Betriebsergebnisse Solarthermieanlage Düsseldorf – Auszug aus EHP_10_2024
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Infoflyer Solare Wärmenetze 2024
Große Solarthermieanlagen beschleunigen die kommunale Wärmewende ersetzen fossile Brennstoffe in städtischen Wärmenetzen versorgen ländliche Nahwärmenetze sind wirtschaftlich und kostenstabil sind mit anderen Wärmeerzeugern (z.B. BHKW) kombinierbar www.solare-wärmenetze.de Solare Wärmenetze für den kommunalen Klimaschutz Wärme macht über 50 % der in Deutschland jährlich benötigten Endenergie aus Emissionsfreie Wärme im großen Stil Bereits rund 45 solarthermische Großanlagen in Deutschland speisen Sonnenenergie in Wärmenetze ein und versorgen damit Haushalte, öffentliche Gebäude und Betriebe mit Wärme für Heizung und Warmwasser. Die Wärme aus Solarthermieanlagen ist emissionsfrei, Solarwärme ist überall verfügbar. Durch Anschluss an ein solares Wärmenetz kann die Wende von fossilen Brennstoffen zu erneuerbarer Wärme für ganze Stadtviertel gelingen. Technisch und betriebswirtschaftlich verlässlich Die Technik solarthermischer Großanlagen und Wärmenetze ist ausgereift und marktverfügbar. Die Wärmepreise sind auf Jahrzehnte im Voraus berechenbar und unabhängig von Preisen anderer Energieträger. Solarthermieanlagen können in bestehende Wärmenetze eingefügt werden, dort vorhandene Wärmeerzeuger ergänzen und fossile Energieträger ersetzen. Förderung für Planung und Investition Fördermittel zur Erstellung von Wärmeversorgungskonzepten, z.B. einer kommunalen Wärmeplanung, sowie zur Errichtung von Wärmenetzen und Solarthermieanlagen stehen bereit. Mit dem Ausbau von solaren Wärmenetzen können Kommunen einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Sie tragen damit zur kommunalen Daseinsvorsorge bei und fördern zugleich die regionale Wertschöpfung. Große Solarthermieanlagen werden von Wärmeversorgern und Stadtwerken aus betriebswirtschaftlichen Gründen und als Maßnahme des lokalen Klimaschutzes realisiert. Die langfristige wirtschaftliche Lösung mit stabilen Wärmekosten und technischer Flexibilität ist bewährt. Flächen für große Solarthermie finden KOMMUNEN POLITIK & BEHÖRDEN WÄRMEVERSORGER AUSGEWÄHLTE PROJEKTERGEBNISSE MEHR UNTER WWW.SOLARE-WAERMENETZE.DE Für die Realisierung von Solarthermie- Freiflächenanlagen sind schnellere Genehmigungsverfahren eine zentrale Voraussetzung. Empfehlungen für die Raumplanung Projektbeispiele und Erfahrungsberichte Publikationen zu Genehmigung und politischen Rahmenbedingungen FAQ: 36 präzise Fragen und Antworten zu solaren Wärmenetzen Ziele von SolnetPlus • Bau solarer Wärmenetze anregen • Erfolgreiche technische Konfigurationen teilen • Schnellere Genehmigungsverfahren erreichen Zielgruppen • Kommunen • Wärmeversorger, Stadtwerke und Planende • Energiepolitik und Behörden Partner: Das Projekt SolnetPlus – Solare Wärmenetze als eine Lösung für den kommunalen Klimaschutz soll die Einbindung von großen Solarthermie- anlagen in Nah- und Fernwärmenetze befördern. Laufzeit 2021-2024 Kontakt und weitere Informationen Solites – Steinbeis Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme info@solites.de | Tel +49 (0)711 673 2000–0 www.solites.de Die Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt bei den AutorInnen. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Fördermittelgeber wieder. Weder die Fördermittelgeber noch die AutorInnen übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. Bildquellen: S.1 Vattenfall Wärme Berlin AG ,S.2 Solites; S. 3 ob. travelview, mi. tinadefortunata, u. Guido Bröer Solarthemen Stand Flyer: Mai 2024 unterstützt durch die Industrieinitiative Solare Wärmenetze der Solarthermieanbieter (IniSW) Abonnieren Sie den Newsletter zu Solaren Wärmenetzen: www.solare-wärmenetze.de/newsletter www.solare-wärmenetze.de
Infoblatt Solare Wärmenetze Nr.22 – Große Wärmespeicher und ihre Finanzierung
www.solare-wärmenetze.de Infoblatt Nr. 22 Kommunen mit Wärmenetzen suchen zur Zeit nach erneuerbaren Wärmequellen. Viele Kommunen befassen sich erstmals mit der Option eines Wärmenetzes. Mit Solarthermie, Geothermie, Umwandlung von überschüssigem Windstrom in Wärme (Power-to-heat) , industrieller Abwärme, Wärmepumpen und Biomasse ist unser Wärmebedarf gut zu decken. Das Problem: Viele erneuerbare Wärmeenergiequellen sind fluktuierend oder produzieren Wärme antizyklisch zum Bedarf. Das ist vor allem für die Wärmeversorger eine Herausforderung: Ausfälle in der Wärmeversorgung sind keine Option, und auch kurzfristige Überangebote und Wärmespitzen müssen von den Wärmenetzen abgefangen werden können. WÄRMESPEICHER IST PASSIV Große Wärmespeicher können diese kurz- und mittelfristigen Differenzen zwischen Wärmeangebot und -nachfrage ausgleichen. Die schon genannten erneuerbaren Wärmequellen können große Wärmespeicher füllen. Eingespeist in einen großen Wärmespeicher steht die Wärme dann zu den Bedarfszeiten zur Verfügung - abends, nachts und während der kälteren Jahreszeit. Grundsätzlich ist die Herkunft der Wärme für den Wärmespeicher ohne Belang. Der Speicher ist ein passives Bauteil und unterscheidet nicht nach Wärmeerzeuger. Die Temperatur der erzeugten Wärme ist jedoch von Bedeutung: Je nach benötigter Temperatur für das Wärmenetz und die Abnehmer sollte im Speicher mindestens diese Temperatur erhalten bleiben. Für den Fall, dass die Speichertemperatur kühler als der benötigte Vorlauf wird, z.B. durch vorherige Entladung, ist eine Kombination mit einer Wärmepumpe möglich. Durch deren Einsatz wird die verfügbare Temperatur auf ein höheres Niveau gehoben. Aber Achtung: Dafür ist elektrische Energie nötig, die im Energiekonzept einberechnet werden muss. SPEICHERTYPEN Es gibt verschiedene Speichertypen, die sich in Konstruktion und Speichermedium unterscheiden. Gemeinsam ist ihnen das Grundprinzip „Speichern der Überschusswärme für Bedarfszeiten“. • Stahl(beton)behälter sind meist mit Wasser als Wärmespeichermedium gefüllt. • Erdbecken-Wärmespeicher sind mit Wasser oder einer Wasser-Kies- Mischung gefüllt. • Geothermiesonden erschließen geeignete Gesteinsschichten, die aufgeheizt und als Speichermedium genutzt werden. • Aquifere sind natürliche, unterirdische Wasserreservoirs, die als Wärmespeicher genutzt werden. 65 Prozent erneuerbare Energien sind bei Neuinstallation der Wärmeerzeuger der allermeisten Gebäude Pflicht. Bis zum Jahr 2045 soll der gesamte Wärmebedarf Deutschlands erneuerbar gedeckt werden. Deshalb hat in vielen Kommunen die Suche nach erneuerbaren Energien begonnen - für alle Jahreszeiten. ERNEUERBARE WÄRME IM WINTER Große Wärmespeicher und ihre Finanzierung Foto: Solites Das Wissensportal zu großen Wärmespeichern: www.saisonalspeicher.de Begehung des Wärmespeichers Meldorf im Bau: Zu sehen ist die schwarze Kunststoff-Dichtungsbahn des Deckels, auf die anschließend Dämmung montiert wird (weiß im Hintergrund). Infoblatt Nr. 22 Im Gespräch: Dirk Mangold, Leiter des Forschungsinstituts Solites in Stuttgart Herr Mangold, was kostet die Wärme, wenn ein Wärmespeicher im Netz integriert ist? Das ist so nicht beantwortbar. Der Wärmespeicher selbst produziert keinerlei Energie, er ist ein passives Bauteil. Die Wirtschaftlichkeit des Wärmespeichers hängt vollständig von seiner Systemintegration ab. Wenn ich ihn schlecht integriere, ist seine Wirtschaftlichkeit logischerweise viel schlechter. Wenn ich ihn sehr gut in das Wärmeerzeugungssystem integriere, kann das System den Speicher besser nutzen und damit wird der Speicher wirtschaftlicher. Was heißt in diesem Zusammenhang gut integriert? Viele bereits untersuchte Projekte haben gezeigt, dass eine wesentlich bessere Wirtschaftlichkeit erreicht werden kann, wenn nicht nur der Wärmespeicher an das System angepasst wird, sondern auch das System der Wärmeerzeugung Rücksicht auf den Speicher nimmt. Zum Beispiel könnte das Wärmeerzeugungssystem mit einer Wärmepumpe ergänzt werden oder andere Wärmeerzeuger werden so kombiniert, dass die Wärme aus dem Speicher in der Nutzung priorisiert wird. Wenn wir jetzt an eine Kommune denken, die ihre Wärmeversorgung dekarbonisieren muss, womit fängt die Kommune am besten an? Mit dem Netz, dem Speicher oder der Wärmequelle? Die große Aufgabe ist zu klären, wie jedes Gebäude im Jahr 2045 mit erneuerbarer Wärme versorgt wird. Die kommunale Wärmeplanung wird beantworten, welche Gebäude eine Einzelheizungslösung brauchen und welche ein Wärmenetz bekommen. Großvolumige Wärmespeicher sind Technologien, die für Wärmenetze oder für sehr große Liegenschaften, Industriebetriebe etc. gedacht sind. Also ist der erste Schritt: Welche Gebäude werden zukünftig über ein Wärmenetz versorgt? Dann muss der Wärmebedarf des Wärmenetzes ermittelt werden, und welche erneuerbaren Wärmequellen überhaupt zur Verfügung stehen. Sehr viele Kommunen, wenn nicht fast alle, werden feststellen, dass es Wärmequellen gibt, die nicht immer dann Wärme liefern, wenn diese benötigt wird. Dann braucht man einen Speicher. Die Entwicklung des Wärmespeichers beginnt also in Kombination mit dem kompletten Wärmeerzeugungssystem. Wenn alles zusammenpasst, gibt es die beste Wirtschaftlichkeit. Insbesondere, wenn die Wärmequellen sehr dynamisch sind, wird das System so komplex, dass es über dynamische Simulationen dimensioniert und gestaltet werden muss. SPEICHERNUTZUNGEN – WELCHE IST WELCHE? Pufferspeicher, Kurzzeit-Wärmespeicher, saisonale Wärmespeicher, Multifunktionswärmespeicher - was sind die Unterschiede? • Pufferspeicher sind Kurzzeit-Wärmespeicher, die bereits in vielen Wärmenetzen eingesetzt werden. Sie dienen zur Aufnahme von Wärmemengen, die wenige Stunden, z.B. bis in den Abend hinein oder maximal einige Tage gespeichert werden. Dadurch werden Erzeugungsschwankungen ausgeglichen und die Netztemperatur gleichmäßig gehalten. Pufferspeicher haben daher viele Lade- und Entladezyklen. Sie sind in vielfacher Ausfertigung auf dem Markt als „Komplettpaket“ erhältlich und sind von 200l bis 100.000l (=100m3) groß. • Größere Pufferspeicher sind aufgrund der Größe (100m3 bis ca. 50.000 m3) und/oder hohen Temperaturen/ anspruchsvoller Einbindung nicht mehr am Stück erhältlich, erfüllen jedoch den gleichen Zweck. • In den Untergrund integrierbare, großvolumige Wärmespeicher hingegen können von 1.000m3 bis zu 1 Mio. m3 Volumen bieten. In der Vergangenheit wurden diese „saisonale“ Wärmespeicher genannt, weil sie für die Beladung während der warmen Sommermonate (meist) mit SolarthermieÜberschusswärme und die Entladung während der Heizperiode konzipiert waren. In diesem Fall findet pro Jahr ein Ladezyklus statt. Daher müssen diese Speicher im Vergleich zu Pufferspeichern wesentlich kostengünstiger sein. Aus wirtschaftlicher Sicht wird dadurch die große Investition jedoch nicht optimal genutzt. Die Fachwelt spricht neuerdings deshalb eher von „Multifunktionswärmespeichern“. • Multifunktionswärmespeicher können Wärme saisonal, sprich von Sommer auf Winter, speichern. Das große Wärmespeichervolumen wird jedoch zusätzlich auch unterjährlich genutzt, z.B. für die vielfache kurzzeitige Aufnahme von Wärmespitzen. So finden viele Be- und Entladevorgänge statt und die Investition in den Speicher zahlt sich früher aus. „DIE WIRTSCHAFTLICHKEIT DER WÄRMEWENDE IST LETZTLICH AUCH EINE GLAUBENSFRAGE.“ Quelle: Solites www.solare-wärmenetze.de Womit fängt die Kommune denn an? Angenommen, die kommunale Wärmeplanung ist abgeschlossen. Wo beginnt man? Die Kommune sollte zunächst herausfinden, welche Wärmequellen zukünftig zur Verfügung stehen. Es bringt nichts, sich Gedanken über Speicher zu machen, die man womöglich gar nicht beladen kann. Wenn ich weiß, wie viele Gebäude ich versorgen muss, dann kenne ich den Wärmebedarf grob übers Jahr hinweg. Das habe ich als Ergebnis der kommunalen Wärmeplanung. Dann muss ich auf der anderen Seite der Gleichung suchen: Woher kommt die Wärme? Und wenn diese Wärmequellen und deren Verfügbarkeiten übers Jahr klar sind, was dann? Wenn die Verfügbarkeiten der Wärmequellen übers Jahr klar sind, dann beginne ich mir Gedanken zu machen: Wie viel Wärme muss ich einspeichern? Welche Wärmespeicher-Typen können vor Ort realisiert werden? Vielleicht sind es auch mehrere, die ich kombinieren muss. Wenn diese Wärmespeicher Platz benötigen, dann brauche ich die Fläche. Da kann man auch Experten fragen, ob der Untergrund vor Ort geeignet ist, entweder um Wärme zu speichern oder bei tiefer Geothermie, auch um Wärme zu entziehen. Das kann dann in einer ersten Voruntersuchung geklärt werden. Wenn die Kommune festgestellt hat, sie braucht einen großvolumigen Speicher, wie macht sie dann weiter? Wie kommt sie zur Bauweise, wie groß muss der Speicher werden und wer baut diesen Speicher? Die Kommune wird selbst nicht herausfinden können, wie groß der Speicher sein muss. Dafür braucht sie Fachberatung, auch um das System zu simulieren. Diese Fachberater können den nächsten Schritt weiterentwickeln: Wie kann der Speicher gebaut werden? Es gibt ein paar wenige Initiativen, bei denen Teile selbst gebaut wurden; beispielsweise ein Landwirtschaftsbetrieb, der für einen kleineren Speicher selbst eine Grube ausgehoben hat. Solche Initiativen sind denkbar, aber in der Regel muss ein Fachingenieur den richtigen Speicher-Typ mit beraten und diesen Speicher dann für den Bau auch ausschreiben. Meistens geschieht dies über eine funktionale Ausschreibung. So findet die Kommune Anbieter, die diesen Speicher realisieren können. Wenn das Gesamtkonzept so wichtig, aber schwer überschaubar, und der Speicher ein derartiges Großprojekt ist, wie kann das denn am Ende für eine kleine Kommune wirtschaftlich sein? Betrachten Sie es aus dieser Perspektive: Wirtschaftlichkeit wird oft im Vergleich zu heutigen fossilen Energiepreisen bewertet. Diese Betrachtung ist verständlich, aber letztendlich falsch: Die Dekarbonisierung ist gesetzt, das Jahr 2045 als Zieljahr für die vollständig erneuerbare Wärmeversorgung festgelegt. Die einzig hilfreiche Frage ist also: Was ist die kostengünstigste und damit wirtschaftlichste Lösung, um die Dekarbonisierung umsetzen zu können? Für jede Kommune wird es eine auf die lokalen Gegebenheiten angepasste Lösung geben. In den meisten Fällen werden mehrere erneuerbare Wärmequellen und ein großer Wärmespeicher Bestandteile der Lösung sein. Sie sagen also, die Kommunen