBC Solar Web Tool 0% 0 20 C 45 C 70 C 95 C 120 C mit Solarwärmetauscher (dtlog = 5 K) 25 C 50 C 75 C 100 C 125 C ohne Solarwärmetauscher Mittlere Kollektor- bzw. Netztemperatur FW 800 700 600 Bruttoflächen-Jahresertrag [kwh/m²a]* CPC-Vakuumröhren- Kollektor Ritter XL 50 P (D) SK: 011-7S2031 R bester Flachkollektor (DK) SK: 011-7S1520 F Standort Würzburg, 30- Neigung nach Süden, Wetter und Berechnung: ScenoCalc (Solar Keymark) *) gilt nur für Wasser, mit Glykol ca. 3... 5 % Abschlag Solare Nah- und Fernwärme Folie 4 Martin Willige, Ritter XL Solar GmbH
Förderinstrumente KfW-Investitionsförderung: 40% Tilgungszuschuss für die Solarthermieanlage Beispiel: 5000 m²; 2,5 GWh/Jahr bei 80 C; 2,5 Mio 1 Mio neu und alternativ: Ertragsorientierte KfW-Förderung: 0,45 x kwh-jahresertrag nach Solar Keymark bei 50 C (305 /m² CPC-VRK, 258 /m² bester FK, 192 /m² Standard-FK, 168 /m² Heat-Pipe-VRK) gedeckelt durch AGVO-Grenze Standard: 45 %, KMU: 50 %, Fördergebiete bis 60%? (von KfW noch nicht bestätigt!) 305 /m² x 5000 m² = 1,525 Mio 1,5 Mio (60 % von 2,5 Mio ) 1,25 Mio (50 % von 2,5 Mio ) 1,125 Mio (45% von 2,5 Mio ) Regionale Förderungen, z. B. Hamburg, NRW, BW, Thüringen, : kummulierbar mit KfW bis zur AGVO-Höchstgrenze: D-West D-Ost + Berlin? Großunternehmen 45 % 60 % Mittlere Unternehmen 55 % 70 % Kleinunternehmen 65 % 80 % Solare Nah- und Fernwärme 5 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
Solare Wärmepreise Ohne Kapitalkosten, Verzinsung, Inflation Förderung KfW-Programm 271, Stand 4/2015, ohne Gewähr "spez. Kosten": Betriebsfertige Anlage ohne Grundstück und ohne interne Kosten Betreiber Beide Versionen ohne Wärmetauscher, Deckungsgrade ca. 15 %, Tagesspeicher Preise 2016 Version 2000 m² / 100 m³ Version 10000 m² / 1000 m³ Betrachtungszeitraum 20 Jahre 30 Jahre 20 Jahre 30 Jahre Fläche 2.000 m² 10.000 m² spez. Kosten 450 /m² 430 /m² Zwischensumme 1 900.000 4.300.000 Speicher 75.000 500.000 Zwischensumme 2 975.000 4.800.000 Sonst. Kosten (Hauptleitung, Zaun ) 80.000 180.000 Zwischensumme 3 1.055.000 1.055.000 4.980.000 4.980.000 Betrieb und IH 20/30 Jahre 144.000 270.000 688.000 1.290.000 Summe 20/30 Jahre 1.199.000 1.325.000 5.668.000 6.270.000 Jahresertrag 1.000 MWh/a 1.000 MWh/a 5.000 MWh/a 5.000 MWh/a Wärmekosten ohne Förd. 60,0 /MWh 44,2 /MWh 56,7 /MWh 41,8 /MWh Förderung für Nicht-KMU *) 45 % 45 % 45 % 45 % Wärmekosten mit Förd. f. Nicht-KMU 37 /MWh 30 /MWh 35 /MWh 27 /MWh Förderung für mittlere Unternehmen *) 55 % 55 % 55 % 55 % Wärmekosten mit Förd. f. mittlere Unt. 32 /MWh 27 /MWh 31 /MWh 24 /MWh Förderung für kleine Unternehmen *) 65 % 65 % 65 % 65 % Wärmekosten mit Förd. f. kleine Unt. 27 /MWh 24 /MWh 26 /MWh 21 /MWh *) Zus.30% Speicherförderung (im Wärmepreis berücksichtigt); Förderbetrag gem. ertragsabhängige Förderung MAP2015 und zulässige Obergrenzen gem. AGVO Solare Nah- und Fernwärme 6 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
