I-12_Evaluierung Energiedörfer in BW_Konrad Raab.pdf

biogas.org

I-12_Evaluierung Energiedörfer in BW_Konrad Raab.pdf

Evaluierung baden-württembergischer

Energiedörfer

auf dem Weg zum Standard?

Konrad Raab

Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft

Baden-Württemberg

Referat Erneuerbare Energien


Was ist ein Bioenergiedorf?

Eine allgemeingültige Definition für eine Bioenergiekommune bzw.

Bioenergiedorf gibt es nicht.

Leitfaden "Wege zum Bioenergiedorf" nennt folgende Bedingungen:

• Es wird mindestens soviel Strom durch Biomasse erzeugt, wie in dem Ort

verbraucht wird.

• Der Wärmebedarf des Dorfes wird mindestens zur Hälfte auf Basis von

Biomasse gedeckt. Um eine hohe Energieeffizienz zu erreichen, sollte dies

durch Kraft-Wärme-Kopplung erfolgen.

• Die Bioenergieanlagen befinden sich zu mehr als 50 % im Eigentum der

Wärmekunden und der Biomasse liefernden Landwirte. Möglichst alle

Beteiligten sollten Anteile an den Bioenergieanlagen besitzen.

Was versteht das Umweltministerium darunter:

• wärmeenergieautarke Kommune

• Einbezug aller erneuerbaren Energien

• Wärmebedarf überwiegend aus Erneuerbaren Energien gedeckt, zumindest

teilweise aus Kraft-Wärme-Kopplung

• zentrale Wärmeversorgung (Nahwärmenetz)

• nicht nur Dörfer, sondern auch Orts- und Stadtteile

Folie 2


Bioenergiedörfer

www.wege-zum-bioenergiedorf.de

Bioenergiedorf realisiert,

Anlagen im Betrieb

auf dem Weg zum

Bioenergiedorf

www.wege-zum-bioenergiedorf.de

© Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz

Folie 3


Bioenergiedörfer in Baden-Württemberg

Stand 06/2013

in Betrieb 50

in Bau 8

in Planung 36

Summe 94

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Anzahl pro Jahr

Summe

0

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Folie 4


Biogasanlagen in Baden-Württemberg

Stand 06/2013

Folie 5


Wärmenutzung bei Biogasanlagen in Baden-Württemberg

1800

40%

1600

1400

KWKStrom

Nicht-KWK

KWKAnteil

35%

30%

Strom [GWh]

1200

1000

800

600

25%

20%

15%

KWK-Anteil

400

10%

200

5%

0

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

0%

Folie 6


Wärmebedarf und Wärmedeckung im Bioenergiedorf

Große Biogasanlage, kleines Dorf

Wärmeverbrauch EFH oder Nahwärmenetz

Wärmeangebot Biogasanlage

ungenutzte Wärme

ungenutzte Wärme

Wärmenutzung

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Folie 7


Wärmebedarf und Wärmedeckung im Bioenergiedorf

Typisches Bioenergiedorf

Folie 8


Wärmebedarf und Wärmedeckung im Bioenergiedorf

Optimiertes Bioenergiedorf

Folie 9


Wärmebedarf und Wärmedeckung im Bioenergiedorf ohne Biogas

Folie 10


Wärmebedarf und Wärmedeckung im Bioenergiedorf ohne Biogas

Pflanzenölkessel

Hackschnitzelkessel 2

Hackschnitzelkessel 1

Freiland-Solarkollektoren

0,1 % Energieanteil

7 % Energieanteil

80 % Energieanteil

12,5 % Energieanteil

Folie 11


Wärmequellen für Nahwärmenetz

0 5 10 15 20 25

bestehende Biogasanlage

bestehende Biogasanlage plus Hackschnitzelkessel

bestehende Biogasanlage/ Hackschnitzelkessel/ Pflanzenöl-BHKW

bestehende Biogasanlage/Pflanzenöl-BHKW

bestehende Biogasanlage plus Miscanthuskessel

neue Biogasanlage mit Hackschnitzelkessel

Holzheizkraftwerk

Holz-BHKW plus Hackschnitzelkessel

Holzkessel plus Solarkollektoren

Holzkessel

Datenbasis: 55 Bioenergiedörfer

Folie 12


Bioenergiedörfer in BW (Stand 2011)

Wärmequelle

Datengrundlage

Länge

Wärmenetz

Hausanschlüsse

Nutzung

der

verfügbaren

Biogaswärme

Anteil

Biogaswärme

im

Wärmenetz

Wärmepreis

(inkl.