kommen um große Investitionen gar nicht herum? Ja, genau das. Unabhängig davon, welche Lösung zur Dekarbonisierung gewählt wird, sie wird immer viel Geld kosten. Deswegen gibt es auch Förderung und Investitionszuschüsse. Es ist klar, dass die Kosten für die Wärmeversorgung eines Gebäudes in Zukunft steigen werden. Die fossilen Energiepreise steigen übrigens auch weiterhin. Man kann also nicht sagen, dass die Dekarbonisierung schlecht ist, weil sie alles verteuert; auch ohne Dekarbonisierung wird alles teurer. Das heißt doch, die Kommunen müssen heute Millionen von Euro investieren in der bloßen Annahme, dass die fossilen Energieträger teurer werden? Ja, und das ist eine schwierige Frage. Die Wirtschaftlichkeit der Wärmewende ist letztlich auch eine Glaubensfrage. Was glauben wir, wie werden sich die Preise für Gas und Strom in den nächsten 20 Jahren entwickeln? Es gibt zwar wirtschaftliche Berechnungen, aber die sind oft auf heutige Preise und Annahmen ausgelegt. Mit erneuerbaren Energien bekomme ich eine dekarbonisierte Wärme mit geringen Betriebskosten. Der zugrundeliegende Sinn der Dekarbonisierung, also der Schutz des Klimas und unserer Lebensgrundlagen, ist klar. Für die Kommunen und Wärmenutzenden ist aber dennoch wichtig, zu wissen, wie teuer die Energie in den Nebenkosten sein wird. Können Sie das präzisieren? Das habe ich mit dem Hinweis auf Glaubensfragen gemeint: Je nachdem, welche Annahmen man in die Wirtschaftlichkeitsrechnung einbezieht, können die Ergebnisse unterschiedlich ausfallen. Wenn die Kommune stark auf Wärmepumpen setzt, dann brauchen diese viel Strom und ist damit von Strompreisänderungen abhängig. Setzt die Kommune hingegen viel auf Wärmeerzeugung vor Ort und Wärmespeicherung, dann ist sie autarker und hat sicherere Preise, muss aber möglicherweise mehr investieren und höhere Kredite aufnehmen. Wie können Kommunen denn mit diesen Unsicherheiten umgehen? Das Schöne ist, dass man mit Simulationen und virtuellen Zwillingen heute viele verschiedene Szenarien durchrechnen kann. Man kann verschiedene Annahmen treffen und analysieren, was passiert, wenn der Strompreis sich so oder anders entwickelt oder wenn die Bankzinsen sich ändern. So kann man besser abschätzen, welche Investitionsentscheidungen sinnvoll sind. Am Ende muss der Investor entscheiden, welche der Varianten er umsetzen möchte – sprich, an welche Annahmen er glaubt - und in welche er tatsächlich Millionen von Euro investiert. Der Investor ist in den meisten Fällen die Kommune oder das Stadtwerk, die viele andere Aufgaben zu stemmen haben. Wie können die das entscheiden? Ja, das ist eine komplexe Frage. Nach den heutigen Gesetzen und Vorgaben wie der Entscheidung des Bundesverfassungsgerichts haben die Kommunen die Pflicht, bis 2045 komplett zu dekarbonisieren. Das bedeutet, dass sie viel investieren müssen, und das Kapital haben die wenigsten Kommunen auf der Bank. Sie müssen sich das Geld von Banken leihen. Was könnten mögliche Lösungen sein? Eine Möglichkeit ist, dass die Kommune ihr Stadtwerk mit mehr Eigenkapital ausstattet. Eine höhere Eigenkapitalquote hilft, Bankkredite zu erhalten. Das bedeutet jedoch, dass die Kommune dieses Geld irgendwoher nehmen muss. Eine andere Lösung ist, Bürgerinnen und Bürger zu beteiligen, zum Beispiel durch Optionsscheine, wie es die Stadtwerke Heidelberg gemacht haben, oder Privatinvestoren ins Boot zu holen. Eine dritte Möglichkeit ist, dass der Staat die gesetzlichen Rahmenbedingungen ändert, um die Finanzierung zu erleichtern. Eine weitere Option ist die Erhöhung der Wärmepreise, sodass die Kunden die Infoblatt Nr. 22 IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen vom Projekt SolnetPlus – Solare Wärmenetze als eine Lösung für den kommunalen Klimaschutz. Mehr unter: www.solare-wärmenetze.de Herausgeber: Solites Steinbeis Innovation gGmbh Redaktion: Anna Laura Ulrichs, Solites Veröffentlichung: Mai 2024 | ISSN (Print) 2750-753X | ISSN (Online) 2750-7548 Die Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt bei den AutorInnen. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Fördermittelgeber wieder. Weder die Fördermittelgeber noch die AutorInnen übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. unterstützt durch die Industrieinitiative Solare Wärmenetze der Solarthermieanbieter (IniSW) PARTNER Investitionen über ihre Wärmerechnung zurückzahlen. Das ist ja ein dickes Brett, das die Kommunen in den nächsten Jahren zu bohren haben. Ja, das ist es. Stadtplaner und Techniker müssen sich nun auch mit Finanzierungsfragen auseinandersetzen, die sie vorher nicht auf dem Schirm hatten. Plötzlich sind wirtschaftliche und finanzielle Aspekte genauso wichtig wie technische Lösungen. Man kommt um BWL-Kenntnisse nicht herum. Zurück zum Thema Speicher: Welche Speichertypen der großvolumigen Speicher werden derzeit nachgefragt? In Deutschland gab es viele Jahre lang wenig und dann eher ein technologisches Interesse. Seit etwa zwei, drei Jahren aber sehen wir ein deutlich wachsendes Interesse an unterschiedlichen Wärmespeicher-Typen, also gezielte Projektanfragen von Investoren. Der Markt fängt an, sich zu entwickeln, was uns sehr freut. Aktuell sind in Deutschland folgende Projekte in Vorbereitung: Etwa zwei bis drei Erdsonden-Wärmespeicher, zwei oder drei Aquifer-Wärmespeicher und mehrere Erdbecken-Wärmespeicher, die in den Untergrund integriert sind. Neue Projekte mit unterirdischen Betonbehältern sind mir im Moment nicht bekannt. Eine Bauweise, die großvolumig und relativ kostengünstig realisiert werden kann, ist die der wassergefüllten Erdbecken-Wärmespeicher (Pit Thermal Energy Storages - PTES). Die Größen reichen von einigen 100 m³ bis zu mehr als 100.000 m³. Die meisten der bestehenden PTES wurden zusammen mit großen solarthermischen Anlagen gebaut. Die Entwicklung der nächsten Generation von Erdbecken-Wärmespeichern ist das Ziel des Forschungsvorhabens „Efficient Pit“, in dem die Solmax Geosynthetics GmbH und Solites seit 2021 zusammenarbeiten. Aus dem Bau und Betrieb der bisher realisierten Erdbecken- Wärmespeicher liegen viele Erfahrungen vor und es gibt noch einige Möglichkeiten zur Weiterentwicklung der Technologie. So werden fortschrittliche Materialien und Bauweisen für eine höhere Langzeitbeständigkeit bei Temperaturen von 95 °C, die Verwendung von Wärmedämmung in Wänden und Boden, die wirtschaftlichste geometrische Form der Erdbecken und eine neue Art von schwimmender Abdeckung untersucht. Mit evaluierten Simulationsmodellen und vereinfachten Berechnungstools werden die Projektergebnisse von Solites außerdem den Markt für Erdbecken-Wärmespeicher unterstützen. Um die Materialien und Konstruktionen unter realen Bedingungen testen zu können, wird aktuell ein Speicherlabor am Standort von Solmax in Rechlin gebaut. Es soll aus zwei Erdbecken- Wärmespeichern mit einem Volumen von 2.000 und 3.500 m³ bestehen und mit Abwärme aus der Produktion der Kunststoffdichtungsbahnen betrieben werden. Gefördert wird das Vorhaben durch das BMWK. Mehr zum Projekt unter: https://www.solmaxgeosynthetics.de/ innovation FORSCHUNGSVORHABEN „EFFICIENT PIT“: ERDBECKEN-WÄRMESPEICHER DER NÄCHSTEN GENERATION
Ausschreibungshilfe Solarthermie-Freiflächenanlage
Fachbericht AGFW Vorlage zur Ausschreibung von Freiflächen - Solarthermieanlagen zur Einbindung in Wärmenetze in Kombination mit der Abgabe solarer Ertragsgarantien August 2020 - 2 - © AGFW, Frankfurt am Main Herausgeber: AGFW | Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V. Stresemannallee 30 60596 Frankfurt am Main Telefon +49 69 6304-293 Telefax +49 69 6304-455 E-Mail info@agfw.de Internet www.agfw.de Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, ist nur mit Genehmigung des AGFW gestattet. Vertrieb: AGFW-Projektgesellschaft für Rationalisierung, Information und Standardisierung mbH Stresemannallee 30 60596 Frankfurt am Main Telefon +49 69 6304-416 Telefax +49 69 6304-391 E-Mail info@agfw.de Internet www.agfw.de - 3 - Der vorliegende Fachbricht „Vorlage zur Ausschreibung von Freiflächen - Solarthermieanlagen zur Einbindung in Wärmenetze in Kombination mit der Abgabe solarer entstand im Rahmen des Forschungsprojekts „Solnet4.0 – Innovative Lösung- und Entwicklungskonzepte zur Marktbereitung für solare Wärmenetze“. Haftungsausschluss: Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 03EGB0002 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt des Berichtes liegt bei den Autoren. - 4 - Inhaltsverzeichnis Seite 1 Anwendungsbereich .................................................................................................................................... 7 2 Normative Verweisungen .......................................................................................................................... 7 3 Begriffe ............................................................................................................................................................. 7 3.1 Aperturfläche ....................................................................................................................................................... 7 3.2 Bruttokollektorfläche ....................................................................................................................................... 7 3.3 Zentrale Einbindung ......................................................................................................................................... 7 3.4 Dezentrale Einbindung .................................................................................................................................... 8 3.5 Solar Keymark ..................................................................................................................................................... 8 3.6 Stagnation ............................................................................................................................................................. 8 4 Symbole und Abkürzungen ....................................................................................................................... 8 5 Beschreibung des Ist‐Zustandes ............................................................................................................. 9 5.1 Beschreibung der Wärmeerzeugung und der Wärmeverteilung des AG ................................... 9 5.2 Geplanter Standort der Solarthermieanlage .......................................................................................... 9 5.3 Geplante Einbindung ........................................................................................................................................ 9 5.4 Schnittstellen .................................................................................................................................................... 10 5.5 Stand der Genehmigungen .......................................................................................................................... 10 6 Leistungsbeschreibung ........................................................................................................................... 11 6.1 Vom AN zu erbringende Genehmigungen, Gutachten ..................................................................... 11 6.2 Solarkollektoren und Dimensionierung des Kollektorfeldes ....................................................... 11 6.3 Pufferspeicher – wenn als notwendig erachtet .................................................................................. 11 6.4 Netzhydraulik an der Einbindestelle des Kollektorfeldes in das Wärmenetz des AG ........ 12 6.5 Technikzentrale/Vorhandene Technikzentrale ................................................................................. 12 6.6 Steuerung/Regelung/Kommunikation .................................................................................................. 13 6.7 Betriebs- und Sicherheitskonzept............................................................................................................ 13 6.8 Dokumentation ................................................................................................................................................ 13 6.9 Einzäunung und Überwachungskonzept .............................................................................................. 14 6.10 Geländeaufbereitung ..................................................................................................................................... 14 7 Bereitstellung von Auslegungs‐ und Simulationsdaten ............................................................... 15 8 Angebotsumfang ........................................................................................................................................ 15 9 Simulation der Ertragswerte, garantierter Ertrag und Schadenersatz ................................. 16 9.1 Ermittlung des Systemertrags ................................................................................................................... 16 9.2 Garantierter Ertrag ........................................................................................................................................ 16 9.2.1 Garantie auf den eingespeisten solaren Nutzwärmeertrag ........................................ 16 9.2.2 Garantie nach Leistungskurve ................................................................................................ 16 9.3 Schadenersatzleistungen bei Nichterreichen der Garantiewerte ............................................... 16 9.3.1 Schadensersatz nach dem eingespeisten solaren Nutzwärmeertrag ..................... 16 9.3.2 Schadenersatzleistung nach der Leistungskurve ........................................................... 17 9.4 Korrektur der Ertragsgarantie .................................................................................................................. 17 9.4.1 Änderung der mittleren Globalstrahlung ........................................................................... 17 10 Bewertung der Angebote ........................................................................................................................ 17 Anhang A Wärmenetz mit Wärmeeinspeisungen, sowie technische Bedingungen an der Einbindestelle der Solarthermieanlage in das Wärmesystem ....................................................... 