green tech report 2013 - umwelttechnik.at

green tech report
Innovative erneuerbare Energien
in Betrieben
green tech report 2013
1

Inhaltsverzeichnis
Vorwort ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 5
Einleitung ........................................................................................................................................................................................................................................................................................... 6
Stromerzeugung mittels erneuerbarer Energieträger .................................................... 8
Auftraggeber:
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Stubenring 1, 1010 Wien, Österreich
Photovoltaik .................................................................................................................................................................................................................................................................... 8
Windkraft ............................................................................................................................................................................................................................................................................ 13
Herausgeber:
green jobs Austria
Vertreten durch: Florian Beer (Geschäftsführer)
Schottenfeldgasse 59/ TOP 6, A-1070 Wien
ZVR-Nr. 747111754
Tel: +43 (0) 1 / 89 04 270 – 10
Fax: +43 (0) 1 / 89 04 270 – 50
E-Mail: office@greenjobsaustria.at
www.greenjobsaustria.at
Redaktion:
Manuel Binder (green jobs Austria)
Helmut Frischenschlager (Umweltbundesamt)
Wärmeerzeugung mittels erneuerbarer Energieträger ........................................... 20
Bioenergie ....................................................................................................................................................................................................................................................................... 20
Solarthermie .............................................................................................................................................................................................................................................................. 26
Nutzung von Umgebungswärme ................................................................................................................................................................................ 32
Förderungen ....................................................................................................................................................................................................................................................................... 45
Quellenverzeichnis ..................................................................................................................................................................................................................................... 46
Design: www.nova-druck.at
Disclaimer:
Der hier vorliegende green tech Report wurde von green jobs Austria gemeinsam mit dem Umweltbundesamt,
basierend auf einer Desk Research und Experteninterviews erstellt. Er stellt die Aktivitäten der österreichischen
und internationalen Umweltwirtschafts- und Ressourceneffizienzbranche exemplarisch dar und
erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Für Rückfragen kontaktieren Sie bitte Manuel Binder (manuel.binder@greenjobsaustria.at).
Die Inhalte des Reports sprechen Frauen und Männer gleichermaßen an. Zur besseren Lesbarkeit wird, wo
kein geschlechtsneutraler Begriff gefunden wurde, nur die traditionelle männliche Sprachform verwendet;
diese sind deshalb als geschlechtsneutral anzusehen.
Gedruckt auf Satimat green:
60% Recycling-Fasern mit FSC-Zertifikat, 40% FSC-zertifizierte Frischfaser

Vorwort
Die österreichische Umwelttechnikindustrie gehört
heute zu den innovativsten der Welt und wächst
schneller als die heimische Wirtschaft insgesamt.
Die Dynamik der Branche ist deutlich erkennbar: Exporte
und Zahl der Arbeitsplätze steigen, Ökoinnovationen
made in Austria werden stark nachgefragt
und der Beitrag zur Gesamtwirtschaft wird immer
größer. Die Erfolgszahlen und das hohe wirtschaftliche
Potential, das in der Entwicklung und Anwendung
innovativer Umwelttechnologien liegt, zeigen:
Ökologie und Ökonomie sind keine Gegensätze
mehr – vielmehr bilden sie eine gewinnbringende
Einheit. Ressourcen- und energieeffizientes Wirtschaften
helfen dem Wirtschaftsstandort und den
Unternehmen auf ihrem Weg in die Zukunft. Durch
die Nutzung erneuerbarer Energien entstehen neue
Industriezweige, Arbeitsplätze und Exportmöglichkeiten,
die Wirtschaft wird angekurbelt und gleichzeitig
werden Treibhausgasemissionen gesenkt.
Unternehmen, die auf erneuerbare Energien setzen,
sichern sich nicht nur einen Wettbewerbsvorsprung
sondern sparen auch Kosten ein. Der vorliegende
green tech report zeigt eindrucksvoll die ökologischen
und ökonomischen Vorteile die heimische Betriebe
mittels erneuerbarer Energieträger erreichen
können. Gemeinsam können wir so die Vorreiterrolle
Österreichs im Umwelttechnikbereich und den Ausbau
der zukunftsorientierten green jobs konsequent
vorantreiben.
Niki Berlakovich
Umweltminister
4 green tech report 2013 green tech report 2013 5

Einleitung
Das Klima- und Energiepaket der EU sieht für das
Jahr 2020 vor, mindestens 20 Prozent der Treibhausgase
gegenüber 1990 zu reduzieren, den Anteil erneuerbarer
Energien am Bruttoendenergieverbrauch
auf 20 Prozent zu steigern und die Energieeffizienz
um 20 Prozent zu verbessern (20-20-20 Ziele). Des
Weiteren wurde auf europäischer Ebene ein Fahrplan
(Roadmap) für Maßnahmen bis 2050 entwickelt,
durch den eine THG-Emissionsreduktion um
80 Prozent gegenüber 1990 erreicht werden soll [1].
Mit dem im März 2013 verabschiedeten Grünbuch
„Ein Rahmen für die Klima- und die Energiepolitik
bis 2030“ hat die Europäische Kommission eine Diskussion
über die Klima- und Energiepolitik der EU
bis 2030 initiiert [2]. Nach einer öffentlichen Konsultation
sollen konkrete Vorschläge, u. a. zu Art und
Höhe potenzieller Klima- und Energieziele für 2030
und wichtigen Aspekten der europäischen Energiepolitik,
ausgearbeitet werden.
Die EU-Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der
Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen ist
eine von vier EU-Regelungen zur Erreichung der
20-20-20 Ziele und trat am 25. Juni 2009 in Kraft.
Diese Richtlinie legt einen gemeinsamen Rahmen
für die Nutzung von Energie aus erneuerbaren
Quellen fest, der insbesondere die Erzeugung von
Strom und den Verkehrssektor betrifft und bei den
Berichtspflichten auch den Wärmesektor umfasst.
Die Neufassung der Gebäuderichtlinie der Europäischen
Union (RL 2010/31/EG „Gesamtenergieeffizienz
von Gebäuden“, EPBD recast) verpflichtet unter
anderem zur Erstellung eines nationalen Plans, wie
dieser Standard bis 2020 im Baurecht umgesetzt
werden kann. Demnach muss die Umsetzung von
Maßnahmen zur Energieeinsparung im Gebäudebereich
jedenfalls jene Entwicklungen berücksichtigen,
die in der Erneuerbaren-Richtlinie sowie in der
neuen Gebäuderichtlinie enthalten sind. Letztere
sieht beispielsweise vor, dass bis 2020 im Neubau
„Fast-Nullenergiegebäude“ (nearly zero energy
buildings) umgesetzt werden sollen, die in erster
Linie durch einen sehr niedrigen Energieverbrauch
und durch den Einsatz erneuerbarer Energieträger
erreicht werden sollen.
Die neue Energieeffizienzrichtlinie der Europäischen
Union (RL 2012/27/EG) trat am 4. Dezember
2012 in Kraft. Damit soll sichergestellt werden, dass
das übergeordnete Energieeffizienzziel der Union
bis 2020 erreicht wird. Jeder Mitgliedstaat hat einen
Richtwert für ein nationales Energieeffizienzziel festzulegen,
der auf den Primärenergieverbrauch, den
Endenergieverbrauch oder auf Endenergieeinsparungen
oder auf die Energieintensität bezogen sein
kann. Die Richtlinie enthält darüber hinaus die Verpflichtung,
zwischen 2014 und 2020 jährlich 1,5 %
der an EndkundInnen verkauften Energie einzusparen.
Die Energieeffizienzrichtlinie ist bis 5. Juni 2014
von den Mitgliedstaaten in nationales Recht umzusetzen.
Die drei Hauptsäulen der österreichischen Energiepolitik
sind die Senkung der Nachfrage nach
Energie durch ihre sinnvolle Nutzung und durch
die Verbesserung der Effizienz ihres Einsatzes, die
Forcierung erneuerbarer Energieträger und die Verbesserung
der Energieversorgungssicherheit [3]. Im
Rahmen des Klima- und Energiepakets hat sich Österreich
verpflichtet, bis 2020 den Anteil erneuerbarer
Energieträger am Bruttoendenergieverbrauch auf
34 Prozent zu erhöhen und seine Treibhausgasemissionen
in Sektoren, die nicht dem Emissionshandel
unterliegen (non-ETS), um mindestens 16 Prozent
bezogen auf die Emissionen des Jahres 2005 zu
reduzieren. Für die dem EU-Emissionshandel unterliegenden
Sektoren ist eine EU-weite Reduktion
der Treibhausgase um 21 Prozent gegenüber 2005
beschlossen worden. Für den non-ETS-Bereich ist
der lineare Reduktionspfad für die österreichischen
Treibhausgasemissionen ab 2013 verbindlich vorgegeben
(Effort-Sharing-Entscheidung Nr. 406/2009/
EG).
Instrumente und Maßnahmen zur Erreichung der
österreichischen Klimaschutzziele sind der Klimaund
Energiefonds, das Konjunkturpaket II zur
thermischen Sanierung sowie im Sektor Verkehr
die Kraftstoffverordnung 2012. Die seit vielen Jahren
etablierte betriebliche Umweltförderung im
Inland fördert umweltrelevante Mehrinvestitionen
von Unternehmen v.a. in den Bereichen Einsatz
erneuerbarer Energieträger, effizienter Energieeinsatz
und betriebliche Mobilitätsmaßnahmen. Das
Ökostromgesetz zielt auf die Förderung der Erzeugung
von elektrischer Energie aus erneuerbaren
Energieträgern ab, wobei sich die Vergabe der Mittel
nach den Schwerpunkten der Kosteneffizienz, der
Technologieentwicklung (Hinführung zur Marktreife)
und Investitionssicherheit orientieren soll [4]. Das
Ökostromgesetz 2012 enthält u. a. folgende Neuerungen:
das jährliche Förderbudget wurde erhöht,
für das Jahr 2020 wurden auf Grundlage von Kapazitäts-
(MW) und Produktionszuwächsen (TWh)
für Ökostrom aus Wasserkraft, Windenergie, Biomasse/Biogas
und Photovoltaik neue, verbindliche
Ökostromziele festgelegt und es gibt wieder eigene
Förderbudgets für die einzelnen Technologien.
Außerdem wurde der Finanzierungsmechanismus
hinsichtlich mehr Transparenz in Verbindung mit
deutlichen Erleichterungen für einkommensschwache
Haushalte und energieintensive Unternehmen
neu gestaltet. Seit 2004 deckt die Initiative des
Lebensministeriums klima:aktiv [6] mit den Themenschwerpunkten
„Bauen und Sanieren“, „Energiesparen“,
„Erneuerbare Energie“ und „Mobilität“
alle zentralen Technologiebereiche einer zukunftsfähigen
Energienutzung ab. klima:aktiv leistet mit
der Entwicklung von Qualitätsstandards im Bereich
Energieeffizienz, der aktiven Beratung und Schulung,
sowie breit gestreuter Informationsarbeit einen
wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Mit dem Bundes-Energieeffizienzgesetz,
das Anfang April 2013
den Ministerrat passiert hat, jedoch noch nicht im
Parlament beschlossen werden konnte, soll in Österreich
die Energieeffizienzrichtlinie umgesetzt werden.
Einer regionalen und überregionalen Energieplanung
kommt im Rahmen einer gesamtsystemischen
Betrachtung des Energiesystems zentrale Bedeutung
zu (Energieraumplanung). Sie unterstützt die
Abwärmenutzung aus der Industrie, aus Biomasse,
Erdwärme, Abfällen und Solarenergie und aus
öffentlicher Stromerzeugung. Die Energieplanung
sollte dabei eine integrierte Perspektive verfolgen,
und nicht ausschließlich auf Nah- und Fernwärme
fokussiert sein. Sie könnte auch Standorte
für größere Energiesysteme wie Windparks oder
Kurzumtriebswälder beinhalten. Die ökonomischen
Auswirkungen regionaler Energieplanung hängen
wesentlich von der konkreten Ausgestaltung ab. Es
ist jedoch allgemein zu erwarten, dass eine gesamtsystemische
Energieplanung wesentliche regionale
Beschäftigungs- und Wertschöpfungseffekte generieren
kann [5].
Der Energiebedarf in Betrieben ergibt sich im Wesentlichen
durch die Nachfrage an Energiedienstleistungen,
welche die Nachfrage von Strom, Wärme
(Raum- und Prozesswärme) und Transport bestimmt.
Erneuerbare Energien ermöglichen eine Diversifizierung
der Energieversorgung, was der Energieversorgungssicherheit
und der Wettbewerbsfähigkeit
dient. Zudem können die Unternehmen einen
oft nicht unwesentlichen Anteil ihrer Energiekosten
einsparen, wenn sie die betriebsintern benötigte
Energie mittels erneuerbarer Energieträger selbst
bereitstellen und damit den Einsatz fossiler Energieträger
zumindest teilweise substituieren.
Der vorliegende green tech report legt im Hinblick
auf die Erreichung der Energie- und Klimaschutzziele
seinen Schwerpunkt auf folgende Bereiche und
stellt dazu die angewandten Technologien vor:
• Einsatz erneuerbarer Energien in der Stromerzeugung
vorrangig zur Deckung des Eigenbedarfs
in Betrieben (Prozesse und Gebäude),
Dienstleistungsgebäuden und mehrgeschoßigen
Wohnbauten durch Nutzung und Ausbau
der Potenziale beispielsweise im Bereich der
Windkraft und der Photovoltaik,
• Senkung des Wärme- und Kühlbedarfs in
Betrieben (Prozesse und Gebäude), Dienstleistungsgebäuden
und mehrgeschoßigen
Wohnbauten durch Systemoptimierung, Abwärmenutzung
und thermische Sanierung,
• optimierte Bereitstellung von Wärme in Betrieben
(Prozesse und Gebäude), Dienstleistungsgebäuden
und mehrgeschoßigen
Wohnbauten aus Fernwärme (Abwärme,
Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), Biomasse)
oder durch erneuerbare Energien wie Solarthermie,
Biomasse und Umgebungswärme
unter Berücksichtigung regionaler und überregionaler
Konzepte der Energieraumplanung.
Good-Practise-Beispiele der Umsetzung untermauern
die ökologischen und ökonomischen Vorteile der
dargestellten Technologien. Der Betrieb eigener Anlagen
zur Erzeugung erneuerbaren Stroms, wie Photovoltaik-Anlagen
und Windturbinen, der Bezug von
Fernwärme, der Umstieg auf Ökostrom, die Nutzung
von Erdwärme und Sonnenkraft für die Aufbringung
der benötigten Raum- und Prozesswärme sowie die
Umstellung von Öl- auf Biomasseheizungen gehören
zu den wichtigsten Beispielen.
6 green tech report 2013 green tech report 2013 7

Stromerzeugung
mittels erneuerbarer
Energieträger
In diesem Kapitel werden Möglichkeiten aufgezeigt,
wie Betriebe und Unternehmen durch die Nutzung
der Technologien Photovoltaik und Kleinwindkraft
selbst Strom produzieren können, welche Voraussetzungen
dafür gegeben sein müssen und welche
Vorteile sich aus der Nutzung erneuerbarer Energieträger
ergeben können.
Photovoltaik
Einleitung
Die Nutzung von Photovoltaik (PV) zur Energieerzeugung
in Betrieben bietet großes Potenzial. Zu jener
Zeit, in der die meiste Sonnenenergie zur Verfügung
steht, befindet sich ein großer Teil der Bevölkerung
in Betriebs- und Unternehmensgebäuden, Strombedarf
und Stromproduktion decken sich weitgehend.
Eine vor-Ort-Nutzung der mittels PV verfügbar
gemachten Energie ist naheliegend, effizient
und sinnvoll [2].
Was ist Photovoltaik
Unter dem Begriff Photovoltaik versteht man die
Nutzung von Sonnenenergie zur Erzeugung von
Strom mittels Solarzellen. Am weitesten verbreitet
sind polykristalline Silicium-Solarzellen, weitere
Zelltypen sind monokristalline Silicium-Solarzellen
sowie amorphe Silicium-Solarzellen,
CdTe- oder CIS/CIGS-Solarzellen (Dünnschichtzellen).
Der mittels PV erzeugte Strom kann entweder
ins Stromnetz eingespeist werden oder in
Form von Inselanlagen direkt am Entstehungsort,
oft in Verbindung mit einem Speicher, verbraucht
werden [5].
Vorteile von Photovoltaik
Die Photovoltaik zeichnet sich durch geringe Betriebskosten
und langfristig konkret planbare, von
Markteinflüssen unabhängige, Stromerträge aus.
Vor dem Hintergrund steigender Strompreise und
sinkender Einspeisevergütungen stellt die Nutzung
von PV-Anlagen zur Deckung des Eigenbedarfs eine
immer attraktivere Variante der innerbetrieblichen
Stromversorgung dar [1][9].
Weiters ermöglicht eine PV-Anlage aufgrund der
Modulbauweise ein schrittweises Erweitern einer
bereits bestehenden Anlage, bei Bedarf auch erst
einige Jahre nach der Installation der Erstanlage.
Somit kann die Energiebereitstellung entsprechend
den Kapazitätsveränderungen in Betrieben/Unternehmen
adaptiert werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit
einer Anlage wesentlich erhöht wird [2].
Ein weiterer Vorteil der Photovoltaik als Form der
Energiebereitstellung ist die geringe Bauzeit, die
notwendig ist, um eine Anlage zu installieren. Dadurch
ist es möglich, bereits nach kurzer Zeit Strom
für den Eigenbedarf und/oder die Netzeinspeisung
zu produzieren [1].
Voraussetzungen für PV-Anlagen
in Betrieben
Eine wesentliche Voraussetzung für die Installation
einer PV-Anlage ist die zur Verfügung stehende
Fläche. In der Regel werden die PV-Module auf
Dachflächen montiert, aber auch eine Fassadenintegration
oder Freiflächenaufständerung ist möglich.
Neben der benötigten Fläche an sich ist es entscheidend,
wie die Eigentumsverhältnisse beschaffen
sind bzw. wer das Dach/die Fassade/die Freifläche
nutzen darf. Dies kann vor allem bei mehrgeschossigen
Bürobauten zu einem limitierenden Faktor werden
[2].
Auch die Statik muss in eine Planung miteinbezogen
werden da beispielsweise Betriebshallendächer
nicht immer darauf ausgelegt sind, weitere
Lasten aufzunehmen. Vorteilhaft wäre eine Anlagenerrichtung
im Zuge einer Dachsanierung bzw. ein
Mitberücksichtigen der PV-Anlage bereits in der
Planungsphase des Betriebsgebäudes. Neben der
Statik sind die Ausrichtung der Dachfläche sowie
die Verschattungsproblematik zu bedenken um optimalen
Ertrag generieren zu können [2]. Die Stadt
Wien und andere Bundesländer (z. B. Burgenland)
sowie einige Gemeinden bieten in diesem Zusammenhang
einen Solarpotenzialkataster an, wo man
für jede Dachfläche die Eignung für die PV-Nutzung
ablesen kann [3].
Ähnlich wie bei der Nutzung von Windkraft in Betrieben
(à Kleinwindkraft) sind das Lastprofil sowie
der Eigenbedarf des Betriebes/Unternehmens
entscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb der
Anlage. Es ist somit in der Regel nicht sinnvoll,
sämtliche verfügbaren Dachflächen mit PV-Modulen
zu bestücken und die Anlage möglichst groß auszulegen.
Eine PV-Anlage muss dem Bedarf des
Unternehmens angepasst sein um eine optimale
Relation zwischen Investitionskosten und Ertrag
zu generieren und damit besonders wirtschaftlich
zu sein. Es existiert eine Reihe an Tools mit denen
Unternehmen deren Lastprofil erstellen können
und darauf aufbauend eine PV-Anlage planen lassen
können. Weiters bekommen Unternehmen mit mehr
als 100.000 kWh Strombedarf eine viertelstündliche
Abrechnung vom Stromanbieter zur Verfügung gestellt
die sich gut als Grundlage für eine Anlagenplanung
eignet. Als Faustformel kann angenommen
werden, dass für ein Unternehmen mit einem Strombedarf
von 100.000 – 200.000 kWh eine 20 – 30 kW
Anlage aufgrund der dadurch möglichen partiellen
Eigenverbrauchsabdeckung ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis
darstellt. Bei dieser Anlagengröße
werden meist auch keine zusätzlichen Installationen
(Transformator, Erdkabel etc.) benötigt, die die Investitionskosten
erhöhen würden [2].
Um den Eigenverbrauch einer PV-Anlage zu erhöhen
ist es möglich, diese mit einem Speicher zu
kombinieren. Dabei sind aber die meist hohen Investitionskosten
zu bedenken, die eine Speicherintegration
derzeit in vielen Fällen nicht wirtschaftlich
darstellen lassen. Als Alternative zu einem Speicher
kann zur Erhöhung des Eigenverbrauchs eine Kontinuität
der Strombereitstellung mittels baulicher
Maßnahmen bei der Errichtung der PV-Anlage erreicht
werden. Darunter versteht man die Anlagenausrichtung
nach Osten bzw. Westen um neben der
Mittagszeit (Südausrichtung) auch in den Vor- und
Nachmittagsstunden Strom effizient zu produzieren
[2].
Eine Überschusseinspeisung kann dann interessant
sein, wenn entsprechende Förderungen bzw.
Einspeisetarife bestehen. Dies betrifft vor allem die
Stromgenerierung an Wochenenden, da der Betrieb
in vielen Unternehmen eingestellt ist und der Strom
nicht direkt verbraucht werden kann [2].
© ECOTHERM
Wo kann Photovoltaik in Betrieben
zum Einsatz kommen
Die Errichtung einer PV-Anlage für die Stromversorgung
eignet sich generell für alle Unternehmen
und Betriebe, die Strom benötigen und die oben
dargestellten Voraussetzungen erfüllen. Besonders
vorteilhaft für die Energieversorgung mittels PV ist
ein stetiger Energieverbrauch bzw. eine konstante
Grundlast des Betriebes/Unternehmens, beispielsweise
für kontinuierlich betriebene Pumpen [2].
Neben industriellen Produzenten und Dienstleistern
bietet auch der Einsatz von PV in der Landwirtschaft
großes Potenzial. Ein Pilotprojekt der
steirischen Landwirtschaftskammer hat gezeigt,
dass Österreichs Landwirte durch die Erzeugung
von Solarstrom zur Eigenbedarfsabdeckung rund
€ 200 bis 250 Millionen Energiekosten einsparen
können. Die Untersuchung hat gezeigt, dass, je
nach Betriebstyp, zwischen 50 und 90 % des
selbst erzeugten Stroms direkt am Hof verbraucht
werden können [4].
Wirtschaftliche Aspekte
Aus wirtschaftlicher Sicht ist für die Entscheidung
für oder gegen eine PV-Anlage der Strompreis,
den das Unternehmen bzw. der Betrieb
derzeit bezahlt, maßgeblich. Wenn ein Unternehmen
aufgrund des hohen Strombedarfs einen Tarif
von weniger als 10 Cent/kWh aufweist, wird eine
PV-Anlage aus wirtschaftlicher Sicht derzeit in den
wenigsten Fällen darstellbar sein. Wird der Strom
aber zu einem Preis von 13-14 Cent/kWh bezogen,
rentiert sich eine PV-Anlage, abhängig von anderen
Voraussetzungen, in vielen Fällen bereits [2].
Entscheidend für die Darstellung der Wirtschaftlichkeit
ist in erster Linie nicht der Renditegedanke
der Investition, sondern der Vergleich der
Gestehungskosten, also des Kostenvergleichs des
Strombezugs aus dem Netz und der Eigenstromerzeugung
[2]. Geht man von einer Anlagenlaufzeit
von 25 Jahren aus, ergibt sich für PV-Anlagen ein
Stromgestehungspreis von 12-13 Cent/kWh. Entscheidend
hierbei ist, dass dieser Strompreis für die
gesamten 25 Jahre gilt und somit eingefroren wird.
Dadurch wird einerseits die Planbarkeit zukünftig
erleichtert und andererseits eine Unabhängigkeit
von Strompreisschwankungen und –steigerungen
erreicht [1][2].
8 green tech report 2013 green tech report 2013 9

