Stadt Radolfzell Quartier „Josef-Bosch-Straße“, Güterbahnhof ...

Stadt Radolfzell 

Quartier „Josef-Bosch-Straße“, 

Güterbahnhof, 

Bahnkantine / Güterhallen, 

Bahnhof, 

Paketposthalle / Veterinäramt, 

Weinmayer-Areal / Weltkloster 

Machbarkeitsuntersuchung 

Energieversorgung 

Kurzfassung 

Bietigheim-Bissingen, Oktober 2012 

IBS Ingenieurbüro Schuler GmbH Tel. 07142 9363-0 Bankverbindung: Geschäftsführer: 

Energie- und Gebäudetechnik Fax 07142 9363-50 VR-Bank Asperg- Markgröningen eG Wolfgang Schuler, Ulrich Korb 

Flößerstraße 60/3 E-Mail: kontakt@ing-buero-schuler.de BLZ 604 628 08 HRB 301823 Amtsgericht Stuttgart 

74321 Bietigheim-Bissingen www.ing-buero-schuler.de Konto 653755 015 USt.-Ident-Nr. DE 223072218

Stadt Radolfzell: Quartier „Josef-Bosch-Straße“, Güterbahnhof, Bahnkantine/ 

Güterhallen, Paketposthalle/Veterinäramt, Weinmayer-Areal/Weltkloster 

Machbarkeitsuntersuchung Energieversorgung 

Stadt Radolfzell 

Quartier „Josef-Bosch-Straße“, Güterbahnhof, Bahnkantine / Güterhallen, 

Bahnhof, Paketposthalle / Veterinäramt, Weinmayer-Areal / Weltkloster 


Kurzfassung 

Auftraggeber: Stadt Radolfzell 

Fachbereich Bauen / Stadtplanung 

M. Eng. Dipl.-Ing. (FH) Markus Toepfer 

Projektnummer: 12081 

Dokument: Radolfzell_Josef-Bosch-Straße 

Bietigheim-Bissingen, 30.10.2012 

Dipl.-Ing. Claus Schmidt Dipl.-Ing. Wolfgang Schuler 

Dipl.-Ing. (FH) Roland Engelhard 

2




Inhaltsverzeichnis 

1 Zusammenfassung......................................................................................................4 

1.1 Investitionskostenvergleich................................................................................6 

1.2 Wirtschaftlichkeit................................................................................................7 

1.3 Umweltbilanz .....................................................................................................8 

2 Ausgangssituation und Aufgabenstellung..............................................................10 

3 Grundlagen................................................................................................................11 

3.1 Erneuerbare Energien Wärmegesetz...............................................................11 

3.2 Heizlast und Wärmeverbrauch.........................................................................11 

3.3 Kühllast und Kälteverbrauch............................................................................13 

3.4 Systemtemperaturen........................................................................................14 

3.5 Wärmequelle...................................................................................................15 

4 Untersuchte Varianten..............................................................................................20 

5 Konzeption und Energiebilanz.................................................................................22 

5.1 Grundsätzliches...............................................................................................22 

5.2 Energieverbrauch ............................................................................................23 

5.3 Variante 1: Wärmepumpe (Bodensee).............................................................24 

5.4 Variante 2: Blockheizkraftwerk (BHKW) und Wärmepumpe (Bodensee).........25 

5.5 Variante 3: Wärmepumpe (Mühlbach).............................................................26 

5.6 Variante 4: BHKW und Wärmepumpe (Mühlbach)...........................................27 

5.7 Variante 5: BHKW............................................................................................28 

6 Technische Realisierung..........................................................................................29 

6.1 Seewasserentnahme.......................................................................................29 

6.2 Mühlbachwassernutzung .................................................................................30 

6.3 Heizzentrale.....................................................................................................31 

7 Investitionskosten.....................................................................................................33 

8 Wirtschaftlichkeit......................................................................................................34 

9 Umweltbilanz.............................................................................................................35 

9.1 Primärenergie- und Emissionsfaktoren............................................................35 

9.2 Primärenergie- und CO2-Bilanz........................................................................36 

10 Anhang Planunterlagen............................................................................................38 

3




1 Zusammenfassung 

In den nächsten Jahren ist in Radolfzell zwischen Altstadt und Bahnlinie geplant, einige 

Flächen umzunutzen bzw. neu zu bebauen. Folgende Flächen sind betroffen: 

- Güterbahnhof (1 + 7) 

- Quartier „Josef-Bosch-Straße“ (2) 

- Bahnkantine/ Güterhallen (3) 

- Bahnhof (4) 

- Paketposthalle / Veterinäramt (5) 

- Weinmayer-Areal / Weltkloster (6) 

7 

Bodensee 

Abb. 1: Lageplan Radolfzell mit den geplanten Neubaugebieten (nicht maßstäblich) (Quelle 

Entwicklungsstrategische Studie, Baldauf Architekten, Stand Februar 2012) 

Aufgrund eines Investorenwettbewerbs für das Quartier „Josef-Bosch-Straße“ wurde die 

vorliegende Machbarkeitsuntersuchung in Auftrag gegeben, um v. a. die im integrierten 

Klimaschutzkonzept vorgeschlagene energetische Seewassernutzung technisch und 

wirtschaftlich zu prüfen. 

Für die oben aufgeführten Gebiete wurden zuerst Energieverbrauchswerte für Heizung und 

Warmwasser sowie für Klimakälte ermittelt. 

4 

Verlauf 

eingedolter 

Mühlbach 

Bebauung ab 

2014+ [2] 

2015+ [5] 

2016+ [4,6] 

2017+ [1,3] 

optional 2022+ [7]




Nr. Teilgebiete Nutzungen NF/WF Wärmeverbrauch Kälteverbrauch 

[m2] kWh/a 

kWh/a 

1. Güterbahnhof Dienstleistung, Büros 10.400 470.000 180.000 

2. Quartier „Josef- Wohnen 8.500 

Bosch-Straße“ 

520.000 0 

3. Bahnkantine / Dienstleistung, Büros, 3.000 

Güterhallen Einzelhandel, Gastronomie 

140.000 55.000 

4. Bahnhof Bahnhof, Gastronomie 800 50.000 15.000 

5. Veterinäramt / Einzelhandel, Büros, 5.700 

Paketposthalle Wohnen 

310.000 100.000 

6. Weinmayer-Areal Einzelhandel, Büros, 1.500 

/ Weltkloster Wohnen 

90.000 30.000 

Summe 29.500 1.580.000 380.000 

Aufgrund der lokalen Verteilung des Energieverbrauchs wurde die Untersuchung auf das 

westliche Teilgebiet mit Güterhallen, Güterbahnhof und Quartier „Josef-Bosch-Straße“ 

eingegrenzt. 

Folgende Versorgungsvarianten wurden betrachtet: 

Variante 1: Wärmepumpe (Bodensee) 

− Nutzung der Wärmequelle Bodenseewasser durch eine 

Wärmepumpe zur Bereitstellung von Heizwärme und Warmwasser 200 kW 

− Direkte Nutzung des Bodenseewassers zur Klimatisierung 

Variante 2: Blockheizkraftwerk (BHKW) und Wärmepumpe (Bodensee) 

− wie Variante 1, jedoch ergänzend 

− Blockheizkraftwerk zur gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme 

50 kW elektrische und 100 kW thermische Leistung 

Variante 3: Wärmepumpe (Mühlbach) 

− Nutzung der Wärmequelle Mühlbachwasser durch eine Wärmepumpe 

zur Bereitstellung von Heizwärme und Warmwasser 200 kW 

Variante 4: BHKW und Wärmepumpe (Mühlbach) 

− Wie Variante 3, jedoch ergänzend 

− Blockheizkraftwerk zur gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme 

50 kW elektrische und 100 kW thermische Leistung 

Variante 5: BHKW 

− Bereitstellung von Heizwärme und Warmwasser über zwei 

Blockheizkraftwerke á 50 kW elektrische und 100 kW thermische Leistung 

5




1.1 Investitionskostenvergleich 

Die Netto-Investitionskosten der Varianten sind nachfolgend aufgeführt: 

Investitionskostenvergleich 

ohne MwSt. 

