Solarwärme im Netz lohnt sich
7 Solare Wärmenetze Oktober 2019 ir sind mit Solarenergie heu te schon pari zu den Brenn stoffkosten für Holz“, sagt Bene Müller. Für den Vorstand der solarcomplex AG ist dies die zentrale Antwort, wenn er nach der Wirtschaftlichkeit großer Solarthermieanlagen als Energiequelle für Fernwärmenetze gefragt wird. Und Müller wird oft danach gefragt, denn in Deutschland hat kaum jemand mehr Erfahrung als die Bürgerenergiegesellschaft solarcomplex, die jetzt in der Schwarzwaldgemeinde Schluch see das dritte ihrer Bioenergiedörfer mit einer Solarthermieanlage aus stattet. Schon seit 2012 sammelt das Unternehmen im deutsch-schweizerischen Solarenergiedorf Büsingen und seit 2018 auch in Randegg Erfahrungen mit Solarthermie in Dorfwärmenetzen. Alle diese Netze werden mit Holzkesseln beheizt, die im Sommer ausgeschaltet bleiben, weil dann die Solarthermieanlage zur Versorgung der Dör - fer ausreicht. Zwar seien die Ge stehungskosten pro Kilowattstunde Solar - wär me nach Abzug der Förderung in den beiden bestehenden Netzen mit „Vier-Komma-X-Cent“, so Müller, auf den ersten Blick noch etwas teurer als der Einkaufspreis von Holz. Doch aufgrund der bishe ri gen Betriebsdaten rechnet Mül ler den Solaranlagen einige geldwerte Vorteile zu. Vor allem habe sich ein saisonaler Effekt bestä tigt: „Die Solaranlage ersetzt den Holzkessel im Sommer. Im Teillast be treib hätte der Holzkessel dann aber ganz schlechte Nutzungsgrade. Wenn wir die s einrechnen, dann kommen wir beim Holz auf vermiedene Kosten über 4 Cent/kWh.“ Kostensenkende Effekte Und eine weitere geldwerte Nebenwirkung der Solarthermieanlage schlägt sich in den Betriebskosten nieder: Die jährlichen Wartungs arbei ten für den Holzkessel können viel planmäßiger und stressfreier erle digt werden, da der Kessel im Sommer ohnehin nicht gebraucht wird. Bene Müller geht davon aus, dass im Wirtschaftlichkeitsvergleich zwi schen Holz und Sonne auch die Zeit weiter für die Solarthermie spielen wird – selbst wenn Holzhackschnitzel in den näch - sten Jahren aufgrund der aktuell gro - ßen Borkenkäferschäden billig den Markt überschwemmen dürften. Schon für das nächste Wärmenetz in Schluch - see geht er fest davon aus, dass die mit 3000 Quadratmetern bislang größte Solaranlage von solarcomplex, die Ende des Jahres ausgeschrieben werden soll, einen noch wesentlich geringeren Wärmepreis pro Kilowattstunde erwirtschaften kann als die ersten beiden Anlagen. Sogar eine Zwei vor dem Komma sei nach Abzug der Förderung nicht ausgeschlossen. Die Preisentwicklung zeigt nach unten, weil weltweit der Markt für Solarthermie in der Fernwär - me wächst, so dass Herstellung, Installation und Planung effizienter werden. Zum anderen stehen die Anbieter gera - de auf dem deutschen Markt derzeit untereinander im scharfen Wettbewerb – von Kampfpreisen ist die Rede. Dass sich die Solarthermie in Großanlagen inzwischen dank der KfW-Förderung in Höhe von 45 bis 65 Prozent mit jedem anderen Brennstoff messen kann, solange es sich nicht um „Abwär- Was kostet die Wärme aus Solarkollektoren im Vergleich zu anderen Energieformen? Für Fernwärmeunternehmen ist dies