Auch bedingt durch ein tendenzielles Abnehmen der
Vergütungen für die Einspeisung ins Stromnetz wird
die Rolle des Eigenverbrauchs, und damit die Reduzierung
des Strombezugs aus dem Netz, immer attraktiver.
Energiemanagementsysteme ermöglichen
es, den Eigenverbrauch einer PV-Anlage zu erhöhen,
da beispielsweise industrielle Prozesse mit der
Stromproduktion abgestimmt werden können. Dabei
bildet eine fachgerechte Auslegung der Anlage
sowie ein der Planung vorgelagertes Verbrauchsgutachten
die Basis. Auch Verbindungen mit anderen
Systemkomponenten wie beispielsweise Wärmepumpen
können zu einem wirtschaftlichen Gesamtsystem
kombiniert werden [8][9].
© HILBERSOLAR
Ein weiterer Faktor bei der wirtschaftlichen Betrachtung
einer PV-Anlage ist, wie bei vielen anderen Investitionen,
die Eigenkapitalverfügbarkeit. Wenn
eine Anlage nur mittels Fremdkapital finanziert wurde,
kann es sein, dass die dafür fälligen Zinsen den
finanziellen Vorteil der Stromerzeugung mittels PV
wieder ausgleichen. Aus ökonomischer Sicht sollte
somit ein möglichst hoher Eigenkapitalanteil bei der
Investition angestrebt werden [2].
Innovative Geschäftsmodelle
Fördersysteme und Vergütungssätze im Bereich der
PV sind, unter anderem aufgrund stetig sinkender
Anlagenpreise, ständigen Adaptionen unterworfen.
Fördersätze können abgesenkt, Fördersysteme
zukünftig zurückgefahren oder ganz abgeschafft
werden. Aus diesem Grund haben sich Geschäftsmodelle
entwickelt, die neben der „klassischen“
Netzeinspeisung oder dem Eigenverbrauch Möglichkeiten
aufzeigen, eine PV-Anlage zu errichten
bzw. zu betreiben [6].
So können Unternehmen und Betriebe den mit der
eigenen Anlage produzierten Solarstrom vermarkten
und somit selbst Energiedienstleister werden.
Dies kann Beispielsweise über eine Kooperation mit
einem EVU oder über Strombezugsvereinbarungen
(Power Purchase Agreements, PPAs) mit dem
Strombezieher erfolgen [6][8].
© iStockphoto/nasenmann
Eine andere, für Unternehmen und Betriebe relativ
einfache und unkomplizierte Möglichkeit um aus der
Nutzung von Solarenergie auch wirtschaftliche Vorteile
zu erzielen ist die Vermietung von betriebseigenen
Dachflächen an einen Anlagenbetreiber.
Dieser ist dann für die Finanzierung, den Bau und
die Wartung der Anlage zuständig, auch sämtliche
rechtliche und technische Voraussetzungen werden
geschaffen. Dem Dacheigentümer entstehen in diesem
Geschäftsmodell keine Kosten und er erhält
für die Dachnutzungsrechte ein Entgelt vom Betreiber
der Anlage [7]. Umgekehrt ist es durch solche
Pacht-Modelle auch für jene Unternehmen möglich
eine PV-Anlage zu errichten, die selbst nicht über
die geeigneten Dachflächen verfügen. In diesem
Fall müssen die Pachtkosten in die Wirtschaftlichkeitsberechnung
der Gesamtanlage miteinbezogen
werden [2].
Ein weiteres innovatives Geschäftsmodell kann die
Finanzierung der PV-Anlage mittels Mitarbeiterbeteiligung
sein. Ähnlich den bereits mehrfach umgesetzten
Bürgerbeteiligungsmodellen erfolgt hierbei
die Beschaffung finanzieller Mittel zur Investition in
eine PV-Anlage über Beteiligungen der Mitarbeiter.
Dabei haben Mitarbeiter die Möglichkeit, sich mittels
Anlagenanteilen an der Investition finanziell zu beteiligen
wofür eine gewisse Rendite über die Laufzeit
der Anlage fällig wird. Diese Finanzierungsvariante
hat neben der Nutzung regenerativer Energie noch
den weiteren Vorteil der Mitarbeiterbindung. Darüber
hinaus ist eine Finanzierung durch einen Bankkredit
in diesem Fall nicht notwendig. In Österreich wurde
diese Art der Finanzierung bis dato noch nicht umgesetzt,
kann aber zukünftig eine interessante Alternative
für Unternehmen und Betriebe sein [2].
Die aus anderen Bereichen bekannte Sale-andlease-back
Finanzierungsvariante kann auch für
PV-Anlagen herangezogen werden. Dabei werden
Photovoltaikmodule einer errichteten Anlage zuerst
verkauft um sie dann wieder zurückzumieten [2].
Good Practice I
Firmenzentrale Windkraft Simonsfeld
Geringer Energiebedarf im Betrieb ist eine der zentralen
Vorgaben für die Errichtung der Firmenzentrale
der Windkraft Simonsfeld AG. Um dieser Anforderung
gerecht zu werden, wird eine 50 kWp Photovoltaik-Anlage
mit einem erwarteten Jahresertrag von
40.000 kWh installiert. Das Photovoltaik-Kraftwerk
wird großteils dachgeständert ausgeführt, zu einem
gewissen Anteil werden die PV-Elemente auch fassadenintegriert
angebracht. Im Sommer schützen
diese PV-Beschattungselemente an der Südfassade
vor unerwünschter Überwärmung.
Die Stromerzeugung aus der PV-Anlage wird unter
anderem für den betriebsinternen Fuhrpark, bestehend
aus vier Elektroautos, genutzt. Als Lademöglichkeit
werden drei Ladesäulen am Betriebsgelände
errichtet. Somit werden die Betriebskosten durch
die Installation der PV-Anlage weiter reduziert und
der Umweltnutzen erhöht.
Neben der Installation der PV-Anlage wird eine
Reihe an weiteren Maßnahmen getroffen, um den
Energiebedarf im Betrieb möglichst gering zu halten.
Dazu zählen beispielsweise die Ausführung der
Außenwände im Passivhausstandard, sowie passive
und aktive solare Nutzung. In der Südfassade integ-
Leistung und Größe der PV-Anlage
Erwarteter Ertrag
Verknüpfung mit Elektromobilität
Weitere Maßnahmen
50 kWp ; 400 m² Modulfläche
40.000 kWh/Jahr (ausgelegt als Überschusseinspeisung)
3 Ladesäulen (Hersteller Mehler oder Keba) sowie vier Elektroautos
(Mitsubishi i-miev, Renault Kangoo, Renault Fluence, Renault Zoe)
Aktive und passive solare Nutzung
Fassadenintegrierte Solarthermieanlage
Wärmepumpe (Tiefensonden)
Bauteilaktivierung (Betonelemente)
Free Cooling Anlage
Grundwasserkühlung
Investition PV-Anlage € 145.000
Investitionsvolumen gesamt € 4 Mio.
Bauzeit März 2013 – April 2014
Quelle: Windkraft Simonsfeld (2013) [10]
© Architekturbüro Reinberg ZT GmbH
rierte thermische Kollektoren decken einen Großteil
des Warmwasserbedarfes. Der winterliche Wärmebedarf,
bereitgestellt mittels Wärmepumpe, wird
über Tiefensonden der Erde entzogen. Die sommerliche
Kühlung erfolgt ebenfalls durch die Nutzung
der stabilen Temperaturen aus 110 Metern Tiefe,
welche mittels Bauteilaktivierung der Betonelemente
direkt in den Bürobau übertragen werden. Zusätzlich
wird eine nächtliche Abkühlung durch Free
Cooling erzielt, welches öffenbare Fassaden- und
Deckenelemente nutzt. Der Serverraum wird mittels
Grundwasser gekühlt, welches mittels eines Langsamläufers
mit Windenergie gefördert wird.
Die Kombination dieser modernen Energietechniken
macht die Unternehmenszentrale der Windkraft Simonsfeld
AG zu einem der ersten betrieblichen Netto-Plus-Energiegebäude
Niederösterreichs.
10 green tech report 2013 green tech report 2013 11

Good Practice II
Tele Haase
TELE Haase Steuergeräte hat 2011 eine PV-Anlage
mit einer Spitzenleistung von 72 kW peak und einem
Flächenbedarf von rund 2.500 m² in Betrieb genommen.
Das Unternehmen wurde 1963 als Familienunternehmen
in Wien gegründet und entwickelt und
produziert Überwachungs- und Steuerungslösungen
für Kleinkraftwerke wie Photovoltaik- oder Windanlagen.
Innerhalb von zwei Wochen Errichtungszeit
wurden die über 300 polykristallinen Module mit
einer Leistung von je 185 W peak auf dem Dach des
Firmengebäudes installiert. Durch die PV-Anlage
werden pro Jahr durchschnittlich 70 Megawattstunden
Strom erzeugt, das entspricht dem Energiebedarf
von 20 Durchschnittshaushalten. Die garantierte
Anlagenleistung für die ersten zehn Jahre beträgt
90 % der Nennleistung, für die Betriebsjahre 10 – 20
beträgt sie 80 %. Es wird von einer Leistungsdegradation
von weniger als 0,35 % pro Jahr ausgegangen,
die Gewährleistung beträgt fünf Jahre. Vier tra-
Anlagenleistung
Anlagengröße
Gesamtertrag/Jahr
Geschätzte Eigennutzung 70 – 80 %
Modulneigung 15 °
Errichtungsdauer
Investitionsvolumen
Quelle: Tele Haase (2013) [12]
72 kW peak
über 500 m² Modulfläche bei über 300 polykristallinen Modulen
70.000 kWh (Klimatisierungsbedarf bei TELE: 37.500 kWh/Jahr)
2 Wochen
folose Wechselrichter mit einem Wirkungsgrad von
über 98 % wandeln den produzierten Gleichstrom in
nutzbaren Wechselstrom um.
Die Photovoltaikanlage deckt rund 25 % des Energieverbrauchs
ab und wird in erster Linie für den
Betrieb der Klimaanlage sowie für die Fertigung herangezogen.
Der nicht im Betrieb verbrauchte Strom
wird über einen Netzzugangsvertrag in das Netz von
Wien Energie eingespeist.
€ 250.000 (davon € 100.000 Förderung der Stadt Wien)
Fotos: © Tele Haase
Windkraft
Einleitung
Studien belegen, dass das Interesse an Kleinwindenergieanlagen
(KWEA) steigt, damit verbunden ist
auch ein Informationsbedarf gegeben um qualitativ
hochwertige Anlagen zu realisieren. KWEA sind in
der Regel darauf ausgelegt, den Eigenbedarf von
Haushalten, Landwirtschaften und Kleinbetrieben
zu decken. Dieser Umstand unterscheidet sich
auch wesentlich von der „klassischen“ Großwindkraft,
die ein Einspeisen des gesamten erzeugten
Stroms ins Netz vorsieht [1].
Bis dato wurde eine Vielzahl von Projekten im Bereich
der Kleinwindkraft umgesetzt. Unter diesen
Projekten sind viele positive, hoch effiziente Anlagen
zu finden, allerdings auch eine Reihe an KWEA, die
an schlecht geeigneten Standorten oder in minderer
Qualität (Beratung, Ausführung, Material) errichtet
wurden. Daraus lässt sich ableiten, dass umfassende
Information zum Standort und zur Anlage
entscheidend für eine hochwertige Ausführung der
KWEA ist [1].
Beachtet man die notwendigen Voraussetzungen
für die Errichtung einer Windkraftanlage kann diese
Art der Energieerzeugung einen Mehrwert für landwirtschaftliche,
produzierende und dienstleistende
Unternehmen und Betriebe generieren. Will sich ein
Betrieb/Unternehmen mittels einer KWEA mit Strom
versorgen, muss im Vorfeld der Errichtung einer
Anlage eine Standortanalyse, eine Anlagenauswahl
sowie wirtschaftliche Betrachtungen durchgeführt
sowie entsprechende Genehmigungen eingeholt
werden [1].
Was ist kleine Windkraft
Eine Definition von kleiner Windkraft im eigentlichen
Sinne gibt es nicht. Basierend auf gesetzlichen
Vorgaben hinsichtlich der Leistungsobergrenze
für die Errichtung einer Anlage ohne
gesonderte Widmung und aufwendiges Verfahren
beschränken sich viele Hersteller von KWEA
auf eine Leistungsklasse bis 20 kW [1]. Einen
anderen Ansatz verfolgt die ÖVE/ÖNORM EN
61400-2, die KWEA als Windanlagen definiert,
die eine Spannung unter 1000 V Wechselspannung
oder 1500 V Gleichspannung erzeugen
und deren vom Rotor überstrichene Fläche kleiner
als 200 m² ist. Das entspricht einer Leistung
von rund 50 kW [2][3].
In Österreich sind derzeit rund 200 KWEA installiert,
summiert ergibt sich eine Gesamtleistung aller Anlagen
von rund 200 kW [3]. Für die österreichische
Kleinwindkraftbranche ist der Export ein bedeutender
Faktor, Zielländer sind aufgrund der guten
Windverhältnisse vor allem Großbritannien und Dänemark.
Zu den österreichischen Firmen der Kleinwindkraftbranche
zählen unter anderem Schachner
Wind GmbH, Ecovent und Silent Future Tec GmbH [5].
Technologische Aspekte
Kleinwindkraftanlagen können hinsichtlich ihrer
technischen Ausführung nach mehreren Gesichtspunkten
unterschieden werden [1].
Horizontalachsenturbinen ähneln den Großwindkraftanlagen
und sind auch im niederen Leistungsbereich
am weitesten verbreitet und weisen den
höchsten Wirkungsgrad auf. Daneben gibt es noch
Vertikalachsenturbinen sowie von diesen beiden
Grundformen abgewandelte Sonderbauformen [1].
Für Horizontalachsenturbinen ist eine Windnachführung
notwendig, die mittels Windfahne oder per
Windrichtungsmessung erfolgen kann. Im Falle von
Lee-Läufern (Roter befindet sich auf der dem Wind
abgewandten Seite) sowie bei Vertikalachsenturbinen
ist eine Windnachführung nicht notwendig, die
Anlage steht automatisch immer im Wind [1].
Die Größe der Rotorfläche sowie die Leistung des
Generators müssen ebenfalls den herrschenden
Windverhältnissen angepasst werden. In windschwachen
Gebieten sind Anlagen mit niedriger
Leistung pro m² Kollektorfläche, also mit tendenziell
größeren Rotoren besser geeignet um die Windernte
zu maximieren [1][4].
Wesentlicher Bestandteil jeder KWEA ist die Sturmsicherung,
die bewirkt, dass die Anlage bei zu starkem
Wind keinen Schaden nimmt. Die Sturmsicherung
kann je nach Konstruktion mittels Stall- oder
Pitch-Regelung, Generatorkurzschluss, Helikopterregelung,
mechanischem Bremssystem oder durch
aus dem Wind drehen der Anlage erfolgen. Die
meisten KWEA produzieren ab einer Windgeschwindigkeit
von 3-4 m/s (11-15 km/h) Energie, die Abschaltgeschwindigkeit
mittels Sturmsicherung liegt
bei rund 18 m/s (65km/h). Neben der Sturmsicherung
ist aufgrund der exponierten Lage von KWEA
ein Blitzschutz unerlässlich [1].
An ausgezeichneten Standorten können KWEA
bis zu 1.200 Volllaststunden (Jahresertrag/Leistung)
erreichen, an mittelmäßigen Standorten rund
500-800 Volllaststunden. In der Großwindkraft werden
als Vergleichswert über 2.000 Volllaststunden
erreicht [1].
12 green tech report 2013
green tech report 2013
13