Investitionskosten 

für Wärme 


für Kälte 


gesamt 

Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 

Wärmepumpe 

(Bodensee) 

BHKW und 

Wärmepumpe 

(Bodensee) 

6 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

BHKW und 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

BHKW 

1.474.000,-- € 1.534.000,-- € 1.230.000,-- € 1.265.000,-- € 1.060.000,-- € 

276.000,-- € 276.000,-- € -- -- -- 

1.750.000,-- € 1.810.000,-- € 1.230.000,-- € 1.265.000,-- € 1.060.000,-- € 

Die Varianten 1 und 2 (Wärmepumpe mit Bodenseewasser) haben aufgrund der 

Seewasserfassung, der Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel und des Kältenetzes die 

höchsten Investitionskosten. 

Die Variante 5 mit hat den niedrigsten Investitionsbedarf, da die kostenintensive 

Erschließung einer Wärmequelle entfällt.




1.2 Wirtschaftlichkeit 

Für die Nahwärmevarianten wurde eine Wirtschaftlichkeitsberechnung in Anlehnung an die 

VDI 2067 durchgeführt und die Jahreskosten für die Wärmeversorgung bzw. die 

Kälteversorgung ermittelt. 

Im Vergleich untereinander schneiden bei den Nahwärmevarianten die Varianten mit Kraft- 

Wärme-Kopplung günstiger ab, als die Varianten ohne Kraft-Wärme-Kopplung. Zudem ist 

die Erschließung der Wärmequelle Bodensee mit höheren Kosten verbunden als die 

Erschließung der Wärmequelle Mühlbach. 

Die Varianten 4 (BHKW und Wärmepumpe Mühlbach) und 5 (BHKW) führen zu den 

günstigsten Gestehungspreisen. Variante 3 (Wärmepumpe Mühlbach) stellt sich etwas 

teuerer dar. Bei Variante 2 (BHKW und Wärmepumpe Bodensee) bedarf es einer 

nennenswerten Förderung, um wirtschaftlich gleichwertig zu sein. 

Für zwei Mehrfamilienhausgrößen wurden die Heizkosten für zwei Einzelheizungslösungen 

ermittelt: 

- Gasheizung mit Solaranlage und 

- Wärmepumpe mit Energiepfählen 

Die Wärmegestehungspreise für die Nahwärmeversorgung ist in einer ähnlichen 

Größenordnung wie die Gestehungspreise für die Einzelheizungen. 

7




1.3 Umweltbilanz 

Die Diagramme zeigen den Einsatz an nicht erneuerbarer Primärenergie (fossile 

Brennstoffe) und die Treibhausgasemissionen für die Wärmebereitstellung. 

Primärenergiebilanz 

Der Primärenergiefaktor spielt beim EnEV-Nachweis für Neubauten eine wichtige Rolle, da 

die EnEV Obergrenzen für den Primärenergieverbrauch von Gebäuden vorschreibt. Bei 

einer Nahwärmeversorgung ist der Primäreenergiefaktor in regelmäßigen Abständen durch 

einen zertifizierten Sachverstänidgen zu ermitteln. 

Nicht erneuerbare Primärenergie 

[MWh/a] 

1.400 

1.200 

1.000 

800 

600 

400 

200 

0 

1.118 = 100% 


PEF 1,0 PEF 0,7 PEF 1,0 PEF 0,7 PEF 0,6 

Variante 1 

Wärmepumpe 

(Bodensee) 

367 = 33% 

751 = 67% 

Variante 2 BHKW 

und Wärmepumpe 

(Bodensee) 

8 

1.141 = 102% 

Variante 3 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

Abb. 2: Primärenergiebilanz und Primärenergiefaktor (PEF) 

340 = 30% 

778 = 70% 



(Mühlbach) 

453 = 41% 

665 = 59% 


Der Primärenergiefaktor bezieht sich auf die gelieferte Nutzwärme (1.130.000 kWh/a).




CO2-Emissionsbilanz 

Der CO2-Bilanz wurden die vom Land Baden-Württemberg im Rahmen ihrer 

Förderprogramme veröffentlichten CO2-Emissionsfaktoren zu Grunde gelegt. 

CO2-Emissionen [t/a] 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

258 = 100% 

Variante 1 

Wärmepumpe 

(Bodensee) 

Abb. 3: CO2-Emissionsbilanz 

Bewertung der Umweltbilanz 

CO 2-Emissionsbilanz 

75 = 29% 69 = 27% 69 = 27% 

183 = 71% 



(Bodensee) 

9 

264 = 102% 

Variante 3 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

189 = 73% 



(Mühlbach) 

189 = 73% 


Die Varianten mit Wärmepumpen ohne Kraft-Wärme-Kopplung (Variante 1 und 3) haben 

unter den Nahwärmevarianten den höchsten CO2-Ausstoß und Primärenergieaufwand. Dies 

liegt vorrangig in der Bereitstellung hoher Vorlauftemperatur durch die Wärmepumpen für 

das Netz „Josef-Bosch-Straße“ und der damit verbundenen niedrigen Jahresarbeitszahl 

begründet. Damit liegt der Primärenergiefaktor ähnlich hoch wie der einer Einzelheizung mit 

Gaskessel und Solaranlage mit 15 % Deckungsanteil. 

Bei Einsatz eines Blockheizkraftwerkes in Kombination mit einer Wärmepumpe (Variante 2 

und 4) können durch das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung rund 30 % an CO2-Emissionen 

bzw. Primärenergie gegenüber den reinen Wärmepumpenvarianten eingespart werden. 

Bei Variante 5 (BHKW) ergibt sich der niedrigste Primärenergiefaktor. Der CO2-Emissionen 

sind ähnlich hoch wie bei den Varianten BHKW und Wärmepumpe. 

Durch den Zubau an erneuerbaren Energien bei der Stromerzeugung ist es möglich, dass 

der Primärenergiefaktor und der CO2-Emissionsfaktor für Strom in Zukunft sinken werden. 

Das würde die Umweltbilanz der Wärmepumpen verbessern.




2 Ausgangssituation und Aufgabenstellung 

In den nächsten Jahren ist in Radolfzell zwischen Altstadt und Bahnlinie geplant, einige 

Flächen umzunutzen bzw. neu zu bebauen. Folgende Flächen sind betroffen: 

- Güterbahnhof (1 + 7) 

- Quartier „Josef-Bosch-Straße“ (2) 

- Bahnkantine/ Güterhallen (3) 

- Bahnhof (4) 

- Paketposthalle/Veterinäramt (5) 

- Weinmayer-Areal / Weltkloster (6) 

Abb. 4: Lageplan Radolfzell mit den geplanten Neubaugebieten (nicht maßstäblich) (Quelle 

Entwicklungsstrategische Studie, Baldauf Architekten, Stand Februar 2012) 

Das integrierte Klimaschutzkonzept für Radolfzell vom Februar 2011 sieht im 

Energienutzungsplan für nahe am See gelegene Areale das Potenzial, eine 

Energieversorgung der Gebäude über Bodenseewasser zu realisieren. 

Die vorliegende Machbarkeitsuntersuchung soll daher im Rahmen des derzeit stattfindenden 

Investorenwettbewerbs für das Quartier „Josef-Bosch-Straße“ prüfen, ob eine 

Energieversorgung über Seewassernutzung möglich ist und ob sich diese wirtschaftlich 

darstellen lässt. 

