Studie der Gemeinde Altenstadt zum Aufbau von Nahwärmenetzen ...
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<strong>Studie</strong> <strong>der</strong> <strong>Gemeinde</strong> <strong>Altenstadt</strong> <strong>zum</strong><br />
Seite 1 <strong>von</strong> 25<br />
<strong>Aufbau</strong> <strong>von</strong><br />
<strong>Nahwärmenetzen</strong> in den Ortsteilen<br />
<strong>Altenstadt</strong>, Oberau und<br />
Waldsiedlung<br />
(Rev.3-20100420)<br />
Kassel, den 20. April 2010<br />
Dipl.-Ing. Lars Beuermann<br />
Dipl.-Ing. Norbert Nordmeyer<br />
Dipl.-Ing. Reinhard Stark<br />
E.ON Mitte Wärme GmbH<br />
Monteverdistr. 2<br />
34131 Kassel
Seite 2 <strong>von</strong> 25<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
1. Aufgabenstellung Seite 4<br />
2. Statistische Daten Seite 4<br />
3. Potenzialerhebung für Nahwärmeversorgung Seite 6<br />
4. Kostenermittlung Seite 6<br />
4.1. Netzerschließung Nahwärmenetz, Ortslagen Seite 6<br />
4.2. Jahreskosten für einen Hauseigentümer Seite 8<br />
4.2.1. Nahwärmeversorgung Seite 8<br />
4.2.2. Ölversorgung mit 50 Cent/Liter Seite 8<br />
4.2.3. Ölversorgung mit 80 Cent/Liter Seite 8<br />
4.2.4. Kostenvergleich Fernwärme - Heizöl Seite 9<br />
4.3. lokales Nahwärmenetz Schulzentrum<br />
4.3.1. Technische Beschreibung Seite 9<br />
4.3.2. Rahmenbedingungen Kraft-Wärme-<br />
Kopplung / BHKW Seite 10<br />
4.3.3. Kosten <strong>der</strong> Wärmeerzeugung Seite 11<br />
4.3.4. Kosten <strong>der</strong> Wärmeverteilung Seite 11<br />
4.3.5. Gesamtbetrachtung Seite 11<br />
5. Nahwärmeversorgung <strong>der</strong> Fa. Scherz im<br />
Gewerbegebiet, OT Waldsiedlung Seite 12<br />
6. Darstellung des Vorhabens <strong>von</strong><br />
E.ON Mitte Wärme GmbH zur Aufbereitung <strong>von</strong><br />
Biogas auf Erdgasqualität (Bioerdgas) Seite 12<br />
7. CO2-Bilanzierung Seite 15<br />
7.1. Istzustand Seite 15<br />
7.2. Auswirkungen <strong>der</strong> Maßnahmen Seite 16<br />
7.2.1. Nahwärmemaßnahmen Seite 16<br />
7.2.2. Auswirkungen des Projektes zur Aufbereitung<br />
<strong>von</strong> Biogas auf Erdgasqualität Seite 17<br />
8. Betreibermodelle Seite 18<br />
9. Weiteres Vorgehen Seite 18<br />
10. Zusammenfassung Seite 18<br />
11. Quellen Seite 20
Seite 3 <strong>von</strong> 25<br />
Anlagen<br />
Anlage 1 Graphische Darstellung des<br />
Anlage 2 Befragungsergebnisses aus<br />
Anlage 3 Datenschutzgründen nicht öffentlich<br />
Anlage 4 Nahwärmenetz Schulzentrum<br />
Anlage 5 Nahwärmenetz Schulzentrum mit Leistungsdaten<br />
Anlage 6 Globale Energiebilanz und CO2-Bilanz für gekoppelte und<br />
ungekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung,<br />
Endausbau Fa. Scherz, <strong>Altenstadt</strong> OT Waldsiedlung<br />
Betrachtung sowohl <strong>der</strong> BHKW-Erzeugung als auch <strong>der</strong><br />
Biogas- und Holzhackschnitzelkessel<br />
Anlage 7.1 Darstellung des Projektes <strong>der</strong> E.ON Mitte Wärme GmbH zur<br />
Biogaserzeugung und Aufbereitung auf Erdgasqualität einschl.<br />
virtueller Durchleitung und Nutzung in Blockheizkraftwerken /11/<br />
Anlage 7.2 Globale Energiebilanz und CO2-Bilanz für gekoppelte und<br />
ungekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung<br />
Betrachtung nur <strong>der</strong> BHKW-Erzeugung und <strong>der</strong> dadurch verdrängten<br />
Brennstoffmengen, d.h. ohne Spitzenkessel und Zusatzstrombezug
1. Aufgabenstellung<br />
Seite 4 <strong>von</strong> 25<br />
Die <strong>Gemeinde</strong> <strong>Altenstadt</strong> hat mit Schreiben vom 17.01.2009 den Auftrag zur<br />
Erstellung eines Nahwärmekonzeptes an die E.ON Mitte Wärme GmbH erteilt. Ziel<br />
ist es, die Möglichkeiten des Klimaschutzes in <strong>Altenstadt</strong> durch CO2-Einsparung zu<br />
ermitteln und die Möglichkeiten des <strong>Aufbau</strong>es <strong>von</strong> <strong>Nahwärmenetzen</strong> zu untersuchen.<br />
Dafür soll die Ist-Situation anhand <strong>von</strong> Eckdaten dargestellt werden.<br />
Im Leistungsumfang ist die Potentialerhebung in den genannten Ortsteilen, die<br />
Erstellung des Nahwärmekonzeptes, die Abschätzung <strong>der</strong> Jahreskosten für den<br />
einzelnen Hauseigentümer und die Vorstellung in den politischen Gremien enthalten.<br />
2. Statistische Daten<br />
Zur Ermittlung <strong>von</strong> Kennzahlen und zur Bewertung wurden die Einwohnerzahlen<br />
sowohl insgesamt als auch <strong>der</strong> jeweiligen Ortsteile per 31.12.2007 herangezogen /1/.<br />
Für die Angabe <strong>der</strong> Anzahl <strong>der</strong> Haushalte wurde dabei im Mittel <strong>von</strong> 3 Personen je<br />
Haushalt ausgegangen.<br />
<strong>Altenstadt</strong> 3.569 EW 1.190 HH 28,0 %<br />
Oberau 1.640 EW 550 HH 12,9 %<br />
Waldsiedlung 2.681 EW 890 HH 21,0 %<br />
Summe 3 Ortsteile 7.890 EW 2.630 HH 61,9 %<br />
<strong>Gemeinde</strong> <strong>Altenstadt</strong> gesamt 12.745 EW 4.250 HH 100,0 %<br />
Tabelle 1: Einwohnerzahlen (EW) / Haushalte(HH) in <strong>Altenstadt</strong><br />
Maßgebend für spätere Energie- und CO2-Bilanzen ist <strong>der</strong> Primärenergieverbrauch<br />
absolut und pro Kopf, ferner auch <strong>der</strong> Endenergiebedarf und dessen Aufteilung für<br />
die unterschiedlichen Sektoren Industrie (29 %), Verkehr (28 %), Haushalt (27 %)<br />
sowie Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (15 %) /2/, /3/.<br />
Bei einem gesamten Primärenergiebedarf in Deutschland <strong>von</strong> 14.280 PJ (2008) und<br />
einer Einwohnerzahl <strong>von</strong> 82,02 Mio. ergibt sich ein Pro-Kopf-Bedarf <strong>von</strong><br />
48.362 kWh/EW/a. Der entsprechende Endenergiebedarf beträgt 9.126 PJ/a bzw.<br />
30.907 kWh/EW/a. Für einen 3-Personen-Haushalt würde damit <strong>der</strong><br />
Endenergiebedarf bei 93.000 kWh/HH/a liegen, was bei 10 kWh/l einem Heizöl-<br />
Äquivalent <strong>von</strong> 9.300 Litern (bzw. rund 9.300 m³ Erdgas) entspräche.<br />
Aus den vorgenannten Einwohnerzahlen und den Pro-Kopf-Bedarfszahlen ergeben<br />
sich als weitere Anhaltswerte für <strong>Altenstadt</strong> insgesamt rund 616 Mio. kWh/a<br />
Primärenergiebedarf und 394 Mio. kWh/a Endenergiebedarf.