© iStockPhoto/Guy Erwood
Vorteile von Kleinwindkraftanlagen
Die Vorteile von KWEA reichen von der Erlangung
lokaler Energieautarkie bis hin zur Reduktion der
Luftverschmutzung durch die Vermeidung fossiler
Energieträger. Weiters ist die Nutzung der kostenlosen
Energiequelle Wind aufgrund schwankender
Energiepreise ein wesentlicher Faktor bei der
Entscheidung für einen passenden Energieträger.
Nicht zuletzt wird durch die Installation von KWEA
die öffentliche Bewusstseinsbildung für Windkraft
vorangetrieben und in Richtung erneuerbare Energieträger
sensibilisiert [4].
Das Erzeugungsprofil von KWEA unterscheidet sich
maßgeblich von jenem von Photovoltaikanlagen.
KWEA produzieren vor allem in den Morgen- und
Abendstunden sowie in den Wintermonaten Strom,
darüberhinaus ist die Stromerzeugung stetiger über
den Tagesverlauf verteilt. Dieser Umstand bietet Vorteile
für die für die Wirtschaftlichkeit entscheidende
Eigenbedarfsabdeckung in Betrieben und Landwirtschaften.
Die Speicherproblematik kann, beispielsweise
durch eine Kombination von PV-Anlagen mit
KWEA, deutlich reduziert werden [9].
Voraussetzungen für Kleinwindenergieanlagen
Eine Grundvoraussetzung für die Installation einer
Kleinwindkraftanlage ist die Standortwahl
basierend auf einer umfassenden Bewertung.
Ohne eine ausreichend lange Windmessung mit
einem vereisungsfreien Windmessgerät, eine Beratung
durch eine Planungsfirma sowie die Beachtung
weiterer Aspekte sollte kein Projekt realisiert werden,
da ansonsten ein effizienter Betrieb nicht gewährleistet
werden kann [1][4].
Standortbezogene Windverhältnisse
Die herrschenden Windverhältnisse sind der entscheidende
Faktor bei der Auswahl eines geeigneten
Standortes für die Errichtung einer KWEA. Dabei
sind nicht Höchstgeschwindigkeiten, sondern die
mittlere Windgeschwindigkeit sowie die Windklassenverteilung
über ein Jahr gemessen entscheidend.
Eine Windmessung direkt vor Ort ist unerlässlich
und sollte mindestens 3 Monate, im Idealfall ein
Jahr durch qualifiziertes Personal mit entsprechender
Ausrüstung durchgeführt werden. Die Windmessung
vor Ort dient als wesentliche Grundlage für die
spätere Ertragsprognose und kann durch Hochrechnungen
aus lokalen Winddaten ergänzt werden [1].
Die Bedeutung der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit
wird ersichtlich, wenn man sich vor
Augen führt, dass aufgrund physikalischer Grundlagen
eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit
eine Verachtfachung der möglichen Windkraftleistung
bewirkt [4]. In Abb. 1 ist Anlagenleistung einer
typischen KWEA in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit
dargestellt.
In Abb. 2 ist erkennbar, dass die typischen Windklassehäufigkeiten
den Leistungskurven von Windkraftanlagen
in der Regel gegenläufig sind und hohe
Windgeschwindigkeiten (entsprechen hoher Leistung)
nur selten auftreten [1].
Abb 2: Typische Windklassenverteilung und Leistungskurve.
Quelle: AEE Arbeitsgemeinschaft Erneuerbare Energie
NÖ-Wien (2013): Kleinwindkraft – Ein Leitfaden zur Planung
und Umsetzung.
Da sich die Anlagenkennlinien von Kleinwindkraftanlagen
je nach Bauart, Dimensionierung und Hersteller
unterscheiden, ist die Windklassenverteilung
eine wichtige Entscheidungsgrundlage für eine dem
Standort optimal angepasste KWEA [1].
Neben einer direkten Windmessung hilft eine Beurteilung
des den Standort umgebenden Reliefs
bei der Standortwahl. KWEA müssen außerhalb des
Windschattens von Hindernissen und außerhalb
von Turbulenzbereichen errichtet werden. Innerhalb
von bebauten Gebieten und Wäldern ist die Windgeschwindigkeit
geringer, Anlagen sollten an Randgebieten
und an der Seite der Hauptwindrichtung
errichtet werden. Um ein möglichst großes Anströmfeld
zu ermöglichen sollten Hindernisse weit überragt
werden bzw. sich in ausreichender Entfernung
befinden [1].
Anlagenwahl
für die geplante Einspeiseleistung geeignet ist [6].
Weitere Aspekte bei der Planung einer KWEA
Neben den standortbezogenen Windverhältnissen
muss der Schattenwurf und der damit verbundene
Stroboskopeffekt einer potenziellen
KWEA bei der Planung in Betracht gezogen
werden. Nur wenn gewährleistet ist,
dass sich keine negativen Beeinträchtigungen
durch die Errichtung der Anlage
ergeben ist eine Realisierung des Projektes
sinnvoll [1]. In diesem Zusammenhang
eignen sich Gewerbegebiete für die Anwendung
von KWEA, da hier meist relativ
offenes Gelände ohne Wohnbauten vorzufinden
ist [5].
Weiters muss der Standort hinsichtlich Fundament,
Abspannung, Statik etc. für die Errichtung einer
KWEA geeignet sein. Neben freistehenden Windkraftanlagen
besteht auch die Möglichkeit, KWEA
auf Gebäudedächern zu installieren. In diesem Fall
muss besonderes Augenmerk auf statische, geräuschbezogene
und ertragsrelevante Aspekte
Rücksicht genommen werden [1].
Neben der Standortbeschaffenheit sind technische
Aspekte der KWEA bereits bei der Planung
zu berücksichtigen. Dazu zählt beispielsweise
die Lärmbelastung, die von der Anlage ausgeht.
Hier gibt es bereits einige innovative Ansätze
mehrerer Anbieter, die die Schallemissionen auf
ein Minimum reduzieren können [1].
Wo können Kleinwindenergieanlagen
zum Einsatz kommen
Wird der produzierte Strom aufgrund des möglicherweise
vom Erzeugungsprofil unterschiedlichen
Lastprofiles des Betriebes nicht verbraucht,
besteht auch die Möglichkeit, diesen
zu speichern. Eine für Betriebe interessante Variante
der Energiespeicherung kann „Power to
heat“ bieten. Dabei wird der Strom nicht direkt
als solcher gespeichert, sondern in Form von
Wärme. Entweder kann die Energie zur Erzeugung
von Raumwärme genutzt werden oder in
einen Wärmespeicher übergeführt werden. Eine
Kombination mit einer Solarthermieanlage (à
Solarthermie) kann hier zu besonders effizienten
Ergebnissen führen [5].
Abb. 1: Typische Leistungskurve für Kleinwindkraftanlagen.
Quelle: http://kleinewindkraft.wordpress.com/technischefaktoren/
[10.07.2013]
Die durchschnittliche Jahreswindgeschwindigkeit
gibt einen guten ersten Anhaltspunkt für die Eignung
eines Standorts, eine Windklassenverteilung präzisiert
die Standortqualität aber deutlich.
Neben den bereits mit den Windverhältnissen verbundenen
Aspekten bei der Anlagenwahl muss bei
der Anschaffung auf eine entsprechende Qualität
der Anlage geachtet werden. Es wird empfohlen,
sich beim Hersteller nach Referenzen, Zertifizierungen
und dem Serviceangebot (Anlagenüberwachung,
Reparatur) zu erkundigen bzw. direkt bei Anlagenbetreiben
deren Erfahrungen nachzufragen [1]
[4].
Eine Kleinwindkraftanlage sollte hinsichtlich der Dimensionierung
dem erwarteten Lastprofil des Unternehmens/Betriebes
angepasst sein um einen hohen
Eigenstromverbrauchsanteil zu ermöglichen (siehe
Kapitel zur Wirtschaftlichkeit von KWEA). Weiters
kann eine Lastflussberechnung vom Netzbetreiber
notwendig werden, die eruieren soll, ob die Leitung
Derzeit kommen die meisten KWEA in Landwirtschaften
zum Einsatz, da passende Voraussetzungen
hinsichtlich Standort und Strombedarf gegeben
sind [5].
Die Nutzung von Kleinwindkraft eignet sich aber
bei guten Voraussetzungen (siehe oben) auch
für produzierende und dienstleistende Betriebe,
da der Strombedarf, verglichen mit jenem von
Haushalten, in der Regel höher ist. Windkraftanlagen
produzieren den Strom vor allem morgens und
abends sowie während der Nacht. Aufgrund des
Lastprofils vieler Betriebe ist deswegen beispielsweise
eine Kombination von Kleinwindkraft mit einer
Photovoltaikanlage sinnvoll (à siehe Kapitel zur
Photovoltaik). Dies ist vor allem für jene Betriebe
der Fall, deren Strombedarf ganztägig vorhanden
14 green tech report 2013 green tech report 2013 15

ist um beispielsweise Kühlgeräte oder Anlagen,
die im Schichtdienst gefahren werden, zu betreiben
[5]. Eine Errichtung von KWEA kann auf Freiflächen
sowie auf Gebäuden erfolgen, wobei jeweils
unterschiedliche Voraussetzungen zu erfüllen sind
[1]. Dem Einsatz von KWEA in Gewerbegebieten
wird ein großes Potenzial attestiert, da die Voraussetzungen
hinsichtlich Standortgegebenheiten
und Strombedarf für die Anwendung dieser Technologie
in vielen Fällen passend sein können, dennoch
vorab intensiv geprüft werden müssen. Auch
ein Zusammenschluss mehrerer Unternehmen in einem
Gewerbegebiet zum Betrieb einer KWEA Anlage
kann die Wirtschaftlichkeit aufgrund des höheren
energetischen Eigenbedarfs und der sich möglicherweise
ergänzenden Lastprofile erhöhen [5]. KWEA
können über ein Stromversorgungsnetz betrieben
werden, oder wenn dieses nicht vorhanden ist als
Inselanlagen mit entsprechender Speichertechnologie
konzipiert sein [1].
© HOFFMANN & PARTNER GMBH
Wirtschaftliche Aspekte
KWEA sind nicht dafür gedacht, hohe Renditen
für den Nutzer zu generieren, können aber unter
guten Voraussetzungen in einem Landwirtschaftsoder
Gewerbebetrieb über die Lebensdauer gesehen
wirtschaftlich betrieben werden. Entscheidend
für die Wirtschaftlichkeit eines Projektes sind der
Standort, die Qualität der Anlage (und deren Anpassung
an den jeweiligen Standort) und die Höhe des
Eigenverbrauchsanteils [8]. Die Anlagenkosten liegen
je nach Größe und Bauart zwischen € 3.000 und
€ 7.000 pro kW [1].
Kleinwindkraftanlagen sind dann am wirtschaftlichsten,
wenn ein möglichst großer Anteil des
produzierten Stroms durch das Unternehmen
oder den Betrieb selbst wieder verbraucht wird,
denn im Gegensatz zu Photovoltaik gibt es derzeit
keine attraktiven Einspeisevergütungen für Kleinwindkraft.
Wird beispielsweise bei schwachem Wind
Energie erzeugt, kann diese aufgrund der geringen
Spannung oft nicht über den Wechselrichter eingespeist
werden. Diese Energie kann aber zur Ladung
von Akkus oder zum Aufheizen von Wasserboilern
verwendet werden. Somit spielt für die Wirtschaftlichkeit
einer Anlage das Lastprofils des Unternehmens
eine ebenso wichtige Rolle wie die Windverhältnisse
am Standort. Die gewählte Anlagengröße
muss deswegen mit dem zukünftigen Lastprofil abgestimmt
werden um ertragsschwächende Überoder
Unterdimensionierung zu vermeiden. Um den
Anteil des Eigenverbrauchs und dadurch die
Wirtschaftlichkeit der Anlage weiter zu erhöhen
sollte die Dimensionierung von KWEA eher
gering ausfallen um Überkapazitäten, die nicht
selbst genutzt werden können zu vermeiden [1].
Da die Errichtung von Windkraftanlagen mit sinkender
Nennleistung verhältnismäßig teurer wird (€/kW),
eignen sich Betriebe und Unternehmen aufgrund
des meist höheren Stromverbrauchs besser für diese
Technologie als Haushalte. Ein jährlicher Strombedarf
von 10 – 20 MWh sollte gegeben sein um die
Wirtschaftlichkeit einer Anlage sinnvoll darzustellen
[1][5].
Verglichen mit Großwindkraft sind die notwendigen
Investitionen in eine Kleinwindkraftanlage viel geringer
und somit auch für landwirtschaftliche und andere
Betriebe interessant. KWEA sind somit leichter
finanzierbar und stellen, unter Beachtung der notwendigen
Voraussetzungen (siehe oben), eine nachhaltige
Wertanlage dar [6]. Hinsichtlich des Preises
von KWEA kann es in den nächsten Jahren aufgrund
von Optimierungen in den unterschiedlichen Bereichen
noch zu Senkungen kommen [5].
Weitere detaillierte Untersuchungen zur Wirtschaftlichkeit
finden Sie im Leitfaden zur Planung und Umsetzung
der AEE NÖ-Wien [1].
© iStockPhoto/David Jones
Rechtliche Aspekte
Bei der Errichtung einer Kleinwindkraftanlage müssen
unterschiedliche Gesetze beachtet werden. Herauszuheben
sind die im jeweiligen Bundesland gültige
Bau- und Raumordnung, das Elektrizitätsrecht
sowie der Natur-, Landschafts- und Denkmalschutz.
Eine umfassende Darstellung der rechtlichen Grundlagen
finden Sie online unter http://kleinewindkraft.
wordpress.com/. Weiters hat das Bundesministerium
für Wirtschaft, Familie und Jugend (BMWFJ)
einen „Anforderungskatalog für die Beurteilung von
kleinen Windenergieanlagen“ samt Erläuterungen
publiziert, der ebenfalls zur rechtlichen Orientierung
bei der Errichtung einer KWEA dienen kann [2].
Die Auslegungskriterien für kleine Windenergieanlagen
sind in der Europäischen Norm DIN EN /
IEC 61400-2 [IEC_2] geregelt. Anlagen von Herstellern,
die ihre Produkte nach dieser Norm
auslegen, beachten in der Regel alle relevanten
Sicherheitskriterien und stellen qualitativ hochwertige
Produkte her. Aufgrund des hohen finanziellen
Aufwands für eine solche Zertifizierung sind derzeit
nur einige wenige nach dieser Norm zertifizierte
Anlagen auf dem Markt. Eine Überprüfung
der KWEA ist, wenn kein entsprechendes Zertifikat
vorliegt, wichtig, da auch Produkte mit minderwertiger
Qualität auf dem Markt verfügbar sind [7].
Forschung und Entwicklung
Im Bereich der Forschung und Entwicklung steht
neben der Optimierung einzelner Komponenten
vor allem die Qualitätssicherung im Vordergrund.
Es sollen einheitliche Standards für KWEA definiert
werden, sodass gewährleistet wird, dass der Kunde
hochwertige Qualität bekommt [5]. Um am Markt
langfristig bestehen zu können sind Hersteller daran
interessiert, ihre Anlagen kontinuierlich zu verbessern
und Komponenten zu optimieren. Dadurch wird
die Technik von KWEA laufend verbessert und die
Effizienz erhöht [6].
Vertikalrotoren befinden sich derzeit noch in einer
intensiven Entwicklungsphase, vor allem im Stadtbereich
wird ihnen aufgrund der ansprechenderen
Optik ein großes Potenzial zugeschrieben. Aufgrund
der tendenziell niedrigen Bebauung eignen
sich nicht-innerstädtische Bereiche für diese Art der
Energieerzeugung [5].
16 green tech report 2013 green tech report 2013 17

Good Practice III
Landwirtschaftlicher Betrieb Baumgartner,
Stadt Haag, NÖ
Martin Baumgartner entschloss sich im Jahr 2009
aufgrund seines langjährigen Interesses für alternative,
umweltschonende Energieformen für die Errichtung
einer Kleinwindkraftanlage ECOVENT 10 (ausgelegt
für 9,9 kW) der Firma Hoffmann & Partner. Für
seinen landwirtschaftlichen Betrieb werden jährlich
ca. 30 000 kWh Strom benötigt. Durch die Aufstellung
einer eigenen Kleinwindkraftanlage konnte ein
beträchtlicher Teil der dadurch anfallenden Stromkosten
eingespart werden.
Für die Errichtung der Anlage waren ein Ansuchen
an die Gemeinde sowie eine naturschutzbehördliche
Bewilligung der Bezirkshauptmannschaft notwendig,
die nach einer Standortprüfung erteilt wurden.
Danach wurde die geplante Anlage durch die NÖ
Landesregierung sowie durch die EVN als Ökostromanlage
anerkannt.
Mitte August 2009 erfolgte die Fertigstellung des
Fundamentes, welches ca. 13 m³ Beton umfasst.
Der verzinkte Mast mit der Höhe von 18 Metern
wurde gemäß der Vorschreibung der Bezirkshauptmannschaft
grün lackiert, anschließend wurde die
Elektroinstallation vorgenommen. Während der
Mast von Herrn Baumgartner selbst zusammengesetzt
wurde, erfolgte die Montage der Kanzel durch
die Erzeugerfirma.
Anlagenleistung 9,9 kW (ECOVENT 10)
Windkraftproduktion (Laufzeit 19 Monate)
Jährlicher Strombedarf für Betrieb
Masthöhe
22.000 kWh
30.000 kWh
18 Meter
Betonfundament 13 m³
2500
2000
1500
© HOFFMANN & PARTNER GMBH
Windkrahprodukion [kWh]
Überschüssige Energie, die momentan für den landwirtschaftlichen
Betrieb nicht vonnöten ist, wird der
Firma OeMAG (Abwicklungsstelle für Ökostrom AG)
für ca. 9,5 Cent verkauft. In den ersten 19 Betriebsmonaten
wurden über 22.000 kWh Windstrom störungsfrei
produziert.
Good Practice IV
ebswien Hauptkläranlage
Abwasserreinigung auf dem Stand der Technik benötigt
einen hohen Energieeinsatz. Die ebswien
hauptkläranlage, die größte Kläranlage Österreichs,
verbraucht mit 57 GWh pro Jahr ein knappes Prozent
des gesamten Wiener Strombedarfs.
Mit dem abgeschlossenen Projekt SternE – Strom
aus erneuerbarer Energie konnte die ebswien hauptkläranlage
ihren Strombedarf bereits um 11 % reduzieren
bzw. durch selbst erzeugte erneuerbare
Energie ersetzen. Einen Mosaikstein des Energiemanagementsystems
der Wiener Hauptkläranlage stellt
die Kleinwindkraftanlage auf dem Anlagengelände
dar. Sie hat eine Gesamthöhe von 23 Meter, der Rotor
einen Durchmesser von 8,5 Meter, die Nennleistung
beträgt 9,9 kW. Mithilfe dieser Anlage können
rund 11.000 kWh Strom pro Jahr erzeugt werden,
das entspricht einer CO 2 -Reduktion von jährlich 4,5
Tonnen.
Ab einer Windgeschwindigkeit von 3 Meter pro Sekunde
produziert das Windrad mit bis zu 90 Umdrehungen
pro Minute Strom. Der erzeugte Strom wird
in erster Linie für die Beleuchtung der 3.500 Meter
langen Kollektorgänge im „Keller“ des 420.000 m²
großen Geländes der Hauptkläranlage verwendet.
Das Ziel des Unternehmens ist es, ab 2020 den gesamten
Energiebedarf auf dem Anlagengelände aus
erneuerbaren Energiequellen zu decken. Erreicht
wird das mit dem Projekt EOS – Energie-Optimierung
Schlammbehandlung, das ab 2015 in sechsjähriger
Bauzeit entstehen wird.
Gesamthöhe
Nabenhöhe
Rotordurchmesser
Nennleistung
Nenngeschwindigkeit
23 m
18,8 m
8,5 m
9,9 kW
90 U/min
Wirkungsgrad > 95 %
Stromerzeugung
CO 2 -Reduktion
Quelle: ebs Hauptkläranlage Wien (2013) [10]
© ebswien
11.000 kWh/a
4,5 t/a
1000
500
0
Abb. 3: Windkraftproduktion im Zeitraum Jänner 2010 bis März 2011. Datenquelle: IG Windkraft
Quelle: IG Windkraft (2013) [4]
Abb. 3: Windkraftproduktion im Zeitraum Jänner 2010 bis März 2011. Datenquelle: IG Windkraft
Quelle: IG Windkraft (2013) [4]
18 green tech report 2013 green tech report 2013 19
Bild im Ordner vorhanden, Quelle: HOFFMANN & PARTNER GMBH