18 - 5 - Anhang B Schematische Darstellung der Solarthermieanlage und deren Einbindung in das Wärmenetz des AG .......................................................................................................................................... 20 Anhang C Zur Verfügung stehende Flächen und rechtliche Bedingungen .................................. 21 Anhang D Beschreibung der vom AG eingesetzten EMSR Technik sowie Software für die Leittechnik .......................................................................................................................................................... 22 Anhang E Referenz Wetterdatensatz ........................................................................................................ 23 Literaturverzeichnis ....................................................................................................................................... 24 - 6 - Einleitung Dieses Dokument gilt als Hilfestellung und Vorlage für Wärmenetzbetreiber, die die Einbindung einer Solarthermieanlage in das entsprechende Wärmenetz planen und dafür eine Funktionalausschreibung durchführen müssen. Das Dokument soll den Wärmenetzbetreiber dabei unterstützen, die Ausschreibung so zu formulieren, dass die eingehenden Angebote möglichst gut miteinander vergleichbar sind. Dafür werden Inhalte der Angebote sowie zu berücksichtigende Auslegungsdaten und darzustellende Kennzahlen zum Leistungs- und Ertragsvergleich definiert. Darüber hinaus gibt das Dokument Vorschläge, wie optionale Ertragsgarantien ausgestaltet sein können. In den Abschnitten 5 und 6 werden die Rahmenbedingungen erläutert, welche bei der Auslegung des Solarthermiesystems zu berücksichtigen sind. Die Abschnitte sind vom ausschreibenden Unternehmen (im folgenden „Auftraggeber (AG)“) zu bearbeiten und an die unternehmens- und netzspezifischen Voraussetzungen anzupassen. Abschnitt 7 beschreibt die zu verwendenden Auslegungs- und Simulationsdaten. Abschnitt 9 behandelt die vom bietenden Unternehmen (im folgenden „Auftragnehmer (AN)“) zu ermittelnden Ertragswerte, Garantieleistungen, Schadenersatz sowie gegebenenfalls zu berücksichtigende Änderungen. - 7 - 1 Anwendungsbereich Dieser Fachbericht gibt Leitlinien die Vorgehensweise zur Ausschreibung einer Freiflächen - Solarthermieanlage zur Nutzung in (Fern-)wärmenetzen mit dem Ziel, möglichst standardisierte und vergleichbare Angebote zu bekommen. Unter Leitlinien versteht das vorliegende Dokument Vorschläge zu projektspezifischen Sachverhalten. Für Entscheidungen, die projektspezifische, technische Details beinhalten, gibt das Dokument Vorschläge zur Formulierung der Ausschreibung. Auf andere Optionen der Ausgestaltung an diesen Stellen wird direkt im Text kursiv und in Klammern hingewiesen. Beispiel: Die thermische Solaranlage zur Einbindung in das Fernwärmenetz des Fernwärmeversorgungsunternehmens XYZ AG soll zusätzlich über einen thermischen Speicher mit einem Speichervolumen von 500 m³ (hier entsprechendes Speichervolumen einfügen) ausgeführt werden / (soll ohne thermischen Speicher ausgeführt werden). 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente werden im Text in solcher Weise in Bezug genommen, dass einige Teile davon oder ihr gesamter Inhalt Anforderungen des vorliegenden Dokuments darstellen. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen). 2014/68/EU, Richtlinie zur Harmonisierung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die Bereitstellung von Druckgeräten auf dem Markt EN 12975, Sonnenkollektoren ‐ Allgemeine Anforderungen DIN EN ISO 9488:2001-03, Sonnenenergie - Vokabular [DE] Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz - WHG) [DE] Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV) 3 Begriffe Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN EN ISO 9488. 3.1 Aperturfläche Aperturfläche ist die größte projizierte Fläche, die durch unkonzentrierte Sonnenstrahlung eintritt. [DIN EN ISO 9488: 2001-03] 3.2 Bruttokollektorfläche Die Bruttokollektorfläche stellt die größte projizierte Fläche eines Kollektormoduls dar. [DIN EN ISO 9488: 2001-03] 3.3 Zentrale Einbindung Die solare Erzeugungsanlage an einem Erzeugungsstandort ist gemeinsam mit anderen Wärmeerzeugungsanlagen in das Fernwärmesystem eingebunden. Ausschlaggebend ist hierbei der Ort und die Art der Einbindung der erzeugten Wärme und nicht der Ort der Erzeugungsanlage selbst. - 8 - [Solites 2019] 3.4 Dezentrale Einbindung Die Erzeugungsanlage ist alleinstehend an einer anderen Stelle im Wärmenetz eingebunden als die übergeordneten Anlagen zur Wärmeerzeugung und Druckhaltung des Fernwärmesystems. Die zur Einbindung erforderlichen Aggregate (z.B. Einspeisepumpe) sind dabei integraler Bestandteil der dezentral eingebundenen Anlage. [Solites 2019] 3.5 Solar Keymark Solar Keymark ist ein europäisches Zertifizierungszeichen, über das jeder in Deutschland geförderte Kollektor seit 2010 verfügen muss. [solarheateurope.eu] 3.6 Stagnation Als Stagnation bezeichnet man einen Anlagenzustand, bei dem im Kollektorkreis kein Wärmeträger zirkuliert und die absorbierte, in Wärme umgewandelte Strahlungsenergie nicht an einen Speicher oder Verbraucher abgeführt wird. [VDI 2169: 2012 – 10] 4 Symbole und Abkürzungen Tabelle 1 —Symbole Symbol Größe Einheit P Druck bar Q Energie MWh T Temperatur °C Tabelle 2 — Indizes Index Benennung el elektrisch ges gesamt Max Maximal Min Minimal RL Rücklauf th thermisch VL Vorlauf - 9 - Tabelle 3 — Abkürzungen Abkürzung Bedeutung AwSV Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen ESMR Elektrisches Messen, Steuern und Regeln FW Fernwärme IEA International Energy Agency KWK Kraft-Wärme-Kopplung PN Nenndruckstufe SHC Solar Heating and Cooling ST Solarthermie WHG Wasserhaushaltsgesetz 5 Beschreibung des Ist‐Zustandes 5.1 Beschreibung der Wärmeerzeugung und der Wärmeverteilung des AG Der AG betreibt in 12345 Musterstadt (Standortadresse) ein Wärmenetz mit XXX Trassenkilometer (Trassen‐km eintragen). Anhang A zeigt das Wärmenetz mit allen Wärmeinspeisungen, sowie Pumpstationen. Das Wärmenetz wird von folgenden Wärmeerzeugern gespeist: (Beschreibung jedes Wärmeerzeugers mit Angaben über Brennstoff, Wärmeleistung und elektrischer Leistung (falls es sich um KWK handelt); Beschreibung des Betriebskonzeptes.) Die maximale Wärmeeinspeisung ins Netz beträgt XX MW (Wert einfügen) bei –XX °C (Normaußentemperatur) (Wert einfügen). Die Sommerleistung (Sommerleistung = Leistung für Warmwasserbereitung plus Netzverlustdeckung) beträgt YY MW (Wert einfügen) und wird vom Heiz(kraft)werk XY (Name einfügen) bereitgestellt. Die jährlich eingespeiste Wärmemenge beträgt ZZ MWh. (Wenn es einen Wärmspeicher gibt, sollte er hier genauer beschrieben werden; darüber hinaus sollte der AG eine Aussage darüber machen, ob die Solarthermieanlage in einen vorhandenen Wärmespeicher eingebunden werden kann). Das Netz wird gleitend – konstant gefahren (siehe Außentemperaturkurve Anhang A). Dabei beträgt die maximale Vorlauftemperatur im Winter 110°C (Wert einfügen), die Rücklauftemperatur im Winter liegt bei 55°C (Wert einfügen) während die Sommervorlauftemperatur 70°C (Wert einfügen) beträgt. Die Rücklauftemperatur im Sommer beläuft sich auf 55°C (Wert einfügen). 5.2 Geplanter Standort der Solarthermieanlage Am Standort Musterstraße in 12345 Musterstadt (Standortadresse / Bezeichnung des Gebiets über Geo‐ Koordinaten und Flurstücknummern) soll eine solarthermische Anlage zur Einbindung in die Wärmeerzeugung des AG XYZ (Unternehmensbezeichnung) errichtet werden. Der Lageplan befindet sich in Anhang C. Bei dem Gelände handelt es sich um (Geländebeschreibung, z.B. Ackergelände, sonstiges; eventuelle frühere Nutzung angeben). 5.3 Geplante Einbindung Die Solarthermieanlage soll zentral/dezentral (nichtzutreffendes streichen) eingebunden werden. Die zur Einbindung notwendige Technik soll in einer eigenen Technikzentrale/ im Heiz(kraft)werk (Name des Heiz(kraft)werkes) (nichtzutreffendes streichen) untergebracht werden - 10 - Das Kollektorfeld soll mittels eines Wärmeübertragers vom Wärmenetz des AG getrennt werden (Wenn vom AG ein direkter Anschluss vorgesehen ist, den Wärmeübertrager streichen). Die entsprechenden Netztemperaturen, Volumenströme, sowie deren jahreszeitlicher Verlauf auf stündlicher Basis an der Einbindestelle sind Anhang A zu entnehmen. Ein geeichter Wärmemengenzähler zur Erfassung des systemrelevanten solaren Jahreswärmeertrags, der auf der Sekundärseite des Wärmeübertragers (Wärmenetzseite) installiert werden soll, wird vom AG bereitgestellt. Die Einspeisung soll immer in den Vorlauf/in den Rücklauf oder wechselweise solarertragsoptimiert (nichtzutreffendes streichen) erfolgen; Anhang B zeigt ein Schema der Einbindung. Es ist vorgesehen, die komplette EMSR Technik auf die Leitwarte des AG aufzuschalten. 5.4 Schnittstellen Anhang B zeigt ein beispielhaftes Schema der rohrleitungstechnischen Einbindesituation inklusive der zugehörigen Liefer- und Leistungsgrenzen. Im dargestellten Schema befinden sich die Liefer- und Leistungsgrenzen jeweils an den Flanschen der Ventile V1, V2 und V3 im Abgang des Vor-bzw. Rücklaufs des Wärmenetzes (Liefergrenze muss entsprechend angepasst und genau definiert werden). Der AG stellt die Abgänge inklusive der Ventile V1, V2 und V3 her, auf die der AN wiederum anschließt. Die notwendigen Gegenflansche werden vom AG gestellt. (Soll die Solarthermieanlage auf einen vorhandenen Pufferspeicher angeschlossen werden, muss dies entsprechend berücksichtigt werden; der AG muss alle Schnittstellen sehr genau beschreiben) Weitere Schnittstellen stellt die EMSR Technik, sowie die Übertragung der vorhandenen Wärmemengenzähler auf die Leitwarte des AG dar. Die vom AN zu erbringende EMSR Technik soll so konzipiert sein, dass ihre Werte komplett auf die Leitwarte übertragbar sind. In der Leitwarte sollen sämtliche übertragenen Werte gespeichert und ausgewertet werden. Wenn möglich soll die Solarthermieanlage von der Leitwarte aus fernsteuerbar sein. Eine genaue Beschreibung der vom AG eingesetzten EMSR Technik, sowie der Software für die Leitwarte ist Anhang D zu entnehmen. 5.5 Stand der Genehmigungen Der AG hat im Vorfeld bereits folgende Genehmigungen bzw. Gutachten erhalten oder in Auftrag gegeben. (Liste der bereits erhaltenen Genehmigungen bzw. Gutachten einfügen; hier ist es wichtig, dass sich der AG im Klaren ist, welche Genehmigungen und Gutachten er selbst organisiert und welche er den AN organisieren lässt): – z.B. Baugrund‐ und Gründungsgutachten – z.B. Kampfmittelfreimessung – z.B. Bauvoranfrage – z.B. Umweltverträglichkeitsüberprüfung – z.B. Blendgutachten (in Flughafennähe) (Im Vorfeld der Ausschreibung muss der AG zur Sicherung geeigneter Flächen die erforderlichen Planungsund Genehmigungsverfahren identifizieren). Hier sei auf die Ausarbeitung （ Hamburg Institut，2016） verwiesen, die im Rahmen des Vorhabens SolnetBW entstanden ist. Hier ein paar Empfehlungen aus der Ausarbeitung: 1. Zu Beginn der Projektentwicklung sollte ein systematisches Flächenscreening anhand energiewirtschaftlicher, politischer und rechtlicher Kriterien durchgeführt werden 2. Frühzeitige und umfassende Beteiligung von Behörden (kommunal und regional) und Bürgern 3. Von vorneherein sollte ein integriertes und ökologisches Nutzungskonzept verfolgt werden - 11 - 4. Umweltrecht beachten 6 Leistungsbeschreibung Zu den vom AN zu erbringenden Leistungen zählen die Planung, Genehmigungen, sofern sie noch nicht vom AG erbracht wurden, die Errichtung und Inbetriebnahme der Solarthermieanlage, einschließlich aller erforderlichen Komponenten. (an dieser Stelle sollte überlegt werden, ob auch die Wartung und Instandhaltung eingefügt werden sollte). Der Leistungsumfang soll das komplette Kollektorfeld, die Technikzentrale inklusive Gebäude, bzw. sofern kein eigenes Gebäude notwendig ist, die Installation der Technik im Heiz(kraft)werk XY (Namen einfügen) (unzutreffendes streichen), sowie sämtliche zum wirtschaftlichen Betrieb der Solarthermieanlage notwendigen technischen Apparate und Vorrichtungen, wie z.B. Druckhaltung, Pumpen, Rohrleitungen, Regelungen, etc. enthalten. Sollte ein zusätzlicher Pufferspeicher notwendig werden, so ist auch dieser Inhalt des Leistungsumfanges des AN. Ein weiterer Teil der vom AN zu erbringenden Leistung stellt die vollständige Dokumentation mit sämtlichen Aufstellplänen und Auslegungsdaten dar. Sind Leistungen im Abschnitt 6 nicht beschrieben, aber für die Leistungserbringung des AN und den einwandfreien, wirtschaftlichen und technischen Betrieb notwendig, muss der AN sie einkalkulieren und erbringen. In jedem Fall ist eine vollständige und funktionsfähige Anlage anzubieten. 6.1 Vom AN zu erbringende Genehmigungen, Gutachten Der AN hat folgende Genehmigungen, bzw. Gutachten auf seine Kosten zu veranlassen: (Auflistung der vom AN zu erbringenden Genehmigungen und Gutachten) 6.2 Solarkollektoren und Dimensionierung des Kollektorfeldes Zum Einsatz dürfen sowohl Flachkollektoren, Vakuumröhren, als auch andere Bauarten von Kollektoren kommen, die über eine Solar Keymark – Zertifizierung verfügen und DIN EN 12975 entsprechen. Entsprechende Nachweise sind vorzulegen. (Die Dimensionierung der Solarthermieanlage hängt von verschieden Faktoren ab, weshalb sich der AG vor der Ausschreibung genau überlegen sollte, was er mit der Solarthermieanlage erreichen will; entsprechend kann der AN verschiedene Varianten berechnen, wenn der AG genaue Vorgaben macht; die folgenden Varianten sind nur als Beispiele zu sehen: Die Solarthermieanlage soll so dimensioniert werden, dass XX % des Jahreswärmebedarfs an der Einbindestelle über die Solarthermie gedeckt werden kann. Ein Jahreswärmebedarf von XY MWh/a soll zugrunde gelegt werden. Die Solarthermieanlage soll so dimensioniert werden, dass möglichst geringe Solarthermie ‐ Wärmegestehungskosten realisiert werden können (Bei dieser Variante sollten genaue Angaben über betriebsgebundene, verbrauchsgebundene und kapitelgebundene Kosten gemacht werden, um eine Vergleichbarkeit verschiedener Angebote zu gewährleisten). Die Solarthermieanlage soll so dimensioniert werden, dass der Wärmebedarf an der Einbindestelle in den Sommermonaten zu XX % über Solarthermie abgedeckt werden kann.) 6.3 Pufferspeicher – wenn als notwendig erachtet (Sollte sich aus der Gesamtkonzeption der Solarthermieanlage ein Pufferspeicher für den Betrieb als sinnvoll/ notwendig herausstellen und kein vorhandener Speicher zur Verfügung steht, bietet sich der folgende Text an; falls jedoch ein passender Pufferspeicher zur Verfügung steht, muss vom AG geklärt werden, ob - 12 - der Betrieb des Puffers mit Einbindung der Solarthermieanlage zu dem bisherigen Betrieb passt und wenn ja muss dieser in der Schnittstellenbetrachtung gesondert berücksichtigt werden, siehe auch Anhang B: Druckbehafteter / druckloser wärmegedämmter Speicher (nicht zutreffendes streichen) mit XY m³ Inhalt und maximaler Betriebstemperatur von XY°C. Der Speicher soll in unmittelbarer Nähe zur Technikzentrale/ am Aufstellungsort (näher zu spezifizieren, unzutreffendes streichen) platziert werden. Der AN ist neben der hydraulischen Auslegung auch für die Dimensionierung aller notwendigen Sicherheitseinrichtungen verantwortlich. Die Speichertemperaturen sind auf XY (Anzahl angeben) verschiedenen Höhenniveaus zu messen, zu dokumentieren und an die EMSR/ Leitwarte des AG zu übertragen. Die statische Dimensionierung des notwendigen Fundamentes für den Pufferspeicher ist durch den AN dem AG vorzugeben. Die Errichtung des Fundamentes übernimmt der AG). Hinweis: wenn ein Pufferspeicher zum Einsatz kommen soll, ist darauf zu achten, dass er möglichst den aktuellen Förderbedingungen entspricht. 