Folgende Varianten werden betrachtet: 

- Seewassernutzung über Wärmepumpe 

- Bachwassernutzung (Mühlbach) über Wärmepumpe 

- Kraft-Wärme-Kopplung 

7 

Bodensee 

- Kombinationen Kraft-Wärme-Kopplung und Wärmepumpe 

10 

Verlauf 

eingedolter 

Mühlbach 

Bebauung ab 

2014+ [2] 

2015+ [5] 

2016+ [4,6] 

2017+ [1,3] 

optional 2022+ [7]




3 Grundlagen 

3.1 Erneuerbare Energien Wärmegesetz 

Alle Neubauten für die ein Bauantrag nach dem 01.01.2009 gestellt wird, schreibt das 

Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) die anteilige Nutzung erneuerbarer 

Energieträger vor. In der folgenden Tabelle sind die erneuerbaren Energieträger, 

Ersatzmaßnahmen und die dazugehörigen erforderlichen Anteile aufgeführt. 

erneuerbarer Energieträger erforderlicher Anteil 

Solare Strahlungsenergie ≥ 15 % 

Biomasse fest, flüssig 

gasförmig 

11 

≥ 50 % 

≥ 30 % 

Geothermie/Umweltwärme ≥ 50 % 

Ersatzmaßnahme 

Abwärme ≥ 50 % 

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) > 50 % 

Nah- und Fernwärme 

auf Basis KWK oder 

erneuerbarer Energien 

Energieeinsparung mind. 15 % 

Für die Erfüllung des EEWärmeG gelten zusätzlich Bedingungen für die Jahresarbeitszahl 

(JAZ) von Wärmepumpenanlagen. Dabei wir unterschieden in Anlagen mit und ohne 

Brauchwarmwasserbereitung. Die Jahresarbeitszahl ist der mittlere COP einer 

Wärmepumpenanlage. Diese sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. 

Mindest Jahresarbeitszahl 

Sole/Wasser- und 

Wasser/Wasser-Wärmepumpe 

Luft/Luft- und 

Luft/Wasser-Wärmepumpe 

3.2 Heizlast und Wärmeverbrauch 

Ohne 

Warmwasserbereitung 

Mit 

Warmwasserbereitung 

4,0 3,8 

3,5 3,3 

Die Stadt Radolfzell schreibt für die Neubauten in den betrachteten Gebieten als 

energetischen Standard das KfW 70-Haus vor, d.h. 30 % unter Neubaustandard gemäß 

EnEV 2009. Eine Novellierung der EnEV ist derzeit in Arbeit. 

Der spezifische Heizwärmebedarf wurde mit 30 W/m² angesetzt. 

Nachfolgend sind auf Basis der von der Stadt Radolfzell ermittelten Nutzflächen die 

Heizleistung und über übliche Vollbenutzungsstunden der Wärmeverbrauch für Heizung und 

Warmwasserbereitung der Gebäude gerundet dargestellt.




Nr. Teilgebiete Baujahr Nutzungen NF/WF 

[m2] 

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

Güterbahnhof 2017+ Dienstleistung, 

Büros 

10.400 

Quartier „Josef- 


2014+ Wohnen 8.500 

Bahnkantine / 

Güterhallen 

2017+ Dienstleistung, 

Büros, 

Einzelhandel, 

Gastronomie 

Bahnhof 2016+ Bahnhof, 

Gastronomie 

Veterinäramt / 

Paketposthalle 

Weinmayer- 

Areal / 

Weltkloster 

2015+ 

Einzelhandel, 

Büros, 

Wohnen 

2016+ Einzelhandel, 

Büros, 

Wohnen 

12 

3.000 

800 

5.700 

1.500 

Heizlast 

kW 

Volllasstunden 

zahl h/a 

Wärmeverbrauch 

kWh/a 

310 1.500 470.000 

260 2.000 520.000 

90 1.500 140.000 

30 1.500 50.000 

2.000 

170 310.000 

50 1.800 90.000 

Summe 29.500 910 1.580.000 

Optional Güterbahnhof 2022+ Wohnen 2.800 85 1.500 170.000 

Summe 32.300 995 1.750.000 

Für die Gebiete 2, 5 und 6 wurde für die Wohnnutzung von einer Warmwasserbereitung 

ausgegangen. Für die übrigen Nutzungen wurde keine Warmwasserbereitung in 

nennenswertem Umfang angenommen z.B. Wasser zum Putzen. 

Nachfolgend ist die Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs dargestellt, ohne die Optionsfläche 

Güterbahnhof. 

Benötigte Heizleistung [kW] 

900 

800 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 

Wärmeverbrauch rd. 1.600.000 kWh/a 

Wärmeverbrauch Quartier „Josef-Bosch-Straße“ 

rd. 520.000 kWh/a 

500 

1.000 

1.500 

2.000 

2.500 

3.000 

3.500 

4.000 

4.500 

Stunden 

5.000 

5.500 

6.000 

6.500 

7.000 

7.500 

8.000 

8.500 

Abb. 5: Geordnete Jahresdauerlinie der Heizlast. Die Kurve gibt an, wie häufig im Jahr 

eine bestimmte Heizlast im Objekt benötigt wird. Die Fläche unter der Kurve 

entspricht dem Jahreswärmeverbrauch.




3.3 Kühllast und Kälteverbrauch 

In gewerblich genutzten Gebäuden schreiben die Arbeitstättenrichtlinie und die Technischen 

Regeln für Arbeitsstätten vor, dass geeignete Maßnahmen ergriffen werden müssen, wenn 

die Lufttemperatur bei hohen Außentemperaturen über 26 °C steigt. 

Für das Areal „Josef-Bosch-Straße“ mit reiner Wohnnutzung wurde kein Kältebedarf 

zugrunde gelegt. In den übrigen Gebieten wurde ein spezifischer Kühlbedarf von 25 W/m² 

für die Gebäudeklimatisierung zugrunde gelegt. 

Nr. Teilgebiete Baujahr Nutzungen NF/WF 

[m2] 

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

Güterbahnhof 2017+ Dienstleistung, 

Büros 

10.400 

Quartier „Josef- 


2014+ Wohnen 8.500 

Bahnkantine / 

Güterhallen 

2017+ Dienstleistung, 

Büros, 

Einzelhandel, 

Gastronomie 

Bahnhof 2016+ Bahnhof, 

Gastronomie 

Veterinäramt / 

Paketposthalle 

Weinmayer- 

Areal / 

Weltkloster 

2015+ 

2016+ Einzelhandel, 

Büros, 

Wohnen 

13 

3.000 

800 

Kühllast 

kW 

Volllastst 

unden 

h/a 

Kälteverbrauch 

kWh/a 

260 700 180.000 

0 0 0 

75 700 55.000 

20 700 15.000 

Einzelhandel, 

Büros, 

5.700 

Wohnen 145 700 100.000 

1.500 

40 700 30.000 

Summe 29.500 540 380.000 

Optional Güterbahnhof 2022+ Wohnen 2.800 

Summe 32.300 540 380.000 

Nachfolgend ist die Jahresdauerlinie des Kältebedarfs dargestellt. 

Benötigte Kälteleistung [kW] 

550 

500 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

0 

500 

1.000 

1.500 

2.000 

Kälteverbrauch rd. 380.000 kWh/a 

2.500 

3.000 

3.500 

4.000 

4.500 

Stunden 

5.000 

5.500 

6.000 

6.500 

7.000 

7.500 

8.000 

8.500 

Abb. 6: Geordnete Jahresdauerlinie der Kühllast. Die Kurve gibt an, wie häufig im Jahr 

eine bestimmte Kühllast im Objekt benötigt wird. Die Fläche unter der Kurve 

entspricht dem Jahreskälteverbrauch.




3.4 Systemtemperaturen 

Unter Berücksichtigung der Wärmequelle und des Wärmeerzeugers Wärmepumpe werden 

folgende Systemtemperaturen angenommen. 

3.4.1 Heizen 

Um die hohen Effizienzanforderungen an die Wärmepumpen erfüllen zu können, sind 

niedrige Vor- und Rücklauftemperaturen im Gebäudeheizungsnetz erforderlich. 

Niedrige Heiztemperaturen können am meisten durch Flächenheizsysteme wie 

Fußbodenheizungen oder Bauteilaktivierung realisiert werden. Lüftungsgeräte sind mit 

Niedertemperaturheizregistern auszuführen. 

Es wird von einer maximalen Vorlauftemperatur im Wärmenetz von 40 °C ausgegangen. 

3.4.2 Warmwasserbereitung 

Bei der Warmwasserbereitung ist die Trinkwasserverordnung zu beachten. Diese schreibt 

für Großanlagen eine Wasseraustrittstemperatur aus dem Trinkwassererwärmer von 60 °C 

vor (Legionellengefahr). In diesem Fall muss unter Berücksichtigung der Wärmetauscher- 

Grädigkeit eine Vorlauftemperatur von ca. 65 °C gewählt werden. 