Wärmeerzeugung
mittels erneuerbarer
Energieträger
Mehr als ein Drittel des Endenergieverbrauchs wird
für die Bereitstellung von Raumwärme, Warmwasser
und Kühlung in Wohn- und Dienstleistungsgebäuden
aufgewendet. Mit heutiger Technik können
auch bei Betriebsgebäuden oder mehrgeschoßigen
Wohn- und Bürobauten sowohl im Gebäudebestand
als auch im Neubau große Energieeinsparungen
realisiert werden, womit der Bedarf an Energie zur
Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser
deutlich gesenkt werden kann. In der europäischen
Gebäuderichtlinie wie auch in der Energiestrategie
Österreich wird bei der Wärmebereitstellung als
Ziel die Substitution von fossilen Energieträgern
durch effiziente erneuerbare Energieträger und die
Nutzung von Abwärme unter dem Einsatz effizienter
Technologien (Fernwärme in der Stadt und Einsatz
der Biomasse im ländlichen Bereich) gesehen [1].
Ein bedeutender Anteil des Endenergieverbrauchs
ist Prozesswärme, die teilweise in weiterer Folge als
Abwärme für weitere Nutzungen zur Verfügung steht
(Fernwärme, Niedertemperaturnetze). Im folgenden
Abschnitt werden auch Möglichkeiten vorgestellt,
wie erneuerbare Energien (z.B Solarthermie oder
Biomasse) für die Bereitstellung von Prozesswärme
genutzt werden können. Energieraumplanung
im Rahmen einer gesamtsystemischen Betrachtung
des Energiesystems soll bereits bei der Planung,
dem Entwurf, dem Bau oder einer Renovierung eine
Auswahl oder optimale Kombination aus der Verwendung
erneuerbarer Energien und/oder dem
möglichen Einsatz von leitungsgebundener Abwärme
als hocheffizienter KWK oder Abwärme aus fossilen
oder biogenen Energieträgern sowie biogene
Nahwärme ermöglichen. Ein Good-Practice-Beispiel
zeigt die Möglichkeit der Abwärmenutzung für
die Bereitstellung von Fernwärme bzw. -kühlung im
Rahmen einer regionalen bzw. überregionalen Energieraumplanung.
Der folgende Abschnitt des green tech reports befasst
sich mit den technischen Möglichkeiten, wie
in Betrieben (Prozesse und Gebäude), Dienstleistungsgebäuden
und mehrgeschoßigen Wohnbauten
zumindest ein Teil des Wärme- und Kühlbedarfs
mittels erneuerbarer Energie gedeckt werden
kann. Dabei wird vor allem die Bereitstellung von
Niedertemperaturwärme für Gebäude durch Solarwärme,
Biomasse und die Nutzung von Umgebungswärme
betrachtet, wobei die Reduktion
des Wärmebedarfs durch die Verbesserung der
thermischen Gebäudequalität bzw. die Errichtung
neuer Gebäude im Niedrigenergiestandard immer
Priorität haben muss. In Verbindung mit der Nutzung
von Umgebungswärme werden auch die neuesten
Entwicklungen im Bereich der Wärmepumpen und
Wärmespeicherung (z.B. saisonale Wärmespeicher,
Bauteilaktivierung) und die aktuelle Forschung
und Entwicklung im Bereich Systemlösungen für
den Gebäudebestand (GEOSOL) näher beleuchtet.
Good-Practise-Beispiele runden den Abschnitt ab
und zeigen u.a. auch das Energieeinsparungspotenzial,
das durch die kaskadische Nutzung von Abwärme
möglich ist.
Bioenergie
Einleitung
In Europa ist das Angebot an Biomasse sehr
groß und dieser Energieträger deckt einen bedeutenden
Teil des Energiebedarfs ab [1]. Bei
der Verbrennung von Biomasse entsteht Wärme,
die mittels verschiedener technischer Lösungen genutzt
werden kann. Weiters können sowohl Strom
als auch Treibstoffe aus fester, flüssiger und gasförmiger
Biomasse gewonnen werden [3]. Auch die
kombinierte Bereitstellung von Wärme und elektrischem
Strom im kleinen und kleinsten Leistungsbereich
mittels Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung gewinnt
unter dem Aspekt einer effizienten und dezentralen
Nutzung erneuerbarer Energieträger immer mehr an
Bedeutung [7]. Der Hauptteil der in Österreich energetisch
verwendeten Biomasse stammt aus dem
Wald. Aber auch Bioabfälle, Strauchschnitt, Speiseund
Küchenabfälle sowie Gülle aus der Tierhaltung
zählen dazu. Biomasse ist somit die gespeicherte
Sonnenenergie in Form von Energiepflanzen, Holz
oder Reststoffen [3].
Technologische Aspekte
Aus Biomasse kann auf unterschiedlichen technischen
Wegen in Energie gewonnen werden.
Dazu zählen neben der direkten Verbrennung
von Festbrennstoffen thermo-chemische Umwandlungen
(Verkohlung, Vergasung, Pyrolyse),
physikalisch-chemische Umwandlungen (Umesterung,
Pressen) und bio-chemische Umwandlungen
(Alkoholgärung, Biogaserzeugung,
Kompostierung). Die aus diesen Prozessen entstehenden
festen, flüssigen oder gasförmigen
Energieträger werden zur Kraft/Strom- und Wärmegewinnung
verbrannt [11].
Hinsichtlich des Bedienungskomforts sind moderne
Biomassefeuerungen mit Ölheizungen zu vergleichen.
Bei kleineren Pelletsanlagen muss man
beispielsweise nur ca. alle zwei Jahre die Asche
entleeren, der Arbeitsaufwand für den Nutzer ist
gering. Auch die Steuer- und Regelungstechnik, die
Rohstoffanlieferung sowie der Raumbedarf der Anlage
ist mit jener von Ölheizungen vergleichbar. Die
Feinstaub-Emissionen konnten in der Vergangenheit
ebenfalls auf ein Minimum reduziert werden [1].
© iStockPhtot/Ivan Ivanov
Österreichische Hersteller sind internationale
Spitzenreiter im Bereich der Biomassefeuerungen.
Umfassende technologische Verbesserungen,
beispielsweise eine Steigerung des Wirkungsgrades
um mehrere Prozentpunkte, sind somit aufgrund
des bereits sehr hohen Niveaus schwer realisierbar.
Aktuelle Herausforderungen der Branche liegen
darin, die Anlagen für andere agrarische Rohstoffe
abseits der klassischen Holzbiomasse zu optimieren
(z. B.: Minimierung der Staubemissionen) [2].
Vorteile der Nutzung von Biomasse
in Betrieben
Neben den unten angesprochenen finanziellen Vorteilen
aufgrund der geringeren Brennstoffkosten
(siehe Kapitel zu wirtschaftlichen Aspekten) ergeben
sich weitere Vorteile durch die Nutzung von Biomasse
im Betrieb. So kann durch die Nutzung von
Biomasse der Ausstoß von Treibhausgasemissionen,
sowie der damit verbundene biologische Fußabdruck
eines Produktes deutlich reduziert werden.
Weiters wird die Erlangung von Umweltzertifikaten
wie EMAS oder ISO 14001 durch solche Maßnahmen
unterstützt. Nicht zuletzt wird durch die Energiebereitstellung
mittels Blockheizkraftwerken ein
Inselbetrieb möglich, die Abhängigkeit von Preisen
fossiler Rohstoffe ist nicht gegeben [4].
Wo kann Biomasse in Betrieben
zum Einsatz kommen
Ein naheliegendes Einsatzgebiet für Biomasse findet
sich im Sinne einer kaskadischen Rohstoffnutzung
in der Papier- und Zellstoffindustrie sowie
in der holzbe- und -verarbeitenden Industrie
(z. B.: Sägeindustrie). Große Mengen an Holzprodukten,
welche im Produktionsprozess als vermeintliche
Ausschussware anfallen, können direkt
im Betrieb zur Wärme- und Stromerzeugung genutzt
werden. Transportwege werden so minimiert
und der Ressourceneinsatz optimiert [1][3]. In diesen
Industriesektoren werden Anlagen von bis zu 50 MW
realisiert [2]. Die in der Papier- und Zellstoffindustrie
als Nebenprodukt anfallenden Ablaugen stellen
ebenfalls eine potenzielle Energiequelle dar. Diese
Ablaugen bestehen im Wesentlichen aus dem gelösten
Holzbestandteil Lignin und werden in Ablauge-
und Wirbelschichtkesseln zumeist zur Deckung
des Eigenbedarfs an Strom und Raumwärme und
vor allem zur Deckung des betrieblichen Prozesswärmebedarfs
eingesetzt [3].
Optimale Voraussetzung für die Nutzung von Biomasse
bietet, unabhängig von der Branche, eine
kontinuierliche, über das gesamte Jahr benötigte
Grundlast. Dadurch ist die für die Wirtschaftlichkeit
der Anlage wichtige hohe Zahl an Volllaststunden
gegeben und die Anlage kann kontinuierlich im
optimalen Leistungsbereich arbeiten [1].
© iStockPhoto/BMLFUW_Rita Newman
Neben Prozesswärme kann Biomasse auch zur
Raumwärmeversorgung herangezogen werden.
Dazu können beispielsweise im Bürobereich jene
sehr ausgereiften Technologien herangezogen werden,
die auch im Ein- und Mehrfamilienbereich zum
Einsatz kommen. Neben Büroräumlichkeiten können
mit entsprechender Anlagendimensionierung
auch Produktionshallen oder ähnliche Einrichtungen
beheizt werden [2].
Wichtig für die Anwendung von Bioenergie zur Bereitstellung
von Prozesswärme ist die Frage nach
dem benötigten Temperaturniveau. Viele, vor allem
20 green tech report 2013 green tech report 2013 21

kleiner dimensionierte, Kessel sind darauf ausgelegt,
Temperaturen knapp unter dem Dampfniveau
zu erzeugen (bis 95°C). Dadurch ergibt sich, dass
vor allem jene Betriebe diese Technologie anwenden,
die ein geringeres Temperaturniveau
benötigen. Dazu zählen beispielsweise Lackierereien,
die ein Temperaturbedarfsniveau von rund 70
°C aufweisen [2].
Für einen langfristigen, technisch und wirtschaftlich
optimierten Betrieb muss jedem Projekt in der Planungsphase
ein detailliertes Wärmekonzept hinterlegt
sein, in dem die Anlagendimensionierung, die
Betriebsstunden, das Wärmeverteilnetz und weitere
wichtige Parameter aufgeführt sind [1].
Neben dem Temperaturniveau und einem Wärmekonzept
sind die örtlichen Voraussetzungen für
eine Anwendung von Biomasse entscheidend. So
muss beispielsweise ein Raum für die Lagerung des
Brennstoffes (z. B.: Pelletslager) vorhanden sein. Bei
Neu- oder Zubauten ist es sinnvoll, bereits frühzeitig
die notwendige Infrastruktur mit zu berücksichtigen
[2]. Ein entscheidender Faktor für ein nachhaltiges
Funktionieren der Anlage ist die Qualität der Errichtung
vor Ort. Die Anlageninstallation bietet viele
potenzielle Fehlerquellen und kann selbst bei technisch
ausgereiften Komponenten zu geringerer Effizienz
der Gesamtanlage führen. Entsprechendes
Augenmerk muss auf eine fachlich kompetente Anlagenerrichtung
gelegt werden [1].
Biomasse stellt eine von vielen Möglichkeiten zur
Energiegewinnung dar. Auch wenn das Angebot
an Biomasse in Europa groß ist, sollen bei jeder
Anlagenplanung sämtliche erneuerbaren Energieträger
auf deren Einsatzmöglichkeit geprüft
werden um die am besten geeignete Variante zu
wählen. Auch Kombinationen mehrerer erneuerbarer
Energieträger, beispielsweise Bioenergie uns Solarthermie
sind in vielen Fällen sinnvoll.
Wirtschaftliche Aspekte
Ein Vorteil von Biomasseheizanlagen ist die kontinuierliche
Kostenersparnis im Betrieb aufgrund der
geringeren Brennstoffkosten. Vor allem im kleinen
Leistungsbereich (Einsatzgebiete von Bürogebäuden
bis zu kleinen Produktionshallen) befindet sich
die Anlageneffizienz aufgrund der umfassenden Erfahrungen
im Ein- und Mehrfamilienwohnbau auf
sehr hohem Niveau. Bezogen auf den Preis für eine
kWh, liegen die Kosten für Energie aus Biomasse
zwischen 40 und 60 % verglichen mit der Energiebereitstellung
aus Öl. Wie schnell sich eine Anlage
rentiert ist nicht in jedem Fall gleich, die Größe
der Anlage sowie die Qualität in der Planung,
bei der Installation und während des Betriebs
der Anlage sind dafür mitentscheidend. Auch die
Größe und Dichte eines Wärmenetzes haben Auswirkungen
auf die Effizienz und somit auf die Wirtschaftlichkeit
einer Anlage [1].
Für die Bewertung der Wirtschaftlichkeit (z. B. Amortisationszeit
der Investition) ist zudem entscheidend
zu betrachten, mittels welches Energieträgers sich
der Betrieb bisher mit Energie versorgt hat (sofern
es sich nicht um eine Neuerrichtung eines Betriebsgebäudes
handelt). Da Biomassefeuerungen in der
Regel komplexer als Gasfeuerungen sind, wirkt sich
das negativ auf den Preis für die Installation aus, geringere
Brennstoffkosten gleichen diesen Nachteil
aber im laufenden Betrieb wieder aus [2].
Mit den wirtschaftlichen Vorteilen für das Unternehmen
selbst gehen durch die Verwendung von heimischer
Biomasse (Biomasse wird in der Regel regional
bereitgestellt) aufgrund des Verzichts auf den
Import von fossilen Energieträgern aus dem Ausland
auch positive volkswirtschaftliche Effekte einher.
Wertschöpfung und Beschäftigung wird im Inland
generiert, Technologiehersteller können ihre Expertise
weiter ausbauen [1].
Neben einer Finanzierung aus Eigenmitteln oder
durch Kredite können beispielsweise auch Contractingmodelle
zur erfolgreichen Realisierung einer
Biomasseanlage herangezogen werden. Durch
das Auslagern der Biomasseanlage kann sich das
Unternehmen auf sein Kerngeschäft konzentrieren.
Dabei plant, errichtet, finanziert und betreibt ein
spezialisiertes Unternehmen (Contractor) die Biomasseanlage.
Refinanziert werden die Investitionskosten
über die Lieferung von Wärme an den Betrieb
[10].
Wirtschaftliche Vorteile in Form von Energiekosteneinsparungen
ergeben sich beispielsweise
auch bei der Nutzung von Biogas mittels Blockheizkraftwerken
mit denen sowohl Wärme aus
auch Strom produziert werden kann. Neben einer
innerbetrieblichen Nutzung der gewonnenen
Energie kann diese auch in ein Nahwärme-Verteilnetz
sowie in das Stromnetz eingespeist
werden. Bei innerbetrieblicher Nutzung kann je
nach Auslegung nahezu Netzautarkie erreicht
werden, darüber hinaus kann sich das Unternehmen
einen Wettbewerbsvorteil gegenüber
der Konkurrenz sichern. Biogas hat weiters den
Vorteil, dass es einerseits vor Ort in Strom und/
oder Wärme umgewandelt aber auch über weite
Strecken verlustfrei transportiert werden kann.
Gegebenenfalls kann auch in das bestehende
Erdgasnetz eingespeist werden [4].
Mikro-KWK
© iStockPhoto/Wittelsbach Bernd
Eine weitere Möglichkeit zur Energiebereitstellung in
Betrieben ist die Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (Mikro-KWK).
Der Begriff „Kraft-Wärme-Kopplung“ beschreibt
die gleichzeitige Energieumwandlung von chemischer
Brennstoffenergie (beispielsweise im
Brennstoff Biomasse enthalten) in thermische
und mechanische und/oder elektrische Energie.
Es kann somit mittels einer Anlage sowohl Wärme
als auch Strom bereitgestellt werden. Von
Mikro-KWK spricht man gemäß KWKRichtlinie
(2004/8/EG) dann, wenn die elektrische Leistungsgröße
der Anlage kleiner 50 KW el ist [7].
Ein wesentlicher Vorteil einer KWK-Anlage ist, dass
nur eine Anlage zur Erzeugung von sowohl Wärme
als auch Strom notwendig ist. Weiters ergibt
sich durch die Kraft-Wärme-Kopplung ein geringerer
Brennstoffbedarf verbunden mit niedrigeren
Emissionen. Da eine Heizung in der Regel dann benötigt
wird, wenn im Gebäude bzw. im Betrieb auch
Strombedarf gegeben ist, ergibt sich eine hohe Eigenverbrauchsabdeckung,
die sich positiv auf die
Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems auswirkt [8].
Biomassefeuerungen benötigen im laufenden Betrieb
eine gewisse Strommenge, beispielsweise für
das Zündelement, für die Brennstoff-Förderschnecke
oder für das Saugzuggebläse. Diese Energie
kann bei KWK-Systemen durch die Anlage selbst
bereitgestellt werden, ein netzunabhängiger Betrieb
ist möglich [9].
Derzeit besteht bei innovativen Mikro-KWK
Technologien in vielen Bereichen noch Forschungs-
und Entwicklungsbedarf. Zu den innovativen
Technologien zählen vor allem jene, die
neben gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen
auch feste Biomasse als Brennstoff ermöglichen.
Die Energieumwandlung kann dabei beispielsweise
mittels Stirlingmotor, Mikro-Dampfmotor, ORC-Prozess
oder Mikro-Gasturbinen erfolgen. Da bei der
Stirlingmotor-Technologie die Verbrennung extern
stattfindet, ist er prinzipiell auch für feste Brennstoffe
geeignet und kann sich gut für den Einsatz
im Kleingewerbebereich sowie im Haushaltssektor
eignen [7].
Derzeit wird von der Firma ÖkoFEN eine Strom
produzierende Pelletsheizung entwickelt und
getestet, die zukünftig unter anderem im Gewerbebereich
zum Einsatz kommen soll. Bei diesem
Projekt wird ein praxiserprobter Stirlingmotor aus
Serienproduktion mit einem speziell entwickelten
Pelletskessel kombiniert. Durch die Kombination
aus Strom- und Wärmeproduktion sowie der Nutzung
direkt vor Ort können Systemverluste deutlich
reduziert werden. Die derzeit im Praxistest befindlichen
Anlagen weisen eine Brennerleistung von rund
15 kW auf und können rund 14 kW thermische und
1 kW elektrische Energie bereitstellen. Je nach Laufzeiten
des Kessels können somit bis zu 7.000 kWh
Strom pro Jahr produziert werden. Die Abmessungen
der Pelletsheizung mit integriertem Stirlingmodul
werden sich nur unwesentlich von jenen einer
normalen Pelletsheizung unterscheiden, da das Stirlingmodul
aufgrund der kompakten Bauweise gut
in den Heizkessel integriert werden kann. Ein Pufferspeicher,
der als Wärmeenergiespeicher dient,
entkoppelt die Wärmeproduktion zeitlich vom tatsächlichen
Verbrauch, sodass auch dann Ökostrom
produziert werden kann, wenn gerade kein Wärmebedarf
gegeben ist [8].
In einer Biogärtnerei wurde kürzlich die erste Anlage
dieser Art in Betrieb genommen. Weitere Feldtestanlagen
sind geplant. Mit der 14 kW-Anlage wird eine
rund 400 m² große Lagerhalle mittels Fußbodenheizung
beheizt. Zusätzlich wird mit rund einem Kilowatt
Leistung Strom erzeugt, der den Strombedarf
der Lagerhalle abdeckt und den Überschussstrom
ins Netz einspeist [13].
© ÖkoFEN
22 green tech report 2013 green tech report 2013 23