6.4 Netzhydraulik an der Einbindestelle des Kollektorfeldes in das Wärmenetz des AG Die solarthermische Anlage soll mit einem Wärmeübertrager von dem Wärmenetz getrennt/direkt eingebunden (unzutreffendes streichen) werden. Kommt ein Wärmeübertrag zum Einsatz, soll die Grädigkeit nicht mehr als XX K (Vorschlag 3K) betragen; bei der Dimensionierung des Wärmeübertrages muss sichergestellt sein, dass dieser den gesamten Leistungsbereich der solarthermischen Anlage abdecken kann. Die sich ergebenden Temperaturen des Wärmeübertrages sind bei 100%, 50% und 25% der maximalen solarthermischen Leistung anzugeben. Daten, die zur Auslegung des Wärmeübertragers notwendig sind, können Anhang A entnommen werden. Weiterhin sind Anhang B die Liefer- und Leistungsgrenzen zwischen AG und AN zu entnehmen. Der vom AG bereitgestellte geeichte Wärmemengenzähler soll in die vorhandene Leittechnik eingebunden werden, d.h. alle erfassten Daten, wie Vorlauf –und Rücklauftemperatur, sowie Durchfluss, Leistungs- und Arbeitswerte sind an die Leitwarte des AG zu übertragen, sodass sie dort weiterverarbeitet werden können. Die Pumpe (P3, Anhang B) zwischen dem Kollektorfeld und dem Wärmeübertrager ist mit Frequenzumrichter zu betreiben und muss den vom AG gewählten Betrieb ermöglichen. Sämtliche Pumpen (P1, P2 und P3) sind auf die Leitwarte aufzuschalten und redundant auszuführen. 6.5 Technikzentrale/Vorhandene Technikzentrale (Der AG sollte eine möglichst genaue Beschreibung der Technikzentrale bei Neubau, sowie deren Außenanlagen vorgeben.) Eine genaue Ausarbeitung, vor allem der Außenansicht der Technikzentrale, entsteht in enger Zusammenarbeit zwischen AN und AG. Gleiches gilt für die Außenanlagen. Der AN ist für den kompletten Planungs- und Bauablauf, sowie die Baugenehmigung verantwortlich. Der AN übernimmt weiterhin die Koordinierung und Abwicklung sämtlicher Gewerke, wie Strom, Wasser, Abwasser, Telekommunikation, sowie sonstiger benötigter Medien, mit den entsprechenden Versorgern, bzw. Anbietern. (Wenn die Technikzentrale in eine bestehende Heizzentrale integriert wird, muss der AG sämtliche Planungen und Installationen vorab freigeben.). Der AN hat die speziellen Qualitätsanforderungen des AG zu berücksichtigen. Sämtliche Installationen sind stagnationssicher auszuführen. - 13 - 6.6 Steuerung/Regelung/Kommunikation Die Regelung der Solarthermieanlage soll grundsätzlich so erfolgen, dass ein vollautomatisierter Betrieb nach den Vorgaben des AG möglich ist. Des Weiteren sollen sämtliche für den Betrieb der Solarthermieanlage sowie die für die Ertragsnachweisverfahren aus Abschnitt 9 notwendigen Daten gemessen und aufgezeichnet werden. Eine Beschreibung der vom AG eingesetzten EMSR Technik, sowie deren Schnittstellen, ist Anhang D zu entnehmen. Die Regelung der Solarthermieanlage sollte so konzipiert sein, dass sie mit der beim AG installierten Steuerung/Regelung in der Leitwarte kommunizieren kann, was auch bedeutet, dass die Solarthermieanlage komplett von der Leitwarte aus, fernsteuerbar sein sollte. Sämtliche von der Regelung der Solarthermieanlage erfassten Daten, inklusive der gemessenen Wetterdaten / Klimadaten (analog zu Anhang E) sollen live auf die Leitwarte des AG übertragbar, darstellbar, auswertbar und dokumentierbar sein. 6.7 Betriebs‐ und Sicherheitskonzept Der AN erstellt für alle in Frage kommenden Betriebszustände ein entsprechendes Konzept, inklusive Wartungs- und Instandhaltungskonzept, und dokumentiert diese. Weiterhin legt der AN für alle Betriebsstörungen ein entsprechendes Sicherheitskonzept vor. Die komplette Technik muss stagnationssicher ausgeführt sein. Ferner ist bei der Installation der Solarthermieanlage darauf zu achten, dass diese sicher entleert werden kann. (Wenn eigene Vorschriften des AG bezüglich der Ausführungsqualität existieren, sollten sie an dieser Stellte erwähnt werden). Darüber hinaus soll das Wärmeträgermedium in ausreichender Menge und entsprechender Qualität bereitgestellt, sowie die gesamte Anlage inklusive aller Anbindeleitungen gespült und befüllt werden. Für entsprechende Betriebszustände (z.B. Stagnation) sind erforderliche Auffangbehälter und Vorratsbehälter für die vollautomatische Nachspeisung vorzusehen. Der AN realisiert darüber hinaus unter Einhaltung aller entsprechenden Normen und Vorschriften, sowie dem Stand der Technik, sämtliche Maßnahmen, die für eine Umsetzung des Sicherheitskonzeptes notwendig sind. Der AN erstellt und garantiert insbesondere für folgende Zustände ein Sicherheitskonzept, bei dem die Sicherheit der Solarthermieanlage zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein muss und legt entsprechende Dokumente zur Angebotsabgabe bei: – Stagnation und Wiederanfahren der Solarthermieanlage nach der Stagnation – Übertemperatur – Überdruck / Unterdruck (Hinweise zur Qualität der herzustellenden Rohrleitungsverbindungen) – Frostschutz – Stromausfall von 12 Stunden 6.8 Dokumentation Der AN ist verpflichtet, sämtliche Planungsarbeiten, alle benötigten (Bau-) Genehmigungen, sowie die Errichtung der kompletten Solarthermieanlage, inklusive aller sonstigen Anlagenteile zu dokumentieren. Darüber hinaus dokumentiert der AN sämtliche Inbetriebnahmen, deren Betrieb, sowie alle notwendigen Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen. Der AN hat folgende Dokumente vor der Inbetriebnahme der Solarthermieanlage an den AG zu übergeben: - 14 - – Aufstellungspläne der Kollektoren – Verrohrungspläne der Kollektoren inklusive Rohrstatik, sowie genauer Spezifikation der Rohre – Hydraulischer Nachweis der Kollektorfeldauslegung – Detaillierte Beschreibung der Befüll-,Entlüftungs- und Entgasungsfunktion – Nachweis Entleerungsverhalten des Solarthermiekreises – Hydraulischer Nachweis aller Wärmeübertrager (100%, 50%, 25% der maximalen Leistung) – Aufstellungspläne der sonstigen Anlagentechnik – Statische Nachweise einschließlich der Gründung für Kollektorfeld, Pufferspeicher und Technikzentrale (falls Neubau) – Maßzeichnung des Pufferspeichers, inklusive aller Detailzeichnungen und genaue Materialspezifizierung – Beschreibung der Belade- und Entladevorgänge des Pufferspeichers – Hydraulische Dimensionierung des Pufferspeichers inklusive aller Sicherheitseinrichtungen – R & I Schemata – Stromlaufpläne – Regelungs- und Kommunikationskonzept – Betriebsanleitungen – Vorgehensweise bei Störungen (Sicherheitskonzept) – Wartungs- und Instandhaltungspläne Grundsätzlich hat bei der Abnahme bzw. Teilabnahme einzelner Anlagenteile eine Übergabe der Dokumentationen sowie eine Einweisung des Betriebspersonals des AG zu erfolgen. 6.9 Einzäunung und Überwachungskonzept Der AN ist für die komplette Einzäunung des Geländes verantwortlich. Der AN legt an alle strategisch wichtigen Punkte (mit AG vorabzuklären) Leerrohre inklusive entsprechender Kabel zur nachträglichen Installation eines Video-Überwachungssystems. Der AN erstellt einen Lageplan der Einzäunung mit sämtlichen Zugängen. Die Einzäunung muss für Kleinsäuger und Amphibien barrierefrei sein. Weiterhin ist darauf zu achten, dass trotz der Einzäunung jede Stelle innerhalb der Einzäunung mit sämtlichen erforderlichen Fahrzeugen und Gerätschaften erreichbar ist. 6.10 Geländeaufbereitung Der AG stellt dem AN das im Vorfeld durchgeführte Baugrund- und Gründungsgutachten zur Verfügung. Des Weiteren veranlasst der AG auf seine Kosten eine Kampfmittelfreimessung. Der AN hat das Gelände für die zu erbringenden Leistungen vorzubereiten. Ferner hat der AN dafür zu sorgen, dass im Zuge der Baumaßnahme beschädigte Flächen wieder so hergestellt werden, dass eine ungehinderte Bewirtschaftung des Geländes möglich ist. Die Geländeaufbereitung muss so erfolgen, dass alle notwendigen Anlagenteile gelagert, installiert und betrieben werden können. Dies gilt sowohl für die Bauphase, beispielsweise für die Herrichtung von Lagerflächen, als auch für den herzustellenden Endzustand des Geländes. Die im Zuge der Baumaßnahmen beschädigten Flächen müssen entsprechend rekultiviert und mit geeigneter Graseinsaat wiederhergestellt werden. - 15 - 7 Bereitstellung von Auslegungs‐ und Simulationsdaten Für die Auslegung der Solaranlage und die Berechnung der solaren Erträge wird dem AN ein verbindlicher Referenz-Wetterdatensatz, siehe Anhang E, für den gewählten Standort für ein Referenzjahr zur Verfügung gestellt. Er beinhaltet in Stundenauflösung folgende Daten: – direkte Sonneneinstrahlung auf die Horizontale – diffuse Einstrahlung auf die Horizontale – Umgebungslufttemperatur Klimadaten beschreiben anhand unterschiedlicher meteorologischer Größen die Witterung an einem bestimmten Standort. Bei der Anwendung von Klimadaten in solarthermischen Simulationen können sowohl gemessene Klimadaten konkreter Zeiträume als auch speziell zusammengestellte Klimadatensätze, welche ein repräsentatives mittleres oder extremes Klima des Standortes wiedergeben, genutzt werden. Eine Vielzahl von Herausgebern stellen für Standorte im Bundesgebiet Deutschland Klimadatensätze zur Verfügung. Im Bereich der solarthermischen Kollektorsimulationen ist die Anwendung der vom Deutschen Wetterdienst veröffentlichten Testreferenzjahre (TRY)（Deutscher Wetterdienst DWD， 2017） und die von der Firma Meteotest erstellten Meteonorm-Daten （Meteonorm 6.1 ，2012）weit verbreitet. Beide Sammlungen von Klimadatensätzen stellen die für solarthermische Simulationen notwendigen meteorologischen Größen in einer stündlichen Auflösung für einen vollständigen Jahreszeitraum bereit. Dies sind i.d.R., solare Globalstrahlung auf die horizontale Ebene, Direkt- oder Diffusstrahlungsanteil und Umgebungstemperatur. Die Testreferenzjahre werden durch das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung als ortsgenaue Datensätze mit einer Auflösung von einem Quadratkilometer für das Bundesgebiet kostenfrei zur Verfügung gestellt （Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung，2017）. Darüber hinaus wird dem AN zur Auslegung ein Profil des Wärmebedarfs an der Einbindestelle mit folgenden Daten zur Verfügung gestellt: Netztemperaturen und Volumenströme an der Einbindestelle der Solarthermieanlage, sowie deren jahreszeitlicher Verlauf auf stündlicher Basis (siehe Anhang A). 8 Angebotsumfang Dem Angebot sind folgende Dokumente beizufügen: – Aufstellungsplan des Kollektorfeldes – Hydraulisches Anlagenkonzept einschließlich Einbindung an den vom AG definierten Schnittstellen – Regelungsbeschreibung der angebotenen Anlage – Kommunikationskonzept mit der Leitwarte – Beschreibung des Stagnationsfalles und das Wiederanfahren der Solarthermieanlage nach der Stagnation – Beschreibung des Sicherheitskonzeptes – Beschreibung der Befüll-,Entlüftungs- und Entgasungsfunktion – Hydraulischer Nachweis aller Wärmeübertrager (100%, 50%, 25% der maximalen Leistung) – Aufstellungspläne der sonstigen Anlagentechnik – Hydraulische Dimensionierung des Pufferspeichers - 16 - – SolarKeymark-Zertifikat des angebotenen Kollektortyps – Beschreibung der Maßnahmen zum Frostschutz – Beschreibung der Maßnahmen zur Beherrschung eines Stromausfalls von 12 Stunden – Berechnungsnachweis des zu erwartenden solaren Wärmeertrages der angebotenen Anlage entsprechend Kapitel 9 – Referenzen (nur vergleichbare Anlagen) 9 Simulation der Ertragswerte, garantierter Ertrag und Schadenersatz 9.1 Ermittlung des Systemertrags Der AN ermittelt für das von ihm angebotene hydraulische Anlagenkonzept den Systemertrag, der dem am geeichten Bezugswärmemengenzähler (WMZ1, siehe Anhang B) gemessenen, tatsächlich in das Wärmenetz über ein vollständiges Kalenderjahr eingespeisten solaren Nutzwärmeertrag [KWK-Ausschreibungsverordnung] entspricht. Dazu verwendet er den vom AG zur Verfügung gestellten Referenz- Wetterdatensatz (siehe Anhang E). 9.2 Garantierter Ertrag 9.2.1 Garantie auf den eingespeisten solaren Nutzwärmeertrag Der vom AN zu garantierende Ertrag beläuft sich auf XX % (Vorschlag: 85%) (Wert eintragen) des unter 9.1 ermittelten Systemertrages. Die aufgeführten Garantiebedingungen gelten ab der Inbetriebnahme der Solarthermieanlage für 5 (anderen Wert einfügen) Jahre. Für die Erfassung und Prüfung des Systemertrags ist einzig und allein der Wärmemengenzähler (WMZ1) an der Einbindestelle in das Fernwärmenetz relevant (Anhang B). 9.2.2 Garantie nach Leistungskurve An dieser Stelle sei eine „ISO/TC 180/SC4 Solar energy - Collector fields - Check of performance“ erwähnt, die zurzeit in Bearbeitung ist und Garantie auf die abgegebene Leistung des Kollektorfeldes beschreibt （ISO TC180/SC4; ISO/CD 29194，2020）. Bei diesem Verfahren basiert die Ertragsgarantie auf einer garantierten Leistungskurve für das gesamte Kollektorfeld einschließlich der Anbindeleitung, interner Verrohrung und Wärmeübertrager. Sowohl die Ertragsgarantie als auch das Verfahren zu deren Überprüfung sind Teile der Norm. Die Leistungskurve entspricht der Kollektorkennlinie analog z.B. zum Solar Keymark-Testzertifikat bzw. zur Wirkungsgradkurve eines Kollektors nach DIN EN ISO 9806, gemindert um die durch die Gesamtanlage und den Realbetrieb entstehenden Leistungsverluste. Bezugspunkt ist hierbei der im EMSRKonzept definierte Wärmemengenzähler (WMZ 2, Anhang B) im Solarkreis. Der AG kann sich im Vorfeld über den aktuellen Stand informieren. 