Grundpreis)

Plandaten

Evaluierung

Biogasanlage

Biogasanlage

plus

Holzkessel

Biogasanlage

Biogasanlage

plus

Holzkessel

Anzahl m Anzahl Cent /kWh

13 1.400 23 31 % 98 %

16 4.450 96 62 % 52 %

3,8

(1 – 7)

7,6

(6 – 9)

7 4021 75 37% 99 % 5,7

8 4312 85 57% 60,5 % 7,8

Folie 13


Preisentwicklung für Wärme

Energiepreisindizes

220,0

200,0

200,0

180,0

Quelle: Statistisches Bundesamt

180,0

160,0

160,0

140,0

140,0

120,0

120,0

100,0

100,0

80,0

80,0

60,0

40,0

Holzprodukte zur Energieerzeugung

Erdgas

Heizöl leicht

Linear (Holzprodukte zur Energieerzeugung)

Linear (Erdgas)

Linear (Heizöl leicht)

60,0

40,0

20,0

20,0

0,0

Folie 14


Wärmeverluste in Wärmenetzen

Evaluierung durch CARMEN an 377 Nahwärmenetzen

Empfehlungen von C.A.R.M.E.N.

•Wärmebelegungsdichte von mindestens 1,5 MWh pro Trassenmeter und Jahr.

•Erst ab Wärmebelegungsdichte von wenigstens 1,5 MWh/(m*a) können Verluste

von weniger als einem Drittel der in das Netz eingespeisten Wärmemenge erzielt

werden.

•Wärmeverluste von bis zu 20 % treten noch im Bereich von 3 MWh/(m*a) auf,

max. 10 % Wärmeverlust werden erst jenseits von 5 MWh/(m*a) sicher

eingehalten.

•Wird mit einer extrem niedrigen Wärmebelegungsdichte von 0,5 MWh/(m*a)

gearbeitet, muss mit Verlusten im Bereich von 20 bis 40 % der in das Netz

eingespeisten Wärmemenge gerechnet werden.

Folie 15


Projekt in Baden-Württemberg:

Bioenergiedörfer

Evaluation von Struktur und Effizienz

Durchführung

•Energieagentur Freiburg

•Laufzeit: 7/2011 – 4/2013

Befragung von Betreibern

•Teilnahme von 20 Dörfern

Detaillierte Messdatenanalyse

•erfolgte in 3 Dörfern

Folie 16


Gesamte installierte Leistung der dem Nahwärmenetz zugehörigen

Wärmeerzeuger

Folie 17


Leistung und Energieerzeugung der Wärmeerzeuger für Grund- und Mittellast

Folie 18


Leistung und Energieerzeugung der regenerativen Stromerzeuger

Folie 19


Vergleich der installierten PV-Leistung in den der Bioenergiedörfer zugehörigen

Gemeinden je 1000 Einwohner verglichen mit dem landesweiten Durchschnittswert

Folie 20


Regenerativ erzeugte Strommenge pro Jahr und Einwohner verglichen mit dem

durchschnittlichen Gesamtbruttostromverbrauch, dem durchschnittlichen Stromverbrauch