Good Practice VI
Tirol Milch reg.Gen.m.b.H
Good Practice V
Almwellness Hotel Pierer
Im Jahr 2009 wurde die Wärmeversorgung des Almwellness
Hotels Pierer auf erneuerbare Energieträger
umgestellt und eine KWB Powerfire Hackgutheizung
mit 300 kW installiert. Ein 8.000 Liter fassender Pufferspeicher
sowie ein Brennstofflagerraum für 600
Schüttraummeter Hackgut wurden ebenfalls installiert.
Die Unabhängigkeit gegenüber den Preissteigerungen
fossiler Brennstoffe sowie die Sicherung
der regionalen Wertschöpfung waren für Pierer die
ausschlaggebenden Gründe, seine alte Ölheizung
gegen eine moderne Hackgutheizung zu tauschen.
Das Rundholz wird von Landwirten aus der Region
angeliefert, geschnitzelt wird vor Ort. Durch den Umstieg
auf den Brennstoff Holz hat sich Pierer in nur
vier Jahren rund € 115.000 an Heizkosten erspart.
© KWB – Kraft und Wärme aus Biomasse GmbH
2012 wurde im Rahmen seines Zubaus ein zweiter
KWB Kessel mit 300 kW installiert. Gemeinsam versorgen
die beiden Kessel den gesamten Hotelkomplex
mit 75 Zimmern samt Nebengebäuden wie den
Speisesaal, einen Wellnessbereich mit Schwimmbad,
einen Außen-Whirlpool sowie einen Badesee,
der von Mai bis September auf 23 Grad beheizt
wird. Die Ausfallsicherheit und der optimale Betrieb
im Teillastbereich werden durch die Doppelkesselanlage
gewährleistet. Eine solarthermische Anlage
mit einer Kollektorfläche von 200 m² ergänzt das
Heizsystem.
Die Tirol Milch reg.Gen.m.b.H. errichtete in den Jahren
2006 und 2007 eine Biomasse-Dampfkesselanlage
zur Prozessdampfversorgung. Als Basis für die
Projektentscheidung diente eine detaillierte Evaluierung
der Rahmenbedingungen und technischen
Möglichkeiten. Dazu zählen die Erfassung von Betriebsparametern
wie Druck und Temperatur, eine
Analyse des derzeitigen und zukünftigen Energiebedarfes
sowie die Erstellung von Massen- und Energiebilanzen.
Aufgrund der technischen Machbarkeit,
der wirtschaftlichen Vorteile (starke Preissteigerung
bei fossilen Energieträgern) und des positiven ökologischen
und gesellschaftlichen Nutzens (Stärkung
der regionalen Volkswirtschaft; Beitrag zur Einhaltung
der Kyoto-Ziele) entschied man sich für die Errichtung
einer Hackgut-Biomasseanlage.
Die Tirol-Milch Wörgl stellt Molkereiprodukte her.
Der energieintensive Produktionsprozess wurde vor
der Projektumsetzung mittels zweier Dampfkessel
auf Erdgasbasis bereitgestellt. Durch betriebliche
Umstrukturierungen wurden günstige Rahmenbedingungen
für die Umstellung der Energiebereitstellung
geschaffen. Ziel war es, die zukünftige Prozessdampfproduktion
vorwiegend mit regenerativen
Brennstoffen zu bewerkstelligen.
Eine umfassende Konzeptionierung der Brennstofflogistik
(Anlieferung, Lagerung, Fördertechnik) sowie
der Feuerung (Festlegung von Betriebsparametern,
Optimierung der Feuerung, Wärmerückgewinnung)
komplettieren das Energiebereitstellungssystem.
Die Rauchgasreinigung erfolgt mittels Multizyklon
und Elektrofilter. Eine großzügige Anlagendimensionierung
sowie Reserven bei der Auslegung hinsichtlich
des zulässigen Dampfdruckes gleichen
Schwankungen im Dampfbedarf der Produktion gut
aus und führen zu einer hohen Verfügbarkeit der Anlage.
Ausbaustufe 1 – Baujahr 2009
Wärmebedarf
350 kW
Gesamtwärmebedarf
rund 700.000 kWh/Jahr
Ölverbrauch
knapp 80.000 Liter
Anschaffungskosten für 300 kW Hackgutanlage (nur Anlagentechnik)
€ 65.000 netto
Amortisationszeit der Kesselanlage
ca. 2 Jahre
Amortisationszeit der Komplettanlage (inkl. Bau, Hydraulik, Elektrik, …) ca. 6 Jahre
CO 2 -Einsparung
ca. 400 t/Jahr
Backup-System
bestehende Ölheizung
Ausbaustufe 2 – Baujahr 2012 – kumulierte Werte Ausbaustufe 1 und 2
Wärmebedarf inkl. Zubau
460 kW
Gesamtwärmebedarf
rund 920.000 kWh/Jahr
Errechneter Ölverbrauch
über 100.000 Liter
Anschaffungskosten für die zweite 300 kW Hackgutanlage (nur Anlagentechnik) € 50.000 netto
CO 2 -Einsparung
ca. 520 t/Jahr
Quelle: KWB – Kraft und Wärme aus Biomasse GmbH (2013) [12]
© www.bios-bioenergy.at
Feuerungstechnologie
Vorschubrost für Industrie- und Waldhackgut
Kesseltechnologie
Rauchrohr-Dampfkessel
Brennstoffwärmeleistung
6.200 kW (bezogen auf Hu Brennstoff)
Brennstoffbedarf
48.000 Srm Hackgut pro Jahr
Dampferzeugung
31.300 MWh/Jahr
Dampfleistung ; Dampfdruck
8 t/h ; 12 bar
Dampftemperatur 192 °C
Maximale Nutzwärmeleistung
5.200 kW th
Investitionskosten
€ 5 Millionen
CO 2 -Reduktion
7.200 t/Jahr
Quelle: Reisenhofer (2013) [6]
24 green tech report 2013 green tech report 2013 25

Solarthermie
Einleitung
Die Nutzung der Sonnenenergie für die Produktion
von Warmwasser mittels solarthermischer Anlagen
ist eine bewährte Technologie und seit vielen Jahren
in unterschiedlichsten Anwendungen erprobt.
Neben der Nutzung im Wohnbereich zur Raumheizung
und zur Warmwasserbereitstellung kann
Solarthermie darüber hinaus einen wesentlichen
Beitrag für die Energiebereitstellung in Betrieben
leisten (Warmwasserbereitstellung, Heizung,
Prozesswärme). In diesem Report liegt der Fokus
auf der Anwendung von Solarthermie zur Bereitstellung
von Prozesswärme, die trotz des enormen
Potentials im Gewerbe- und Industriebereich noch
selten eingesetzt wird [3].
Was ist Solarthermie
Solarthermie ist die Nutzung der in der Sonnenstrahlung
enthaltenen Energie mittels Kollektoren
unterschiedlichster Bauart (siehe Kapitel zu
Technologische Aspekten von Solarthermieanlagen).
In der Regel wird mittels Solarthermie
Warmwasser erzeugt, das wiederum unterschiedlichsten
Verwendungen zugeführt werden
kann. Dazu zählen beispielsweise die aus dem
Wohnbau bekannte Raumheizung, die Warmwasseraufbereitung
sowie Wärme, die für betriebliche
Produktionsprozesse eingesetzt wird.
Technologische Aspekte
Für die Nutzung von Solarthermie stehen unterschiedliche
Kollektortypen zur Verfügung.
Nichtkonzentrierende Kollektoren
Zu diesen Kollektortypen zählen die „klassischen“,
von vielen Häuserdächern bekannten Flachkollektoren
sowie die Vakuumröhrenkollektoren. Auch
Schwimmbadabsorber und Luftkollektoren zählen
zu diesem Kollektortyp [1]. Dabei trifft Sonnenlicht
auf einen Absorber, der die Wärmeenergie an ein
Transportmedium (Wasser, Luft, Wasser-Sole-Gemisch
etc.) weitergibt und der weiteren Verwendung
zuführt [1].
Aufgrund der ausgereiften Technik und vielfach
erprobten Anwendung bieten nichtkonzentrierende
Kollektoren die höchst-mögliche Effizienz.
Im Gegensatz zu konzentrierenden Kollektoren wird
auch diffuse Strahlung genutzt, es ist kein Nachführsystem
notwendig und die Anlagen sind in der Regel
wartungsarm. Mit Vakuumröhrenkollektoren können
Temperaturen von bis zu 120 °C erzeugt werden.
Vor allem Flachkollektoren haben den Vorteil, dass
sie relativ einfach architektonisch integriert werden
können. Sofern es die örtlichen Gegebenheiten zulassen,
können Großflächenkollektoren eingesetzt
werden, die aufgrund optimierter Hydraulik höhere
Effizienz und Energieausbeute aufweisen [1].
Konzentrierende Kollektoren
Dazu zählen sogenannte Parabolrinnen und Fresnel
Kollektoren. Bei dieser Technologie wird die direkte
Sonneneinstrahlung auf ein zentral im Brennpunkt
verlaufendes Wärmeträgermedium (aufgrund
der hohen Temperaturen meist Öle) übertragen und
die verfügbar gemachte Energie in weiterer Folge
mittels Wärmetauscher dem späteren Verwendungszweck
zugeführt [1].
Durch die Konzentrierung der Strahlung sind
Temperaturen bis zu 400 °C und dadurch auch
die in vielen betrieblichen Prozessen notwendige
Dampfproduktion möglich. Diese Anlagen
sind jedoch wartungsintensiver (Reinigung), ein Trackingsystem
ist notwendig und es wird nur die direkte
Strahlung genutzt [1].
© iStockPhoto/fotolinchen
Um die Qualität einer Solarthermieanlage zu gewährleisten
sind kontinuierliche Überprüfungen
sowie Erneuerung des Frostschutzes und eine
Kontrolle der Anlagenparameter notwendig. Ein
elektronisches Telemonitoringsystem erlaubt
eine umfassende Analyse der Wirtschaftlichkeit
und Störungen können sofort identifiziert werden
[1].
Vorteile von Wärmebereitstellung
durch Solarthermie
Durch die Wärmebereitstellung mittels Solarthermie
ist es möglich, die Preise für die Wärmegestehungskosten,
bzw. den durch die Solarthermieanlage
produzierten Anteil, für die nächsten Jahre
bzw. Jahrzehnte einzufrieren und somit konstant zu
halten. Dadurch ergibt sich vor allem bei steigenden
Energiepreisen ein finanzieller Vorteil.
Für die Installation einer Solarthermieanlage ist
es unverzichtbar, sich intensiv mit der Betrachtung
der Energieverbraucher im Unternehmen
auseinanderzusetzen. Im Rahmen dieser Untersuchung
kann es bereits zu Erkenntnissen kommen,
die zu Optimierungsaktivitäten führen, die
ursächlich nicht mit Solarthermie in Verbindung
stehen und dem Unternehmen einen nachhaltigen
Nutzen bringen können. In diesem Bereich
hat sich in den letzten Jahren die Simulationssoftware
laufend verbessert, detailliertere Betrachtungen
sind möglich.
Voraussetzungen für
solarthermische Anlagen
Für den Betrieb einer solarthermischen Anlage muss
ein entsprechender Wärmebedarf gegeben sein,
der mittels Solarthermie gedeckt werden kann. Solarthermische
Anlagen müssen aber nicht in jedem
Fall so ausgelegt sein, dass sie den gesamt Prozesswärmebedarf
eines Betriebes abdecken, auch
eine Teilabdeckung ist in vielen Fällen sinnvoll. Da
das Sonnenenergiedargebot nicht immer mit dem
Lastprofil des Unternehmens übereinstimmt, muss
meist ein Pufferspeicher im System integriert werden,
dessen Platzbedarf ebenfalls in die Planung mit
einbezogen werden muss [6].
Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit und die technische
Realisierung ist das Temperaturniveau der
Arbeitsprozesse. Je niedriger dieses ist, umso effizienter
kann die Anlage arbeiten. Für den Einsatz
von Flachkollektoren ist ein Temperaturniveau
von rund 50 °C optimal. Ein niedriges Niveau der
benötigten Temperatur gewährleistet einen hohen
Temperaturhub durch die Anlage und damit einen
hohen solaren Ertrag [2][7]. Durch den Einsatz einer
Wärmepumpe in Kombination mit einer Solarthermieanlage
kann die bereitzustellende Temperatur
weiter erhöht werden (à Umgebungswärme).
Die Leistung, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit
einer solarthermischen Anlage hängen stark von einer
umfassenden Analyse der Prozesscharakteristik
im Vorfeld ab [7]. Für die Planung einer Anlage
müssen Tages-, Monats- und Jahresprofile der thermischen
Lasten bekannt sein. Dabei ist es sehr hilfreich,
wenn der Wärmebedarf aller Anlagen, die sich
für eine Unterstützung durch eine Solaranlage eignen,
an einem typischen Arbeitstag gemessen und
aufgezeichnet werden. Für eine optimale Nutzung
einer Solarthermieanlage sollten folgende Punkte
erfüllt sein [1][7].
• Der Wärmebedarf muss in mehr als drei Vierteln
des Jahres gegeben sein, darin inkludiert
müssen die Sommermonate sein
• Der Wärmebedarf muss an mindestens fünf
Tagen der Woche gegeben sein
• Der tägliche Wärmebedarf im Sommer soll
nicht geringer sein der jener im restlichen
Jahr
• Es wird Prozesswärme mit unter 100 °C
benötigt
An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich Anlagen,
die diesen Vorgaben nicht entsprechen in manchen
Fällen auch wirtschaftlich rechnen können.
Solarthermische Anlagen werden in der Regel auf
Dächern angebracht. Da bei Anwendungen im betrieblichen
Bereich aufgrund des in vielen Fällen hohen
Wärmebedarfs große Kollektorflächen von über
100 m² notwendig sind, müssen entsprechende
Flächen vorhanden sein. Neben der Fläche an sich
muss eine Ausrichtung der Solaranlage nach Süden
und/oder Südost/Südwest möglich sein [1][6].
© TiSUN
26 green tech report 2013 green tech report 2013 27

Wo können solarthermische
Anlagen zum Einsatz kommen
Solare Prozesswärme eignet sich besonders gut
für Betriebe, die in der warmen Jahreszeit Wärmeenergie
auf einem niedrigen Temperaturniveau von
unter 100 °C, im Idealfall unter 50 °C benötigen [3].
Rund die Hälfe aller Produktionsprozesse benötigt
Temperaturen bis 250°C die mit heute verfügbarer
Technologie mittels Solarthermie bereitgestellt
werden können [4].
In Abb. 4 findet sich eine Auflistung jener Industriesektoren
und Prozesse, die sich aufgrund des benötigten
Temperaturniveaus aus der technischen und
ökonomischen Betrachtung am besten für die Anwendung
von Solarthermie eignen.
Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass sich vor allem
in der Lebensmittelindustrie (z. B. Fleischverarbeitung,
Früchte- und Gemüseverarbeitung, Back- und
Dauerwarenherstellung, Michverarbeitung) und der
Getränkeindustrie sowie in der Textil- und Chemieindustrie
eine Reihe an Anwendungsmöglichkeiten
ergeben. Große Mengen Warmwasser werden beispielsweise
in Flaschenwaschmaschinen und Waschprozessen
von Textilien und Transportbehältern
verbraucht. Aufgrund des benötigten Temperaturniveaus
von 30°C – 90 °C sind bis dato die meisten
Anlagen zur solarthermischen Prozesswärmeerzeugung
in der Lebensmittelindustrie, im Bereich der
Hallenheizung sowie in der Chemieindustrie zu finden.
Weiters wird diese Technologie in einigen Fällen
auch zur Warmwasserbereitstellung in Autowaschanlagen
eingesetzt. Die Prozesswärme der bestehenden
Anlagen wird in der Regel mittels Flachkollektoren
erzeugt, da die benötigte Temperatur damit
kostengünstig und mit gutem Wirkungsgrad erzeugt
werden kann [2][9]. Für Prozesstemperaturen im Bereich
von 100 °C bis 150 °C können vorzugsweise
Vakuumröhrenkollektoren eingesetzt werden [5].
Die in Abb. 4 genannten Prozesse können selbstverständlich
auch in anderen als den genannten
Industriesektoren Anwendung finden. Dazu zählen
beispielsweise die Kunststoffindustrie (Verbinden
und Laminieren), die Baustoffindustrie (z. B. Trocknung
von Ziegelsteinen und Gipskarton-Platten)
sowie Betriebe mit Oberflächenbehandlungsprozessen.
Weitere Prozesse, die durch Solarthermie
unterstützt werden können sind Entwässerungsverfahren,
Einsatzstoff- und Materialvorwärmung,
Schmelzprozesse und Blanchieren [1][8].
Besonders effizient ist die Nutzung einer Solarthermieanlage
für Prozesswärme dann, wenn im
Betrieb zusätzlich Warmwasser (z. B. für Duschen)
oder Raumwärme benötigt wird da eine kaskadische
Nutzung des Warmwassers erfolgen kann [6].
Solarthermische Anlagen können ebenfalls für
Kühlprozesse eingesetzt werden. Nähere Informationen
dazu finden Sie im green tech report
2012 (http://www.umwelttechnik.at/de/info/
green-tech-report-2012/ ).
Wirtschaftliche Aspekte
Die Wirtschaftlichkeit von Solarthermieanlagen in
Betrieben hängt von einer Reihe an Faktoren ab.
So kann eine Solarthermieanlage vor allem dann
sinnvoll eingesetzt werden, wenn keine oder nicht
ausreichend Abwärme aus anderen Prozessen zur
Verfügung steht bzw. in nutzbarer Form vorhanden
ist. Handelt es sich um einen bereits bestehenden
Betrieb, ist die Art der bisher genutzten Energieträger
für die Wirtschaftlichkeit einer neu anzuschaffenden
Solarthermie maßgebend. Wurde Prozesswärme
bisher mittels teurer Energieträger wie
beispielsweise mit Öl oder Strom bereitgestellt, ist
der wirtschaftliche Nutzen einer Solarthermieanlage
besonders groß. Stehen überdies noch geeignete
Fördermittel zur Verfügung, wird die Amortisationszeit
weiter verkürzt [10]. Mit heute verfügbarer Solartechnik,
die einen hohen Qualitätsstandard und
technische Reife aufweist, können Prozesse, vor allem
wenn sie Temperaturen bis zu 80 °C benötigen,
wirtschaftlich versorgt werden [5][10].
In der Regel ist der Nutzer der Anlage auch gleichzeitig
der Eigentümer. Für die Nutzung von solarthermischen
Anlagen können zukünftig aber auch
Contractingmodelle eingesetzt werden, bei denen
der Nutzer und der Betreiber nicht ident sind. So
kann eine Investition für einen Betrieb ausbleiben,
die Nutzung von Solarthermie aber dennoch ermöglicht
werden.
Abb. 4: Prozesse im Überblick. Quelle: AEE INTEC (2005): PROCESOL II. Solarthermische Anlagen in Industriebetrieben.
Online
Abbildung
unter:
2: Prozesse
http://www.aee-intec.at/0uploads/dateien124.pdf
im Überblick
[13.09.2013].
© S.O.L.I.D
28 green tech report 2013 green tech report 2013 29
Neben der Prozesswärme ist auch die Beheizung
von Produktionshallen eine vielversprechende