Seite 5 <strong>von</strong> 25<br />
Die theoretische Aufteilung nach Nutzungssektoren auf die Ortsteile ist <strong>der</strong><br />
nachstehenden Tabelle 2 zu entnehmen:<br />
Industrie Verkehr Haushalte<br />
*<br />
Gew., Dl.,<br />
Handel<br />
Summe<br />
Aufteilung<br />
Primärenergieeinsatz<br />
48.362 kWh/EW/a<br />
28,98 28,22 27,42 15,38 100 %<br />
<strong>Altenstadt</strong> 50,03 48,70 47,32 26,55 172,60 Mio. kWh/a<br />
Oberau 22,99 22,38 21,74 12,20 79,31 Mio. kWh/a<br />
Waldsiedlung 37,58 36,58 35,55 19,95 129,66 Mio. kWh/a<br />
Summe 3 Ortsteile 110,59 107,67 104,61 58,70 381,58 Mio. kWh/a<br />
<strong>Altenstadt</strong> gesamt<br />
Endenergiebedarf<br />
30.907 kWh/EW/a<br />
178,65 173,92 168,99 94,83 616,38 Mio. kWh/a<br />
<strong>Altenstadt</strong> 31,97 31,12 30,24 16,97 110,31 Mio. kWh/a<br />
Oberau 14,69 14,30 13,90 7,80 50,69 Mio. kWh/a<br />
Waldsiedlung 24,02 23,38 22,72 12,75 82,86 Mio. kWh/a<br />
Summe 3 Ortsteile 70,68 68,81 66,86 37,52 243,86 Mio. kWh/a<br />
<strong>Altenstadt</strong> gesamt 114,17 111,15 108,00 60,60 393,91 Mio. kWh/a<br />
Tabelle 2: Aufteilung Primärenergieeinsatz und Endenergiebedarf für <strong>Altenstadt</strong> (2008,<br />
12.745 Einwohner)<br />
Der Endenergiebedarf eines Haushaltes lässt sich weiterhin wie folgt zuordnen /4/:<br />
Lebensbereiche durchschnittlicher Energieverbrauch<br />
Heizung 52 % *<br />
Auto 35 %<br />
Warmwasserbereitung 7 % *<br />
Haushaltsgeräte 3 %<br />
Kochen und Waschen 2 %<br />
Beleuchtung 1 %<br />
Tabelle 3: Anteiliger Durchschnittlicher Energieverbrauch im Haushalt in Deutschland<br />
Aus den jeweiligen Anteilen (*) ist bereits zu erkennen, dass die Bedarfszahlen bei<br />
reinen Nahwärmekonzepten (Heizung plus Warmwasser) für Wohnbebauungen nur<br />
rund ein Sechstel 1) <strong>der</strong> statistischen Gesamtmengen ausmachen. Über Kraft-Wärme-<br />
Kopplung ließen sich zusätzlich Anteile <strong>der</strong> elektrischen Energie integrieren.<br />
1) (Tabelle 2: Spalte Haushalte, Aufteilung) * (Tabelle 3: (Heizung + WW))
3. Potentialerhebung für Nahwärmeversorgung<br />
Seite 6 <strong>von</strong> 25<br />
Bei <strong>der</strong> Potentialerhebung haben wir auf die öffentlich zugänglichen Daten zurück-<br />
gegriffen. Weiterhin sind die Erfahrungswerte im Unternehmen bei gleichgelagerten<br />
Fällen zur Plausibilisierung mit herangezogen worden.<br />
Die Potentialerhebung erfolgte mittels normiertem Fragebogen durch persönliche<br />
Befragung <strong>der</strong> Hauseigentümer in den betroffenen Ortsteilen. Dieser Weg wurde<br />
gewählt, da mit einer anonymen Versendung <strong>von</strong> Fragebögen nur ein geringer<br />
Rücklauf <strong>von</strong> unter 5 % erreicht wird. Die erzielbare Quote bei Befragungen liegt in<br />
<strong>der</strong> Regel über diesem Wert und <strong>zum</strong> An<strong>der</strong>en wird mit diesem Verfahren eine<br />
deutlich höhere Qualität erreicht. Die Auswahl <strong>der</strong> zu befragenden Hauseigentümer<br />
erfolgte dabei nach dem Zufallsprinzip. Die Befragung wurde in <strong>der</strong> Zeit vom<br />
01. April bis 30. April durch qualifiziertes eigenes Personal durchgeführt. Im<br />
Einzelnen sind im Ortsteil <strong>Altenstadt</strong> 123 Haushalte befragt worden. Im Ortsteil<br />
Oberau wurden 73 Eigentümer und im Ortsteil Waldsiedlung 80 Eigentümer befragt.<br />
Diese Befragungsergebnisse lassen sich mit hoher Genauigkeit auf die gesamte<br />
Siedlungsstruktur extrapolieren. Die positiven Befragungsergebnisse sind in den<br />
Anlagen 1 bis 3 dargestellt.<br />
Mit diesen Randbedingungen ergeben sich nachstehende Potenziale für ein<br />
mögliches Interesse zur Versorgung mit Nahwärme in den befragten Ortsteilen:<br />
� <strong>Altenstadt</strong> 28 %<br />
� Oberau 19 %<br />
� Waldsiedlung 14 %<br />
Abweichend hier<strong>von</strong> haben wir das Gebiet im Bereich <strong>der</strong> Schulen und <strong>der</strong><br />
<strong>Altenstadt</strong>halle geson<strong>der</strong>t betrachtet. Auf Grund <strong>der</strong> Sanierungsbedürftigkeit <strong>der</strong><br />
Heizzentralen ist dieser Bereich mit 100 % bewertet worden.<br />
4. Kostenermittlung<br />
Für die leitungsgebundene Wärmeversorgung gibt es verschiedene technische<br />
Varianten, die wir nachstehend untersucht haben. Als Referenz haben wir bei den<br />
Haushaltskunden eine mit Heizöl betriebene Wärmeversorgung mit untersucht.<br />
4.1 Netzerschließung Nahwärmenetz, Ortslagen<br />
Bei dem Nahwärmenetz haben wir ein Netz mit indirekter Fahrweise über<br />
Wärmetauscher vorgesehen. Der Netznenndruck beträgt PN 16. Die max.<br />
Vorlauftemperatur liegt bei 110 Grad C, bei einer Auskühlung <strong>von</strong> 50 Grad C. Die<br />
Fahrweise ist als gleitende Fahrweise vorgesehen.