Wird eine Zirkulationsleitung eingebaut, so ist diese in einem Temperaturbereich von 55 – 

60 °C zu betreiben. 

Das Nahwärmenetz hat für die Warmwasserbereitung ganzjährig eine Vorlauftemperatur von 

65 °C bereitzustellen. 

3.4.3 Kühlen 

Um ohne zusätzliche Kältemaschine direkt mit Seewasser kühlen zu können, ist eine 

passive Kühlung über Flächen zu realisieren, z.B. über Kühldecken oder eine 

Bauteilaktivierung. 

Um eine wirksame Kühlung realisieren zu können, sollten die Vorlauftemperaturen im 

Kühlsystem nicht über 16 °C liegen. 

14




3.5 Wärmequelle 

Im Folgenden werden die beiden untersuchten Wärmequellen Bodenseewasser und 

Mühlbach dargestellt. 

3.5.1 Bodensee 

Der Bodensee südlich von Radolfzell, der sogenannte Zeller See, ist mit rund 20 - 25 m 

Wassertiefe vergleichsweise flach. Hauptzufluss ist die Radolfzeller Aach. 

Radolfzeller 

Aach 

Abb. 7: Lage Radolfzell am Zellersee (Quelle Geodatenpool Bodensee) 

Quellentemperatur 

Mühlbach 

Nachfolgend der Temperaturverlauf im Zellersee über ein Jahr aufgetragen. 

Abb. 8: Messung der Wassertemperaturen im Zellersee im Jahr 2005/2006 (Quelle ISF 

Langenargen) 

Aus der obigen Abbildung wird deutlich, dass 2 – 3 Monate im Jahr der See auf 4 °C 

abkühlt. 

Eine oberflächennahe Entnahme ist für Heizzwecke vorteilhaft. 

15 

Bahnhof




Für Kühlzwecke ist eine Entnahmetiefe von 15 – 20 m erforderlich, um die gewünschten 

Vorlauftemperaturen auch im Hochsommer gewährleisten zu können. 

Genehmigung 

Der Zeller See ist zu einem großen Teil als FFH- und Vogelschutz-Gebiet ausgewiesen, was 

aus der nachfolgenden Grafik zu erkennen ist. 

Abb. 9: Schutzgebiete im Zellersee (Quelle Daten- und Kartendienst LUBW) 

In der Bodenseewasserrichtlinie von 2005 sind folgende Aussagen zur energetischen 

Seewassernutzung in Kapitel 5 zu finden. 

Bei Wasserentnahmen zu 

- Heizzwecken bis 500 kW Entzugsleistung 

� ist der Wärmeentzug auf 3 Kelvin zu beschränken. 

� ist in der Wärmepumpe ein natürliches Kältemittel z.B. Kohlendioxid oder 

Ammoniak mit einem Zwischenkreislauf einzusetzen. 

� ein biologisch abbaubares Kältemittelöl zu verwenden. 

� das Wasser ab einer Entnahmeleistung von über 150 kW wieder in die 

Entnahmetiefe einzuleiten. 

- Kühlzwecken 

� hat dies nach dem Stand der Technik zu erfolgen. 

� ist die Nutzung möglichst gering zu halten und insgesamt zu vermindern. 

Die Genehmigungsbehörde wurde im Rahmen einer Voranfrage um eine Stellungnahme 

gebeten, ob irgendwelche Gründe einer Genehmigung der energetischen 

Bodenseewassernutzung entgegenstehen würden. 

16




Die LUBW, Institut für Seenforschung Langenargen, verweist auf die Bodensee-Richtlinien 

2005. Ansonsten verweist das Institut für Seenforschung darauf, dass es zum Thema 

Seewassernutzung für die Beheizung und Klimatisierung von Gebäuden und die dadurch 

verursachten Auswirkungen auf den See und seine Lebensgemeinschaften noch 

grundsätzlichen Untersuchungsbedarf gibt. Bezüglich des Untersuchungsbedarfs hat das 

Institut für Seenforschung vorläufig folgende, voraussichtlich noch nicht abschließende 

Untersuchungspunkte aufgelistet: 

− Besonderheiten des Zeller Sees (max. Tiefe 26 m, Sauerstoffgehalt im 

Sommer/Herbst) 

− Erwärmung (Rohrende, Nahfeld, Fernfeld, kurzfristig, langfristig, saisonal) 

− Strömungen 

− Durchmischung 

− Eisbildung 

− Einfluss auf Ufer- und Flachwasserzone 

− Auswirkungen auf die (lokale) Biologie. 

Dem Institut für Seenforschung (ISF) in Langenargen wurde die geplanten 

Entnahmemengen und –leistungen genannt. In Anlehnung an ähnliche Projekte sollte nach 

Auskunft des ISF eine Wärmentnahme zu Heizwecken unkritisch sein. Für die 

Wasserentnahme zu Kühlzwecken existieren zu wenige vergleichbare Projekte, um eine 

Einschätzung abgeben zu können. Eine endgültige Klärung der Verträglichkeit kann daher 

nur durch eine Berechnung der Kälte- bzw. Wärmeausbreitung im See erfolgen. Diese 

könnte durch geeignete Firmen eine Modellierung der Auswirkungen geklärt werden, was zu 

jetzigen Zeitpunkt noch nicht erfolgt ist. Außerdem wird darauf verwiesen, dass die 

Auswirkungen thermischer Nutzungen im Rahmen des Interreg-Projektes KlimBo untersucht 

werden. Ergebnisse werden voraussichtlich im Jahr 2014 verfügbar sein. Bei der IGKB hat 

sich eine Arbeitsgruppe konstituiert, die sich den Fragestellungen um die Wärmenutzung 

widmet. 

Der Landesbetrieb Gewässer, der für das Land Baden-Württemberg die Eigentümerfunktion 

für das Gewässerbett des Bodensees wahrnimmt, konnte sich leider wegen der aktuellen 

personellen Ausstattung und der Arbeitsauslastung wegen zahlreicher zu betreuender 

Projekte nicht zu der Voranfrage äußern. 

Aus wasserwirtschaftlichen Sicht sind nach derzeitigem Stand keine Ausschlussgründe 

ersichtlich, die das Projekt von vornherein ausschließen würden. Die Bodensee-Richtlinie 

(Kapitel 5 und 7) muss eingehalten werden. Es muss durch nähere Untersuchung belegt 

werden, dass der chemische und ökologische Zustand des Bodensees nicht verschlechtert 

wird. 

Von der Staatlichen Fischereiaufsicht wurden erhebliche Bedenken gegen die geplante 

Seewasserentnahme vorgebracht. Es wird darauf hingewiesen, dass der Untersee von den 

Berufsfischern intensiv für die Netzfischerei genutzt wird. Herr Glönkler befürchtet, dass 

durch die Leitungen, die bis zur Seemitte des Zeller Sees gehen sollen, und durch den 

Saugkorb ein wichtiger Fangplatz für die Netzfischerei der Berufsfischer ganz verloren geht 

bzw. erheblich behindert wird. Er weist darauf hin, dass ausgelegte Bodennetze sich in den 

Leitungen und deren Befestigungen an der Gewässersohle verhaken können und durch die 

Fischer nur noch beschädigt, zerstört oder gar nicht mehr geborgen können. Beim Auslegen 

verankerter Schwebnetze könnten sich Anker bei der Verdriftung der Netze durch Wind und 

Strömung unter die Leitungen ziehen und zu Beschädigungen der Leitungen und zum 

Verlust der Netze führen. Der Saugkorb, der über dem Seegrund angebracht werden muss, 

würde ein gravierendes, punktuelles Hindernis in der Seemitte für die Fischerei darstellen. 

17




Inwieweit diese Bedenken der Fischereiaufsicht durch die Einbettung der Leitungen in die 

Gewässersohle ausgeräumt werden können, wäre zu prüfen. 

Das Landesamt für Denkmalpflege, Arbeitsstelle für Feuchtbodenarchäologie 

Hemmenhofen, teilte mit, dass aufgrund einer aktuellen Notausgrabung auf der vorderen 

Höri leider keine Zeit vorhanden wäre, um sich mit der Anfrage intensiv zu befassen. Da ein 

möglicher Eingriff in den Seegrund in der Flachwasserzone im Bereich möglicher 

Fundflächen sich lokal auf die Leitungstrassen begrenzt, wurde aber kein Ausschlussgrund 

gegen das Projekt vorgebracht. 