Good Practice VII
Solarthermie zur Erzeugung von Prozesswärme -
Fleischwaren Berger GmbH und Co KG
Ende Juni 2013 hat die S.O.L.I.D. GmbH bei Berger
Fleischwaren in Sieghartskirchen, Niederösterreich,
eine Anlage zur Erzeugung von industrieller Prozesswärme
mit Solarenergie in Betrieb genommen.
Fleischwaren Berger GmbH & Co KG produziert
Schinken und Würste zu deren Verarbeitung große
Mengen an Dampf und heißem Wasser benötigt
werden, welche nun zum Teil über solare Wärme erzeugt
werden.
„Gluatmugl HT“ Kollektoren mit einer Gesamtfläche
von 1.068 m² sowie ein Speichertank von 60 m³
zum Lastmanagement wurden installiert. Die produzierte
Wärme dient in erster Linie zur Vorwärmung
des Speisewassers zur Dampferzeugung auf 95 °C.
Erträge die nicht für das Kesselspeisewasser benötigt
werden, dienen zur Erwärmung des lokalen
Warmwassernetzes auf maximal 60 °C. Durch die
Verwendung von Solarthermie werden bis zu 15 %
des Heizölbedarfs eingespart, für die Firma Berger
bedeutet das rund 60.000 Liter pro Jahr. Durch diese
Maßnahme werden jährlich 150.000 Tonnen CO 2
eingespart.
Der Dampf wird bei Berger für verschiedene Zwecke,
vor allem aber zum Kochen der Schinken verwendet.
Das Warmwasser dient vor allem zur Vortrocknung
der Luft für die Klimakammern und Reifekammern
in denen Dauerwürste produziert bzw. gelagert
werden.
Neben der Wärmebereitstellung mittels Solarthermie
wird Abwärme von bestehenden Kompressoren
verwendet um das Wasser bis auf maximal 40° zu
erwärmen. Fleischwaren Berger ist Partner im Projekt
INSUN, einem europäischen Forschungsprojekt
im Rahmen des FP7 Programms.
Good Practice VIII
Solarthermie im mehrgeschossigen Wohnbau –
Passivhaus Sulzberg Oberdorf, Vorarlberg
In Sulzberg Oberdorf hat die Firma Morscher
Bau-&Projektmanagement GmbH eine Kleinwohnanlage
mit vier Wohnungen errichtet. Das ökologisch
optimierte Passivhaus beherbergt insgesamt
vier Eigentumswohnungen. Bei der Errichtung des
Gebäudes würde auf die Einbindung ortsansässiger
Firmen geachtet. Ausgeführt ist das Mehrfamilienhaus
in Hybridbauweise. Während die Decken aus
Stahlbeton bestehen, die auf Stahlstützen gelagert
sind, kamen für die Außenwände und das Flachdach
hochgedämmte Holzelemente zum Einsatz.
Eine 40 m² große thermische Solaranlage dient der
Warmwasseraufbereitung und der Raumheizung.
Die Fußbodenheizungsflächen werden direkt von
der thermischen Solaranlage mit Warmwasser versorgt.
So können bereits Rücklauftemperaturen von
© Robert Fessler
30°C voll ausgenutzt werden. Die Wärme, die nicht
unmittelbar für die Raumheizung benötigt wird, wird
in einem zentralen Puffer gespeichert und zu Zeiten
ohne Solarerträge der Raumheizung zur Verfügung
gestellt. Mit dieser Systemumkehr wird eine weit höhere
Energieausnutzung erreicht. Dadurch werden
die Bereitstellungsverluste auf beinahe null gesenkt.
Eine 5 kWp große Solarstromanlage auf dem Dach
dient der Stromerzeugung Dabei wird in der Jahresbilanz
mehr Strom erzeugt als für die Raumheizung
erforderlich ist, sodass Elektrizität ins Netz abgegeben
werden kann.
Das Gebäude in Sulzberg erfüllt klima:aktiv Infrastrukturkriterium
und wurde als klima:aktiv Gebäude
in Gold deklariert und erreichte 979 Punkte. Weitere
Informationen zum klima:aktiv Gebäudestandard
finden Sie hier: http://www.klimaaktiv.at/bauen-sanieren/gebaeudedeklaration.html
Solarthermieanlage 40 m²
konditionierte Bruttogrundfläche (BGFb) 410 m²
Nutzfläche 320 m²
Kollektorfläche
1.068 m² (ca. 750 kW)
Pufferspeichervolumen 60 m³
Solarertrag
500 kWh/m²/a
Einsparung Heizöl
15 %, entspricht rund 60.000 Liter pro Jahr
Einsparung CO 2
150.000 Tonnen pro Jahr
Investment € 735.000
Förderquote 50 %
Amortisationszeit
ca. 7,3 Jahre
klima:aktiv Gebäude
Heizwärmebedarf
Primärenergiebedarf
CO 2 Emissionen
U-Werte
Quelle: klima.aktiv (2013) [11]
Gold (979 Punkte)
17 kWh/m² BGF a
117 kWh/m 2 BGFa (nach PHPP)
12 kg/m 2 BGFa
Wand: 0,11 W/m²K;
Dach, oberste Geschoßdecke: 0,09 W/m²K;
Boden, Decke: 0,12 W/m²K
Fenster: 0,70 W/m²K
Quelle: S.O.L.I.D GmbH (2013) [12]
Fotos: © SOLID GmbH (2013)
30 green tech report 2013 green tech report 2013 31

Nutzung von
Umgebungswärme
Einleitung
Die Nutzung von Umgebungswärme, insbesondere
Erdwärme, gewinnt als alternative Energiequelle
neben der Aero- und Hydrothermie immer mehr an
Bedeutung. Die Nutzung der Erdwärme ist skalierbar
und eine Vielzahl von erprobten Technologien
stellt sicher, dass dem jeweiligen Wärmebedarf
die passende Erdwärmequelle zugeführt wird. Somit
eignet sich die oberflächennahe Geothermie sowohl
zur individuellen Nutzung in Privathäusern als
auch für den Einsatz im mehrgeschossigen Wohnbau
oder Bürogebäuden sowie zur Bereitstellung
von Prozesswärme. Bei Vorliegen geeigneter Rahmenbedingungen
kann die Nutzung geothermischer
Energie für Betriebe eine wirtschaftliche Lösung
darstellen. Stimmen die geologischen Gegebenheiten
vor Ort, sind auch die zentrale Erzeugung von
Strom und die Bereitstellung von Wärme im Rahmen
von Großprojekten möglich.
Was ist oberflächennahe
Geothermie
Im Unterschied zur tiefen Geothermie bezeichnet
oberflächennahe Geothermie die Nutzung
der Erdwärme bis ca. 400 m Tiefe. Der Großteil
der oberflächennahen Geothermie kommt aus
solaren Einträgen (etwa 98 %). Der Rest der im
Erdreich vorhandenen Energie stammt aus dem
Erdinneren, durch Konvektion in die Erdkruste
transportierter Wärme. Die jahreszeitlich bedingten
Temperaturschwankungen wirken sich
im oberflächennahen Bodenbereich bis ca. 20 m
unter der Erdoberfläche aus, ab ca. 20 m herrschen
konstante Temperaturverhältnisse. Aus
geologischer Sicht ist prinzipiell jedes Grundstück
für eine Erdwärmenutzung geeignet. Jedoch
müssen technische, rechtliche und wirtschaftliche
Aspekte beachtet werden.
• Flächenabsorber (horizontale Absorber, wie
z. B. Flächenkollektor, Grabenkollektor,
kompakter Kollektor (Slinky- bzw. Künettenkollektor,
Svec-Kollektor, Korbkollektor
(„Energiekorb“)))
• Energie- bzw. Erdwärmesonden,
• Energiebrunnen (Wärmebrunnenanlage)
sowie
• Massivabsorber (z. B. Energietunnel,
Tunnelthermie, Energiepfähle, Energieschlitzwand,
Energieanker, Energievlies,
Energiebodenplatte)
Welche Absorberelemente letztendlich zur Nutzung
von Erdwärme verwendet werden können, hängt
primär ab vom Wärmebedarf, den geotechnischen
Voraussetzungen, den gesteinsspezifischen Charakteristika
(z.B. mineralische Zusammensetzung,
Dichte, Lagerung, etc.), der verfügbaren Fläche und
der Art wie die Grundstückfläche über den installierten
bzw. im Boden verlegten Absorberelementen
genutzt werden soll (siehe Abb. 5). Nicht zuletzt ist
auch der finanzielle Rahmen ein wesentlicher Faktor
bei der Auswahl der Absorberelemente.
Oberflächennahe Geothermie
Tiefe Geothermie
Heizzwecke
Nutzung für:
Flachkollektoren + o o - +
Grabenkollektoren + o o - +
Kompakte Kollektoren + o o o o
Erdwärmesonden + + + + -
Energiebrunnen + + + + o
Energiepfahl + + + ++ ++
Energieschlitzwand + + + ++ ++
Energieanker + + + ++ ++
Energievlies + + + ++ ++
Energiebodenplatte + + + ++ ++
Warme Tunnelwässer + + +
Kühlzwecke
saisonale Speicherung
Stromerzeugung
Flächenbedarf
Hot Dry Rock o + o
Hydrothermale
Energienutzung
+ + o
Investitionskosten
Die erforderliche Erdwärmeanlage muss für jeden
Bedarfsfall und die erforderliche Wärmemenge
passend dimensioniert werden. Die erzielbare Wärmeentzugsleistung
hängt einerseits von geotechnischen
bzw. bodenspezifischen Einflussfaktoren,
wie Wassergehalt, Porenanteil, Lagerungsdichte,
Wärmeleitfähigkeit und -kapazität sowie von der
Grundwasserführung ab. Andererseits ergibt sich
die spezifische Entzugsleistung für den Energiegewinnungskreislauf
aus der Art, Ausführung und
Auslegung der Absorberelemente. Entsprechende
Richtwerte für die erzielbare Wärmeentzugsleistung
lassen sich aus der VDI-Richtlinie 4640 ablesen [4].
Jedenfalls muss bei der Auslegung einer Erdwärmeanlage
immer beachtet werden, dass dem Boden
auf Dauer nicht mehr Wärme entzogen wird, als ihm
durch den solaren Eintrag über die Sommermonate
hinweg oder von aus der Tiefe nachströmender Erdwärme
zugeführt wird. Insbesondere bei tief liegenden
Absorbern oder Sonden ist es günstig, wenn der
Boden beispielsweise durch Verwendung Sonnenkollektoren
oder mittels Kühlbetrieb eines Gebäudes
im Sommer, bei dem die Abwärme in den Boden eingebracht
wird, regeneriert wird. Bei Energiesonden,
bei denen die Regenerierung ausschließlich durch
den solaren Eintrag von der Erdoberfläche sowie
durch Wärmekonvektion aus der Tiefe erfolgt, sollte
die jährlich entzogene Wärmemenge nicht mehr
als 180 bis 650 MJ/(ma) betragen, um eine nachhaltige
Nutzung der Erdwärme sicherzustellen [1].
Ein relativ neuer technologischer Ansatz betrifft die
Nutzung von Wärmequellen in geothermischen oder
auch tiefbautechnischen Bereichen. Beispielsweise
kann in Tunnelbauwerken geothermische Wärme
auf niedrigem Temperaturniveau mit Wärmepumpentechnologie
genutzt werden. Hinzu kommt
die indirekte Nutzung von Betriebsabwärme wie
z.B. in Autobahntunnels oder U-Bahn Schächten
(TunnelThermie ® ) [5].
(c) Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.
Technologische Aspekte
Zur Nutzung der oberflächennahen Erdwärme werden
im Gewinnungskreislauf Absorberelemente eingesetzt.
Der Erdwärmetransport erfolgt im Gewinnungskreislauf
über Rohrleitungssysteme mit einer
zirkulierenden Flüssigkeit. Die Energie wird in der
Regel über eine zwischengeschaltete Wärmepumpe
an den Nutzungskreislauf übertragen.
Legende: ++ + o -
sehr
günstig günstig bedingt
ungünstig
ungeeignet
Abb. 5: Vergleich der Nutzungszwecke verschiedener
Absorberelemente. (Quelle: Zauner, A. 2010)
Bei den Absorberelementen unterscheidet man
grundsätzlich folgende Ausführungen:
32 green tech report 2013 green tech report 2013 33

Erhöhen des nutzbaren
Temperaturniveaus mittels
Wärmepumpe
Das Potenzial zur direkten Nutzung der oberflächennahen
Erdwärme (ohne Wärmepumpe) als
Raumwärme ist wegen des niedrigen Temperaturniveaus
nur eingeschränkt vorhanden. Daher
ist bei Anlagen zur Nutzung von oberflächennaher
Erdwärme meist die Zwischenschaltung einer
Wärmepumpe zwischen Gewinnungs- und Nutzungskreislauf
erforderlich. Wärmepumpen werden
nach verschiedenen Kriterien, wie Einsatzzweck,
Art der Wärmequelle, Bauart, Antriebsart, verwendeter
Kältemittel und Medien für Wärmetransport
etc. eingeteilt und unterschieden. Verschiedene
Kennzahlen beschreiben die Leistungsfähigkeit
und Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe. Für
Elektrowärmepumpen seien die beiden wichtigsten
genannt:
• die Leistungszahl (engl. COP… Coefficient
of Performance), die für einen bestimmten
Arbeitspunkt das momentane Verhältnis von
abgegebener Wärmeleistung zu aufgenommener
elektrischer Antriebsleistung, bezogen
auf einen bestimmten Anlagenumfang, beschreibt;
• die Jahresarbeitszahl (engl. SPF… Seasonal
Performance Factor), mit deren Hilfe die gesamte
Anlage energetisch bewertet werden
kann, da sie im tatsächlichen Betrieb ermittelt
wird.
Neben den elektrisch betriebenen Wärmepumpen
sind am Markt auch thermisch oder mit Erdgas betriebene
Wärmepumpen verfügbar. Üblicherweise
lassen sich mit Wärmepumpen Temperaturen von
50 – 65 °C erreichen. Hochtemperatur-Wärmepumpen
mit Zieltemperaturen von 80 °C und akzeptablem
Wirkungsgrad (COP von 3) sind ebenfalls
am Markt erhältlich, spezielle Anlagen können
Temperaturen von bis zu 150 °C bereitstellen [6].
Anlagenformen mit Wärmepumpe
Für die Nutzung oberflächennaher Erdwärme mittels
Wärmepumpe sind grundsätzlich drei Anlagenformen
möglich, bei denen die Wärmequelle
selbst bzw. die Anzahl der Wärmequellen das
Unterscheidungsmerkmal darstellen. Während
beim monovalenten Betrieb der gesamte Wärmebedarf
mit einer Energiequelle bzw. beim monoenergetischen
Betrieb mit einem Energieträger
(im Fall der Wärmepumpe i.d.R. der elektrischer
Strom) abgedeckt wird, wird beim bivalenten Betrieb
für einen wirtschaftlichen Betrieb der Anlage
ein zweites Heizsystem parallel oder alternativ zur
Wärmepumpe verwendet. Bei Geothermieanlagen
liefert der Boden bzw. das Grundwasser in der Regel
ausreichend Energie, um den Heizwärmebedarf
eines Gebäudes zu decken, unter der Voraussetzung,
dass dieses nach Niedrigenergiestandards
errichtet worden ist. Die geringe erforderliche Heizungs-Vorlauftemperatur
und der geringe Heizwärmebedarf
in energieeffizienten Gebäuden
begünstigen den effizienten Einsatz von Wärmepumpen.
Bei besonders großen Gebäuden und im
Altbaubereich, wo nach erfolgter thermischer Sanierung
eine vorhandene Heizung als Zusatzheizung
weiterverwendet werden soll, bietet sich aus
wirtschaftlichen Gründen ein bivalenter Anlagenbetrieb
an. Im Bereich der Altbausanierung spielt
dabei auch die Wärmequelle Luft eine zunehmende
Rolle [5]. Kriterien für die Wahl der optimalen
Wärmepumpentype und Anlagenform sind primär
die energietechnischen bzw. thermodynamischen
Randbedingungen für den betrachteten Anwendungsfall.
Zukünftige rechtliche Anforderungen
Über ein gemeinsames Energielabel für alle Heizungen
gemäß der Energielabel-Richtlinie (Energieverbrauchskennzeichnung
RL 2010/30/EG) soll
ein besserer Effizienzvergleich für alle energiebetriebenen
Produkte erreicht werden, womit für den
Verbraucher der zu erwartende Energieverbrauch
einer Heizungsanlage auch im Bereich der Wärmepumpe
transparenter dargestellt wird. Über die
Kennzeichnung, ähnlich der bei Kühlschränken und
Waschmaschinen, und das CE-Kennzeichen soll
der Verbraucher die verschiedenen Wärmeerzeuger
hinsichtlich ihres Umweltnutzens direkt vergleichen
können. Bei der Einstufung wird die Effizienz
der Anlage auf Basis des Primärenergieeinsatzes
berücksichtigt. Der Umrechnungsfaktor von Strom
in Primärenergie, von Eurostat als Durchschnittswert
eines Mitgliedstaates festgelegt, liegt momentan
bei 2,6 für Strom und bei 1,0 für fossile
Energieträger. Der endgültige Entwurf der entsprechenden
Verordnung, ein delegierter Rechtsakt auf
der Grundlage von Art. 10 der Richtlinie 2010/30/
EU, liegt seit dem Frühjahr 2013 vor. Er schreibt ab
2015 das Energielabel und Datenblätter für Heizkessel,
Kombi-Heizkessel und Wärmepumpen mit
einer Nennleistung bis 70 kW vor und regelt auch
die Details der Energiekennzeichnung. Die Wärmepumpe
schneidet im Vergleich zum Energielabel
anderer Wärmeerzeuger besonders positiv ab, wovon
auch direkte Marktimpulse für Heizungs- und
Kühlsysteme mit Wärmepumpe erwartet werden.
Zudem können Verbraucher von europäischen
Förderprogrammen profitieren, wenn sie Anlagen
mit der besten Energieeffizienzklasse wählen.
Parallel dazu liegt dem Europäischen Parlament
und dem Rat derzeit eine Verordnung zu den
Ökodesign-Anforderungen an Heizungen gemäß
Ökodesignrichtlinie (ErP-Rahmenrichtlinie
2009/125/EC) zur Prüfung vor. Die Richtlinie setzt
anders als die Energieverbrauchskennzeichnung
nicht beim Verbraucher an, sondern zielt vielmehr
darauf ab, den umweltschädlichsten Produkten
bereits den Marktzugang zu verwehren, indem sie
verbindliche Mindestanforderungen für die Energieeffizienz,
NO X -und Lärmemissionen festlegt.
Mit dem vorliegenden Verordnungsentwurf betrifft
das sowohl Heizkessel und Kombi-Heizkessel als
auch Wärmepumpen mit einer Nennleistung bis
400 kW. Halten diese Produktgruppen die Mindestanforderungen
nicht ein, dürfen sie in Zukunft
nicht mehr in den Verkehr gebracht werden. Die
Durchführungsverordnung wird voraussichtlich
im Sommer 2013 in Kraft treten. Die darin festgeschriebenen
Ökodesign-Anforderungen sollen
dann ab 2015 gelten.
Vorteile der Nutzung oberflächennaher
Geothermie
Die Geothermie nimmt unter den erneuerbaren
Energien wegen ihrer Eigenschaften eine besondere
Stellung ein: Sie steht als Grundlastenergie unabhängig
von Witterung, Tag- und Nachtzeiten immer
bedarfsgerecht zur Verfügung. So kann oberflächennahe
Erdwärme beispielsweise direkt oder über
eine Wärmepumpe zum Heizen oder Kühlen genutzt
werden. Der Untergrund dient dabei als Energiequelle
und -speicher und wird je nach Bedarf entweder
zum Entzug oder zur Einlagerung von Wärme
oder Kälte eingesetzt. Der Bodenkörper wird so zum
Langzeitspeicher für thermische Energie [1].
In neuen Bürogebäuden zählt heute ein
ganzheitliches Klimakonzept, das über das reine
Beheizen der Räumlichkeiten weit hinausgeht, zum
Standard. Die Geothermie ist unter den erneuerbaren
Energien prädestiniert, um komplexe Raumklimakonzepte
mit einer nachhaltigen Technologie
umzusetzen, da mit ihr kostengünstig und ohne
zusätzliche Investitionen auch die Kühlung des Gebäudes
erfolgen kann. Dabei ist der Einsatz von ef-
34 green tech report 2013 green tech report 2013 35