neben der ökologischen Qualität der Energie eine entscheidende Frage. Solarwärme im Netz lohnt sich Foto: Guido Bröer W me“ handelt, bestätigt sich auch in anderen Projekten. Für das Solardorf Mengs berg rechnet der Generalunternehmer Viessmann, der das dortige Wärmenetz samt Solar-Holz-Heizzen - trale 2018 schlüssel fertig übergeben hat, mit Wärmegestehungskosten aus der Solaranlage von 3,0 bis 3,2 Cent pro Kilowattstunde nach Abzug der Förderung (Rechnung im Kasten rechts). Das deckt sich mit den Zahlen von Christian Stadler, Geschäftsführer der deutschen Arcon-Sunmark GmbH, de - ren dänische Muttergesellschaft inzwischen über 100 Großan lagen mit oft 5- und 6-stelligen Quadratmeter-Dimensionen an Fernwärmenetze angeschlossen hat. In Deutsch land fokus siert sich Arcon bislang weniger auf neue Solardörfer als auf größere Anlagen für beste - hende Netze von Stadtwerken. Mit Kollektorflächen im Bereich von 5.000 bis 20.000 Quadratmetern, wie sie das Unternehmen aktuell für drei deutsche Stadtwerke in der Projektpipeline hat, seien heute Wärmepreise zwischen 25 und 30 Euro pro Megawattstunde – also 2,5 bis 3 Cent pro Kilowattstunde – nach Förderung realistisch. Bei kleine ren Anlagen und in weniger günsti gen Konstellationen könne es aber auch etwas teurer werden, räumt Stadler ein. Denn die Kosten seien von vielen Para me tern abhängig, die in jedem Einzel fall genau untersucht werden müssten. Kosten variieren je Anlage Entscheidend für den Wärmepreis ist natürlich, wie viel Energie die Anlage im Jahr ernten kann. Das hängt von ihrer Größe und nicht zuletzt auch vom geografischen Standort ab. An sonnenrei - chen Standorten im Süden Deutsch - lands erwirtschaften Solaranlagen in Wärmenetzen aufgrund der stärkeren Solareinstrahlung 10 bis 15 Prozent höhere Erträge als in nördlichen Regionen. Wichtiger ist allerdings das Tempe - ra turniveau des Wärmenetzes. Zwar kön nen moderne Hochleistungskollektoren auch ein Netz mit hohen Temperaturen bedienen. Doch auf einem niedri gen Temperaturniveau arbeiten sie wesentlich effizienter und somit kostengünstiger. Entscheidend ist dabei neben der absoluten Höhe der Vorlauftempertur auch die Temperatur sprei - zung zwischen Vor- und Rücklauf. Je größer die Spreizung, desto besser und preisgünstiger arbeitet die Solaranlage. Bei seinen Gesprächen mit Fernwärmeunternehmen hat Stadler die Erfahrung gemacht, dass manche zunächst auf die höheren Netztemperaturen im Winter fokussiert waren und deshalb die Wirtschaftlichkeit der Solarthermie un - ter schät zten. „Im Sommer, wenn die Solaranlage den größten Beitrag liefert, laufen die Netze deutscher Stadtwerke aber meist nur auf 75 bis 85 Grad Vorlauftemperatur.