Seite 7 <strong>von</strong> 25<br />
Auf Basis <strong>der</strong> Potenzialerhebung ergibt sich eine weite Streuung <strong>der</strong><br />
anzuschließenden Objekte. Dies bedeutet bereits in <strong>der</strong> Anfangsphase, dass ein sehr<br />
langes Netz für eine relativ geringe Absatzmenge gebaut werden muss.<br />
Im OT <strong>Altenstadt</strong> rechnen wir in <strong>der</strong> ersten Phase mit 200 Hausanschlüssen. Zur<br />
Anbindung sind ca. 15 km Leitungen zu verlegen. Dies sind ca. 50 % <strong>der</strong><br />
vorhandenen Straßenlänge <strong>von</strong> 31 km. Insgesamt haben wir mit 1.200<br />
Hausanschlüssen in <strong>der</strong> Ortslage vom OT <strong>Altenstadt</strong> kalkuliert. Damit ergeben sich<br />
folgende Schätzkosten:<br />
200 Hausanschlüsse à 10.000 € 2 Mio. €<br />
15 km Fernwärmedoppelleitung DN 50 bis DN 100 5 Mio. €<br />
Gesamtinvestition 7 Mio. €<br />
Die geschätzte Anschlussleistung in <strong>der</strong> ersten Ausbaustufe liegt bei 4 MW. Daraus<br />
resultiert ein Jahreswärmebedarf <strong>von</strong> 6.000 MWh/a.<br />
Die Hausanschlusskosten gehen bei den Kapitalkosten nicht ein, da da<strong>von</strong><br />
ausgegangen wird, dass die Hauseigentümer, die Kosten selbst tragen. Dieser Ansatz<br />
ist realistisch, da <strong>der</strong> Ersatz einer abgängigen Heizungsanlage mit allen Nebenkosten<br />
in <strong>der</strong> gleichen Größenordnung liegt. Die Instandhaltungsaufwendungen sind aber<br />
bei den laufenden Kosten mit zu berücksichtigen.<br />
Die Netzverluste betragen in <strong>der</strong> Anfangsphase ca. 20 % <strong>der</strong> geplanten Absatzmenge,<br />
so dass in <strong>der</strong> Erzeugung 7.200 MWh/a bereitgestellt werden müssen. Bei<br />
einem angesetzten Zinssatz <strong>von</strong> 8 % und einer Laufzeit <strong>von</strong> 20 Jahren ergibt sich<br />
eine Annuität <strong>von</strong> 10,18 %/a. Somit setzen sich die Jahreskosten wie folgt<br />
zusammen:<br />
Kapitalkosten Netz, 10 % <strong>von</strong> 5 Mio. € 500.000 €<br />
Betriebskosten, 1,5 % <strong>von</strong> 7 Mio. € 110.000 €<br />
Summe 610.000 €<br />
In <strong>der</strong> nachstehenden Tabelle haben wir die Kostenbetrachtung bei einer Verdichtung<br />
<strong>der</strong> Anzahl <strong>der</strong> Hausanschlüsse, unter Beibehaltung <strong>der</strong> Netzlänge dargestellt.<br />
Hausanschlüsse, Stück 200 300 400<br />
Energiebezug/a, MWh/a 6.000 9.000 12.000<br />
Anschlussleistung, kW 4.000 6.000 8.000<br />
Netzinvestitionen, Mio. € 5 5 5<br />
Hausanschlussinvest. Mio. € 2 3 4<br />
Kapitalkosten Netz, 10,19 %,T€ 509 509 509<br />
Betriebskosten, T€ 110 120 135<br />
Spezifischer Grundpreis €/kW 155 105 81<br />
Tabelle 4: Sensitivitätsbetrachtung Fernwärme
4.2 Jahreskosten für einen Hauseigentümer<br />
Seite 8 <strong>von</strong> 25<br />
In einem typischen Wohnhaus gehen wir <strong>von</strong> 30 MWh Wärmebezug im Jahr aus.<br />
Die vertragliche Leistung wurde mit 20 kW in Ansatz gebracht. Preisstand ist <strong>der</strong><br />
01. April 2009. Der Kapitaldienst wird in beiden Fällen nicht betrachtet, da die<br />
Kosten für einen Hausanschluss und die Kosten für die Erneuerung einer<br />
vorhandenen Kesselanlage in <strong>der</strong> gleichen Größenordnung liegen. Der angesetzte<br />
Wärmepreis entspricht den aktuellen Arbeitspreisen in einem örtlichen<br />
Nahwärmenetz. Bei <strong>der</strong> Ölversorgung wurde <strong>der</strong> Ölpreis mit 50 ct/l und 80 ct/l<br />
variiert. Mit diesen Parametern ergeben sich folgende Kosten:<br />
4.2.1 Nahwärmeversorgung<br />
Grundpreis 155 €/kW x 20 kW 3.100 €<br />
Arbeitspreis 44 €/MWh x 30 MWh 1.320 €<br />
Messkosten 75 €<br />
Zwischensumme 4.495 €<br />
Umsatzsteuer 854 €<br />
Jahreskosten 5.349 €<br />
Durchschnittspreis 178 €/MWh<br />
4.2.2 Ölversorgung „50 Cent/Liter“<br />
2.778 l Ölbezug, mit 50 ct/l 1.389 €<br />
Wartungskosten Kessel 120 €<br />
Kaminkehrer 80 €<br />
Reparaturkosten 100 €<br />
Zwischensumme 1.689 €<br />
Umsatzsteuer 321 €<br />
Jahreskosten 2.010 €<br />
Durchschnittspreis 67 €/MWh<br />
4.2.3 Ölversorgung „80 Cent/Liter“<br />
2.778 l Ölbezug, mit 80 ct/l 2.222 €<br />
Wartungskosten Kessel 120 €<br />
Kaminkehrer 80 €<br />
Reparaturkosten 100 €<br />
Zwischensumme 2.522 €<br />
Umsatzsteuer 479 €<br />
Jahreskosten 3.001 €<br />
Durchschnittspreis 100 €/MWh
4.2.4 Kostenvergleich Fernwärme - Heizöl<br />
Seite 9 <strong>von</strong> 25<br />
In <strong>der</strong> nachstehenden Tabelle haben wir die jährlichen Kosten für verschiedene<br />
Anschlussdichten <strong>der</strong> Fernwärmeversorgung den Kosten für eine mit Heizöl<br />
betriebene Wärmeversorgung gegenübergestellt.<br />
Spez. Grundpreis, €/kW 155 105 81<br />
Spez. Arbeitspreis, €/MWh 44 44 44<br />
Spez. Leistung, kW 20 20 20<br />
Jahresarbeit, MWh 30 30 30<br />
Grundkosten, €/a 3.100 2.100 1.620<br />
Arbeitskosten, €/a 1.320 1.320 1.320<br />
Messkosten, €/a 75 75 75<br />
Zwischensumme, €/a 4.495 3.495 3.015<br />
Umsatzsteuer, €/a 854,05 664,05 572,85<br />
Jahreskosten, €/a 5.349,05 4.159,05 3.587,85<br />
Durchschnittspreise, €/MWh 178,30 138,64 119,60<br />
Durchschnittspreise, Öl, bei 50 ct/l, €/MWh 67 67 67<br />
Durchschnittspreise, Öl, bei 80 ct/l, €/MWh 100 100 100<br />
Tabelle 5: Kostenvergleich Fernwärme – Heizöl<br />
Im Ergebnis kann hier festgehalten werden, dass <strong>der</strong> <strong>Aufbau</strong> einer<br />
leitungsgebundenen Nahwärmeversorgung unter den gegebenen Prämissen zurzeit<br />
keine wirtschaftliche Alternative zu den heute verwendeten Beheizungsarten<br />
darstellt.<br />
4.3 Lokales Nahwärmenetz Schulzentrum<br />
4.3.1 Technische Beschreibung<br />
In unmittelbarer räumlicher Nähe liegen die Limesschule, die <strong>Altenstadt</strong>halle und<br />
die Janusz-Korczak-Schule. Alle Einrichtungen zusammen haben eine installierte<br />
Wärmeleistung <strong>von</strong> 1.420 kW und einen Wärmebezug <strong>von</strong> 1.500 MWh/a.<br />
Für die Errichtung des geplanten Nahwärmenetzes müssen 320 m (Trassenmeter)<br />
Fernwärmeleitung verlegt werden. Das geplante BHKW soll in <strong>der</strong> <strong>Altenstadt</strong>halle<br />
aufgestellt werden. Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Betrieb eines BHKWs<br />
sind lange Laufzeiten. Auf Basis <strong>der</strong> vorhandenen Wärmeabsatzstruktur haben wir<br />
ein BHKW mit einer el. Leistung <strong>von</strong> 50 kW und einer thermischen Leistung <strong>von</strong><br />
80 kW vorgesehen. Bei <strong>der</strong> geplanten Laufzeit <strong>von</strong> 5.000 h ergibt sich eine<br />
Wärmeerzeugung <strong>von</strong> 405 MWh/a, bei gleichzeitiger Stromerzeugung <strong>von</strong><br />