fizienten Wärmepumpensystemen in energetisch
guten Gebäuden besonders sinnvoll. Unternehmen
können durch die Nutzung von Umgebungswärme
ihre Betriebskosten durch eine Senkung bei den
Energiebezugskosten deutlich reduzieren. Zudem
sinken die Unsicherheiten bezüglich der zukünftigen
Preisentwicklungen bei fossilen Energieträgern.
Dabei helfen geothermische Anlagen den Unternehmen
auch dabei, ihre CO 2 -Emissionen deutlich zu
reduzieren [2].
Neben der primären Nutzungsmöglichkeit zur Bereitstellung
von Warmwasser und zur Deckung
des Heiz- bzw. Kühlbedarfs von Gebäuden kann
geothermische Energie in bestimmten Fällen auch
für industrielle Prozesswärme genutzt werden.
Nachdem geothermische Energie als Grundlastenergie
ein kontinuierliches Wärmeangebot liefert,
eignet sie sich prinzipiell für die Bereitstellung von
Prozesswärme für produzierende Industriezweige
mit einem konstanten Wärmebedarf, beispielsweise
für Trocknungsprozesse in der Lederindustrie oder
für Papierfabriken, wie auch für die Landwirtschaft.
Ebenso wie sich bei der Beheizung von Gebäuden
mit Geothermie niedrige Vorlauftemperaturen positiv
auf die Effizienz der Nutzung auswirken, so gilt auch
für industrielle Anwendungen, dass sich die Geothermie
vor allem für die Anwendung eignet, wenn
diese mit einem relativ niedrigen Temperaturniveau
von bis zu 70 °C auskommt. Werden höhere Prozesstemperaturen
benötigt, so kann die Erdwärme aber
dennoch zur Teilerwärmung genutzt werden. Damit
lässt sich der Anteil konventioneller Heizsysteme an
der Wärmebereitstellung zumindest reduzieren (à
Solarthermie) [2].
Voraussetzungen der Erdwärmenutzung
– rechtliche Aspekte
Bei der Errichtung einer Erdwärmeanlage zur Nutzung
der geothermischen Energie ist nicht primär
das privatrechtliche Eigentum an einer Liegenschaft
an sich betroffen, sondern müssen
vielmehr die öffentlich-rechtlichen, insbesondere
die wasserrechtlichen Interessen beachtet werden,
die durch das Wasserrechtsgesetz 1959 (WRG
1959) bundesweit geregelt werden. Demnach sind
Erdwärmeanlagen grundsätzlich wasserrechtlich
bewilligungspflichtig. Abhängig vom Anlagentyp
sind allerdings Vereinfachungen oder Befreiungen
möglich, wie z. B. für Flachkollektoranlagen sofern
diese nicht in besonders geschützten Gebieten oder
geschlossenen Siedlungsgebieten, deren Trinkwasserversorgung
über einzelne Hausbrunnen sichergestellt
wird, errichtet werden sollen. Für die Errichtung
von Erdwärmesonden ab einer Tiefe von 300 m gilt
das Mineralrohstoffgesetz (MinroG). Eine Bewilligung
hierzu ist bei der zuständigen Montanbehörde
einzuholen.
Für Massivabsorber, bei denen Kollektor und
Gebäudebestandteil eine Einheit bilden, ist im
Zuge des allgemeinen baurechtlichen Bewilligungsverfahrens
eine Bewilligung für den
Bauteil als Bestandteil des Gebäudes, nicht aber
für den Kollektor an sich erforderlich. Ist eine
Erdwärmegewinnungsanlage Teil einer nach
Gewerbeordnung 1994 (GewO 1994) bewilligungspflichtigen
Betriebsanlage, so sind auch
für diese Anlage zur thermischen Nutzung des
Untergrundes bzw. Grundwassers die Bestimmungen
der Gewerbeordnung 1994 i. d. g. F.
anzuwenden. Des Weiteren sind gegebenenfalls
auch Bewilligungspflichten nach dem jeweils
gültigen Landes-Naturschutzgesetz oder
dem Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz
(UVP-G) 2000 i. d. g. F. zu beachten [1].
Der Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaftsverband
(ÖWAV) hat das Regelblatt 207 Thermische
Nutzung des Grundwassers und des Untergrunds
– Heizen und Kühlen vollständig überarbeitet
und 2009 veröffentlicht. Excel-Berechnungstools
ermöglichen die Bemessung von Erdwärmesonden
nach SIA 384/6 bzw. die Berechnung von Temperaturanomalien
nach Verfahren von Ingerle (1988) [3].
Wo kann oberflächennahe Geothermie
zum Einsatz kommen
Bei der geothermischen Wärmeversorgung von
Dienstleistungsgebäuden ist darauf zu achten, dass
bereits bei der Planung sichergestellt ist, dass die
Heiz- und Kühllasten minimiert werden. Zudem
kommt der Auslegung der Anlage und der einzelnen
Komponenten eine hohe Bedeutung zu. Gegebenenfalls
bietet sich vor dem Bau auch die Durchführung
einer thermischen Simulation an. Mit Hilfe
von Messtechnik sollte eine Überwachung der Anlage
im laufenden Betrieb erfolgen, um Fehlfunktionen
identifizieren und die Anlage gegebenenfalls optimieren
zu können. Um der Komplexität des Klimamanagements
in größeren Bürogebäuden gerecht
zu werden, bedarf es einer darauf abgestimmten
Regelstrategie, die alle Verbraucher und Energielieferanten
aufeinander abstimmt [7].
© Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.
Mit entsprechender Größe der Erdwärmeanlage
lässt sich auch der Wärmebedarf größerer Büround
Gewerbeimmobilien decken und im Rahmen eines
nachhaltigen Energiekonzepts die Energiebilanz
eines Gebäudes verbessern. Im Nutzungskreislauf
werden zur Raumtemperierung i.d.R. Wärmeabgabesysteme
wie Fußboden- oder Wandheizungen
eingesetzt, die auf Niedertemperaturniveau betrieben
werden und eine optimale Behaglichkeit durch
Strahlungswärme sicherstellen. Wandheizungen
eignen sich auch zum Umkehrbetrieb, das heißt,
dass die Rohrregister im Sommer zur Kühlung,
im Winter als Heizung verwendet werden können.
Bei Altbausanierungen können die Rohre in gefräste
Wandschlitze gelegt werden.
Free Heating & Cooling
Bei den Betriebsformen von Geothermieanlagen
stellt die Nutzung von oberflächennaher Erdwärme
für die Raumwärme und Brauchwassererwärmung
mittels Wärmepumpe den Standard
dar. Bei Vorhandensein von entsprechend heißen
Wässern aus tiefen Aquiferen ist eine Temperatursteigerung
mithilfe von Wärmepumpen nicht
mehr notwendig. Beim sogenannten Free Heating
werden die Thermalwässer meist über Fernwärmeleitungen
großflächig genutzt und versorgen
so mehrere Gebäude oder Hotels bis hin zu
ganzen Ortschaften mit Heizenergie. Ein mögliches
Einsatzgebiet für Free-Heating-Anlagen im
Niedrigtemperaturbereich ist die Freiflächenheizung.
Dabei werden, beispielsweise zur Eisfreihaltung,
ähnlich wie im Gebäude Rohrleitungen
möglichst oberflächennah verlegt. Hauptanwendungsbereich
ist dabei der Verkehrswegebau im
Allgemeinen, wie Flugbetriebsflächen, Bahnsteige
oder Fußgängerbrücken, aber auch Brückentragwerke
sowie Freiflächen von Sportanlagen
oder Freilagerflächen sind mögliche Einsatzbereiche
[1].
Geothermische Anlagen lassen sich ohne die
Installation zusätzlicher Systeme auch zur Kühlung
einsetzen. Durch Umkopplung von Gewinnungs-
und Nutzungskreislauf kann die Wärmepumpe
als Kühlmaschine eingesetzt werden
und so durch den Wärmetransport in den Boden
beispielsweise zur Kühlung eines Gebäudes dienen.
Kann die Wärme aufgrund der energietechnischen
Randbedingungen ohne Wärmepumpe
in den Boden abgeleitet werden spricht man von
Free Cooling. Bei der saisonalen Speicherung
wird über den Jahreszyklus einerseits Wärme
aus dem Boden entzogen, andererseits überschüssige
Wärme bzw. im Kühlbetrieb der Geothermieanlage
Energie in den Boden wieder eingespeichert.
Auf diese Weise wird während der
Sommermonate die Regeneration des Wärmevorkommens
im Erdreich unterstützt und kann
in der sich anschließenden Heizperiode wieder
durch Wärmeentzug für das Beheizen des Gebäudes
genutzt werden [1].
Auch die Bauteilaktivierung, die als Niedertemperatur-Wärmeabgabesystem
dem Nutzungskreislauf
zugeordnet wird, kann sowohl zur Heizung als auch
zur Kühlung eines Raumes herangezogen werden.
Dabei macht man sich die Speichermasse von
massiven Bauteilen wie z.B. Beton zunutze, indem
man die von Kühl- bzw. Heizwasser durchströmten
Rohrregister auf die Bewehrungslagen aufbindet
und bei der Herstellung der Böden, Wände oder
Geschoßdecken mit einbetoniert. Im Kühlbetrieb
kann so die Grundenergielast durch die Betonkernaktivierung
abgedeckt werden. Die aktivierten
Bauteile nehmen die überschüssige Wärme auf und
speichern diese so lange, bis sie von der Wärmeträgerflüssigkeit
in den Rohrregistern beispielsweise
über Massivabsorber ins Erdreich transferiert und
eingespeichert wird. So müssen lediglich die Spitzen
des Kühlbedarfs durch zusätzliche Klimageräte
abgedeckt werden, womit eine wesentlich geringere
Dimensionierung der Geräte möglich ist und der
Energiebedarf für die Kühlung im bivalenten Betrieb
wesentlich gesenkt werden kann [1].
Abwärmenutzung
Leitungsgebundene hocheffiziente KWK oder andere
Abwärme aus fossilen oder biogenen Energieträgern,
sowie biogene Nahwärme soll im Sinne der
Energieraumplanung im Rahmen einer gesamtsystemischen
Betrachtung des Energiesystems gegen-
36 green tech report 2013 green tech report 2013 37

über Einzellösungen immer vorrangig zur Deckung
des betrieblichen Wärmebedarfs eingesetzt werden
[8]. Dabei wird in der Energiestrategie Österreich vor
allem die verstärkte Nutzung industrieller Abwärme
als wesentlicher Hebel für den Ersatz fossiler
Energieträger im Wärmebereich genannt. Im Bereich
Produktion ist eine verstärkte Nutzung von Abwärme
sowohl innerbetrieblich (Wärmeintegration und
Prozessintensivierung) als auch nach außen (Verkauf
von Abwärme als Nahwärme bzw. Einspeisung
in Wärmenetze) und die Nutzung des Potentials von
hocheffizienter Co- und Polygeneration im Interesse
des gesamten Energiesystems anzustreben. Die
technischen Möglichkeiten, Potenziale und Vorteile
der Nutzung betrieblicher Abwärme für Unternehmen
wurde bereits in einem eigenen Kapitel des
green tech report 2012 ausführlich behandelt [9].
Im Rahmen der Erstellung eines österreichweiten
Überblicks zu den vorhandenen und ungenutzten
Abwärmequellen in Industriebetrieben sowie der Erarbeitung
von Maßnahmenvorschlägen zur Weiterentwicklung
der Voraussetzungen für eine Nutzung
dieser Potenziale (Abwärmepotenzialerhebung
2012) wurde festgestellt, dass der größte Anteil an
Abwärme – ca. 5.300 GWh/a bzw. rund drei Viertel
des Gesamtpotenzials – bei Temperaturen zwischen
20 und 35 °C anfällt [10]. Das wichtigste Abwärmemedium
ist Wasser. In der Regel muss diese
Abwärme für eine sinnvolle und wirtschaftliche Verwertbarkeit
durch Wärmepumpen auf ein höheres
Temperaturniveau angehoben werden. Aus energiepolitischer
Sicht ist es jedenfalls entscheidend,
diesen quantitativ wichtigen Niedertemperatursektor
zu erschließen. Relativierend ist anzumerken,
dass Abwärmemengen, die über Kühlwasser
an die Umgebung abgegeben werden oftmals aufgrund
von Einleitgrenzwerten auf sehr niedrigem
Temperaturniveau vorliegen, wiewohl innerbetrieblich
durchaus höhere Temperaturniveaus vorliegen.
Die Abwärmepotenzialerhebung 2012 zeigte außerdem,
dass 44 % der teilnehmenden Unternehmen
ihre Abwärmemengen noch nicht im Detail quantifiziert
haben. Zusätzliche Anstrengungen, den Unternehmen
ihre eigenen Abwärmepotenziale besser
bewusst zu machen, könnten bewirken, dass neue
Chancen für Abwärmeprojekte identifiziert und mehr
Projekte als bisher umgesetzt werden.
Wärmenetze
(Nah- und Fernwärme)
Leitungsgebundene Wärmenetze bieten die Möglichkeit,
Überschuss- und Abwärme aus Industriebetrieben
und Energieanlagen beispielsweise zur
Beheizung von Büros und Wohnungen zu nutzen.
Durch die zunehmende Etablierung des Fast-Nullenergiegebäude-Standards
im Neubau bzw. höher
werdenden Anteils thermisch sanierter Gebäude
ist allerdings ein deutlicher Rückgang des Bedarfs
an Niedertemperatur-Energie im Gebäudesektor zu
erwarten. Dadurch können Kapazitäten von Nahund
Fernwärmesystemen für zusätzliche Kunden,
beispielsweise im Produktionssektor mittels
Wärmepumpen, bereitgestellt werden.
Andererseits entstehen in Zukunft für Industriebetriebe
neue Möglichkeiten, ihre Niedertemperatur-Abwärmepotenziale
auf eine sinnvolle Art und Weise zu
verwerten, da die benötigten Vorlauftemperaturen
für die Beheizung neuer Gebäude in der Tendenz
sinken. Niedertemperaturnetze mit Vorlauftemperaturen
von 5 bis 20 °C, sogenannte Anergienetze,
könnten hier zukünftig interessante Perspektiven
eröffnen. Typische Abnehmer für diese Abwärme
durch Wärmepumpen könnten z.B. Wohngebäude,
Hotelanlagen oder Thermen sein.
Forschung und Entwicklung
Die Erdwärmequelle kann als saisonaler oder temporärer
energetischer Zwischenspeicher genutzt
werden und sich so ein vorübergehendes Missverhältnis
von Energieangebot und -nachfrage ausgleichen.
Dies gilt nicht nur für die einzelne Anlage,
sondern im Prinzip auch für Wärmenetze, in denen
eine Vielzahl von Produzenten und Nachfragern mit
zu großen Anteilen volatilem Verhalten aktiv ist. So
kann die Geothermie als kostengünstiger saisonaler
Wärmespeicher die Möglichkeit einer vollsolaren
Wärmeversorgung von Wohn- und Servicegebäuden
eröffnen, womit sie als Schlüsseltechnologie für eine
Systeminnovation im Bereich der Raumwärmebereitstellung
und Brauchwassererwärmung zu sehen
ist. In Hinblick auf das große Potenzial im Bereich
der Gebäudesanierung wurden im österreichischen
Forschungsprojekt GEOSOL ausschließlich multiplizierbare
Systemlösungen für den Gebäudebestand
untersucht. Hierbei standen die Untersuchung der
technischen Machbarkeit und die Charakterisierung
der Erfolgsfaktoren für die Errichtung und den
Betrieb von solaren Mikrowärmenetzen mit saisonaler
geothermischer Wärmespeicherung im
Vordergrund. Das GEOSOL-System eignet sich für
räumlich dichte Aggregate von wärmetechnisch sanierten
Bestandsgebäuden, welche mit Niedertemperatur-Wärmeverteilsystemen
ausgestattet sind
[11].
Wenn Wärmeangebot und Wärmebedarf örtlich
nicht zusammenfallen und kein entsprechendes
Wärmenetz verfügbar ist, ist es grundsätzlich auch
möglich Speichersysteme einzusetzen, die die Wärme
als latente Wärme oder als chemische Energie in
mobilen LKW- oder Bahn-gestützten Speichersystemen
bzw. Wärmecontainern zwischenspeichern.
Als Wärmespeichermedien stehen Metallhydride
oder Silicagel (für chemische Energie) oder aber Paraffine
für latente Energie zur Verfügung. In letzterem
Fall führt Wärmezufuhr zu einem Wechsel des
Aggregatzustands von fest auf flüssig. Die mit den
bestehenden Technologien erzielbaren Wärmespeicherdichten
und Wärmeleistungen sind, verglichen
mit den theoretischen Potenzialen, bisher für eine
Wirtschaftlichkeit in industriellen Systemen zu gering.
Damit diese Speichertechnologien in der Praxis
eine Chance auf Durchsetzung haben ist daher noch
weitere Forschung und Entwicklung notwendig [10].
Wärmenetze auf Basis von Niedertemperaturwärme
und Wärmepumpen werden häufig auch
als Anergienetze bezeichnet. Der Begriff Anergie
verweist auf jenen Anteil der Energie, mit
dem man keine Turbine mehr antreiben oder andere
Arten von mechanischer Arbeit verrichten
kann. In Holland und der Schweiz gibt es Gemeinden,
die „Anergienetze“ mit Vorlauftemperaturen
von 5 bis 20 °C (und Rücklauf von 5 bis
10 °C) zur Verfügung stellen, an die die Nutzer
lokal ihre Wärmepumpen oder Kältemaschinen
anschließen können. In Österreich sind noch
keine derartigen Anwendungsbeispiele bekannt.
Angesichts der großen Abwärmemengen im
Niedertemperaturbereich sind jedoch die Entstehung
solcher Beispiele sowie die begleitende
Erforschung der Wirtschaftlichkeit, Anwendbarkeit
und Praxistauglichkeit von Anergienetzen
wünschenswert [10].
Weitere prioritäre Themen der Forschung und Entwicklung
im Bereich der Geothermie wurden vom
Geothermal Technology Panel der Europäischen
Technologieplattform Renewable Heating & Cooling
entwickelt [12].
38 green tech report 2013 green tech report 2013 39