“ Für eine realistische Ertragsberechnung und Wirtschaft lich - keits progno se sei dies wichtig. Mindestens so relevant wie die Vorlauftemperatur ist die Frage, wie gut ein Stadtwerk seine Rück lauf temperaturen im Griff hat. Weil mög lichst geringe Werte nicht nur für die Solarthermie, sondern auch für die Effizienz aller anderen Wärmeerzeuger wesentlich sind, haben viele Versor ger eine Temperaturabsenkung schon auf der Agen da. Bei der Wirtschaftlichkeitsberech nung für eine Solarthermie anla ge, die heute in der Regel über 20 bis 25 Jahre angelegt wird, sollte dies berücksichtigt werden. Der nächste große Faktor für den Wärmepreis ist die Frage, ob ein Spei - cher benötigt wird, wie groß dieser ausfällt und wie er ins Netz eingebunden ist. Trifft eine relativ kleine Solaranlage auf ein großes Netz, so wird meist kein Speicher benötigt. Sogar die bislang größte deutsche Solarthermieanlage, die seit 2016 in Senftenberg arbeitet, kommt deshalb ohne Pufferspeicher Solare Wärmenetze Ein Solarspeicher ist ein Kostenfaktor. Ob er notwendig ist und wie groß er sein muss, das macht einen deutlichen Unterschied für die Kalkulation. Mit den schlüsselfertigen Solarwärme-Großanlagen von Arcon-Sunmark erzeugen Sie Ihre eigene Wärme und sparen damit nicht nur echtes Geld, sondern unterstützen aktiv den Umweltschutz. Als Marktführer mit über 25 Jahren Erfahrung in Großanlagen ist Arcon-Sunmark ein kompetenter Ansprechpartner rund um die Beratung, Installation und Betreuung individueller Solarthermie-Anlagen. 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Solche Multifunktionsspeicher müs sen neben der Solarwärme schnell große Wärmemengen aus KWK-Anla - gen oder aus Power-to-Heat-Anwendungen aufnehmen können. Die höheren Kosten solcher Speicher sind daher nur zum Teil der Solar anlage zuzurechnen. Ein weiterer Kostenfaktor sei die Lage der Solarfläche und die Beschaffenheit des Untergrundes, weiß Sebastian Schramm vom Kollektorhersteller Greenonetec zu berichten. Wo das Gelände sehr wellig, die Geometrie des Solarfeldes ungünstig oder der Unter - grund felsig sei, werde es etwas teurer. Wie entscheidend ist der Zins? Aber wie rechnet überhaupt ein Fernwärmeversorger, wenn er sich mit dem Gedanken trägt, in eine Solarthermieanlage zu investieren? Üblicherwei se wer de mit der Interne-Zinsfuß-Metho - de kalkuliert, berichtet Thomas Pauschinger vom Steinbeis-For schungsin - stitut Solites. So hält es das Institut auch bei seinen Machbarkeitsstudien für Solarprojekte. Häufig sei dabei vom Stadtwerk ein üppiger inter ner Zinssatz als Ziel vorgegeben. Für eine Solaranlage, die gegen über anderen Energieerzeugern mit vergleichsweise hohen Investitionskosten, aber dafür sehr geringen Betriebs ko sten antritt, sei es daher oft schwierig, das Plazet der Betriebswirte zu erlan gen. Letztlich hängt es davon ab, welche Risikozuschläge die Kaufleute für die verschiedenen Technologien in ihre Zinsvorgabe einbauen. In diesem Punkt kann die Solarthermie durchaus auftrumpfen – sofern nicht die grund sätz - liche Skepsis gegenüber al lem Neuen als Risiko eingepreist wird. Denn Versorger begreifen zunehmend, dass die Solarthermie langfristige Stabilität in ihre Kalkulation bringt. Ist die Anlage einmal gebaut, so steht deren Wärmepreis über ein Vierteljahr hun dert im Voraus fest. Die Sonne scheint verlässlich zum Nulltarif, während die Brennstoffkosten bei fossilen Energien und selbst bei Holz schwer zu prognostizieren sind. Die Motivation für Stadtwerke, die sich jetzt vermehrt für Solarthermieanlagen interessieren, ist häufig auch der Primärenergiefaktor ihres