Von Seiten der Unteren Naturschutzbehörde wurde darauf hingewiesen, dass für das 

Vorhaben einer FFH-Vorprüfung notwendig ist. Nach derzeitigem Stand würden keine 

unumstößlichen Ausschlusskriterien gegen das Projekt gesehen. 

Vom Schifffahrtsamt wurden keine erheblichen Bedenken gegen die Seewasserentnahme 

vorgebracht. Im Bereich der Leitungstrassen muss ggfs. die Festsetzung eines Ankerverbots 

geprüft werden, um Beschädigungen der Leitungen zu vermeiden. 

Der Bereich Altlast hat ebenfalls keine Ausschlussgründe genannt, aber darauf hingewiesen, 

dass auf dem ehemaligen Bahnhofsareal mit belastetem Aushub gerechnet werden muss. 

18




3.5.2 Mühlbach 

Beim Mühlbach handelt es sich nicht um ein reines Oberflächengewässer, da er in Radolfzell 

auch zur Straßenentwässerung genutzt wird. Daraus resultiert eine hohe Schmutzfracht aus 

Sand, Steinen, Blütenstaub u. ä. 

Derzeit wird der Mühlbach durch eine Wärmepumpe am Gerberplatz genutzt. Diese hat 

allerdings aufgrund der Schmutzfracht immer wieder Störungen. 

Derzeit existieren keine Daten zur Durchflussmenge des Mühlbachs. Für die Anlage am 

Gerberplatz wurde ein Entzug von 4 Kelvin bei 35 m³/h Entnahmemenge genehmigt, was 

einer Entnahmeleistung von ca. 160 kW entspricht. 

Der Mühlbach ist im Altstadtbereich eingedolt und hat im Bereich der Güterhallen und 

Bahnkantine einen gemauerten Kanal mit 2.000 mm Durchmesser. 

Es ist davon auszugehen, dass die Wassertemperatur über die Jahreszeit variiert. Im 

Sommer wurden z.B. 16,5 °C gemessen. Im Winter sind bei einem hohen 

Schmelzwasseranteil Temperaturen unterhalb der Erdreichtemperatur zu erwarten. 

Es wird empfohlen im weiteren Planungsverlauf die Durchflussmengen und die 

Temperaturen als Ganglinie über ein Jahr aufzunehmen. 

19




4 Untersuchte Varianten 

Folgende Nahwärmeversorgungsvarianten wurden bezüglich Konzeption, Energiebilanzen, 

Investitionskosten, technischer Realisierung, Wirtschaftlichkeit und Umweltbilanz untersucht. 

Variante 1: Wärmepumpe (Bodensee) 

– Heizzentralenneubau westlich der Güterhallen 

– Bau einer Entnahmeleitung aus dem Bodensee für eine Entzugsleistung 

von 150 kW 

– Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel (40°C) 200 kW 

– Wärmepumpe für die Josef-Bosch-Straße (65°C) 100 kW 

– Gasbrennwertkessel als Zusatzkessel 700 kW 

– Errichtung Nahwärmenetz mit zwei Temperaturstufen 

– Errichtung Kältenetz für Klimatisierung 

Variante 2: Blockheizkraftwerk (BHKW) und Wärmepumpe (Bodensee) 

– Nutzung von Räumlichkeiten der Stadtwerke als Heizzentrale 

– Bau einer Entnahmeleitung aus dem Bodensee für eine Entzugsleistung 

von 150 kW 

– Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel (40°C) 200 kW 

– Blockheizkraftwerk 50 kWel/100 kWth 



– Errichtung Kältenetz für Klimatisierung 

Variante 3: Wärmepumpe (Mühlbach) 


– Bau eines Entnahmeschachts aus dem Mühlbach für eine Entzugsleistung 

von 150 kW 

– Wärmepumpe mit Standardkältemittel (40 °C) 200 kW 

– Wärmepumpe für die Josef-Bosch-Straße (65°C) 100 kW 



20




Variante 4: BHKW und Wärmepumpe (Mühlbach) 

Variante 5: BHKW 


– Bau eines Entnahmeschachts aus dem Mühlbach für eine Entzugsleistung 

von 150 kW 

– Wärmepumpe mit Standardkältemittel (40 °C) 200 kW 

– Blockheizkraftwerk 50 kWel/100 kWth 




– 2 Blockheizkraftwerke á 50 kWel/100 kWth 100 kWel/200kWth 


– Errichtung Nahwärmenetz 

21




5 Konzeption und Energiebilanz 

5.1 Grundsätzliches 

5.1.1 Nahwärmenetz 

Aufgrund der geringen Abnahmedichte entlang der Strecke Güterhallen zum Paketpostamt 

und der Tatsache, dass die Objekte Bahnhof, Paketposthalle und Weinmayer-Areal nur etwa 

30 % des Wärmeverbrauchs darstellen, hat man sich dafür entschieden, die 

Nahwärmeversorgung auf den westlichen Teil zu beschränken. In diesem Areal sind rd. 

70 % des Wärmeverbrauchs vorhanden. 

Abb. 10: Betrachtetes Gebiet Nahwärmeversorgung (Quelle: Entwicklungsstrategische Studie 

Baldauf Architekten, Stand Februar 2012) 

Die heizungstechnische Einbindung der Gebäude erfolgt indirekt über Wärmetauscher. 

In den Gebäuden werden Flächenheizsysteme angenommen, die mit einer 

Vorlauftemperatur von max. 35 °C auskommen und eine Rücklauftemperatur von maximal 

28 °C liefern. Im Nahwärmenetz wird somit von 40 °C Vorlauf und 30 °C Rücklauf 

ausgegangen. 

Für die Bereitstellung der Warmwasserbereitung kommen unterschiedliche Systeme in 

Betracht: 

- zentrale Bereitstellung der erforderlichen Vorlauftemperaturen von 60 – 65 °C im 

Wärmenetz 

- dezentrale Nachheizung bei Wärmenetztemperaturen von 40 °C durch 

- Wärmepumpen oder 

- Gasthermen 

- Dezentrale Wärmebereitstellung 

- solar und/oder 

- elektrisch 

22 

Mühlbach 

Bebauung 

2014+ [2] 

2017+ [1,3]




Im Güterbahnhof und Bahnkantine / Güterhallen wurde ein geringer Warmwasserbedarf, 

z.B. zum Putzen angenommen, welcher über dezentrale elektrische Warmwasserbereitung 

bereitgestellt werden kann. 

Im Quartier „Josef-Bosch-Straße“ entsteht durch die Wohnnutzung ein hoher 

Warmwasserbedarf, der über das Nahwärmenetz abgedeckt werden soll. Aufgrund der 

hohen Investitionskosten für eine Vielzahl von dezentrale Wärmepumpen oder 

Solaranlagensysteme zur Warmwasserbereitung im Quartier „Josef-Bosch-Straße“ wurde 

sich für eine zentrale Bereitstellung der für die Warmwasserbereitung erforderlichen 

Temperaturen entschieden. Dafür ist allerdings im Nahwärmenetz des Quartiers „Josef- 

Bosch-Straße“ ganzjährig eine Vorlauftemperaturen von 65 °C zur Verfügung zu stellen. 

Folglich werden zwei Wärmenetze vorgesehen, ein Niedertemperaturnetz mit max. 40 °C 

Vorlauf, das die Gebäude ohne zentrale Warmwasserbereitung im Bereich des 

Güterbahnhofs und der Güterhallen versorgt, und ein Netz mit 65 °C Vorlauf für das Quartier 

„Josef-Bosch-Straße“. Eine optionale Erweiterung des Güterbahnhofs mit Wohnbebauung 

würde wegen der Warmwasserbereitung ebenfalls mit 65 °C Vorlauf versorgt. 

Die Warmwasserbereitung erfolgt primärseitig über Frischwasserstationen oder 

Speicherladesysteme, wobei die Warmwasserbereitung Vorrang gegenüber der Heizung 

hat. 