250 MWh/a.
4.3.2 Rahmenbedingungen Kraft-Wärme-Kopplung / BHKW<br />
Seite 10 <strong>von</strong> 25<br />
Die grundlegenden Zusammenhänge <strong>der</strong> BHKW-Auslegung sind in den nachstehenden<br />
Grafiken dargestellt:<br />
Während eine einfache Kesselanlage bezogen auf die installierte Leistung<br />
durchschnittlich 1.500 Volllaststunden aufweist, ist unter Vollkostenaspekten für<br />
BHKW-Module eine Laufzeit <strong>von</strong> mehr als 5.000 h/a erfor<strong>der</strong>lich. Aus <strong>der</strong><br />
Jahresdauerlinie ist dann zu entnehmen, dass ein Modul mit ca., 25 % <strong>der</strong><br />
Wärmebedarfsleistung bereits über 60 % <strong>der</strong> Jahreswärme abdecken kann.<br />
Das Netzkonzept ist in den Anlage 4 und 5 grafisch dargestellt.
Seite 11 <strong>von</strong> 25<br />
Im Rahmen einer weiter gehenden ingenieurmäßigen Realisierungsplanung<br />
empfiehlt sich, die Einbindung bzw. Umrüstung des vorhandenen BHKWs in die<br />
Betrachtungen mit aufzunehmen. Als Brennstoff für die Nahwärmeversorgung ist<br />
<strong>der</strong> Einsatz <strong>von</strong> Bioerdgas aus <strong>der</strong> noch zu errichtenden Biogaserzeugungs- und<br />
aufbereitungsanlage in <strong>Altenstadt</strong> vorgesehen. Für die Realisierung eines <strong>der</strong>artigen<br />
Nahwärmekonzeptes rechnen wir mit einem zeitlichen Vorlauf <strong>von</strong> 12 Monaten,<br />
beginnend ab <strong>der</strong> Unterzeichnung <strong>der</strong> entsprechenden Anschluss- und<br />
Lieferverträge.<br />
4.3.3 Kosten <strong>der</strong> Wärmeerzeugung<br />
Betriebsfertige Einbindung des geplanten BHKWs in das bestehende Verteilnetz <strong>der</strong><br />
<strong>Altenstadt</strong>halle. Bei einem Zinssatz <strong>von</strong> 8 % und 15 Jahren Laufzeit (Nutzungsdauer<br />
BHKW) ergibt sich eine Annuität <strong>von</strong> 11,68 %/a:<br />
Jährlicher Grundpreis 18.000 €/a<br />
Wärmearbeitspreis 38 €/MWh<br />
4.3.4 Kosten <strong>der</strong> Wärmeverteilung<br />
Investition Nahwärmenetz 261.000 €<br />
Investition Übergabestationen 30.000 €<br />
Gesamtinvestition 291.000 €<br />
Jährliche Kapitalkosten, 11,68 %/a 33.988 €/a<br />
Kosten Instandhaltung, 1,5 % 4.300 €/a<br />
Summe 33.500 €/a<br />
Die geplanten Übergabepunkte und die vorgesehene Trassenführung sind im<br />
beiliegenden Plan eingezeichnet.<br />
4.3.5 Gesamtbetrachtung<br />
Auf <strong>der</strong> Basis eines jährlichen Wärmeabsatzes <strong>von</strong> 1.500 MWh/a ergeben sich mit<br />
dem Preisstand vom 01.April 2009 nachstehende durchschnittliche Kosten.<br />
Grundpreis BHKW 18.000 €/a<br />
Grundpreis Wärmenetz 38.288 €/a<br />
Arbeitspreis BHKW-Wärme 38 €/MWh x 405 MWh 15.390 €/a<br />
Arbeitspreis Zusatzwärme 50 €/MWh x 1.095 MWh 54.750 €/a<br />
Zwischensumme 126.428 €/a<br />
Umsatzsteuer 24.021 €/a<br />
Gesamtkosten 150.450 €/a<br />
Durchschnittspreis 100 €/MWh
Seite 12 <strong>von</strong> 25<br />
Im Vergleich dazu bewegen sich die Preise für eine Ölversorgung zwischen<br />
67 €/MWh (bei einem Ölpreis <strong>von</strong> 50 ct/l) und 100 €/MWh (bei einem Ölpreis <strong>von</strong><br />
80 ct/l). Berücksichtigt man die CO2-Einsparungen und die wahrscheinlichen<br />
Ölpreissteigerungen innerhalb <strong>der</strong> Vertragslaufzeit, ist es sinnvoll, dieses Nahwärmekonzept<br />
vertiefend zu untersuchen und die Realisierung ins Auge zu fassen.<br />
5. Nahwärmeversorgung <strong>der</strong> Fa. Scherz im Gewerbegebiet, OT Waldsiedlung<br />
Die Fa. Scherz hat in dem OT Waldsiedlung in einem Teilgebiet ein Nahwärmenetz<br />
aufgebaut /10/. Die dort eingespeiste Wärme wird mit Brennstoffen aus<br />
nachwachsenden Rohstoffen erzeugt. Zurzeit wird die Spitzenenergie durch eine<br />
ölgefeuerte Anlage zur Verfügung gestellt.<br />
Gemeinsam mit <strong>der</strong> Fa. Scherz werden <strong>der</strong>zeit Gespräche über eine mögliche<br />
Zusammenarbeit geführt. Eine <strong>der</strong> Überlegungen ist, eine Trockenfermentationsanlage<br />
(z. B. Fa. Bioferm / Viessmann) zur Vergärung <strong>von</strong> Grün-Bio- und<br />
sonstigen organischen Abfällen (Stroh, Mist, Gülle, NawaRo etc.) zu errichten. Das<br />
hier erzeugte Biogas dient dann zukünftig u. a. zur Wärmeerzeugung für das<br />
Nahwärmenetz. Die in Aussicht genommene Anlagengröße liegt bei ca. 25.000 t/a.<br />
Soweit das vorhandene Material nicht ausreicht, kann die Beschaffung über den<br />
freien Markt erfolgen.<br />
Das erzeugte Biogas kann sowohl in die geplante Bioerdgasaufbereitungsanlage<br />
eingespeist werden, o<strong>der</strong> aber das Gas wird vor Ort zur Wärmeerzeugung und<br />
Stromerzeugung in einem BHKW mit 449 kW elektrischer Leistung und 540 kW<br />
Wärmeleistung eingesetzt. Hinzu kommen im Endausbau ein<br />
Holhackschnitzelkessel mit 970 kW und zwei Kessel mit Biogasbrenner mit<br />
1.070 kW und 1.700 KW Leistung. Damit kann die Bedarfsleistung <strong>von</strong> insgesamt<br />
4,2 MW abgedeckt werden. Das Wärmeverteilnetz hätte im Endausbau eine Länge<br />
<strong>von</strong> 4,2 km. Die Gesamtinvestition läge bei 6,5 Mio. € (netto).<br />
Die Erweiterungsmöglichkeiten sind <strong>der</strong>zeit in <strong>der</strong> Konzeptionsphase und werden<br />
weiter untersucht. Mit einem Ergebnis ist Mitte 2010 zu rechnen.<br />
6. Darstellung des Vorhabens <strong>von</strong> E.ON Mitte Wärme GmbH zur Aufbereitung<br />
<strong>von</strong> Biogas auf Erdgasqualität (Bioerdgas)<br />
Als Nachfolgeprojekt zu einer bereits realisierten Anlage in Hardegsen / Landkreis<br />
Northeim und <strong>zum</strong> Ausbau des bestehenden Wärmegeschäfts mit regenerativen<br />
Energien ist bei E.ON Mitte Wärme GmbH, Kassel, ein Projekt in <strong>Altenstadt</strong><br />
vorgesehen /11/. Das Projekt soll, wie in Hardegsen, mit dem Projektpartner C4<br />
Energie AG, Selent (C4) umgesetzt werden. In Hardegsen wird als Gasaufbereitungsverfahren<br />
eine Aminwäsche mit sehr niedrigen Methanverlusten (< 0,1 %)<br />
eingesetzt. Für <strong>Altenstadt</strong> wird verfahrensoffen ausgeschrieben.