Fernwärmenetzes. Solarthermie kann diesen Wert deutlich verbessern, wenn sie fossile Energien ersetzt, und ist durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) so mit ein geldwerter Faktor im Wettbe werb mit Erdgas um die Versorgung kommer ziell bewirtschafteter Wohnungsbestände. „Wichtige Impulse für eine große Solarthermieanlage sind häufig auch politische Vorgaben zur Dekarbonisierung der Wärmenetze oder die sinkenden Stromerlöse aus KWK-Anlagen“, stellt Pauschinger fest. Die Investitionskosten seien oft gar nicht das entscheidende Argument. Wenn ein Stadtwerk Solarthermie wolle, dann werde auch eine etwas geringere interne Verzin - sung akzeptiert. Sein Fazit: „Die Wärme - ge ste hungs kosten großer Solarthermieanlagen sind mittler wei le in der Regel attraktiv.“ Guido Bröer Kosten und Wirtschaftlichkeit Das Beispiel der 2950 m2 großen Kollektoranlage im Energiedorf Mengsberg zeigt, dass Solarthermieanlagen in Wärmenetzen heute aus Sicht der Betreiber ein wirtschaftlich attraktives Element sind: ▪ Investitionskosten: ▪ Kollektorfeld inkl. Aufständerung ▪ Verrohrung im Kollektorfeld ▪ Grundstück inkl. Umzäunung ▪ Hydraulik ▪ Wärmetauscher ▪ Solarspeicher (ca. 700 €/m3) = 70 €/m2 ▪ Abzgl. KfW-Förderung (0,495 € pro kWh Solar-Keymark-Ertrag) – 276 €/m2 ––––––––––––– Gesamtkosten nach Förderung: 145 €/m2 ▪ Spezifischer Solarertrag (regional verschieden!) ca. 330 kWh/m2/a ▪ Wärmepreis aus Investition (25 Jahre, Zins: 1,85%) 2,2 Ct/kWh ▪ jährliche Betriebs- und sonstige Kosten 0,8-1,0 Ct/kWh Vollkosten Solarthermie 3,0–3,2 Ct/kWh BIOENERGIEDORF MENGSBERG } 350 €/m2 Beispielkalkulation: Viessmann, Foto: BEG Mengsberg 10 Solare Wärmenetze Mengsberg erhält Deutschen Solarpreis Die Dorfgemeinschaft von Mengsberg in Hessen ist mit dem Deutschen Solarpreis ausgezeichnet worden. Vergeben wird der Preis seit 1994 von der Vereinigung Eurosolar e.V. in acht Kategorien an vorbildliche Projekte, Unternehmen, Organisationen und Personen, die Impulse für eine dezentrale, bürgernahe und regenerative Energiewende geben. In der Kategorie „Lokale oder regionale Vereine/Gemeinschaften“ geht der Deutsche Solarpreis in diesem Jahr an die Bioenergiegenossenschaft Mengsberg eG „für ihr gemeinschaftliches und nachhaltiges Energieprojekt Sonnen- und Bioenergiedorf Mengsberg mit großem bürgerlichen Engagement“. Seit 2018 versorgt die Energiegenossenschaft 150 Gebäude über ein Wärme netz mit Energie aus Biomasse und zu etwa 17 Prozent aus Solarenergie. gb www.eurosolar.org • www.begmengsberg.de Dänemark überschreitet 1 Gigawatt In Dänemark nutzen schon 120 Fernwärmenetze eine große Solarthermieanlage. Diese Solarheizwerke erreichen eine Leistung von zusammen 1,1 Gigawatt. Fast 1,6 Millionen Quadratmeter Sonnenkollektoren sind mittlerweile in Dänemark für die Fernwärmeversorgung installiert worden. Damit sind die Dänen mit Abstand Weltmeis - ter in Sachen solare Wärmenetze. Pro Kopf ihrer Bevölkerung haben die Dänen rund 500-mal mehr Solarwärme in ihren Fernwärme netzen als ihre deutschen Nachbarn. Auch in Deutschland verzeichnen solare Wärmenetze zwar seit etwa vier Jahren einen kräftigen Zuwachs, doch allein