5.1.2 Standort Heizzentrale 

Für die Varianten 1: Wärmepumpe (Bodensee) wird die Heizzentrale westlich der 

Güterhallen vorgesehen. Diese Fläche ist zurzeit eine Brache, die kurz- bis mittelfristig auch 

ein Regenrückhaltebecken in der Sonderbauform eines Ölabscheiders aufnehmen soll. Die 

Standorte der beiden Projekte sind zu koordinieren bzw. zu integrieren. Der Standort hat den 

Vorteil sowohl nahe am Bodensee gelegen zu sein, als auch den Mühlbach in unmittelbarer 

Nähe zu haben. 

Für die übrigen Varianten wird die Heizzentrale in den Räumlichkeiten der Stadtwerke 

Radolfzell angenommen. 

5.1.3 Bodenseewassernutzung 

Für die Entnahme des Bodenseewassers wird eine Entnahmeleitung bis auf 15 – 20 m Tiefe 

vorgesehen. 

Die Entnahmeleistung wird auf 150 kW begrenzt. Dadurch ist eine Wiedereinleitung des 

genutzten Bodenseewassers in den Mühlbach durch die Bodenseerichtlinie erlaubt und auf 

die Errichtung einer Wiedereinspeiseleitung kann verzichtet werden. 

5.2 Energieverbrauch 

Der Wärmeverbrauch der Nahwärmeversorgungsvarianten setzt sich aus dem Wärmebedarf 

für die Heizung, Warmwasserbereitung und den Netzverlusten zusammen. 

Wärmeverbrauch Nahwärme 1.130.000 kWh/a 

Netzverluste 70.000 kWh/a 

Summe 1.200.000 kWh/a 

Der Kälteverbrauch beläuft sich für die betrachteten Gebäude auf: 

Kälteverbrauch 380.000 kWh/a 

23




5.3 Variante 1: Wärmepumpe (Bodensee) 

Die Wärmepumpe mit 150 kW Entzugsleistung und rund 200 kW Wärmeleistung deckt die 

Grundlast der Wärmeversorgung ab. Als Wärmequelle dient Bodenseewasser. Für das 

Hochtemperaturnetz „Josef-Bosch-Straße“ wird während der Sommermonate und in der 

Übergangszeit eine zweite Wärmepumpe in Kaskade eingesetzt, die die Vorlauftemperatur 

von 40 auf 65 °C anhebt. Als Zusatzkessel für den Winter wird ein Gasbrennwertkessel 

vorgesehen, der dann auch den Temperaturhub auf 65 °C übernimmt. 

Für die Wärmepumpen ist jeweils ein Pufferspeicher vorgesehen. Dieser soll eine 

Mindestlaufzeit gewährleisten, also häufiges Takten vermeiden. 

Nachfolgend ist die Jahresdauerlinie dargestellt, mit den Deckungsanteilen der einzelnen 

Erzeuger. Die Wärmepumpe in Kaskade ist nicht explizit dargestellt. 

Heizleistung [kW] 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 

500 

Heizkessel = 20% 

Wärmepumpe = 80% 

1.000 

1.500 

2.000 

2.500 

3.000 

3.500 

4.000 

24 

4.500 

Stunden 

5.000 

5.500 

6.000 

6.500 

7.000 

7.500 

8.000 

8.500 

Abb. 11: Geordnete Jahresdauerlinie der Heizlast. Die Kurve gibt an, wie häufig im Jahr eine 

bestimmte Heizlast im Objekt benötigt wird. Die Fläche unter der Kurve entspricht dem 

Jahreswärmeverbrauch, die blaue Teilfläche dem Deckungsanteil der Wärmepumpe, die 

gelbe Fläche dem Anteil des Gaskessels. 

Für die Kälteversorgung wird kühles Seewasser über ein separates Netz zu den Gebäuden 

gepumpt und somit die notwendige Kühllast bereitgestellt. Das erwärmte Seewasser wird 

über den Mühlbach eingeleitet.




5.4 Variante 2: Blockheizkraftwerk (BHKW) und Wärmepumpe (Bodensee) 

Das Blockheizkraftwerk (BHKW) deckt, da es die im Sommer notwendigen 65 °C Vorlauf 

bereitstellen kann, ganzjährig die Grundlast ab. 

Das BHKW ist in Betrieb, wenn die momentane Heizlast des Wärmenetzes hoch genug ist. 

Ist die Heizlast geringer als die Heizleistung des BHKW, wird die überschüssige Wärme in 

einen Wärmespeicher (Pufferspeicher) geladen. Der Pufferspeicher übernimmt zwei 

Funktionen: 

1. Verringerung der Ein- und Ausschalthäufigkeit des BHKW. 

2. Abdeckung von Spitzenlasten, wenn die momentane Heizlast die Heizleistung des 

BHKW übersteigt. Damit erhöht sich der Deckungsanteil des BHKW am Wärmeverbrauch. 

Erst wenn die Heizleistungen von BHKW und Pufferspeicher nicht mehr 

ausreichen, wird die Wärmepumpe bzw. die Gasheizung zugeschaltet. 

Die Wärmepumpe deckt die Mittellast ab. 

Als Zusatzkessel ist ein Gasbrennwertkessel vorgesehen. 

Das BHK stellt für die Wärmepumpe den Antriebsstrom bereit und reduziert so den 

Strombezug. In den Sommermonaten wird der durch das BHKW erzeugte Strom ebenfalls 

vorrangig in der Heizzentrale genutzt (Eigenstromnutzung), der überschüssige Strom wird in 

das Versorgungsnetz eingespeist (Rücklieferung). 

Die Kälteversorgung erfolgt analog zu Variante 1. 

Nachfolgend ist die Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs mit den jeweiligen 

Deckungsanteilen der Wärmeerzeuger dargestellt. 


700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 

500 



BHKW = 49% 50 % 

1.000 

1.500 

2.000 

2.500 

3.000 

3.500 

4.000 

25 

4.500 

Stunden 

5.000 

5.500 

6.000 

6.500 

7.000 

7.500 

8.000 

8.500 

Abb. 12: Geordnete Jahresdauerlinie der Heizlast. Die Fläche unter der Kurve entspricht dem 

Jahreswärmeverbrauch, die rote Teilfläche dem Deckungsanteil des BHKW, die blaue 

Teilfläche dem Anteil der Wärmepumpe und die gelbe Fläche dem Anteil des Gaskessels.




Leistungsdaten BHKW 

Das Blockheizkraftwerk hat folgende Leistungsdaten: 

Brennstoffverbrauch 163 kW 100 % 

Stromerzeugung 50 kW 31 % 

Wärmeerzeugung 100 KW 61 % 

Summe Nutzenergie 150 kW 92 % 

5.5 Variante 3: Wärmepumpe (Mühlbach) 

Die Konzeption entspricht der der Variante 1. Lediglich die Wärmequelle der Wärmepumpe 

unterscheidet sich. 

Außerdem erfolgt keine Kältebereitstellung. 




700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 

500 



1.000 

1.500 

2.000 

2.500 

3.000 

3.500 

4.000 

26 

4.500 

Stunden 

5.000 

5.500 

6.000 

6.500 

7.000 

7.500 

8.000 

8.500 


Jahreswärmeverbrauch, die blaue Teilfläche entspricht dem Deckungsanteil der 

Wärmepumpe.




5.6 Variante 4: BHKW und Wärmepumpe (Mühlbach) 

Der Konzeption entspricht der der Variante 2. Lediglich die Wärmequelle der Wärmepumpe 

unterscheidet sich. 

Außerdem erfolgt keine Kältebereitstellung. 




700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 



BHKW = 49% 50 % 

500 

1.000 

1.500 

2.000 

2.500 

3.000 

3.500 

4.000 

27 

4.500 

Stunden 

5.000 

5.500 

6.000 

6.500 

7.000 

7.500 

8.000 

8.500 


Jahreswärmeverbrauch, die rote Teilfläche entspricht dem Deckungsanteil des BHKW, die 

blaue dem der Wärmepumpe und die gelbe Fläche dem Anteil des Gaskessels.