9.3 Schadenersatzleistungen bei Nichterreichen der Garantiewerte 9.3.1 Schadensersatz nach dem eingespeisten solaren Nutzwärmeertrag Schadensersatzleistung des AN an den AG werden dann fällig, wenn die Summe des Systemertrages aus den letzten 5 Jahren kleiner als die Summe des garantierten Ertrages der letzten fünf Jahre ist. - 17 - Für jede MWh, die über 5 Jahre weniger in das Wärmenetz des AG eingespeist wird (gemessen am WMZ1), beträgt die Schadensersatzleistung des AN xy €/MWh (Wert eintragen). (Vorschlag: Durchschnittswert der Wärmegestehungskosten des AG) 9.3.2 Schadenersatzleistung nach der Leistungskurve Das Verfahren überprüft die Garantieleistung anhand von Messdaten (Die Erfassung der Messdaten wird in der Norm näher beschrieben). Der AG kann sich mit der entstehenden ISO TC180 / SC4 (Bearbeitung Stand Juni 2020) auseinander setzen und die Schadenersatzleistung dementsprechend definieren. 9.4 Korrektur der Ertragsgarantie 9.4.1 Änderung der mittleren Globalstrahlung Sollte die mittlere, gemessene Globalstrahlung über 5 Jahre betrachtet unter der des vom AG zur Verfügung gestellten Referenzjahres (siehe Anhang E) liegen, verringert sich der Garantiebetrag um den gleichen Prozentsatz. 10 Bewertung der Angebote Die Angebote werden nach folgenden Kriterien bewertet: – Spezifischer Angebotspreis in [€/MWh] (XX %) (bitte Wert einfügen): o spezifischer Angebotspreis errechnet sich aus dem Angebotspreis/errechneter Garantieertrag o Angebotspreis mit und ohne Förderung (separat angeben) = Gesamtsumme / Endsumme des Angebotes (XX %) (bitte Wert einfügen), – Schlüssigkeit des technischen Konzepts (XX %) (bitte Wert einfügen), – Qualifikation/Erfahrung des AN (XX %) (bitte Wert einfügen). Die Gewichtung dieser Kriterien obliegt dem AG. - 18 - Anhang A Wärmenetz mit Wärmeeinspeisungen, sowie technische Bedingungen an der Einbindestelle der Solarthermieanlage in das Wärmesystem (Wärmenetz mit Einspeiseanlagen und geplante Solarthermieanlage, aktuelles Bild einfügen) - 19 - (entsprechende Werte eintragen) Netztemperaturen TVL, Sommer, konstant [°C] TRL, Sommer [°C] TVL, Winter, min. [°C] TVL, Winter, max. [°C] TRL, Winter [°C] Temperaturniveaus im Jahresverlauf Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs an der Einbindestelle (Lastverlauf) Bild 1: Temperaturniveau im Jahresverlauf Bild 2: Ungeordnete Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs an der Einbindestelle Druckverhältnisse Druckstufe des Netzes (PN) Pmin an der Einbindestelle (PN) Pmax an der Einbindestelle (PN) - 20 - Anhang B Schematische Darstellung der Solarthermieanlage und deren Einbindung in das Wärmenetz des AG Beispielhaftes Konzept zur Einbindung der Solarthermieanlage (Schema und Liefer‐ und Leistungsgrenzen müssen entsprechend angepasst werden) - 21 - Anhang C Zur Verfügung stehende Flächen und rechtliche Bedingungen Die zur Verfügung stehende Fläche für die solarthermische Anlage beträgt XX m² (Fläche einfügen) und ist dem Lageplan Nr. XX (bitte einfügen) zu entnehmen. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, innerhalb der Ausschreibungsfrist einen Vororttermin mit dem AG zu vereinbaren. Flächenplan der Umgebung der zu bebauenden Fläche (beispielhaft, vom AG beizufügen) - 22 - Anhang D Beschreibung der vom AG eingesetzten EMSR Technik sowie Software für die Leittechnik – Beschreibung der Bus-Technik (2 Leiter, 4 Leiter, M-Bus,…) – Software der Leittechnik (z.B. Siemens PS7, T3000, …) - 23 - Anhang E Referenz Wetterdatensatz - 24 - Literaturverzeichnis Hamburg Institut Planungs‐ und Genehmigungsleitfaden für Freiflächen‐Solarthermie in Baden‐ Württemberg．2016． Bundesamt für Justiz Verordnung zur Einführung von Ausschreibungen zur Ermittlung der Höhe der Zuschlagszahlungen für KWK‐Anlagen und für innovative KWK‐Systeme (KWKAusschreibungsverordnung ‐ KWKAusV)．2017． Bundesinstitut für Bau‐, Stadt‐ und Raumforschung Ortsgenaue Testreferenzjahre [Datensatz]; Deutschland; Bundesinstitut für Bau‐, Stadt‐ und Raumforschung, Download des Testreferenzjahr‐ Datensatzes 2017．2017． Deutscher Wetterdienst DWD Testreferenzjahre [Datensatz]; Deutschland, Sammlung meteorologischer Daten für den Standort Deutschland．2017． IEA DHC Task 49, Technical Report A.1.2 Overheating prevention and stagnation handling in solar process heat applications． IEA SHC Task 55 Integrating Large SHC Systems into DHC Networks． ISO TC180/SC4; ISO/CD 29194 Solar energy ‐ collector fields ‐ check of performance．2020． Meteonorm 6.1 Schweiz; Meteotest; Programm für die Generierung meteorologischer Daten．2012．
Infoblatt Solare Wärmenetze Nr.21 Fragen&Antworten aus der „Online-Sprechstunde Solare Wärmenetze“
www.solare-wärmenetze.de Infoblatt Nr. 21 Im Rahmen des Projekts SolnetPlus fanden fünf „Online-Sprechstunden Solarthermie“ statt. Expert*innen aus dem Projektkreis beantworteten gezielt die Fragen kommunaler Akteur*innen – von der Integration in Wärmenetze bis zur Wirtschaftlichkeit, von ökologischen Aspekten bis zu technischen Herausforderungen. Wie können Kommunen und Stadtwerke die Integration von fluktuierendem Wärmeertrag aus Solarthermie in ihre Fernwärmenetze meistern? Der Wärmeertrag hängt stark von der Sonneneinstrahlung ab und unterliegt somit Schwankungen, beispielsweise durch vorüberziehende Wolken. Für die direkte Einspeisung in ein Wärmenetz ist dies gegenüber dem Betrieb durch fossile, konstante Grundlasterzeuger eine Neuerung, jedoch kein Problem. Voraussetzung: Die Solarthermieanlage ist technisch gut ausgelegt. Die heute im Markt aktiven Solarthermie- Anbietern verfügen über langjährige Erfahrung damit. In Deutschland gibt es bereits knapp 60 große Solarthermieanlagen, die erfolgreich in Wärmenetzen einspeisen und zeigen, dass diese Technologie zuverlässig und effektiv eingesetzt werden kann. Dennoch existieren grundlegende Unterschiede zwischen konventionellen und erneuerbaren Energiesystemen. Im Gegensatz zu Gaskesseln oder Ölkesseln können Betreiber die Leistung von erneuerbaren Energiesystemen nicht beliebig variieren. Dies erfordert eine neue Denkweise in der Betriebsführung. Größere Pufferspeicher bis hin zu großen Multifunktionswärmespeichern werden künftig eine entscheidende Rolle spielen, da sie stets eine konstante Wärmequelle bereitstellen können. Welche anderen erneuerbaren Wärmeerzeuger sind sinnvoll mit Solarthermie zu kombinieren? Grundsätzlich sind alle erneuerbaren Wärmequellen - wie Solarthermie - in Wärmenetze einbindbar. Für eine erfolgreiche Wärmewende müssen für die jeweilige Kommune alle lokal vorhandenen Wärmequellen in Betracht gezogen werden. Ein aktuelles Beispiel für eine innovative Wärmeversorgung findet sich im süddeutschen Hechingen, wo derzeit eine Neubausiedlung entsteht. Im Rahmen einer Bürgerbeteiligung wünschten die BürgerInnen sich ein Für Kommunen gewinnt die Integration erneuerbarer Energien in Wärmenetze zunehmend an Bedeutung. Zur Nutzung des Potenzials der großflächigen Solarthermie bestehen noch offene Fragen auf kommunaler Ebene. Von lokalen Rahmenbedingungen bis hin zu wirtschaftlichen und technischen Aspekten - dieses Infoblatt fasst zentrale Fragen und Antworten zusammen. SOLARTHERMIE IN WÄRMENETZEN Zentrale Fragen & Antworten aus der „Online-Sprechstunde“ Grafik: Difu/brandtwerk Wie gehen Stadtwerke mit dem fluktuierenden Wärmeertrag einer Solarthermieanlage um? Die Anlage in Bernburg (Saale) ist seit dem Jahr 2020 in Betrieb. Für eine detaillierte technische Reportage als Infoblatt (PDF) den QR-Code scannen oder zu finden unter: https://www.solare-waermenetze.de/mediathek/ wissensdatenbank-solare-waermenetze/ ERFAHRUNGSBERICHT: SOLARTHERMIE IM WÄRMENETZ Infoblatt Nr. 21 CO2-neutrales Wärmenetz. Eine Machbarkeitsstudie erarbeitete eine innovative Lösung, deren Umsetzung durch den Gemeinderat beschlossen wurde. Das Konzept fußt auf einer Kombination aus Erdwärmesonden und Solarthermie. Die geologische Besonderheit der Region, nahe des Hohenzollerngrabens, bietet optimale Voraussetzungen für die Nutzung von Erdwärme. Eine 7.000 Quadratmeter große Solarthermieanlage wird zukünftig rund zwei Drittel des jährlichen Wärmebedarfs abdecken, während ein großer Erdbeckenwärmespeicher die saisonalen Schwankungen ausgleicht und die Solarwärme in die Heizperiode speichert. Ergänzt wird das System durch 40 Erdwärmesonden und eine Wärmepumpe sowie eine zweite Wärmepumpe, die den saisonalen Wärmespeicher entlädt. So wird eine fossilfreie Wärmeerzeugung von insgesamt 95 Prozent ermöglicht. Lediglich 5 Prozent der Wärmebedarfs werden durch einen Biomethan befeuerten Gaskessel gedeckt, um eine zuverlässige Versorgung auch in Spitzenlastzeiten zu gewährleisten. Diese innovative Kombination aus erneuerbaren Energiequellen und effizienter Wärmebereitstellung zeigt, wie lokal angepasste Lösungen einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten können. In Regionen mit reichlich verfügbaren Holzhackschnitzeln können diese als attraktive Option dienen, insbesondere, wenn sie nachhaltig aus lokalen Wäldern stammen. Ein konkretes Pilotprojekt in Hennigsdorf betreibt eine Holzhackschnitzel-Anlage, die sogar Strom erzeugt. Jedoch ist zu bedenken, dass Holzhackschnitzel aufgrund begrenzter Ressourcen und steigender Nachfrage möglicherweise unwirtschaftlicher werden. Wenn Holzerzeugnisse ein Pfeiler des langfristigen Wärmekonzepts sein sollen, sollte die Kommune unbedingt mit den benachbarten Kommunen in Gesprächen abklären, inwieweit die lokalen Ressourcen für Alle reichen. Eine weitere Alternative ist der Einsatz von Großwärmepumpen, die eine externe Wärmequelle benötigen, wie beispielsweise Flüsse, Seen, Abwärme von Kläranlagen oder industrielle Abwärme. Die Verfügbarkeit von ausreichender Stromleistung und die Wirtschaftlichkeit der Strompreise sind entscheidende Faktoren bei der Nutzung von Wärmepumpen. Eine vollständige Dekarbonisierung von Gemeinden und Städten wird die Nutzung einer Vielzahl erneuerbarer Wärmequellen erfordern. Der wirtschaftlich optimale Mix hängt von den lokalen Gegebenheiten ab. Liefern Solarthermieanlagen wirtschaftlich attraktive Wärme? Die Wärmekosten belaufen sich je nach Anlage zwischen 55 und 60 Euro pro Megawattstunde, was etwa 5 bis 6 Cent pro Kilowattstunde vor Förderung entspricht. Davon gehen die Erleichterungen durch Förderung noch ab, z.B. die umfassende Förderung durch das BEW. Im Gegensatz zu anderen Energieträgern - fossile, aber auch Holzerzeugnisse - sind diese Wärmekosten für die Lebensdauer der Anlage im Voraus fest kalkulierbar. Je teurer die fossilen Energien, aber auch Holzerzeugnisse werden, desto besser wird die Wirtschaftlichkeit der Solarthermie. Ein weiteres Argument für den Einsatz von Solarthermie ist ihre dauerhafte lokale Verfügbarkeit und die damit verbundene Versorgungssicherheit. Zudem bleiben im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen die Investitionen innerhalb Deutschlands und der Region, was zur Stärkung der Wirtschaft vor Ort beiträgt. Gibt es Energieerzeugertypen, die aus wirtschaftlichen oder technischen Gründen nicht sinnvoll mit solarthermischen Anlagen kombiniert werden können? Nein, grundsätzlich kann Solarthermie mit verschiedenen Technologien kombiniert werden, um eine zuverlässige und nachhaltige Wärmeversorgung über ein Wärmenetz zu gewährleisten. Die Entscheidung für den einen Technologiemix zur Wärmeversorgung fällt letzten Endes meist aus Wirtschaftlichkeitsgründen und der Flächenverfügbarkeit. Im Einfamilienhaussektor z.B. zeigt sich derzeit ein Trend hin zu Wärmepumpen in Verbindung mit Photovoltaikanlagen auf den Dächern. Für größere Systeme sind jedoch weitere Randbedingungen zu berücksichtigen. Photovoltaik erzeugt im Vergleich zu Ökologie in großen Solarthermieanlagen Zwischen und neben der Solarthermieanlage Ludwigsburg ist Raum für ökologische Vielfalt. Hier im Bild: Ein Teil des Eidechsenhabitats, das auch anderen Kleinlebewesen Lebensraum bietet - als Ausgleich für Auswirkungen anderer Bauprojekte; außerdem der rege genutzte Besuchersteg. Bild: Solites www.solare-wärmenetze.de Solarthermie auf derselben Fläche nur etwa ein Drittel bis ein Viertel der Energie in Form von Strom. Die Effizienz von Wärmepumpen hängt von der zu erreichenden Vorlauftemperatur ab, wobei höhere Temperaturen mehr Strom erfordern. Die Integration von Windstrom in Verbindung mit Wärmepumpen kann eine sinnvolle Option sein, insbesondere wenn der Windstrom kostengünstig und erneuerbar ist. Die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpen erfordert eine detaillierte Analyse des aktuellen Strommarktes, da Transportkosten und -gebühren die Wirtschaftlichkeit beeinflussen, insbesondere wenn die Photovoltaikanlage räumlich von der Wärmepumpe entfernt ist. Letztendlich müssen die Entscheidungen den spezifischen lokalen Gegebenheiten und der aktuellen Marktlage entsprechen. In einigen Fällen können getrennte Systeme für Strom- und Wärmeerzeugung wirtschaftlich vorteilhafter sein. Welche ökologischen Vorteile bieten Solarthermie-Freiflächenanlagen für Fernwärmenetze? In vielen Fällen wurden bisher ökologische Ausgleichsmaßnahmen von den Genehmigungsbehörden gefordert, wenn Solarthermieanlagen auf ehemaligen landwirtschaftlich genutzten Flächen installiert werden sollten. Tatsächlich ist die Fläche nach der Installation meist jedoch ökologisch wertvoller, inbesondere nach intensiver Landwirtschaftsnutzung. Anstelle von monotonen Ackerflächen entstehen Magerrasen-Flächen oder bunte Blumenwiesen. Die Beweidung mit Schafen ist eine zusätzliche Möglichkeit, um die Flächen ökologisch zu pflegen. Im Gegensatz zu Ziegen, die auf die Kollektoren klettern könnten, tragen Schafe zur Pflege der Fläche bei, ohne die Anlagen zu beschädigen. Darüber hinaus können Biotope geschaffen werden, die Lebensräume für verschiedene Tierarten bieten. Ein Beispiel hierfür ist die Integration von Lebensräumen für Zauneidechsen