der Haushalte und der durchschnittlichen Bruttostromerzeugung aus Erneuerbaren

Energien jeweils je Einwohner in Baden-Württemberg im Jahr 2008

Folie 21


Anzahl Anschlussnehmer je Kilometer Netzlänge, Sortierung nach Abnehmerzahl

Absolute und je Einwohner verkaufte Wärmemenge in den Nahwärmenetzen

mit Mikrogasleitung

Folie 22


Wärmeverteilungsverluste in Abhängigkeit der Wärmebelegungsdichte

Folie 23

Bezug: eingespeiste Wärmemenge


Struktur und Hauptdaten der Bioenergiedörfer

mit gemessenen Daten

Dorf A Dorf B Dorf C

Folie 24


Kenndaten Wärmebelegungsdichte und Wärmeverluste

auf Basis gemessener Daten

Dorf A Dorf B Dorf C

Folie 25


Wärmeverteilungsverluste in Abhängigkeit der Wärmebelegungsdichte

Dorf B

Dorf B:

Dorf A

Dorf A

Dorf C

Folie 26

Bezug: verkaufte Wärmemenge


Gemessene Monatswerte Dorf A

Das BHKW liefert die Wärme-

Grundlast und hat einen Anteil von

knapp 70% an der gesamten

Wärmbereitstellung. Im Sommer

gehen 50-60% der Wärme des BHKW

über den Notkühler verloren, um die

Stromproduktion aufrecht zu erhalten.

Über das Jahr betrachtet werden

jedoch knapp 80% der Wärme des

BHKW genutzt.

Die Netzverluste sind als Mittelwert

eingetragen, der aus dem Jahreswert

der Verluste ermittelt wurde.

Im Sommer betragen die Netzverluste

bis zu 55% der eingespeisten

Energiemenge.

Die Wärmeverluste der Zentrale sind

demgegenüber zu vernachlässigen.

Folie 27


Folie 28

Schlussfolgerungen und Empfehlungen

Datenverfügbarkeit

•geringe Verfügbarkeit hochaufgelöster Messdaten

•Daten zu verkaufter Wärme häufig nur als Jahres-, selten Monatswerte

•keine detaillierte Analyse der Netzverluste in Abhängigkeit von den

Betriebsparametern

•auch bei vorhandener Messtechnik häufig keine Aufzeichnung und Export

von Messdaten möglich

•vielfach Netz noch im Aufbau, deshalb keine verwertbaren Daten

Wesentliche Parameter für niedrige Wärmeverluste

•hohe Wärmebelegungsdichte

•hochwertige Wärmerohre (Duorohre, verstärkte Dämmung)

•sorgfältige Planung

− hohe Temperaturspreizung

− niedrige Rücklauftemperaturen

− korrekte Rohrdimensionen

auch bei niedrigen Wärmebelegungsdichten (500-800 kWh/m*a)

sind Wärmeverluste im Bereich 10 – 20 % der verkauften

Wärme erreichbar


Förderung von Wärmenetzen durch BAFA, KfW, UM

KWKG/ BAFA MAP/ KfW UM

Voraussetzung

60% KWK-

Wärme/Abwärme im

Endausbau

Öffentliches Netz

Zuschusshöhe 100 € je m bis DN 100

mittl. Durchmesser

max. 40 % der

Investkosten

bei > DN 100 30% der

Investkosten

Verfügbarkeit

Anspruch auf Zahlung

vom Stromnetzbetreiber

50% Wärme aus EE/Abwärme

Wärmeabsatz 500kWh pro

Meter und Jahr

60 € je Trassenmeter

1.800 € je Übergabestation

Max. 1 Mio. €

Im Rahmen der

Mittelverfügbarkeit im MAP

Wärme überwiegend aus

EE/Abwärme,

insbesondere aus KWK

Anschlussquote > 50%

max. 20% der

Investitionsmehrkosten

max. 200.000 €

Einzelentscheidung bei

Ausschreibung

Kumulierung

Keine Kumulierung mit

MAP

Keine Kumulierung mit KWKG

Kumulierung möglich

Antragszeitpunkt

Zeitnah zur

Inbetriebnahme

Vor Beginn der Maßnahme

Vor Beginn der

Maßnahme

Vorhabensbeginn bis 31.12.2020 Nach Antragsstellung Nach Bewilligung


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Weitere Magazine dieses Users
Ähnliche Magazine