die größte dänische Kollektor anlage in Silkeborg ist mit ihrer Leistung von 110 MW mehr als doppelt so groß wie alle deutschen Fernwärme-Solaranlagen zusammen. Eine Übersicht über die Anla gen zeigt das Planungsbüro PlanEnergi im Internet. gb www.planenergi.eu Tagung zu Holz + Solar Die diesjährige Holzenergietagung Baden-Württemberg thematisiert am 27. November in Rottenburg erneuerbare Wärmenetze mit Holzenergie und Solarthermie. Neben Fachvorträgen zur Projektentwicklung von Wärmenetzen im ländlichen Raum bietet die Tagung Workshops zur regenerativen Wärmeversorgung an. gb www.solar-district-heating.eu/de/aktuelles/veranstaltungen/ Solares Määähen in Breklum ... Auch Photovoltaik gehört in Mengsberg bei Neustadt zum Dorfbild. Den Deutschen Solarpreis gab es allerdings für das Wärmenetz mit Biomasse und Solarthermie. Solarthermie Anlagen Im Norden geht die Sonne auf! garantiert höchste Erträge stabile Wärmepreise schlüsselfertig oder im Contracting Jetzt anrufen und eine unserer über 15.000 m² großen Referenzanlagen in Dänemark besuchen! Savosolar Kühnehöfe 3 | 22761 Hamburg info@savosolar.de | ✆ +49 (0) 40 500 349 7-0 GmbH Oktob er 2019 Im Kollektorfeld der solaren Dorfwärmeversorgung von Breklum/Nordfriesland übernehmen fünf Schafe die Rolle des Rasenmähers. Landwirtschaft und Energieversorgung sind auf diese Weise vereinbar. – Ob wohl in Nordfriesland demnächst „Solarwolle“ und „Solardöner“ regional vermarktet werden? Foto: Guido Bröer Foto: Guido Bröer GREENoneTEC Solarindustrie GmbH Energieplatz 1, 9300 St. Veit/Glan, Österreich Ihr Ansprechpartner für Projekte: DI Friedrich Rois +43 4212 28136 220 friedrich.rois@greenonetec.com www.greenonetec.com 12.064 m² Anlagengröße 8,445 MWth Solarer Ertrag 39.300.000 kg CO2 Einsparung - bezogen auf 25 Jahre 10.000 Liter Solarspeichervolumen Fernwärme-Projekt im dänischen Smørum überzeugt mit GREENoneTEC Hochleistungskollektoren Die Firma Aalborg CSP A/S, der führende Entwickler und Anbieter von innovativen erneuerbaren Technologien mit Sitz in Dänemark, hat in der Stadt Smørum im Auftrag des dortigen Heizkraftwerkes, der Smørum Kraftvarmeværk AmbA, ein 8,4-MWth Solarkraftwerk errichtet. Zum Einsatz kam der GREENoneTEC Hochleistungskollektor der GK3003 Serie, welcher aufgrund seines Absorberdesigns sowie seiner attraktiven Leistungsdaten ideal für solarthermische Großanlagen geeignet ist. Das 12.064 m² große Solarfeld überzeugt mit einem jährlichen Energieertrag von 8.4 MWth Wärme. Die Bauarbeiten in Smørum begannen im August 2017. Die Anlage besteht aus insgesamt 59 Reihen von Großflächenkollektoren mit bis zu 20 Kollektoren pro Reihe und erntet Sonnenstrahlen seit dem Frühjahr 2018. Laut Datenauswertung konnte die Solaranlage 40% mehr Energie als erwartet produzieren und damit fast 100% des Warmwasser- und Wärmebedarfs der Stadt decken. „Es war ein logischer Schritt in unserer Entwicklung, auf eine erneuerbare Energiequelle umzusteigen, die auch mit den schwankenden Gaspreisen mithalten kann, um die Kosten der Energieerzeugung zu stabilisieren.“- Jan Møller, Geschäftsführer bei Smørum Kraftvarmeværk AmbA. 12.064 m² Kollektorfläche 8,4 MWth