5.7 Variante 5: BHKW 

Es werden zwei Blockheizkraftwerke mit 50 kW elektrischer Leistung installiert. Diese 

decken die Grund- und Mittellast ab. Werden diese im Abstand von mindestens 12 Monaten 

installiert, gelten diese nach aktuellem KWK-Gesetz als eigenständige Anlagen, womit ein 

höherer KWK-Zuschlag verbunden ist. 

Die BHKW sind in Betrieb, wenn die momentane Heizlast des Wärmenetzes hoch genug ist. 

Ist die Heizlast geringer als die Heizleistung der BHKW, wird die überschüssige Wärme in 

einen Wärmespeicher (Pufferspeicher) geladen. Der Pufferspeicher übernimmt zwei 

Funktionen: 

1. Verringerung der Ein- und Ausschalthäufigkeit der BHKW. 

2. Abdeckung von Spitzenlasten, wenn die momentane Heizlast die Heizleistung der 

BHKW übersteigt. Damit erhöht sich der Deckungsanteil der BHKW am Wärmeverbrauch. 

Erst wenn die Heizleistungen von BHKW und Pufferspeicher nicht mehr 

ausreichen, wird die Gasheizung zugeschaltet. 

Als Zusatzkessel ist ein Gasbrennwertkessel vorgesehen. 

Der erzeugte Strom wird vorrangig in der Heizzentrale zur Deckung des Stromeigenbedarfs 

genutzt. Der überschüssige Strom wird in das Versorgungsnetz eingespeist (Rücklieferung). 

Eine Kälteversorgung erfolgt nicht. 




700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 



BHKW = 80 % 

500 

1.000 

1.500 

2.000 

2.500 

3.000 

3.500 

4.000 

28 

4.500 

Stunden 

5.000 

5.500 

6.000 

6.500 

7.000 

7.500 

8.000 

8.500 


Jahreswärmeverbrauch, die rote Teilfläche entspricht dem Deckungsanteil der BHKW und 

die gelbe Fläche dem Anteil des Gaskessels.




6 Technische Realisierung 

6.1 Seewasserentnahme 

Das Seewasser wird in 15 – 20 m Tiefe entnommen. Dafür wird eine Leitung am Grund des 

Bodensees verlegt. Im Bereich des Yachthafens wird ein Verlauf parallel zur Hafenausfahrt 

gewählt, da diese regelmäßig ausgebaggert wird. 

Abb. 16: möglicher Verlauf Entnahmeleitung (Quelle: Geodatenpool Bodensee) 

Für die Entnahme wird ein Zwischenbehälter errichtet, der unterhalb des Seewasserspiegels 

liegt. Nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren wird Seewasser durch die 

Schwerkraft vom Entnahmepunkt durch die Rohrleitung in den Zwischenbehälter gedrückt, 

bis dort der Seespiegel erreicht ist. Aus dem Zwischenbehälter wird das Seewasser zur 

Wärmepumpe gepumpt bzw. in das Kältenetz eingespeist. 

Heizzentrale mit 

Wärmepumpe 

Mühlbach 

Bodensee 

ca. 15 m 

Entnahmeleitung 

Entnahmeleitung 

Abb. 17: Prinzipskizze Seewasserentnahme und -einleitung 

Der Wärmetauscher der Wärmepumpe wird so ausgelegt, dass die in der Bodenseerichtlinie 

vorgegeben maximale Abkühlung um 3 Kelvin nicht überschritten wird. 

Nach der energetischen Nutzung wird das Bodenseewasser in den Mühlbach geleitet, durch 

den es zurück in den Bodensee transportiert wird. 

29 

Höhenlinie 

Seetiefe 5 m 

10 m 

15 m 

20 m 

Zwischenbehälter




Zwischen Bodensee und geplantem Standort für den Zwischenbehälter liegt die Bahnlinie. 

Es wurde angenommen, dass eine Durchpressung unter der Gleisanlage möglich ist. Dies 

ist im weiteren Planungsverlauf zu klären. 

Am geplanten Standort des Zwischenbehälters ist der Bau eines Regenrückhaltebeckens in 

der Sonderbauform eines Ölabscheiders für das Mühlbachwasser vorgesehen. Evtl. 

mögliche Synergieeffekte wurden nicht berücksichtigt. 

6.2 Mühlbachwassernutzung 

Die Bachwassernutzung erfolgt über ein Schachtbauwerk. Ein Teilstrom des 

Mühlbachwassers strömt über einen Bypass in den Entnahmeschacht über. Dort wird das 

Wasser über eine Schachtsiebanlage mechanisch vorgereinigt und über eine Tauchpumpe 

zum Wärmetauscher transportiert. Der Wärmetauscher ist speziell für mit Schmutzstoffen 

belastetes Wasser konstruiert und besitzt eine Reinigungsfunktion, die die Tauscherleistung 

konstant hält. 

Das energetische genutzte Bachwasser wird wieder in den Mühlbach geleitet. Die 

abgefilterten Störstoffe werden über eine Steigschnecke nach oben transportiert und über 

eine Rutsche wieder dem Mühlbach zugeführt. 

Abb. 18: Prinzipskizze Bachwassernutzung mit Schacht und Wärmetauscher (Quelle: Huber SE) 

30




6.3 Heizzentrale 

Für die Variante 1: Wärmepumpe (Bodensee) wird ein eigenständiges Gebäude auf der 

Parkplatzfläche westlich der Güterhallen angenommen. Das Gebäude enthält neben dem 

Zwischenbehälter im Untergeschoss, im Erdgeschoss die Wärmepumpen und den 

Zusatzkessel. 

Das Gebäude hat in etwa folgende Abmessungen: 

Länge x Breite x Höhe 10 x 8 x 4 m 

Schaltschränke 

Wärmepumpe 

Blockheizkraftwerk 

Druckhaltung 

Abb. 19: Möglicher Aufstellungsplan neue Heizzentrale Variante 1 

Aufgrund der Baugrundbeschaffenheit im nahe gelegenen Quartier „Josef-Bosch-Areal“ ist 

davon auszugehen, dass eine Pfahlgründung erforderlich wird. Dies ist im weiteren 

Planungsverlauf zu klären. 

Für die übrigen Varianten ist es prinzipiell denkbar, am selben Standort die Heizzentrale zu 

errichten. 

Da das Firmengelände der Stadtwerke Radolfzell in unmittelbarer Nähe der betrachteten 

Gebiete liegt, bietet eine Heizzentrale auf deren Gelände die Möglichkeit von 

Synergieeffekten. Die Stadtwerke betreiben bereits ein BHKW mit 50 kW elektrischer 

Leistung und rd. 90 kW thermischer Leistung für ihr eigenes Betriebsgebäude und planen 

den Anschluss eines nahe gelegenen Wohngebäudes. Zudem fließt der Mühlbach direkt 

unter dem Gelände der Stadtwerke hindurch. 

31 

Pufferspeicher 

Heizkessel




Betriebsgebäude 

Stadtwerke 

Abb. 20: Lage Stadtwerke (Quelle: Entwicklungsstrategische Studie, Baldauf Architekten, Stand 

Februar 2012) 

Die Stadtwerke Radolfzell haben prinzipiell Interesse, eine mögliche Nahwärmeversorgung 

für das Quartier „Josef-Bosch-Straße“, Güterbahnhof und Bahnkantine/Güterhallen zu 

betreiben. 

Da nach Auskunft der Stadtwerke in ihren Betriebsgebäuden grundsätzlich noch Platz 

vorhanden ist, um weitere Wärmeversorgungsanlagen aufzustellen, wurde bei den Varianten 

2 – 5 davon ausgegangen, dass die Heizzentrale auf dem Gelände der Stadtwerke errichtet 

und von dort die Nahwärmeversorgung betrieben wird. Die Anforderungen bezüglich Statik 

und Schalldämmung sind im weiteren Planungsverlauf zu klären. 

Dadurch würden sich folgende Änderungen gegenüber Variante 1 ergeben: 

- Von der Seewasserfassung wird eine Zuleitung zum Stadtwerkegelände errichtet. 

Diese Zuleitung könnte evtl. im eingedolten Mühlbach geführt werden. 

- Statt einem Neubau sind Umbauten im Bestand erforderlich. Dies betrifft v. a. 

Fundamente, Schallschutz und Durchbrüche für Leitungen. 