Seite 13 <strong>von</strong> 25<br />
Gegenstand des Vorhabens <strong>der</strong> E.ON Mitte Wärme ist die Errichtung und <strong>der</strong><br />
Betrieb einer Biogasaufbereitungsanlage – wegen <strong>der</strong> Höhe des Technologiebonus<br />
gem. Erneuerbare-Energien-Gesetz - EEG /8/ - mit bis zu maximal 700 m³/h<br />
Bioerdgas und einem (theoretischen) elektrischen Leistungsäquivalent vor Ort <strong>von</strong><br />
2,6 MWel. Wegen des hier fehlenden hohen Wärmebedarfs im Sommer wird diese<br />
Leistung nicht vor Ort installiert. Im Jahresmittel werden mindestens<br />
48 Mio. kWh/a (als Brennwert Hs) in das Erdgasnetz eingespeist. Unter Vernachlässigung<br />
des physikalischen Gasflusses („virtuelle Durchleitung“) wird dann<br />
die eingespeiste Bioerdgasmenge an<strong>der</strong>enorts zur Strom- und Wärmeerzeugung in<br />
Blockheizkraftwerken <strong>der</strong> E.ON Mitte Wärme genutzt.<br />
Durch die unterschiedlichen Vollbenutzungsstunden <strong>der</strong> Aufbereitung (7.800 h/a)<br />
und <strong>der</strong> durchschnittlichen Nutzung (ca. 5.050 h/a) ergibt sich nach <strong>der</strong> „virtuellen<br />
Durchleitung“ eine zu installierende elektrische Summenleistung <strong>der</strong> BHKW <strong>von</strong><br />
3,6 MW. Für diese Leistung wurde die Emissions-Bilanz erstellt, in die jedoch die<br />
Jahresenergiemenge als maßgebliche Zahl eingeflossen ist.<br />
Standort <strong>der</strong> zu errichtenden Anlage wird ein noch zu erschließendes Industriegebiet<br />
an <strong>der</strong> Autobahn A 45, Ausfahrt <strong>Altenstadt</strong> nahe <strong>der</strong> Ortslage <strong>Altenstadt</strong> sein. Die<br />
Einspeisung des Bioerdgases ist in das Netz <strong>der</strong> Oberhessengas Netz GmbH<br />
vorgesehen und noch in <strong>der</strong> Abstimmung gem. EEG und GasNZV /9/.<br />
ca. 2 km ca. 10 km<br />
Anschluss<br />
beantragt<br />
Alternativ-<br />
Anschluss<br />
Standort Biogasaufbereitungsanlage <strong>Altenstadt</strong> mit Gasanschlussvarianten<br />
Im Rahmen des Vorhabens stellt E.ON Mitte Wärme die Aufbereitung, Einspeisung<br />
und Durchleitung des Biogases sicher. Darüber hinaus verwendet E.ON Mitte<br />
Wärme das aufbereitete Bioerdgas in noch zu errichtenden o<strong>der</strong> in Betrieb<br />
befindlichen eigenen BHKW. Die Beschaffung des für die Gaserzeugung<br />
erfor<strong>der</strong>lichen und EEG-konformen Substrats, das aus Nachwachsenden Rohstoffen
Seite 14 <strong>von</strong> 25<br />
(NawaRo), im Wesentlichen aus Energiemais, bestehen wird, sowie den Betrieb <strong>der</strong><br />
eigentlichen Biogas-Erzeugungsanlage (Fermenter) wird <strong>der</strong> Projektpartner C4<br />
übernehmen. Dieser stellt ferner die Versorgung <strong>der</strong> Anlage durch den Abschluss<br />
<strong>von</strong> Verträgen über die Lieferung des Substrats mit Landwirten sicher. Die hierfür<br />
im Umkreis <strong>der</strong> Anlage erfor<strong>der</strong>liche Menge an Substraten ist bereits vom<br />
Kooperationspartner akquiriert worden. Über die zugeführten Substrate muss ein<br />
Einsatzstofftagebuch geführt werden. Zwischen dem Projektpartner C4 und E.ON<br />
Mitte Wärme wurde bereits ein entsprechen<strong>der</strong> Liefervertrag über 15 Jahre mit einer<br />
Verlängerungsoption <strong>von</strong> 5 Jahren sowie einer jährlichen Mindestabnahmemenge<br />
<strong>von</strong> 48 Mio. kWh über das erzeugte Rohbiogas abgeschlossen. Sämtliche<br />
Energieeinsätze für Rührwerke, Lüfter, Pumpen, Aufbereitungsanlage werden aus<br />
regenerativen Quellen bestritten.<br />
Ein BHKW vor Ort ist bei Aufbereitungsanlagen nicht zwingend erfor<strong>der</strong>lich. Die<br />
bei <strong>der</strong> Aminwäsche für die Regenerierung <strong>der</strong> Aminlösung erfor<strong>der</strong>liche Wärme<br />
kann direkt aus Rohbiogas o<strong>der</strong> mit Holzhackschnitzeln gewonnen werden, die<br />
Restwärme beheizt bei Bedarf die Fermenter und hält dort die Temperatur auf dem<br />
für das mesophile Milieu typische Wert <strong>von</strong> ca. 40 °C.<br />
Für die in den Blockheizkraftwerken erzeugte Strommenge wird E.ON Mitte Wärme<br />
für die Dauer <strong>von</strong> 20 Jahren eine Vergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz<br />
- EEG erhalten. Diese ist die Basis für die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprojektes.<br />
Zusätzliche Erträge werden durch den Verkauf <strong>der</strong> ebenfalls erzeugten Wärme<br />
erwirtschaftet. Für Biogasaufbereitungsanlage einschließlich Einspeisung sowie für<br />
den Bau <strong>der</strong> BHKW werden unter Berücksichtigung des <strong>der</strong>zeitigen Konzeptionsentwurfs<br />
rund 5,2 Mio. Euro (netto) benötigt. Die Inbetriebnahme <strong>der</strong> Anlage ist<br />
aktuell für Mitte 2011 vorgesehen.<br />
Luftbild Biogaserzeugung und –aufbereitung in Hardegsen, LK Northeim
Seite 15 <strong>von</strong> 25<br />
Ein Überblick <strong>der</strong> Projektkomponenten mit den zugehörigen Massen- und<br />
Energieströmen ist in Anlage 6 dargestellt. Das vorstehende Luftbild zeigt den<br />
Anlagenzustand Mitte 2009. Die gesamte Anlagenfläche beträgt ca. 4 ha, da<strong>von</strong><br />
beansprucht die Aufbereitungs- und Einspeisetechnik (Containeranlagen links neben<br />
den roten Fermentern <strong>von</strong> C4) nur ca. 15 %.<br />
7. CO2-Bilanzierung<br />
Für die Bewertung <strong>der</strong> CO2-Emissionen wurden u. a. Kennzahlen des Umweltbundesamtes<br />
und des Instituts für Wohnen und Umwelt – IWU, Darmstadt,<br />
herangezogen /5/, /6/. Wichtig bei <strong>der</strong> Unterscheidung ist die Beachtung des Bezugs<br />
auf die Einheit (TJ, kWh) als Brennstoffeinsatz (Primärenergie) o<strong>der</strong> als Nutz- bzw.<br />
Endenergie.<br />
In die Bestimmung des Ist-Zustandes gingen ferner die bereits dargestellten Pro-<br />
Kopf-Daten ein.<br />
7.1 Istzustand<br />
Die aktuellen durchschnittlichen Gesamt CO2-Emissionen pro Einzelperson betragen<br />
11,00 t CO2/EW/a (Darin enthalten sind z. B. auch zugeordnete Emissionen für<br />
Konsum und Nahrungsmittel usw.). Da<strong>von</strong> entfallen auf den Heizungseinsatz 2,00 t<br />
CO2/EW/a und auf den Strombezug 0,75 t CO2/EW/a. An den Emissionen für den<br />
Betrieb öffentlicher und staatlicher Einrichtungen ist je<strong>der</strong> Einwohner mit<br />