in Ludwigsburg, die infolge anderer Bauprojekte vertrieben wurden. Interessanterweise zeigt sich in der Praxis von laufenden Anlagen, dass die teilverschatteten Bereiche der Solarthermieanlagen unterhalb der Kollektoren im Jahresverlauf eine eigene Wertigkeit erhalten. In den vergangenen Dürresommern waren diese Bereiche grüner und vielfältiger bewachsen als die trockenen, sonnenbeschienenen Zwischenräume. Diese Entwicklung ist vor dem Hintergrund zunehmender Temperaturen und unvorhersehbarer Niederschläge von großem Interesse. Wichtig ist zu betonen, dass Freiflächen- Solarthermieanlagen keine Fläche „verbrauchen“ und nur minimal versiegeln - im Gegensatz zu konventionellen Bauwerken wie Heizkraftwerken. Solarthermie-Großkollektoren werden entweder aufgeständert oder mit Streifenfundamenten verankert. Trotz der technischen Natur der Anlagen sind Solarthermie-Freiflächenanlagen ökologisch vorteilhaft für die Gesamtfläche und liefern einen großen Beitrag zu einer nachhaltigen, treibhausgasneutralen Wärmeversorgung. Welche Rolle spielen große Wärmespeicher in Fernwärmesystemen mit Solarthermie? Wärmespeicher puffern Schwankungen in der Wärmeerzeugung ab. Wichtig ist: Wärmespeicher stellen nur ein Element im Gesamtsystem eines Wärmenetzes dar. Auch Wärmequellen, Netz und Abnehmer sind notwendig, um eine effiziente Wärmeversorgung sicherzustellen. Ob ein großer Wärmespeicher erforderlich ist, hängt vorrangig vom solaren Deckungsanteil, also vom Ertrag der Solarthermieanlage und dem Bedarf der Netzseite ab. Die sorgfältige Auslegung und Kombination mit anderen Wärmeerzeugern und Wärmespeichern ist dabei entscheidend: Das System muss jeweils auf die spezifischen Gegebenheiten vor Ort zugeschnitten sein. Ein Beispiel: In Leipzig entsteht derzeit die größte Solarthemieanlage Deutschlands mit einer geplanten Bruttokollektorfläche von 65.000 Quadratmetern. Die Anlage soll ca. 20 Prozent des sommerlichen Wärmebedarfs der Stadt Leipzig decken. Auf den jährlichen Wärmebedarf hochgerechnet sind das etwa zwei Prozent. Trotz der beträchtlichen Anlagengröße wird jedoch kein großer Wärmespeicher benötigt, da das Wärmenetz die Wärme zu jeder Zeit vollständig aufnimmt. Die schiere Größe der Solarthermieanlage diktiert also nicht, ob oder in welcher Größe ein Wärmespeicher vorgesehen werden muss. Vielmehr ist es der solare Kleinteilige Ökologie in Wärmekraftwerken? Möglich! Ein Blick unter die Solarkollekoren der Großanlage Lemgo zeigt: Hier ist keine Fläche versiegelt. Auch die teilverschatteten Bereiche sind ökologisch wertvoll. Bild: Solites Infoblatt Nr. 21 Deckungsanteil am Gesamtwärmebedarf: Soll der Solarertrag mehr als 15 Prozent der jährlich benötigten Wärme ausmachen, werden größere Speicher nötig. Wie findet die Kommune heraus, ob sie einen großen Wärmespeicher benötigen wird? Hilft dabei die kommunale Wärmeplanung? Grundsätzlich gilt: Ergebnis der kommunalen Wärmeplanung ist nicht die konkrete Empfehlung für eine Solarthermieanlage, einen Wärmespeicher oder andere Anlagen mit konkreten Spezifikationen, genausowenig wie deren Standorte. Stattdessen legt die Wärmeplanung lediglich fest, welche Siedlungsgebiete über ein Wärmenetz versorgt werden sollen und welche nicht. In einem weiteren Schritt muss die Kommune ermitteln, wie sie den Wärmebedarf für die Wärmenetze decken kann. Statt sofort umfassende Simulationen durchzuführen, kann zunächst eine grobe Analyse durchgeführt werden, um verschiedene Optionen für die Wärmeversorgung abzuschätzen. Hierbei werden mögliche Varianten betrachtet und grobe Kostenschätzungen der nötigen Investitionen erstellt, um ein Verständnis für die wirtschaftlich und technologisch aussichtsreichsten Ansätze zu erhalten. Dies kann durch fachkundige Beratung geschehen und erfordert in der Regel finanzielle Ressourcen. Die grobe Analyse umfasst eine Bewertung verschiedener Optionen wie Tiefengeothermie, Windenergie, oberflächennahe Geothermie und Freiflächensolarthermie. Dies ermöglicht es der Kommune, ein erstes Verständnis dafür zu entwickeln, welche Wärmeversorgungs- Optionen es wert sind, näher untersucht zu werden. Für die ausgewählten Optionen werden dann Fachpartner hinzugezogen, um detaillierte Simulationen und Entwicklungen durchzuführen. Auf diese Weise kann die Kommune besser verstehen, wie groß und kostspielig die ausgewählten Optionen tatsächlich sind, was einen schnellen Übergang von der Planung zur Realisierung ermöglicht. POTENZIAL FÜR KLIMASCHUTZ Die Online-Sprechstunden Solarthermie verdeutlichten die vielfältigen Potenziale dieser Technologie für eine nachhaltige Wärmeversorgung. Durch ihre effiziente Integration in Fernwärmenetze, ihre Versorgungssicherheit und Vielseitigkeit sowie ihre ökologischen Vorteile bietet Solarthermie eine attraktive Lösung für Kommunen und kommunale Akteure auf dem Weg zu einer klimafreundlichen Wärmeversorgung. Kommunen können großflächige Solarthermieanlagen als einen vielversprechenden Baustein für die kommunale Wärmewende verstehen - im Zusammenspiel mit anderen erneuerbaren Erzeugern. IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen vom Projekt SolnetPlus – Solare Wärmenetze als eine Lösung für den kommunalen Klimaschutz. Mehr unter: www.solare-wärmenetze.de Herausgeber: Solites Steinbeis Innovation gGmbh Redaktion: Deutsches Institut für Urbanistik (Difu), Paul Ratz, Solites, Anna Laura Ulrichs, Dirk Mangold Veröffentlichung: Mai 2024 | ISSN (Print) 2750-753X | ISSN (Online) 2750-7548 Die Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt bei den AutorInnen. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Fördermittelgeber wieder. Weder die Fördermittelgeber noch die AutorInnen übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. unterstützt durch die Industrieinitiative Solare Wärmenetze der Solarthermieanbieter (IniSW) PARTNER Beginnen Sie Ihre Wissensreise auf: https://www.solare-waermenetze.de oder starten Sie hier: FAQ zu Solarthermie in Wärmetzen 36 wesentliche Fragen und Antworten, um Kommunen und Stadtwerke zu unterstützen (Scan QR-Code) WIE GEHT ES IN IHRER KOMMUNE WEITER?
Infoblatt Solare Wärmenetze Nr.20 Baden-Württemberg Solarcluster
www.solare-wärmenetze.de Infoblatt Nr. 20 Bei den solaren Wärmenetzen, also Nah- und Fernwärmenetzen, in die Solar thermieanlagen eingebunden sind, ist Baden-Württemberg Spitzenreiter unter den Bundesländern. 19 Anlagen mit über 60.000 Quadratmetern Kollektorfläche ernten im südwestlichen Bundesland thermische Solarenergie für Wärmenetze. Das ist mehr als ein Drittel der in ganz Deutschland registrierten Anlagen dieser Art. Clusterbildung über Jahrzehnte Das kommt nicht von ungefähr. Bei den solaren Wärmenetzen hat sich seit den frühen 2000er Jahren ein regionales Cluster gebildet. Neben Forschungsinstituten und innovativen Wärmenetzbetreibern umfasst es auch Hersteller. Über Jahrzehnte haben die Akteure eine stetige Unterstützung der jeweiligen Landesregierungen genossen. Hinzu kommt, dass Baden-Württemberg als erstes Bundesland bereits 2020 seine 104 größten Kommunen zu einer kommunale Wärmeplanung verpflichtet hat und zahlreiche kleinere Kommunen bei deren freiwilligen Wärmeplänen unterstützt. Der jüngste Schub bei den regenerativen Wärmenetzen, der auch die Solarthermie beflügelt, dürfte nicht zuletzt den örtlichen Diskursen um die Strategien der Wärmeversorgung als öffentlicher Daseinsvorsorge zu verdanken sein, die mit der Pflicht zur kommunalen Wärmeplanung angestoßen worden sind. Erste solare Wärmenetze wurden im Ländle aber schon Anfang der 2000-er Jahre realisiert. Das waren für damalige Verhältnisse sehr anspruchsvolle Forschungs- und Demonstrationsanlagen, gefördert mit Bundesmitteln aus In Baden-Württemberg zeigt sich eine Häufung von solaren Wärmenetzen. Von frühen solarthermischen Demonstrationsanlagen über die Vorreiterrolle des Landes bei der kommunalen Wärmeplanung hat die Entwicklung inzwischen zu etlichen Solarenergiedörfern und städtischen Megawatt-Projekten geführt. SONNENCLUSTER IM „LÄNDLE“ BADEN-WÜRTTEMBERG IST BEI SOLARWÄRMENETZEN NR. 1 Seit 2013 versorgt diese Solaranlage mit rund 1100 Quadratmetern Kollektorfläche das deutsch-schweizerische Grenzdorf Büsingen. Die Anlage wurde seitdem zur vielfach nachgeahmten Blaupause für solare Wärmenetze im ländlichen Raum. Trendsetter: Büsingen Fotos: Guido Bröer Infoblatt Nr. 20 dem Programm Solarthermie 2000. Ihre Gemeinsamkeit: Es sollten in den ausgewählten, durchweg neuerrichteten Nahwärmesystemen solare Deckungsanteile von mehr als 50 Prozent erreicht werden. Dass das nur mit einer saisonalen Speicherung der Sommersonne für die dunklen Jahreszeiten möglich ist, liegt auf der Hand. Und so brachte das Programm nicht nur einen Entwicklungs schub für große Kollektorfelder, sondern wurde zugleich zur Initialzündung für verschiedene neue Typen von Großwärmespeichern. Ortsnamen aus dem Südwesten wie Neckarsulm, Crailsheim, Friedrichshafen, Eggenstein stehen bis heute in Fachkreisen für große Solarthermie. Die dortigen Pionieranlagen funktionieren ohne Ausnahme trotz einiger bei De monstrationsprojekten er wartbarer Kinderkrankheiten bis heute. So haben Monitoringprogramme an diesen Anlagen viel Erfahrungswissen gebracht, von dem die Branche heute profitiert. Der Markt tat sich schwer Gleichwohl hat sich nach diesen ersten sehr anspruchsvollen Projekten rund zehn Jahre lang in ganz Deutschland kein Markt für große Solarthermie-Systeme entwickelt. Solarthermie galt bestenfalls als exotisch, eigenwillig und teuer, während Fernwärmeversorger in Deutschland weiterhin auf Kraftwärmekopplung mit billigem Erdgas setzten. Die Wende kam erst ab Mitte der 2010-er Jahre, als das Ziel eines klimaneutralen Wärmesektors stär ker ins Bewusstsein von Politik, Öffentlichkeit und damit auch der Versorgerbranche drängte. Ein Meilenstein aus Sicht der Solarthermie war damals das Dorfwärmenetz im 1600-Einwohner-Ort Büsingen am Hochrhein. Das Bürgerenergieunternehmen Solarcomplex, das in der Bodenseeregion bereits mehrere Bioenergiedörfer auf Biogasbasis realisiert hatte, setzte hier erstmals auf die Kombination von Solarthermie mit Holzhackschnitzeln für die Wärmeversorgung. Hin ter grund war, dass Büsingen als baden-württembergische Gemeinde auf Schweizer Staatsgebiet liegt und deshalb für den Betrieb einer Biogasanlage kein Geschäftsmodell über das deutsche EEG zu realisieren gewesen wäre. Seit der Inbetriebnahme im Jahr 2013 entwickelte sich Büsingen zur Blaupause für eine ganze Reihe von auf lokale Wertschöpfung getrimmten Solardörfern – zunächst in der Bodenseeregion und dann auch anderswo. Derweil stieg auch im urbanen Raum das Interesse an der netzgebundenen Solarthermie als Baustein zur Dekarbonisierung bestehender Wärmenetze. Mit der 14.800-Quadratmeter-Kollektorfläche in Ludwigsburg-Kornwestheim (Foto Titelseite) war wiederum Baden-Württemberg seit 2020 für zwei Jahre Rekordhalter bei Solarthermieanlagen. Aktuell werden die Anlagen aber nicht nur größer, wie ein 29.000-Quadratmeter-Projekt in Bad Rappenau zeigt, sondern auch anspruchsvoller, was den prozentualen Anteil der Solardeckung betrifft. In Hechingen machen das die dortigen Stadtwerke mit Pioniergeist vor (Seite 4), indem sie für ein Neubaugebiet ein Wärmenetz mit 70 Prozent Solardeckung bauen. Dual-Use-Technik Solarthermie: Bad Rappenau Schon 2024 wird dieses Holzheizkraftwerk in Bad Rappenau durch die mit 29.000 Quadratmetern Kollektorfläche größte Flachkollektoranlage Deutschlands ergänzt. Die Anlage liefert nicht nur Fernwärme, sondern auch solare Prozesswärme für einen Futtermitteltrockner. Zugleich entlastet sie eine Biogasanlage von Aufgaben im Wärmenetz, sodass diese künftig ausschließlich Biomethan herstellen kann. Meilenstein: Crailsheim Das in mehreren Bauabschnitten ab 2003 in Betrieb genommene Vorzeigeprojekt der Stadtwerke Crailsheim markiert den Übergang von Demonstrationsanlagen zu wirtschaftlichen Solarwärmenetzen in Deutschland. Das Kollektorfeld auf einem Erdwall ermöglicht dank eines ausgeklügelten Speichersystems einen solaren Deckungsgrad von 50 Prozent und zeigt die Vereinbarkeit mit Naturschutz. www.solare-wärmenetze.de Die Energieagentur Kreis Ludwigsburg (LEA) betreut Städte und Gemeinden bei der Wärmeplanung. Raphael Gruseck, Kommunalberater der LEA, erklärt, welche Rolle große Solarthermieanlagen dabei spielen können. Was heißt kommunale Wärmeplanung? Ab diesem Jahr müssen alle Kommunen eine Wärmeplanung erstellen. Dabei wird die gesamte Kommune betrachtet, um eine klimaneutrale Wärmeversorgung sicherzustellen. Es geht weniger um einzelne Gebäude, sondern um das große Ganze: Wie kann der gesamte Ort klimaneutral mit Wärme versorgt werden. Entscheidender Schritt ist die Ermittlung, wo sich Wärmenetze eignen und in welchen Gebieten hingegen eine dezentrale Versorgung von Vorteil ist, die dann auf kurz oder lang zumeist durch Luftwärmepumpen erfolgen wird. Welchen Nutzen haben Bürger:innen von der kommunalen Wärmeplanung? Viele Gebäudeigentümer:innen denken ak tuell über ihre zukünftige Heizung nach. Durch die kommunale Wärmeplanung können Kommunen Ihren Bürger:innen Planungssicherheit bie ten, wo Wärmenetze entstehen werden und wo nicht. Welche Wärmequellen eignen sich für Wärmenetze? Je nach Kommune variieren die verfügbaren Wärmequellen. Wir betreuen beispielsweise einige Kommunen am Neckar, dort eignen sich Flusswärmepumpen sehr gut. Wo es solche Potenziale nicht gibt, ist Solarthermie neben Luftwärmepumpe und gegebenenfalls Abwärme und Geothermie eine wichtige erneuerbare Quelle für Wärmenetze. Als Energieagentur Kreis Ludwigsburg unterstützen wir viele Kommunen im Land kreis bei der Erstellung ihrer Wärmeplanung. Solare Wärme ist dabei eines der wenigen Potenziale, das bei nahezu allen Kommunen in ausreichendem Um fang vorhanden ist. Somit ist es ein wichtiges für Wärmenetze. Solarthermieanlagen werden deshalb künftig eine größere Rolle spielen. Wie groß sollte ein Kollektorfeld sein? Kleinere Solarthermieanlagen haben höhere spezifische Kosten. Für Freiflächenanlagen sind ausreichend große Wärme- oder Gebäudenetze notwendig, damit sie wirtschaftlich werden. Kleinere Anlagen können auch auf Schuldächern oder Turnhallen gebaut werden. Richtig interessant wird Solarthermie aber, wenn die Wärme im Sommer gespeichert und im Winter genutzt werden