- Evtl. könnte die Wärme des vorhandenen BHKW ebenfalls in der 

Nahwärmeversorgung genutzt werden, soweit nach dem Anschluss der umliegenden 

Gebäude noch Potenzial vorhanden ist. 

- Die Kosten für den Gasanschluss entfallen, da Gas auf dem Stadtwerkegelände 

schon vorhanden ist. 

32 

Mühlbach 

Bebauung 

2014+ [2] 

2017+ [1,3]




7 Investitionskosten 

Nachfolgend sind die Netto-Investitionskosten der einzelnen Varianten aufgeführt. 

Investitionskostenvergleich 

ohne MwSt. Wärmepumpe 

(Bodensee) 


für 

Wärme 


für 

Kälte 


Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 

BHKW und 

Wärmepumpe 

(Bodensee) 

33 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

BHKW und 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

BHKW 

1.474.000,-- € 1.534.000,-- € 1.230.000,-- € 1.265.000,-- € 1.060.000,-- € 

276.000,-- € 276.000,-- € -- -- -- 

1.750.000,-- € 1.810.000,-- € 1.230.000,-- € 1.265.000,-- € 1.060.000,-- € 

Die Varianten 1 und 2 (Wärmepumpe mit Bodenseewasser) haben aufgrund der 

Seewasserfassung, der Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel und des Kältenetzes die 

höchsten Investitionskosten. 

Die Variante 5 mit hat den niedrigsten Investitionsbedarf, da hier die kostenintensive 

Erschließung einer Wärmequelle entfällt.




8 Wirtschaftlichkeit 

Für die Nahwärmevarianten wurde eine Wirtschaftlichkeitsberechnung in Anlehnung an die 

VDI 2067 durchgeführt und die Jahreskosten für die Wärmeversorgung bzw. die 

Kälteversorgung ermittelt. 

Im Vergleich untereinander schneiden bei den Nahwärmevarianten die Varianten mit Kraft- 

Wärme-Kopplung günstiger ab, als die Varianten ohne Kraft-Wärme-Kopplung. Durch ein 

Blockheizkraftwerk ist die Versorgung des Quartiers „Josef-Bosch-Straße“ mit 65 °C 

kostengünstiger zu realisieren als mit einer Wärmepumpe. 

Die Varianten 4 und 5 führen zu den günstigsten Gestehungspreisen. Bei Variante 2 bedarf 

es einer nennenswerten Förderung, um wirtschaftlich gleichwertig zu werden. 

Beispielhaft wurden für zwei Mehrfamilienhausgrößen die Jahresheizkosten ermittelt, um Sie 

mit den Gestehungspreisen einer Nahwärmeversorgungsvariante vergleichen zu können. 

Es werden zwei Varianten betrachtet: 

- Gasbrennwertheizung und Solaranlage zur Warmwasserbereitung und 

Heizungsunterstützung 

- Monovalente Wärmepumpe mit Wärmequelle Energiepfähle 

Energiepfähle wurden deswegen gewählt, da aufgrund des Baugrundgutachtens davon 

auszugehen ist, dass eine Pfahlgründung erforderlich ist. 

Die Wärmegestehungspreise für die Nahwärmeversorgung ist in einer ähnlichen 

Größenordnung wie die Gestehungspreise für die Einzelheizungen. 

34




9 Umweltbilanz 

9.1 Primärenergie- und Emissionsfaktoren 

Jedem Energieträger kann ein Primärenergie- und ein CO2-Emissionsfaktor zugeordnet 

werden. Die Faktoren berücksichtigen sämtliche zur Bereitstellung des Energieträgers 

erforderlichen vorgelagerten Prozessketten, wie Transport usw. Je geringer der Faktor, 

desto günstiger ist das Verhältnis Primärenergie zu enthaltener Energie. 

Beim Primärenergiefaktor wird unterschieden in einen Gesamtfaktor und einen Faktor, der 

nur den nicht erneuerbaren Anteil des jeweiligen Energieträgers berücksichtigt. 

Energieträger 

35 

Primärenergiefaktor 

insgesamt 

nicht erneuerbarer 

Anteil 

Brennstoffe Erdgas H 1,1 1,1 

Strom Strom-Mix 3,0 2,6 

Umweltenergie Solarenergie, Umgebungswärme 1,0 0,0 

Der Primärenergiefaktor für den nicht erneuerbaren Anteil spielt beim EnEV-Nachweis für 

Neubauten eine wichtige Rolle, da die EnEV Obergrenzen für den Primärenergieverbrauch 

von Gebäuden vorschreibt. Bei einer Nahwärmeversorgung ist der Primäreenergiefaktor in 

regelmäßigen Abständen durch einen zertifizierten Sachverstänidgen zu ermitteln. 

Im äquivalenten CO2-Emissionsfaktor sind neben den eigentlichen CO2-Emissionen auch die 

sonstigen Schadstoffemissionen entsprechend ihrem Treibhauspotenzial berücksichtigt. 

Energieträger/-systeme 

CO2-Emissionsfaktor gemäß der 

Förderprogramme Land Baden- 

Württemberg 

[g/kWh] bzw. t/MWh 

Kraftwerkspark (Strom) 0,601 

Erdgas 0,251




9.2 Primärenergie- und CO2-Bilanz 

Anhand der Energiebilanzen, der Primärenergiefaktoren und der CO2-Emissionsfaktoren 

ergibt sich die Umweltbilanz der untersuchten Varianten. 


Nicht erneuerbare Primärenergie 

[MWh/a] 

1.400 

1.200 

1.000 

800 

600 

400 

200 

0 

1.118 = 100% 


PEF 1,0 PEF 0,7 PEF 1,0 PEF 0,7 PEF 0,6 

Variante 1 

Wärmepumpe 

(Bodensee) 

352 = 31% 

766 = 69% 



(Bodensee) 

Abb. 21: Primärenergiebilanz und Primärenergiefaktor 

1.141 = 102% 

Variante 3 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

36 

340 = 30% 

778 = 70% 



(Mühlbach) 

453 = 41% 

665 = 59% 


Der Primärenergiefaktor bezieht sich auf die gelieferte Wärme von 1.130.000 kWh/a.




CO2-Emissionsbilanz 

CO2-Emissionen [t/a] 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

258 = 100% 

Variante 1 

Wärmepumpe 

(Bodensee) 

Abb. 22: CO2-Emissionsbilanz 

CO 2-Emissionsbilanz 

72 = 28% 69 = 27% 69 = 27% 

186 = 72% 



(Bodensee) 

37 

264 = 102% 

Variante 3 

Wärmepumpe 

(Mühlbach) 

189 = 73% 



(Mühlbach) 

189 = 73% 


Die Varianten mit Wärmepumpen ohne Kraft-Wärme-Kopplung (Variante 1 und 3) haben 

den höchsten CO2-Ausstoß und Primärenergieaufwand. Dies liegt vorrangig in der 

Bereitstellung hoher Vorlauftemperatur durch die Wärmepumpen für das Netz „Josef-Bosch- 

Straße“ und der damit verbundenen niedrigen Jahresarbeitszahl begründet. Damit liegt der 

Primärenergiefaktor ähnlich hoch wie der einer Einzelheizung mit Gaskessel und 

Solaranlage. 

Bei Einsatz eines Blockheizkraftwerkes in Kombination mit einer Wärmepumpe (Variante 2 

und 4) können durch das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung rund 30 % an CO2-Emissionen 

bzw. Primärenergie gegenüber den reinen Wärmepumpenvarianten eingespart werden. 

Bei Variante 5 (BHKW) ergibt sich der niedrigste Primärenergieeinsatz. Der CO2-Emissionen 

sind ähnlich hoch wie bei den Varianten BHKW und Wärmepumpe. 

Durch den Zubau an erneuerbaren Energien bei der Stromerzeugung ist es möglich, dass 

der Primärenergiefaktor und der CO2-Emissionsfaktor in Zukunft sinken werden. Das würde 

die Umweltbilanz der Wärmepumpen verbessern.




10 Anhang Planunterlagen 

Plan 1: Lageplan mit Wärme- und Kältenetz Variante 1 

38

Stadt Radolfzell Quartier „Josef-Bosch-Straße“, Güterbahnhof ...

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