Good Practice IX
Verpachtbare Fläche 38.700 m²
Heizlast (Winter)
Kühllast (Sommer)
Anzahl bauteilaktivierter Energiepfähle 667
Abteuftiefe
Gesamtrohrleitungslänge in Energiepfählen
Fernwärmenutzung
Einsparung fossile Primärenergie
Einsparung elektrische Energie
Einsparung CO 2
Investment (Mehrkosten im Vergleich zu konventioneller
Heizung/Kühlanlage ohne Erdwärmenutzung)
Bezeichnung des Förderprogramms
Amortisationszeit (bzw. auf die Mehrkosten)
ATRIO – das mehrfach
ausgezeichnete Einkaufszentrum
in Villach
Das ATRIO – ein Shopping-Center von SES Spar
European Shopping Centers - ist mit 38.700 m² verpachtbarer
Fläche das verkaufsflächenmäßig größte
Einkaufszentrum des Bundeslands Kärnten. Die
Eröffnung des ersten Teils erfolgte am 3. November
2005, die offizielle Gesamteröffnung im März 2007.
Aufgrund der Boden und Grundwasserverhältnisse
erfolgte die Gründung des Gebäudes mit Ortbetonpfählen,
die bis über 30 m Tiefe eingebracht wurden.
Von den über 800 Ortbetonpfählen wurden ca. 667
thermisch aktiviert, um die im Erdreich gespeicherte
Energie sinnvoll als Wärme- oder Kälteenergie zum
Einsatz zu bringen. Das in diesen Pfählen zirkulierende
Wasser nutzt die nahezu konstante Grundwassertemperatur
für den Wärmetausch. Auf diese
Art und Weise wird der Großteil der erforderlichen
Heizenergie von 7.200 kW gewonnen. Der fehlende
Anteil wird durch das örtliche Fernwärmenetz
ergänzt. In der Übergangszeit kann mit dem Erdenergiespeicher
mittels Free-Cooling Schiene das
Shoppingcenter direkt, ohne Einsatz einer Kältemaschine,
gekühlt werden. Damit wird der Untergrund
in den Sommermonaten durch die Abwärme aus der
Kälteproduktion regeneriert.
Durch diese effiziente Technik mittels Energiepfähle
können 4,1 Mio. kWh/a fossile Primärenergie (ca.
500 t CO 2 ) und 61.000 kWh/a elektrische Energie
(ca. 40 t CO 2 ) eingespart werden.
7.200 kW
6.800 kW
11 m
162.000 m
Ergänzung des Heizwärmebedarfes
4,1 Mio kWh/a
61.000 kWh/a
540 Tonnen pro Jahr
EUR 1.700.000
effiziente Energienutzung, KPC
ca. 7 Jahre
© ATP Architekten & Ingenieure, Innsbruck; Fotograf: Johann Knoll
Quelle:
http://www.atp.ag/startseite/projekte/projektfilter/index.htm?no_cache=1&tx_usratpprojects_pi2%5Bprojectnr%5D=485#
Good Practice X
Büroturm der Raiffeisen-Holding
(RHW.2-Tower) – erstes Hochhaus
der Welt im Passivhaus-Standard
Seit 2012 prägt das weltweit erste Passivbürohochhaus
die Skyline am Leopoldstädter Ufer des Donaukanals.
Die ökologische Grundidee für das neue
Bürohochhaus war, einerseits den Energiebedarf zu
minimieren und andererseits die Standortressourcen
optimal zu nutzen. Unter der Devise „Nutzung der
Standortressourcen” werden die Elemente Sonne,
Wasser, Erde, Luft sowie energiebewusste Bautechnik
und moderner Materialeinsatz bestmöglich kombiniert.
Eine biogasbetriebene Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlage
produziert den Großteil der im
Haus benötigten Energie zum Heizen, Kühlen sowie
Strom für den Hausbetrieb selbst.
Für das Erzielen des Passivhaus-Standards entscheidend
war vor allem die radikale Steigerung
der Energieeffizienz bei der Klimafassade, bei allen
Bauteilanschlüssen und bei sämtlichen haustechnischen
Einrichtungen. Photovoltaik kommt im
„RHW.2“-Tower ebenso zum Einsatz. Die Abwärme
Gebäudedaten
Fassadenfläche 13.500 m²
Photovoltaikfläche 172 m²
Heizlast (Winter) (gemäß PHPP) 14 W/m² 1
Kühllast (Sommer) (gemäß PHPP) 7 W/m² 1
bauteilaktivierte Fundamentplatte sowie Tiefensonden zur
Erdwärmenutzung
Länge der Erdwärmeleitungen
Einsparung elektrische Energie
Einsparung CO 2 2
78 m Gebäudehöhe; 21 Obergeschoße mit 27.573 m² und
6 Untergeschoße mit 14.746 m² Bruttogeschoßfläche und
rund 250 KFZ-Stellplätzen
auf ca. 20 bis 40 m unter Straßenniveau
45.000 m
ca. 2.500.000 kWh/a
1.700 Tonnen pro Jahr
jährliche Betriebskostenersparnis ca. € 500.000
Bauinvestition
Amortisationszeit (bzw. auf die Mehrkosten)
1
Bezogen auf eine Energiebezugsfläche von 20.984,3 m² (gem. PHPP).
€ 84 Mio.
14 Jahre
2
CO 2 -Einsparung elektrische Energie bezogen auf Strommix gem. CO 2 GEMIS 3.0 mit 0,68kg/kWh END
© Foto: M. Burger
aus dem Rechenzentrum wird genutzt, die Kühlung
des Gebäudes erfolgt teilweise über den Donaukanal.
In Kombination mit einer Verschattung wurden
der Heizwärme- und der Kühlenergiebedarf um 80
Prozent gegenüber herkömmlichen Hochhäusern
reduziert.
Über diese einmalige Kombination von verschiedenen,
die Energieeffizienz steigernden Systemen
ist es gelungen, die Energiekosten, die für ein herkömmliches
Bürohaus anfallen, auf die Hälfte zu
reduzieren. Dafür flossen rund sieben Prozent des
Gesamtinvestitionsvolumens von € 84 Mio. in Maßnahmen
ein.
Das RHW.2 wurde nach dem klima:aktiv Gebäudestandard
bewertet, erreichte 949 von 1.000 möglichen
Punkten und wurde somit als klima:aktiv Gold
Gebäude ausgezeichnet.
Quelle:
http://www.raiffeisen.at/eBusiness/01_template1/1021234568466-NA-918488287228027842-NA-37-NA.html
40 green tech report 2013 green tech report 2013 41

Good Practice XI
EnergieAG Powertower Linz
Der 19-geschossige Büroturm ist das weltweit erste
Bürohochhaus, das mit Passivhauscharakter errichtet
wurde. Herzstück des energietechnisch weltweit
einmaligen Vorzeigeprojektes ist das integrierte Gesamtenergiekonzept,
das aus den drei Eckpfeilern
Gebäudehülle und Fassade, Haustechnik sowie
Energieaufbringung besteht. Weltweit erstmals in
einem Bürohochhaus dieser Größe kommt fast der
gesamte Energiebedarf aus erneuerbaren Energieträgern.
Dank eines ausgeklügelten Energiekonzeptes
kann auch auf den Einsatz von fossilen Energieträgern
für Heizung und Kühlung verzichtet werden.
Grundstein für dieses Konzept ist die multifunktionale
Fassadenkonstruktion, die zu zwei Dritteln
aus Glas und zu einem Drittel aus hochisolierenden
Materialien besteht. Dadurch können ein niedriger
Heizwärmebedarf (Wärmedämmwert U ges < 0,8 W/
m²), niedriger Kühlbedarf durch eine Reduktion des
solaren Wärmeeintrages um 90 % und die optimale
Durchlässigkeit für Tageslicht und damit reduzierter
Kunstlichteinsatz gewährleistet werden. Der
Energieaufwand für Heizung und Kühlung kann auf
ein Minimum reduziert werden. Die gesamte Haustechnik
verbraucht nur halb so viel Energie wie herkömmliche
Technik in einem Gebäude vergleichbarer
Größe. Die Klimatisierung der Räume mittels abgehängter
Kühldecken mit Strahlungswirkung ohne
Bruttogeschoßfläche
Wärmedämmwert
Anzahl Energiepfähle und Abteuftiefe
Anzahl Erdwärmesonden und Bohrtiefe
32.872 m² (inkl. Tiefgarage)
U ges < 0,8 W/m²
90 à 10 m
46 à 150 m
Fassadenfläche 11.620 m²
davon Photovoltaikfläche 637 m²
Heizlast (Winter)
Kühllast (Sommer)
Einsparung CO 2
800 kW
800 kW
ca. 300 Tonnen pro Jahr
Quelle:
http://www.zement.at/Service/literatur/fileupl/klima07_vbg_wilk_kaltenhauser.pdf
Konvektion, Heizkörper mit hohem Strahlungsanteil
und individueller Regelbarkeit und einer Frischluftversorgung
durch kontrollierte Be- und Entlüftung
mit nicht spürbarem 1,5 fachen Luftwechsel wurden
realisiert.
Für die Energieversorgung des Gebäudes wurden
in das Fundament 90 Gründungspfähle als
Energiepfähle integriert und 46 Tiefsonden à 150
m gebohrt. Über diese wird aus dem Erdreich mittels
Wärmepumpen die Energie für das Beheizen
und Kühlen des PowerTowers gewonnen. Weitere
Energie wird aus dem Grundwasser über zwei
Förderbrunnen bezogen. Das Kühlwasser wird vor
allem für das Rechenzentrum und für den Betrieb
© M. Burger
der Frischluftversorgung herangezogen. Die mittels
Photovoltaik erzeugte elektrische Energie wird für
den Betrieb der Wärmepumpen und Brunnenpumpen
verwendet (Wärmepumpenvorlauftemperatur:
35/30°C, Heizleistung 337,4 kW). Das neue Kraftwerk
ist mit 637 Quadratmeter das größte fassadengebundene
Solarkraftwerk Österreichs und liefert
jährlich 42.000 Kilowattstunden Strom.
Good Practice XII
Mehrfamilienhaus Neubau
(Haus der Zukunft 2020)
Der Versuch, das Leben in einem Fünf-Familien
Wohnhaus so zu organisieren, dass keine CO 2 -Emissionen
verursacht werden, wurde mit dem Projekt
„Haus der Zukunft 2020“ in Kammer bei Schörfling
am Attersee realisiert. Eine hocheffektive Dämmung
der Gebäudehülle, eine Betonkernaktivierung zur
Speicherung von Energie, der Einsatz von Wärmepumpen
zur Nutzung von oberflächennaher Geothermie,
kontrollierter Wohnraumlüftung und einer
Photovoltaikanlage sowie eine Ladestation für das
Elektroauto wurden in diesem Projekt eingesetzt.
Der Energiebedarf für Heizung und Warmwasser
wird über ein spezielles Solardach und einer Erdwärmepumpe
mit einer Arbeitszahl von ca. 5 abge-
Wohnnutzfläche
Nutzfläche Stiegen, Lager, Carport
Heizlast
Heizwärmebedarf
Gesamtenergiebedarf
Anzahl Erdwärmesonden und Bohrtiefe
420 m²
145 m²
13,2 kW
24,9 kWh/m 2 a
18.200 kWh/a
3 à 80 m
Photovoltaikfläche 140 m²
Einsparung CO 2
ca. 8,3 Tonnen pro Jahr (ohne Mobilität)
jährliche Heiz-/Kühlkostenersparnis gegenüber Gas ca. € 2.000
Investment (Mehrkosten im Vergleich zu konventioneller
Heizung/Kühlanlage ohne Erdwärmenutzung)
Förderquote (gegebenenfalls und Bezeichnung des Förderprogramms)
ca. € 20.000
© Josef Köttl
deckt, wobei die Antriebsenergie des Kompressors
und der Umwälzpumpen zur Gänze mit Öko- und
Solarstrom aus dem eigenem Solarkraftwerk abgedeckt
wird. Ein Zu- und Abluftsystem mit Energierückgewinnung
und Erdwärmevorwärmung sorgt
für ein gesundes Raumklima. Jeder Autoabstellplatz
verfügt über eine eigene Solartankstelle. Der Solarstrom
für die Elektroautos wird direkt von der Photovoltaikanlage,
die auf dem Carport montiert ist,
geliefert.
Das Energiekonzept erfüllt das Anforderungsprofil
des Landes Oberösterreich. Die geforderte Energiekennzahl
für ein Niedrigstenergiehaus von 27 kWh/
m 2 a wird mit ca. 20-24 kWh/m 2 a klar unterschritten.
Für das „Haus der Zukunft“ wurde die ÖMAG Förderung,
Einspeisevergütung 0,18 Cent/kWh beansprucht. Weitere
Unterstützungen von den jeweiligen Projektpartnern.
Keine Förderung aus öffentlicher Hand.
Amortisationszeit (bzw. auf die Mehrkosten gegenüber
einer „konventionellen“ Lösung)
ca. 10 Jahre
Quelle: Haus der Zukunft 2020
42 green tech report 2013 green tech report 2013 43

Good Practice XIII
Fernwärmenetz Hallein – Salzburg – Siezenheim
Das Fernwärmenetz ist ein gutes Beispiel für die Zusammenführung
innovativer Einzelmaßnahmen mit
lokalem Bezug zu einem innovativen Energiesystem
im Sinne einer regionalen Energieraumplanung. Die
größten Betriebe im Ballungsraum Hallein-Salzburg-Siezenheim,
die industrielle Abwärme in den
Wärmeverbund einspeisen, sind die Halleiner Zellstofffabrik
Schweighofer Fiber GmbH, MDF Hallein
und der Spanplattenhersteller Kaindl sowie das
Biomasse-HKW Hallein. 2004 kam auch das Biomasse-Heizkraftwerk
Siezenheim als Wärmelieferant
hinzu. Die ältesten Abschnitte im Salzburger
Fernwärmenetz waren bis 2011 mit 200 °C heißem
Leitungslänge (Trasse Transportleitung Hallein bis zur Umformerstation Elsbethen)
Übertragungsleistung real
14 km
7,5 MW
Vorlauftemperatur real 80-95 °C
Rücklauftemperatur real Sommer Schnitt 65 °C
Rücklauftemperatur real Winter Schnitt 55 °C
gelieferte Wärmemenge 2012
davon Einspeisung Richtung Stadt 2012
Quelle:
http://www.salzburg-ag.at/?eID=download&uid=1090
Dampf betrieben worden. Verfügbare Bio- und Abwärme
erreichen aber nur 95 °C. Deshalb wurden 65
Kilometer Leitungen auf den Betrieb mit Heißwasser
umgerüstet. Pro Jahr fließen nun im Großraum Salzburg
bis zu 120 Millionen kWh Abwärme ins Netz.
Das entspricht dem Verbrauch von etwa 14.000
Haushalten.
Im angeschlossenen Versorgungsgebiet werden neben
Wohnhäusern auch folgende Dienstleistungsgebäude
mit Energie für Warmwasserbereitung,
Raumwärme und Klimatisierung versorgt: 7 Krankenhäuser,
6 Seniorenheime, 40 Hotels, 80 Gastronomiebetriebe.
Prozesswärme wird aus der Abwärmeschiene
zurzeit nicht gewonnen.
110 GWh/a
38 GWh/a
Förderungen
Hier finden Sie jene Förderstellen, die Förderungen
zu den Umwelt- und Ressourceneffizienzthemen
dieses green tech Reports anbieten.
Amt der niederösterreichischen Landesregierung
Abteilung Umweltwirtschaft und Raumordnungsförderung
Amt der oberösterreichischen Landesregierung
Direktion Umwelt und Wasserwirtschaft Abteilung
Umweltschutz
Burgenländische Energie Agentur
Energieinstitut Vorarlberg
Kärntner Landesregierung
FFG – Forschungsförderungsgesellschaft
Klima- und Energiefonds
KPC - Kommunalkredit Public Consulting GmbH
Oberösterreichischer Energiesparverband
ÖkoBusinessPlan Wien
Ökofit Kärnten
Ökoprofit in Voralberg
Ökomanagement Niederösterreich
Tiroler Landesregierung
Stadterneuerung und Prüfstelle für Wohnhäuser
(MA 25)
umweltservicesalzburg
Wirtschaftsinitiative Nachhaltigkeit (Steiermark)
WKO – Wirtschaftskammer Österreich
http://www.noel.gv.at/Umwelt/
http://www.land-oberoesterreich.gv.at/
http://www.eabgld.at/
http://www.energieinstitut.at/?sID=3094
http://www.ktn.gv.at/
http://www.ffg.at/
http://www.klimafonds.gv.at/
http://www.esv.or.at/unternehmen/
http://www.publicconsulting.at/,
http://www.umweltfoerderung.at/kpc/de/home/umweltfrderung/fr_betriebe/
http://www.wien.gv.at/umweltschutz/oekobusiness/
http://www.energiebewusst.at/
http://www.vorarlberg.at/
www.oekomanagement.at/
http://www.tirol.gv.at/
http://www.wien.gv.at/wohnen/wohnbautechnik/
http://www.umweltservicesalzburg.at/
http://www.oeko.steiermark.at/
http://portal.wko.at/wk/startseite.wk
Neben den Umweltförderungen in Österreich sind
auch betriebliche Umweltzuschüsse im Rahmen einiger
thematischer EU-Förderprogramme möglich.
Die Auflistung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
44 green tech report 2013 green tech report 2013 45

Quellenverzeichnis
Quellen Einleitung
[1] EC – European Commission (2011): Communication from
the Commission to the European Parliament, the Council, the
European Economic and Social Committee and the Committee of
the Regions. A Roadmap for moving to a competitive low carbon
economy in 2050. Online unter http://ec.europa.eu/clima/summary/docs/roadmap_2050_en.pdf
[08.03.2011]
[2] KOM (2013) 169 endg.: Europäische Kommission. Grünbuch.
Ein Rahmen für die Klima- und Energiepolitik bis 2030.
[3] BMLFUW (2013a): Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft,
Umwelt und Wasserwirtschaft. Energieeffizienz – Ein
Meilenstein am Weg zu einem nachhaltigen Energiesystem. Online
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[4] BMLFUW (2013b): Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft,
Umwelt und Wasserwirtschaft. Rechtliche Grundlagen
Ökostrom. Online unter: http://www.lebensministerium.at/umwelt/energie-erneuerbar/Oekostromgesetz.html
[24.09.2013]
[5] BMWFJ & BMLFUW (2010): Bundesministerium für Wirtschaft,
Familie und Jugend & Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft,
Umwelt und Wasserwirtschaft. Energiestrategie Österreich.
Online unter http://www.energiestrategie.at/ [24.09.2013]
[6] klima:aktiv (2013): Online unter: http://www.klimaaktiv.at/
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Quellen PV
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Burgenland. Online unter http://www.tobgld.at/index.
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Online unter: http://wirtschaftsblatt.at/home/nachrichten/
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[5] raymann kraft der sonne „photovoltaikanlagen“ GmbH (2013):
Photovoltaik Technische Grundlagen. Online unter http://www.
raymann.at/photovoltaik/photovoltaik-technik.html [13.09.2013]
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user_upload/PDF/313-889-von_Oppen-OTTI-neueMaerktePV.
pdf [13.09.2013]
[7] ECO WORLD STYRIA Umwelttechnik Cluster GmbH (2013):
Wertvolles Sonnenlicht: Brach liegende Hallendächer für Solarstrom-Großanlagen
nutzen. Online unter: http://www.eco.
at/cms/155/8567/Wertvolles+Sonnenlicht%3A+Brach+liegende+Hallend%E4cher+f%FCr+Solarstrom-Gro%DFanlagen+nutzen/
[13.09.2013]
[8] scon-marketing GmbH (2013): Expertenforum für neue Photovoltaik-Geschäftsmodelle.
Online unter: http://www.solaranlagen-portal.de/news/expertenforum-fur-neue-photovoltaik-geschaftsmodelle/
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Geschäftsmodelle für die Photovoltaikbranche. Online unter:
http://www.presseportal.de/pm/82549/2465588/intersolar-europe-2013-neue-geschaeftsmodelle-fuer-die-photovoltaikbranche
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[10] Windkraft Simonsfeld AG (2013): Spatenstich für die neue
Firmenzentrale. Online unter: http://www.wksimonsfeld.at/
deutsch/unternehmen/news/spatenstich+fuer+die+neue+firmenzentrale.html
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Online unter: http://www.riebenbauer.at/ger [13.09.2013]
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Quellen KWEA
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Energie NÖ-Wien: Interview durchgeführt am 10.6.2013.
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presseaussendung/OTS_20060131_OTS0041/waerme-aus-biomasse-fuer-betriebe-boomt
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[7] Oberösterreichischer Energiesparverband (2013): SO-PRO
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[9] Bettina Muster (2013): AEE Intec . Optimierung in der Industrie
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Nationale und internationale Fallstudien. Vortrag im Rahmen des
Technischen Seminars – GBE FACTORY.
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www.klimaaktiv-gebaut.at/ [13.09.2013]
[12] S.O.L.I.D GmbH (2013): Informationsübermittlung per Mail
[29.08.2013] durch Harald Blazek
Quellen Umgebungswärme
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an der Technischen Universität Wien, Fakultät für Bauingenieurwesen.
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[2] DCTI – Deutsches CleanTech Institut GmbH (2012): Geothermie.
Licht ins Dunkel bringen – Wie Sie von Geothermie profitieren.
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[3] ÖWAV – Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaftsverband
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Online unter: http://www.energiestrategie.at/ [24.09.2013].
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[10] KPC – Kommunalkredit Public Consulting GmbH (2012):
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[11] Biermayr, P. et al. (2013): Erfolgsfaktoren für solare Mikrowärmenetze
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www.greenjobsaustria.at