1,11 t CO2/EW/a beteiligt /7/. Sinnvollerweise sollten die durch die angestrebten<br />
Maßnahmen vermiedenen CO2-Emissonen auf die durch Energieversorgungskonzepte<br />
beeinflussbaren Bereiche Heizung und Strom bezogen werden.<br />
Damit liegt die relevante Basisangabe für <strong>Altenstadt</strong> insgesamt bei jährlich rund<br />
35.000 Tonnen CO2, für die Ortsteile bei jährlich rund 21.700 Tonnen CO2.<br />
Mit diesen Ansätzen ergeben sich für <strong>Altenstadt</strong> insgesamt und die einzelnen<br />
Ortsteile folgende Basisdaten:<br />
Strom Heizung Summe<br />
Strom +<br />
Heizung<br />
gesamt<br />
je Einwohner: 0,75 2,00 2,75 11,00<br />
<strong>Altenstadt</strong> 3.569 EW 2.677 7.138 9.815 39.259<br />
Oberau 1.640 EW 1.230 3.280 4.510 18.040<br />
Waldsiedlung 2.681 EW 2.011 5.362 7.373 29.491<br />
Summe 3 Ortsteile 7.890 EW 5.918 15.780 21.698 86.790<br />
<strong>Gemeinde</strong> <strong>Altenstadt</strong><br />
gesamt<br />
12.745 EW 9.559 25.490 35.049 140.195<br />
Tabelle 6: Zuzuordnende CO2-Emissonen in <strong>Altenstadt</strong> in t/a
7.2 Auswirkungen <strong>der</strong> Maßnahmen<br />
7.2.1 Nahwärmemaßnahmen<br />
Seite 16 <strong>von</strong> 25<br />
Mit <strong>der</strong> kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung in dem geplanten Nahwärmenetz<br />
des Schulzentrums und <strong>der</strong> Erweiterung des bestehenden Nahwärmenetzes <strong>der</strong><br />
Fa. Scherz im OT Waldsiedlung wird insgesamt ein aktiver und wesentlicher Beitrag<br />
zur CO2-Einsparung geleistet. Es ergeben sich folgende Daten:<br />
250.000 kWh Strom 151 t/a<br />
405.000 kWh Wärme 122 t/a<br />
800.000 kWh Wärme, Fa Scherz 242 t/a<br />
Auf Basis des heute eingesetzten Brennstoffes Öl werden<br />
515 t CO2/a entsprechend 3 % eingespart,<br />
bezogen auf die relevanten Emissionen (Summe für OT <strong>Altenstadt</strong> und Waldsiedlung)<br />
gem. Tab. 6.<br />
Für den möglichen Endausbau des Konzeptes mit Biogas-BHKW, Biogaskesseln<br />
und Holzhackschnitzelkessel <strong>der</strong> Fa. Scherz im OT Waldsiedlung wurde eine<br />
Abschätzung mit folgenden Annahmen durchgeführt.<br />
Die Erzeugung <strong>von</strong> Biogas und dessen Aufbereitung auf Erdgasqualität sind<br />
aufgrund <strong>der</strong> eingesetzten Substrate und <strong>der</strong> gezielt beschafften regenerativen<br />
Hilfsenergieträger als CO2-neutral anzusetzen. Gleiches gilt für Holz.<br />
KWK-Anlagen / BHKW generieren ihre Einspareffekte durch die Verdrängung <strong>von</strong><br />
konventionell erzeugter Wärme (hier mit Heizöl als Brennstoff) und im Kraftwerkspark<br />
(Strommix) erzeugten Strom. Hierfür sind Vorgaben für die jeweiligen<br />
Leistungen, Wirkungsgrade und spezifischen Emissionen <strong>der</strong> Einsatzstoffe<br />
erfor<strong>der</strong>lich, wie sie in Anlage 6 eingegeben wurden.<br />
Gesamte Wärmeleistung: 4.200 kW<br />
BHKW-Modulleistung elektrisch gem. /10: 449 kW, aktuell gewählt: 520 kW 1)<br />
BHKW-Modulleistung Wärme gem. /10/: 540 kW, aktuell gewählt: 547 kW 1)<br />
BHKW-Brennstoffleistung Hi (?), aktuell gewählt:1.321 kW 1)<br />
1) – Angaben des Herstellers Köhler & Ziegler Anlagentechnik GmbH, Lollar<br />
für Biogasmodul SY 520 GSMTLe<br />
Laufzeit BHKW-Modul: 6.000 h/a Volllast
Seite 17 <strong>von</strong> 25<br />
Das Verfahren und die Eckdaten zur Ermittlung <strong>der</strong> Emissionsbilanz sind in Anlage<br />
6 zusammengefasst.<br />
Auf Basis dieser Vorgaben ergibt sich für den Endausbau Fa. Scherz<br />
eine Primärenergieeinsparung in Höhe <strong>von</strong> 7,3 Mio. kWh/a. Die<br />
insgesamt damit verbundene Verringerung des CO2-Ausstoßes<br />
beträgt 3.770 t /a.<br />
Diese Menge alleine entspricht zu 51 % den bisherigen relevanten<br />
Emissionen im OT Waldsiedlung, zu annähernd 17 % denen <strong>der</strong> drei<br />
untersuchten Ortsteile und zu rund 11 % den relevanten Emissionen<br />
für Strom und Heizung <strong>der</strong> ganzen <strong>Gemeinde</strong> (s. Tabelle 6)<br />
7.2.2 Auswirkungen des Projektes zur Aufbereitung <strong>von</strong> Biogas auf Erdgasqualität<br />
Für das Biogasaufbereitungsprojekt ergeben sich die Rahmenbedingungen und<br />
Auswirkungen aus den Daten gem. Anlage 7.<br />
Das Verfahren zur Erstellung <strong>der</strong> Emissionsbilanz entspricht <strong>der</strong> Darstellung in<br />
Anlage 6, wobei hier nur die BHKW-Anteile gerechnet wurden, da <strong>der</strong> Brennstoff<br />
für die Spitzenkesselanlagen nicht vorgegeben werden konnte.<br />
Technische Basis sind hier Module <strong>der</strong> Fa. ETW Energietechnik GmbH, Moers.<br />
Dabei kommen Erdgasmaschinen <strong>zum</strong> Einsatz, da aufgrund <strong>der</strong> „virtuellen<br />
Durchleitung“ physikalisch Erdgas <strong>der</strong> Leitung entnommen wird. Ein Modul<br />
ETW600 EG hat eine elektrische Leistung <strong>von</strong> 600 kW, eine Wärmeleistung <strong>von</strong><br />
654 kW und eine zugehörige Feuerungswärmeleistung <strong>von</strong> 1.430 kW (Hi).<br />
Die Summe <strong>der</strong> Gasentnahmen muss gem. EEG jährlich <strong>der</strong> Einspeisemenge<br />
entsprechen. Dafür wird ein entsprechen<strong>der</strong> Bilanzkreis geführt. Für den<br />
äquivalenten Verbrauch <strong>der</strong> eingespeisten Bioerdgasmenge sind 6 Module bei einer<br />
Vollbenutzungsdauer <strong>von</strong> jeweils 5.050 h/a erfor<strong>der</strong>lich. Diesen eingesetzten<br />
Bioerdgasmengen wurden die für die konventionelle Erzeugung <strong>der</strong> jeweils gleichen<br />
Nutzenergie erfor<strong>der</strong>lichen Mengen Heizöl und Kraftwerksbrennstoff gegenüber<br />
gestellt.<br />
Auf Basis dieser Vorgaben ergibt sich aus dem Gesamtprojekt eine<br />
Primärenergieeinsparung in Höhe <strong>von</strong> 25,4 Mio. kWh/a. Die<br />
insgesamt damit verbundene Verringerung des CO2-Ausstoßes<br />
beträgt 16.754,4 t /a.<br />
Diese Menge alleine entspricht zu fast 100 % den bisherigen<br />
relevanten Emissionen in den OT <strong>Altenstadt</strong> und Waldsiedlung, zu<br />
annähernd 80 % denen <strong>der</strong> drei untersuchten Ortsteile und zu rund<br />
50 % den relevanten Emissionen für Strom und Heizung <strong>der</strong> ganzen<br />
<strong>Gemeinde</strong> und immerhin 1/8 <strong>der</strong> Gesamtemissionen (s. Tab. 6. ).