kann. Dafür sind saisonale Wärmespeicher die gute Möglichkeit. In Verbindung mit solchen Speichern können Solarthermieanlagen 50 bis 90 Prozent des Jahreswärmebedarfs abdecken. Sind große Solarthermieanlagen wettbewerbsfähig? Solarthermieanlagen liefern langfristig Wärme zu einem konstanten Preis unabhängig von der Inflationsrate. Ihre Wirtschaftlichkeit hängt von der Verfügbarkeit andere Wärmepotentiale und der Renditeerwartung des Betreibers ab. Trotz hoher Investionskosten kann Solarthermie langfristig wettbewerbsfähige Wärmepreise sichern. Bietet Biomasse nicht wesentlich mehr Versorgungssicherheit als Solarwärme? Biomasse ist begrenzt und wird für an dere Zwecke benö tigt, zum Beispiel für Hochtemperaturpro zesse oder zur stofflichen Nutzung. Für die Erzeugung von Raumwärme ist deshalb von einem geringeren Angebot und höheren Preisen auszugehen. Dagegen weist Solarthermie große Ausbaupotentiale auf und hat eine sehr hohe Flächeneffizienz. Hausbesitzer sorgen sich, mit Fernwärme ihre Unabhängigkeit zu verlieren. Die Frage ist nicht, ob man sich abhängig macht, sondern von wem. Kommunen soll ten frühzeitig Strategien für ihre Wär meversor gung entwickeln. Sie sollten darüber diskutieren, inwieweit sie die Wär meversorgung als Teil der kommunalen Daseinsvorsorge betreiben – ähnlich wie sie bereits heute Wasser- oder Ab was serversorgung als kommunale Da seinsvorsorge betreiben. Solarthermieanlagen können jedenfalls langfristig stabile Preise sichern – sie verringern die Abhängigkeit von internationalen Energiemärkten mit großen Preissprüngen und sind eine gute Option für eine nachhaltige Wärmeversorgung. INTERVIEW: RAPHAEL GRUSECK Infoblatt Nr. 20 IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen vom Projekt SolnetPlus – Solare Wärmenetze als eine Lösung für den kommunalen Klimaschutz. Mehr unter: www.solare-wärmenetze.de Herausgeber: Solites Steinbeis Innovation gGmbh Redaktion + Text: Guido Bröer, Solarthemen Veröffentlichung:Mai 2024 | ISSN (Print) 2750-753X | ISSN (Online) 2750-7548 Die Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt beim Autor und der Herausgeberin. Der Inhalt gibt nicht unbedingt die Meinung der Fördermittelgeber wieder. Weder die Fördermittelgeber noch Autor und Herausgeberin übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. unterstützt durch die Industrieinitiative Solare Wärmenetze der Solarthermieanbieter (IniSW) PARTNER Die Stadtwerke Hechingen bauen für das Neubaugebiet Killberg IV ein Wärmenetz, das es in sich hat. Schon allein das Ziel, 70 Prozent des Jahreswärmebedarfs von einer Solarthermieanlage decken zu lassen, ist sportlich. Möglich macht das ein ausgeklügeltes Wärmeversorgungskonzept. Denn die im Sommer geerntete Solarenergie gilt es, bis in den Winter zu bevorraten und dann effizient zu nutzen. In einer Erddeponie wird ein Erdbecken-Wärmespeicher platziert, der 18.000 Ku bik meter Wasser fasst. Die Form des Speichers wurde dem aus der Umge bung herausragenden Erdhügel angepasst und dieser bereits seit 2020 so verdichtet, dass er den statischen Anforderungen seiner späteren Zweitnutzung als Energiespeicher gerecht werden kann. Kollektorfeld am Speicherhang Am Südhang des Speicherhügels sollen die Solarkollektoren mit 7600 Quadratmetern Bruttokollektorfläche Platz finden. So fügt sich das Kollektorfeld optisch gut in die vorhandenen Strukturen ein und spart nebenbei auch Grund fläche. Als zweite erneuerbare Wärmequelle neben der Solarthermie sieht das Energiekonzept für das Wärmenetz oberflächennahe Geothermie vor. Ein Erdsondenfeld mit 40 Sonden von jeweils 172 Meter Tiefe trägt vor allem in der Heizperiode zur Wärmeversorgung für das Neubaugebiet bei. Im Sommer wird das Erdsondenfeld mit Solarenergie rege ne riert, indem ein Teil des Rücklaufs des zu dieser Jahreszeit vollständig sonnengespeisten Wärmenetzes durch die Sonden geleitet wird. Übers Gesamtjahr gerech net, beträgt der Deckungsanteil der Erdsonden-gekoppelten Wärmepumpe 12 Prozent am Netzwärmebedarf Eine zentrale Rolle für das Zusammenspiel der Energiequellen Sonne und Geothermie spielen zwei mit Ökostrom betriebene Wärmepumpen. Sie kommen zum Einsatz, wenn im Winter die Temperatur der gespeicherten Solarwärme nicht mehr hoch genug ist, um das Netz direkt zu versorgen. Die eine Wärmepumpe mit 300 kW Heizleistung ist mit dem Erdsondenfeld gekoppelt und nutzt dessen Energie, um die Rücklauftemperatur des Wärmenetzes anzuheben. Die zweite Wär me pumpe mit 500 kW entnimmt im Winter Wärme aus dem Erdbecken-Wärmespeicher und bringt diese auf die vom Vorlauf des Netzes benötigte Temperatur von 68 Grad Celsius. Nur bei extremer Witterung sollen drei Biomethan-Spitzenlastkessel un ter stützen, die ansonsten nur als Redundanzkessel bereit stehen. Hechingen: Komplexes Wärmeversorgungssystem mit 70 Prozent Solardeckung Der Erdbecken-Wärmespeicher in Hechingen wird in eine vorhandene Erddeponie integriert. Die Bauarbeiten am Speicher sind im Frühjahr 2024 weit fortgeschritten. Foto: Stadtwerke Hechingen
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Klimahacks #3 Freiflächen-Solarthermie für Kommunen – Hinweise und Handlungsempfehlungen
Die Solarthermie hat sich in Deutschland zu einer wichtigen Säule der Wärmeversorgung entwickelt, insbesondere in städtischen Fernwärmenetzen und ländlichen Gemeinden. Früher wurden solche Anlagen oft nur als Ergänzung betrachtet, um den Verbrauch konventioneller Brennstoffe zu senken. Doch die Zeiten haben sich geändert. Angesichts des Ziels einer vollständig klimaneutralen Wärmeerzeugung bis 2045 müssen neue Investitionen bereits heute zur Versorgungssicherheit beitragen. Insbesondere die Energiekrise von 2022, mit ihren explodierenden Erdgaspreisen, hat das Interesse an erneuerbaren und lokalen Wärmequellen deutlich gesteigert. Fakt ist, Freiflächen-Solarthermieanlagen sind bereits seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz. Sie bieten nicht nur langfristig kalkulierbare Kosten pro Kilowattstunde, sondern erzeugen auch den höchsten Energieertrag pro Fläche im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien. Vor allem die Flexibilität und Vielseitigkeit der Technologie macht die Solarthermie zu einer wertvollen Komponente im Fernwärme- Mix. Um ihre Integration in Wärmenetze zu optimieren, spielen Wärmespeicher zukünftig eine immer wichtigere Rolle. Diese Speicher gleichen die fluktuierende Energieerzeugung der Solarthermie aus und verbessern gleichzeitig die Effizienz anderer Erzeuger wie Holzkessel, Wärmepumpen und Geothermieanlagen. Auch in anderen Städten und Gemeinden nehmen Freiflächen- Solarthermieprojekte an Größe und Bedeutung zu. Die Anlagen werden nicht nur größer, sondern decken auch einen immer größeren Anteil des Wärmebedarfs ab, wie beispielsweise in Lemgo, Ludwigsburg, oder Greifswald und zukünftig auch in Bad Rappenau und Leipzig. Auch die Integration von Wärmespeichern schreitet voran, wie die derzeitigen Bauvorhaben in Hechingen im Zollernalbkreis und 2 | #KLIMAHACKS: FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIE FÜR KOMMUNEN – HINWEISE UND HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN in Bracht, Nordhessen, zeigen. In Bracht baut eine Bürgerenergiegenossenschaft eine Solarthermieanlage mit einem 13.000 m2 großen Kollektorfeld und einem knapp 27.000 m3 großen Erdbecken-Wärmespeicher. Mit einer solchen Kombination soll der lokale Wärmebedarf zu einem Großteil aus erneuerbaren, emissionsfreien Quellen gedeckt werden. Die Entwicklung der Solarthermie in Deutschland zeigt deutlich, dass diese Technologie nicht nur eine nachhaltige Alternative ist, sondern auch eine Schlüsselrolle in der kommunalen Wärmeversorgung spielen kann. Um diesen Trend zu fördern, erhalten Kommunen mit dieser #Klimahacks- Ausgabe wichtige Hinweise zur Umsetzung von Freiflächen- Solarthermie. Dabei werden u.a. Themen wie die Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen, verschiedene Betreibermodelle, die Suche nach Unterstützer*innen und geeigneten Flächen sowie die Vorteile und Möglichkeiten der Solarthermie in Wärmenetzen behandelt. / DIE ZUKUNFT DER FREIFLÄCHEN-SOLARTHERMIEANLAGEN EFFIZIENZ UND VIELSEITIGKEIT: WEITERFÜHRENDE LINKS News, Veranstaltungen, Erfahrungsberichte u.v.m. zu solaren Wärmenetzen: https://www.solare-waermenetze.de Infoblatt zur Solarthermie in Kombination mit anderen Wärmeerzeugern (SolnetPlus, 2024): https://t1p.de/i96h6 Infoblatt zur solaren Wärmeversorgung in Bracht (SolnetPlus, 2024): https://t1p.de/oqqms Kurzfilm über den Bau des Wärmespeichers in Bracht: https://t1p.de/du6j8 Informationsportal der Stadtwerke Leipzig zur Freiflächen- Solarthermieanlage: https://t1p.de/1ccyr Infos und Video des SWR zur Wärmeversorgung für Hechingen: https://t1p.de/rzqrp Das Kollektorfeld des iKWK-Systems der Stadtwerke Lemgo.
Handbuch Genehmigung von Freiflächen-Solarthermieanlagen
HANDBUCH – GENEHMIGUNG VON FREIFLÄCHEN SOLARTHERMIEANLAGEN Hamburg, 28.05.2024 Version 1 vom 28.05.2024 Autor*innen: Felix Landsberg, Marleen Greenberg 2 Dieses Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 67KF0119C gefördert. Das Handbuch erhebt keinen Anspruch auf rechtliche Vollständigkeit oder Richtigkeit bezüglich der Genehmigungsverfahren, sondern dient lediglich als praxisnahe Richtschnur entlang der Flächensuche bis zur Umsetzung. INHALT 1 Einleitung ....................................................................................................................... 1 2 Vor dem Genehmigungsprozess ................................................................................... 1 2.1 Projektorganisation und Betriebsmodell ............................................................... 1 2.2 Politik und Öffentlichkeit ....................................................................................... 1 2.3 Flächensuche ....................................................................................................... 2 2.3.1 Strukturierte Flächenanalyse ........................................................................... 3 2.3.2 Flächenkonkurrenz Photovoltaik vs. Solarthermie........................................... 5 2.3.3 Vorteilhaftigkeit von solarer Nutzung ............................................................... 5 2.3.4 Finanzielle Teilhabe im Rahmen interkommunaler Konzepte ......................... 6 2.3.5 Wiedervernässung von Mooren ....................................................................... 6 2.4 Ablauf des Genehmigungsverfahrens und Meilensteine ..................................... 6 2.4.1 Genehmigung als privilegiertes Vorhaben nach §35 BauGB .......................... 7 3 Beginn des Genehmigungsprozesses ........................................................................... 8 3.1 Behördenkontakt .................................................................................................. 8 3.2 Auflagen, benötigte Gutachten und Formulare .................................................... 8 3.3 Finanzierung ......................................................................................................... 9 3.4 Kompensation .................................................................................................... 10 4 Nach der Genehmigung ............................................................................................... 10 4.1 Ausschreibung .................................................................................................... 10 5 Abbildungsverzeichnis ................................................................................................. 11 1 1 EINLEITUNG Im Rahmen des Forschungsprojekts SolnetPlus wurden 2021 und 2022 über 20 Interviews mit Behörden und Projektierenden geführt, die an der Planung und Genehmigung von Freiflächen-Solarthermieanlagen beteiligt waren. Ziel der Interviews war es, den Stand der Genehmigungspraxis bundesweit aufzunehmen. Durch die hälftige Aufteilung zwischen Behörden und Projektierenden konnte der Blick auf den Genehmigungsprozess von beiden Seiten aufgenommen und analysiert werden. Die Ergebnisse der Interviews wurden in den „DIFU Berichten“ veröffentlicht und die aufgenommenen Hemmnisse so weit wie möglich mit Lösungsansätzen belegt. Die Lösungsansätze wurden in Form von Stellungnahmen an die entsprechenden Planungsbehörden versandt und durch (öffentliche) Vorträge in Richtung der Projektierenden und Behörden zurückgespielt. In diesem Leitfaden sind die Erkenntnisse aus den 20 Interviews für alle Beteiligten, vor allem aber die Projektinitiator*innen zusammengefasst. Das Papier soll diese bei der Vorbereitung und Umsetzung des Genehmigungsprozesses unterstützen, insbesondere bei der Strukturierung und Vorbereitung der potenziellen inhaltlichen Anforderungen im Rahmen des Genehmigungsprozesses. Durch ein angepasstes und frühzeitig aufgesetztes Timing sollen Flaschenhälse zukünftig soweit wie möglich vermieden werden. Grundlagen zur Technik und Planung finden sich in den FAQ und der Wissensdatenbank mit zahlreichen aufbereiteten Medien rund um die Freiflächen-Solarthermie. 2 VOR DEM GENEHMIGUNGSPROZESS 2.1 Projektorganisation und Betriebsmodell Zu Beginn sollte klar sein, welches Betriebsmodell für den Standort bzw. den verfolgten Zweck das beste ist. In vielen Fällen wird die Solarthermieanlage durch die örtlichen Stadtwerke oder den örtlichen Wärmenetzbetrieb geplant, wenn schon ein Bestandsnetz vorhanden ist. Weitere Optionen bieten lokale Genossenschaften oder auch Zweckverbände. An dieser Stelle sollte auch mitgedacht bzw. geprüft werden, ob eine Kooperation mit der angrenzenden Gemeinde sinnvoll sein könnte und unter welchem Betriebsmodell sich die Kooperation mehrerer Gemeinden, je nach individueller Konstellation, am besten umsetzen lässt. In den Ausarbeitungen der dena und der Energieagentur Rheinland-Pfalz sind anschauliche Beispiele und Basiswissen zu den unterschiedlichen Betriebsmodellen zusammengefasst. In einigen bekannten Fällen wurden große Ankerkunden nicht nur als Kunden in das Projekt eingebunden, sondern bekamen auch die Möglichkeit, sich als Gesellschafter*innen finanziell zu beteiligen und mitzubestimmen. Die direkte Mitbestimmung wurde in einem Fall durch die Stellung einer Geschäftsführung je Kerngesellschafter*in sichergestellt. Sollen auch ordnungsrechtliche Instrumente, wie beispielsweise Anschlussgebote, eingebunden werden, sollte auch eine mögliche kommunale Beteiligung im Betriebsmodell frühzeitig mitgedacht werden, um diese Instrumente rechtssicher einsetzen zu können. 