Fernwärmenetz Wels, Österreich (2011) Investitionskosten: ca. 1,9 Mio Förderung: 45 % Nutzungsdauer: 20 Jahre Wärmeertrag 1.350 MWh abz. 5 % für Strom + Wartung Wärmepreis: 41 /MWh gefördert 75 /MWh ohne Förderung Bruttokollektorfläche : 3388 m², kein Speicher Temperaturen: 85...100 C Erste dezentrale solarthermische FW-Einspeisung (< 3 % übers Jahr bzw. max. 50 % im Sommer) Erste Anwendung mit FW-Wasser in den Kollektoren Erste solarthermische FW-Unterstützung ohne Solarspeicher Solare Nah- und Fernwärme Folie 7 Martin Willige, Ritter XL Solar GmbH
Solare Nahwärme in Büsingen (2013) Easy is always best! ca. 15 % solare Deckung, > 50 % im Sommer Wärmeträger Wasser, kein WT Kein Zusatzspeicher Wie Zusatzkessel 0,7 MW 1,4 MW 2 * 50 m³ Solare Nah- und Fernwärme Folie 8 Martin Willige, Ritter XL Solar GmbH
Solare Nahwärme in Büsingen Investition Solaranlage: 450.000 Euro Förderung: 40 % Nutzungsdauer: > 20 Jahre Wärmeertrag: 450...500 MWh/a abz. < 5 % für Strom + Wartung: Wärmepreis: 43...48 /MWh ohne Förderung 26...29 /MWh gefördert Solare Nah- und Fernwärme 9 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
Gemeinschaftswärme Neuerkirch und Külz Neues Wärmenetz für die Nachbargemeinden Neuerkich und Külz (Verbandsgemeinde Simmern/Hunsrück) Bruttokollektorfläche 1422 m² Speicher 120 m³ 2 Holzhackschnitzelkessel Solarer Anteil 20 % des Jahresenergiebedarfs Fertigstellung 1.Q 2016 Solare Nah- und Fernwärme 10 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
Energiebunker Wilhelmsburg (IBA 2013), 1348 m² Investition Solaranlage 700.000 Euro (ohne Unterkonstruktion) Förderung: 55 % Nutzungsdauer: > 20 Jahre Wärmeertrag: 580 MWh/a abz. Strom + Wartung: < 5 % Wärmepreis: 65 /MWh < 30 /MWh gefördert Solare Nah- und Fernwärme 11 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
Vorbild: Solare Fernwärme in Dänemark Solare Nah- und Fernwärme 12 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
aber Deutschland holt auf! Projekt 2016: Stadtwerke Senftenberg Direkteinspeisung in das städtische Fernwärmenetz Bruttokollektorfläche 8300 m², CPC Vakuumröhrenkollektoren Jahresertrag ca. 4 GWh Solare Nah- und Fernwärme 13 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH
Ritter XL Solar Ritter XL Solar seit 21 Jahre solare Großanlagen seit 12 Jahre AquaSystem ca. 450 Projekte ca. 20 x Netzwärme in 22 Ländern mit insgesamt 50.000 m² Kollektorfläche Solare Nah- und Fernwärme Folie 14 Martin Willige, Ritter XL Solar GmbH
Zusammenfassung Ohne Solarthermie keine Wärmewende und keine Energiewende. Verschiedene Kollektoren eignen sich für unterschiedliche Temperaturen. Auf lange Sicht ist Solarwärme sehr preiswert. Als vorschüssige Investition, ähnlich wie Wasserkraft, garantiert sie langfristig konstant niedrige Preise. Solare FW ist eine seit langem bewährte Technologie. Bis max. 15 % ist Solarwärme einfach und rentabel. Bis ca. 5 % sind Solarspeicher überflüssig. Wenn die Solarthermie in die KWK-Speicher darf, folgen attraktive Wärmepreise, akzeptable Deckungsgrade sowie auch viele Vorteile für die KWK. Solare Nah- und Fernwärme Folie 15 Martin Willige, Ritter XL Solar GmbH
Herzlichen Dank! Nichts ist mächtiger als eine Idee, deren Zeit gekommen ist. Victor Hugo Ihr Referent: Martin Willige m.willige@ritter-xl-solar.com Solare Nah- und Fernwärme 16 Martin Willige Ritter XL Solar GmbH