8. Betreibermodelle<br />
Seite 18 <strong>von</strong> 25<br />
Die <strong>Gemeinde</strong> kann die skizzierten Wärmekonzepte sowohl in eigener Regie<br />
aufbauen und betreiben o<strong>der</strong> aber Dritte mit <strong>der</strong> Leistungserbringung beauftragen.<br />
Dies kann z. B. im Rahmen einer Contractinglösung erfolgen. In diesem Fall kann<br />
das Investitionsrisiko zu 100 % auf den Contractor/Contractinggeber übertragen<br />
werden. Beim Contracting lassen sich unterschiedliche Modelle anwenden, z. B. das<br />
sog. boo-Modell (build-own-operate / bauen-finanzieren-betreiben) o<strong>der</strong> das bot-<br />
Modell (build-own-transfer / bauen-finanzieren-übergeben [nach zu vereinbaren<strong>der</strong><br />
Laufzeit an Kunden]). Eine wirkliche Entlastung <strong>von</strong> Investitions- und<br />
Betriebsrisiken findet nur beim erst genannten Ansatz statt.<br />
Bei allen Modellen empfiehlt es sich, die Zahlung eines einmaligen Zuschusses<br />
durch die jeweiligen Kunden mit in Betracht zu ziehen. Damit wird sichergestellt,<br />
dass bei gleichzeitig höherer Akzeptanz die laufenden Kosten sinken. Beispiel<br />
hierfür ist das in privater Regie betriebene Nahwärmenetz im Ortsteil Waldsiedlung.<br />
9. Weiteres Vorgehen<br />
Das Schulzentrum im OT <strong>Altenstadt</strong> und die vorhandene Nahwärmeversorgung <strong>der</strong><br />
Fa. Scherz im OT Waldsiedlung bieten jeweils einen Ansatz für weiter gehende<br />
Erfolg versprechende Wärmekonzepte. Im nächsten Schritt empfiehlt sich eine<br />
detaillierte Kalkulation <strong>der</strong> notwendigen Investitionen, so dass verbindliche<br />
Angebote eingeholt werden können. Synchron dazu wären rechtsverbindliche<br />
Vorverträge mit den Eigentümern <strong>der</strong> einzelnen Liegenschaften abzuschließen.<br />
Das Biogasaufbereitungsprojekt bietet insgesamt die stärkste CO2-Einsparung und<br />
sollte weiterhin unterstützt werden, <strong>zum</strong>al hiermit auch eine langfristige Sicherung<br />
<strong>der</strong> Landwirtschaftlichen Betriebe verbunden ist.<br />
10. Zusammenfassung<br />
Für den Ortsteil <strong>Altenstadt</strong> wird aufgrund <strong>der</strong> vorhandenen Gebäudeinfrastruktur im<br />
Bereich des Schulzentrums die Errichtung eines Nahwärmenetzes mit integriertem<br />
BHKW mit dem Einsatz <strong>von</strong> Bioerdgas als sinnvoll erachtet.<br />
Im Ortsteil Waldsiedlung empfiehlt es sich, die vorhandene Nahwärmeversorgung<br />
im Gewerbegebiet zu erweitern.<br />
Sowohl die Kosten für die Wärme als auch die erreichbaren Ziele des Klimaschutzes<br />
lassen eine hohe Akzeptanz erwarten.<br />
Für den Ortsteil Oberau ist <strong>der</strong> <strong>Aufbau</strong> eines Wärmenetzes nicht wirtschaftlich<br />
darstellbar, da die Wärmeabsatzdichte je verlegtem Rohrmeter zu gering ausfällt.
Seite 19 <strong>von</strong> 25<br />
Innerhalb <strong>der</strong> bebauten Ortslage lässt sich eine leitungsgebundene<br />
Wärmeversorgung nur mit sehr hohen Aufwendungen realisieren. Die durchgeführte<br />
Sensitivitätsbetrachtung ergab zwar eine signifikante Senkung <strong>der</strong> jährlichen<br />
Grundkosten bei zunehmen<strong>der</strong> Anschlussdichte, gleichwohl ist das absolute<br />
Preisniveau nach wie vor zu hoch, so dass aus jetziger Sicht mit den sich ergebenden<br />
Kosten für den einzelnen Kunden nur eine geringe Akzeptanz zu erwarten ist.<br />
In diesen Fällen empfiehlt es sich, den <strong>Aufbau</strong> einer leitungsgebundenen<br />
Gasversorgung näher zu untersuchen. Wesentliche Parameter sind dabei die zu<br />
bauende Gaszuführung zu <strong>der</strong> geplanten Bioerdgasanlage und <strong>der</strong> Betrieb des<br />
vorhandenen Flüssiggasnetzes im OT Oberau mit Erdgas. Nach einer ersten<br />
Abschätzung ist die Umstellung des Flüssiggasnetzes auf Erdgasbetrieb<br />
grundsätzlich möglich.<br />
Das Biogasaufbereitungsprojekt wirkt im ersten Ansatz klimaneutral durch die<br />
Erzeugung <strong>von</strong> Biogas aus Nachwachsenden Rohstoffen. Die Nutzung in den<br />
BHKW-Anlagen führt dann zu höheren CO2-Einsparungen sowohl gegenüber <strong>der</strong><br />
konventionellen Erzeugung <strong>von</strong> Strom im Kraftwerksmix und Wärme aus Heizöl als<br />
auch <strong>der</strong> einfachen Verdrängung <strong>von</strong> Heizöl durch regenerative Energieträger in<br />
Kesselanlagen. Dieser Zusatzeffekt ist <strong>der</strong> Kombination aus CO2-neutralem<br />
Brennstoff mit Kraft-Wärme-Kopplung zu erklären.<br />
Dieser Projektansatz weist die stärksten Energie- und CO2-Einsparungen auf. Die<br />
Wirtschaftlichkeit ist durch die Vergütungen gem. EEG gegeben.
11. Quellen<br />
/1/ <strong>Altenstadt</strong> (2010): Internet-homepage<br />
http://www.altenstadt.de/index_main.php?unid=1328&websiteid=normal<br />
/2/ Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (09/2009): Energieflussbild 23008 <strong>der</strong><br />
Bundesrepublik Deutschland in Petajoule;<br />
http://www.ag-energiebilanzen.de/viewpage.php?idpage=62<br />
/3/ Statistisches Bundesamt (2009): Tabelle Bevölkerungsstand 2005-2008;<br />
http://www.destatis.de/jetspeed/portal/cms/Sites/destatis/Internet/DE/Navigation/Sta<br />
tistiken/Bevoelkerung/Bevoelkerungsstand/Bevoelkerungsstand.psml<br />
/4/ http://www.umweltbewusst-heizen.de/Heizungsvergleich/ Energieverbrauch/<br />
Haushalt/Energieverbrauch-Haushalt-Deutschland.html<br />
/5/ Bundeseinheitliche Liste <strong>der</strong> CO2-Emisionsfaktoren<br />
(bezogen auf den unteren Heizwert)<br />
http://www.downloads.commodityconsult.de/liste_emission.pdf<br />
/6/ IWU – Institut für Wohnen und Umwelt (2009): Kumulierter Energieaufwand und<br />
CO2-Emissionsfaktoren verschiedener Energieträger und -versorgungen<br />
http://www.iwu.de/fileadmin/user_upload/dateien/energie/werkzeuge/kea.pdf<br />
/7/ Umweltbundesamt (2010): Der CO2-Rechner;<br />
http://www.umweltbundesamt.de/klimaschutz/index.htm<br />
http://uba.klimativ-co2-rechner.de/de_DE/popup/?cat=result<br />
/8/ Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz -<br />
EEG) (2009): BGBl. I S. 2074; Inkrafttreten am 1.1.2009<br />
/9/ Verordnung über den Zugang zu Gasversorgungsnetzen (Gasnetzzugangsverordnung<br />
- GasNZV) vom 17.10.2008<br />
/10/ Scherz (2009): Projektbeschreibung Biogasanlage / Nahwärmenetz;<br />
Scherz Umwelt GmbH & Co. KG, <strong>Altenstadt</strong><br />
/11/ E.ON Mitte Wärme GmbH (2009): Biogasaufbereitungsanlage <strong>Altenstadt</strong><br />
Präsentationen <strong>der</strong> E.ON Mitte Wärme GmbH, Kassel<br />
Seite 20 <strong>von</strong> 25
Seite 21 <strong>von</strong> 25
Seite 22 <strong>von</strong> 25
Biogas-BHKW Globale CO2-Bilanz für BHKW gegenüber getrennter Erzeugung<br />
Pel 520 kW Reduktion in %<br />
Pw 547 kW<br />
PBr 1.321 kW Brennstoff CO2<br />
η el 0,39 Spezifische CO2-Emissionsfaktoren MWh t / a<br />
η w 0,41 bezogen auf Brennstoffeinsatz in kWh Hi Gas-BHKW 7.926,00 0,00<br />
KW-Mix 7.800,00 1.823,74<br />
Volllaststunden / a 6.000 h/a Biogas-BHKW 0 g/kWh HEL-Kessel 3.861,18 1.013,91<br />
Strommenge E 3.120,00 MWh Kraftwerks-Mix 233,81 g/kWh<br />
Seite 23 <strong>von</strong> 25<br />
HEL-Kessel 262,59 g/kWh Summe BHKW -3.735,18 -2.837,65<br />
Wärmemenge Q 3.282,00 MWh Reduktion [%] -32,03 -100,00<br />
Brennstoffmenge (Hi) 7.926,00 MWh 1)<br />
Brennstoffmenge (Hs) 8.777,41 MWh 1) Abschätzung Wärmeanteile Kessel: Verdrängung Heizöl durch Holz bzw. Biogas:<br />
Gesamtmenge Wärme im Spitzenkessel:<br />
Kraftwerk (Mix) 4.200 kW Brennstoff CO2<br />
η Kraftwerk 0,40 1.500 h/a MWh t / a<br />
Brennstoff (Hi) für E 7.800,00 MWh 6.300.000 kWh/a als Einsparung -3.550,59 -932,35<br />
-3.282.000 kWh/a BHKW<br />
Kessel 3.018.000 kWh/a Sp-Kessel Summe 2: -7.285,76 -3.770,00<br />
η Kessel 0,85 3.550.588 kWh/a Brennstoff<br />
Brennstoff (Hi) für Q 3.861,18 MWh als Hi<br />
1) mit Hi/Hs = 0,903 Biogasmodul SY 520 GSMTLe, Köhler & Ziegler<br />
Anlage 6 Globale Energiebilanz und CO2-Bilanz für gekoppelte und ungekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung,<br />
Endausbau Fa. Scherz, <strong>Altenstadt</strong> OT Waldsiedlung<br />
Betrachtung sowohl <strong>der</strong> BHKW-Erzeugung als auch <strong>der</strong> Biogas- und Holzhackschnitzelkessel
Anlage 7.1 Darstellung des Projektes <strong>der</strong> E.ON Mitte Wärme GmbH zur Biogaserzeugung und Aufbereitung auf Erdgasqualität<br />
einschl. virtueller Durchleitung und Nutzung in Blockheizkraftwerken /11/<br />
Seite 24 <strong>von</strong> 25
Bioerdgas-BHKW Globale CO2-Bilanz für BHKW gegenüber getrennter Erzeugung<br />
Pel 600 kW Reduktion in %<br />
Pw 654 kW<br />
PBr 1.430 kW Brennstoff CO2<br />
η el 0,42 Spezifische CO2-Emissionsfaktoren MWh / a t / a<br />
η w 0,46 bezogen auf Brennstoffeinsatz in kWh Hi Gas-BHKW 43.344,00 0,00<br />
KW-Mix 45.465,73 10.630,48<br />
Volllaststunden / a 30.310 h/a 1) Biogas-BHKW 0 g/kWh HEL-Kessel 23.321,25 6.123,92<br />
Strommenge E 18.186,29 MWh Kraftwerks-Mix 233,81 g/kWh<br />
Anlage 7.2 Globale Energiebilanz und CO2-Bilanz für gekoppelte und ungekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung<br />
Betrachtung nur <strong>der</strong> BHKW-Erzeugung und <strong>der</strong> dadurch verdrängten Brennstoffmengen,<br />
d.h. ohne Spitzenkessel und Zusatzstrombezug<br />
Seite 25 <strong>von</strong> 25<br />
HEL-Kessel 262,59 g/kWh Summe -25.442,98 -16.754,40<br />
Wärmemenge Q 19.823,06 MWh Reduktion [%] -36,99 -100,00<br />
Brennstoffmenge (Hi) 43.344,00 MWh 2)<br />
Brennstoffmenge (Hs) 48.000,00 MWh 2)<br />
Kraftwerk (Mix)<br />
η Kraftwerk 0,40<br />
Brennstoff (Hi) für E 45.465,73 MWh<br />
Kessel<br />
η Kessel 0,85<br />
Brennstoff (Hi) für Q 23.321,25 MWh<br />
1) hier 6 Module à 5.050 h/a, ETW600EG<br />
2) mit Hi/Hs = 0,903