2.2 Politik und Öffentlichkeit Vor Beginn des Genehmigungsprozesses sollte analysiert werden, wie der öffentliche und politische Dialog bezüglich Erneuerbarer Energien bisher geführt wurde, wofür es Mehrheiten und wo es eher Bedenken gibt. Ausschlaggebend für die erfolgreiche Umsetzung der Projektidee war in einigen Fällen, dass der politische 2 Rückhalt gegeben war und dadurch Hemmnisse oder auch Bedenken bei den Behörden besser gelöst werden konnten. Um diesen Rückhalt in der Politik und Öffentlichkeit zu erlangen, kann es sinnvoll sein, das Projekt in eine langfristige Strategie einzubinden, die nachvollziehbar darstellt, welches langfristige Ziel verfolgt wird und warum dieses Projekt ein wichtiger Baustein ist. Geeignet können sein: Machbarkeitsstudien/ Transformationspläne nach BEW, Kommunale Wärmeplanung, Klimaschutzkonzepte oder Solarstrategien, die allesamt unter Beteiligung lokaler Interessenvertretungen erstellt wurden. Die Studien bzw. die Methodik und Kernergebnisse der Studien sollten dafür für die Öffentlichkeit aufbereitet und proaktiv, ggf. auch im Rahmen eines Bürger*innendialogs, kommuniziert werden. Es sollte frühzeitig transparent dargelegt werden, warum für das Projekt eine neue Freifläche genutzt werden muss und z.B. nicht einfach vorhandene Dachflächen genutzt werden können. Hier gilt es, die Vor- und Nachteile der Freiflächennutzung aufzubereiten und die solaren Potenziale (Solarthermie und Photovoltaik) den (zukünftigen) Bedarfen im Gemeindegebiet gegenüberzustellen. In einem Projekt wurde sich darauf geeinigt, die solarthermische Anlage in der Freifläche zu bauen und gleichzeitig möglichst viele Dächer mit Photovoltaik zu belegen. Wenn es einen breiten Konsens zur Sinnhaftigkeit des Projekts gibt, kann es der Politik leichter fallen, Flächen bereitzustellen und das Projekt während der Genehmigungsphase durch die Teilnahme an Austauschrunden auf Entscheidungsebene zu beschleunigen. Gegebenenfalls notwendige, aber unpopuläre Maßnahmen wie u.a. Baumfällungen sollten auch im Rahmen der übergeordneten Strategie nachvollziehbar erläutert werden. In einigen Projekten hatte die öffentliche Baumfällung zu Verzögerungen geführt, auch wenn Ersatzpflanzungen schon geplant waren. Im Rahmen der Gesamtstrategie sollte nicht nur der positive Effekt auf das Klima bzw. die Energieerzeugung hervorgehoben werden, sondern auch der Effekt auf die lokale Wertschöpfung. Kommunale Unternehmen können durch den kommunalen Betrieb des Netzes bzw. der Anlage profitieren. Das regionale Handwerk wie Dachdeckung, Fassadenbau, Metallbau, Tiefbau und Heizungstechnik profitiert, wenn über den Generalunternehmer einzelne Gewerke ausgeschrieben werden. Laut Aussagen in Interviews (wenn Infos vorhanden), wurden 25 % bis 50 % der Auftragssumme an lokale Firmen vergeben. Soll auch ein Biomasseheizwerk genutzt werden, kann zusätzlich der regionale Biomassemarkt profitieren. 2.3 Flächensuche Für die Standortsuche empfiehlt es sich, eine strukturierte Flächenanalyse durchzuführen und die Verwaltung, Öffentlichkeit und Politik schon bei der Standortwahl einzubeziehen. Neben dem Ort der Anlage kann im Rahmen des Prozesses auch geklärt werden, wie die Anlage bzw. die Umgebung der Anlage gestaltet werden soll. Ziel ist es, einen Flächenpool zu schaffen, der dabei unterstützt, Flächen gegeneinander abzuwägen und Ausweichoptionen bietet, falls es u.a. bei der Flächenakquise zu nicht-lösbaren Hindernissen kommt. 3 Abbildung 1: Hintergrund - strukturierte Flächenanalyse 2.3.1 Strukturierte Flächenanalyse Bei der Flächensuche gelten die übergeordneten Vorgaben des Landes (Landesentwicklungsplan - LEP, Landesraumordnungsprogramm - LROP oder Planungshilfen) und der Regionalplanung (Regionales Raumordnungsprogramm - RROP, Regionalplan - RP). Weitere Infos sind im Infoblatt Nr. 15 in der Wissensdatenbank zu finden. Besonders vorteilhaft sind Flächen, die sich schon in kommunaler Hand befinden und von der Kommune gepachtet oder gekauft werden können. Diese Flächen sollten in der Analyse besonders geprüft und die Eigentumsverhältnisse in der Abwägung zu anderen Flächen beachtet werden. Um die Projektfläche zu sichern, können vor Beginn des Genehmigungsprozesses Pacht- oder Kaufverträge mit aufschiebender Wirkung vereinbart werden. Die Fälligkeit der ersten Zahlungen ist dann an die Baugenehmigung bzw. den Baubeginn geknüpft. Falls gegeben, sollte die Konkurrenz zu landwirtschaftlichen Flächen im Prozess frühzeitig angesprochen und adressiert werden. Im Rahmen der Abwägung kann geklärt werden, ob es andere Flächen mit besserer Eignung gibt und wie die Auswirkungen für die Landwirtschaft gemeinsam minimiert werden können. Besonders die genaue Art der landwirtschaftlichen Nutzung sollte in der Abwägung aufgenommen werden. So sind Weiden und Blühwiesen anders einzuordnen als Monokulturen wie Maisfelder. Auch die Auswirkungen der Düngung von Feldern auf das Grundwasser oder anliegende Gewässer gegenüber einer solarthermischen Nutzung ohne Einträge ins Erdreich kann in der Abwägung aufgenommen werden. Die Sorgen um die Auswirkungen auf das Landschaftsbild können ebenfalls ein Kriterium bei der Standortwahl sein. In einem Projekt konnten die Bedenken durch den Besuch einer Anlage in Dänemark gemildert werden. Mittlerweile gibt es auch in Deutschland eine Vielzahl an Anlagen in unterschiedlichen Regionen, die 4 gemeinsam besucht werden können, um die optische Wirkung erleben zu können. Eine Landkarte Solarthermischer Anlagen findet sich hier. Zudem kann eine Einhegung helfen, die optische Wirkung zu verringern. Außerdem können Verzögerungen im Bauleitverfahren vermieden werden, indem auch Umweltverbände umfassend an der Flächensuche beteiligt werden. Bedenken, die erst im Rahmen der förmlichen Beteiligung aufkamen und erst dann adressiert werden konnten, führten in einem Verfahren zu einer weiteren öffentlichen Auslegung inklusive der gesetzlichen Fristen und damit zu einer erheblichen Verzögerung des Zeitplans. Abbildung 2: Beispielhaftes Priorisierungsschema Die folgende Liste ist nicht abschließend, sondern je nach Vorgaben vom Land, des Landkreises / der Region, der unteren Behörden und lokalen Anforderungen und Zielsetzungen anzupassen. Positiv Kriterien (beispielhaft): • Versiegelte Flächen • Flächen in räumlicher Nähe zu Schienenwegen / Bundesautobahnen o In vielen Landesvorgaben enthalten, angelehnt an Vorgaben des EEG für PV o für Solarthermie nicht zwingend geeignet • Flächen in räumlicher Nähe zu Siedlungsbereichen / Gewerbegebieten o für Solarthermie sinnvoll • Flächen im festzulegenden Radius von Wärmenetzen o für Solarthermie sinnvoll o Radius je nach Flächengröße / Kapazität des Netzes Weiche Tabus (beispielhaft): • Landschaftsschutzgebiete • Kompensationsflächen • Biotopverbünde 5 Harte Tabus (beispielhaft): • Naturschutzgebiete • Wald • Geschütze Biotope • Schwerpunktbereiche Biotopverbünde Wie die Anlage bzw. deren Umgebung möglichst vorteilhaft gestaltetet werden soll, kann in der Analyse gemeinsam mit Verbänden, Vereinen und der Verwaltung geklärt werden. In manchen Fällen sind Lehrpfäde und Aussichtsplattformen umgesetzt – in anderen Fällen eine möglichst naturnahe Gestaltung mit Blühwiesen und Kleinhabitaten. Weitere Infos zu Gestaltungsarten, die die Biodiversität fördern, finden Sie hier. Die Art der Gestaltung (wie z.B. der Einsatz regionaler Blütenmischungen) hat in der derzeitigen Praxis allerdings nicht zwingend Einfluss darauf, wie hoch der Kompensationsbedarf ausfällt. Aus einem Projekt ist bekannt, dass durch die Änderung der Nutzungsform in Richtung der Solarthermie mit angepasster Bewirtschaftung Ökokontopunkte erwirtschaftet werden konnten. Diese Einordnung ist zum derzeitigen Stand allerdings als Einzelfall einzustufen. Bevor der Genehmigungsprozess angeschoben wird, sollte die Flächensicherung geklärt sein. So könnten Pachtverträge mit aufschiebender Wirkung aufgesetzt werden, die erst mit Baubeginn Pachtzahlungen auslösen. 2.3.2 Flächenkonkurrenz Photovoltaik vs. Solarthermie Bei der Energieversorgung gibt es erhebliche Unterschiede zwischen Freiflächenanlagen mit PV und Solarthermie. Die Erzeugung von Strom mit PV ist deutlich weniger auf eine räumliche Nähe zu Siedlungen angewiesen. Strom kann kostengünstig über das Stromnetz und ggf. neu zu verlegende Stromkabel über weite Strecken ohne nennenswerte Verluste übertragen werden. Solare Wärme muss hingegen in unmittelbarer Nähe von ihrem Verbrauch erzeugt werden, da Transportleitungen sehr viel teurer sind und der Transport mit höheren Verlusten einhergeht. In die planerische Abwägung ist daher einzubeziehen, dass der Ortsbezug von Solarthermie-Freiflächenanlagen (FFA) sehr hoch ist, bei PV-Anlagen hingegen gering. Der von Kommunen zu wählende Suchraum für Flächen für Solarthermie-FFA ist somit deutlich begrenzter als beim PV-FFA. Dies führt auch dazu, dass Solarthermie-Anlagen im Rahmen der Abwägung anders zu behandeln sind als PV-FFA. Insbesondere können erstere nicht auf weit entfernt liegende Flächen verwiesen werden, die für PV-FFA womöglich noch wirtschaftlich wären, nicht jedoch für Solarthermie. 2.3.3 Vorteilhaftigkeit von solarer Nutzung Nicht immer konkurriert die solare Nutzung mit Flächen, die auf eine landwirtschaftliche Nutzung zugeschnitten sind. In bestimmten Bereichen kann es durch Schadstoffe (PFC oder PAK) zu einer eingeschränkten Futter- oder Nahrungsmittelproduktion kommen. Zusätzlich können Flächen mit Bewirtschaftungseinschränkungen im Rahmen von Grundwasserschutzmaßnahmen belegt sein. Eine solare Nutzung auf diesen Flächen könnte die Einträge von Dünge- oder Pflanzenschutzmitteln verringern. In Baden-Württemberg wurden diese Punkte im Dokument „Hinweise zum Ausbau von Photovoltaik-Freiflächenanlagen“ aufbereitet. Die Bereiche mit bekannten Schadstoffbelastungen könnten als „besonders geeignet“ eingeordnet werden. Solare Nutzung in Wasserschutzgebieten kann durch eine extensivere Nutzung, je nach Art der vorherigen Nutzung der Böden, als vorteilhaft eingestuft werden, wenn keine intensive Bewirtschaftung der Oberfläche stattfindet. 6 2.3.4 Finanzielle Teilhabe im Rahmen interkommunaler Konzepte Um die Akzeptanz der Projekte zu steigern, ist es von Vorteil, lokale Beteiligungsmöglichkeiten oder Ausgleiche zu schaffen – insbesondere bei Planungen, die das Gebiet mehrerer Gemeinden umfassen, räumlich auf weite Teile der Region wirken und nicht nur lokal beschränkt sind. Zu diesem Punkt gibt es aus den „Rahmenbedingungen für PV-Freiflächenanlagen“ der Energieagentur Rheinland-Pfalz anschauliche Ausführungen zu möglichen Ausgestaltungskonzepten und Hintergründen, um berechtigten Diskussionen auf Basis von Argumenten wie „eine Gemeinde erhält die Einnahmen, alle anderen sehen die Anlagen“ vorzubeugen. 2.3.5 Wiedervernässung von Mooren Um die Flächenkonkurrenz zwischen solarer Nutzung (Photovoltaik und Solarthermie) zu entschärfen, sollte der Lösungsraum an nutzbaren Flächen so weit wie möglich gefasst werden. Neben dem direkten Nutzen durch die Energieerzeugung vor Ort (Strom oder Wärme) kann das wiedervernässte Moor als Kohlenstoffsenke dienen. Neben der Information, dass Ackerflächen unter den intensiven Bewirtschaftungsformen einen ungünstigen Lebensraum darstellen, kann erläutert werden, dass Flächen, die sich zur Wiedervernässung eignen, in besonderem Maße für eine Extensivierung der Bodennutzung durch Solaranlagen geeignet sind und mit einem entsprechenden Konzept zur Wiedervernässung geplant werden sollten. Aktuelle Empfehlungen zur Umsetzung wurden u.a. vom Greifswald Moor Centrum veröffentlicht. 2.4 Ablauf des Genehmigungsverfahrens und Meilensteine In der Regel ist nach aktuellem Stand das Durchlaufen eines Bauleitplanverfahrens erforderlich. Im Rahmen des Verfahrens wird zu Beginn durch die Kommunalpolitik über den Aufstellungsbeschluss entschieden. Bei positiver Entscheidung durchläuft das Verfahren die in Abbildung 3 dargestellten Meilensteine. Sind alle Anforderungen erfüllt und Rückmeldungen ausreichend einbezogen, wird das Verfahren inhaltlich mit dem Feststellungs- bzw. Satzungsbeschluss abgeschlossen. Es folgen Formalien wie u.a. die Veröffentlichung im Internet. Wird das Projekt als privilegiertes Verfahren nach §35 BauGB eingestuft, entfällt die Notwendigkeit zur Durchführung eines Bauleitplanverfahrens, um die Baugenehmigung zu erhalten. Nach aktuellem Stand birgt die Berufung auf die Privilegierung hohe rechtliche Unsicherheit, da kein Urteilsspruch zur Auslegung der Kriterien im §35 Abs. 1 BauGB in Verbindung mit solarthermischer Nutzung bekannt ist. 7 Abbildung 3: Ablauf und Meilensteine des Bauleitplanverfahrens 2.4.1 Genehmigung als privilegiertes Vorhaben nach §35 BauGB In einigen Fällen wurde die Anlage als Privilegiertes Vorhaben nach §35 Abs. 1 BauGB eingestuft und musste deshalb kein Bauleitplanverfahren durchlaufen, was mit einem nicht unerheblichen Zeitgewinn verbunden ist. Bisher gibt es keine eindeutige Rechtssprechung, ob die Privilegierung mit Berufung auf die allgemeinen gehaltenen Tatbestände für alle solarthermischen Freiflächenanlagen anzuwenden ist. In den bekannten Fällen waren weitere (bestehende) Wärmeerzeugungseinheiten der ausschlaggebende Punkt, um das Kriterium der „Ortsgebundenheit“ nach §35 Abs. 1 BauGB zu erfüllen. Ob eine Genehmigung nach §35 BauGB Abs. 1 möglich ist, kann im Projekt in Absprache mit dem Bauamt geprüft werden. Nach aktueller Einschätzung birgt die Einstufung ein Risiko, das nur durch den Weg über das Bauleitplanverfahren entschärft werden kann. 8 3 BEGINN DES GENEHMIGUNGSPROZESSES 3.1 Behördenkontakt Im ersten Schritt sollte geklärt werden, welche Behörden und Personen eingebunden werden müssen. Es wird empfohlen, zu Beginn einen Projektkreis mit allen zu beteiligenden Ämtern aufzusetzen und zu einigen Terminen auch die Politik einzuladen. Im besten Fall kann auf Behördenseite eine interne Koordination bzw. eine Ansprechperson zur Verfügung gestellt werden, die alle Anfragen sammelt und an die richtigen Stellen weiterleiten kann. Eingebunden werden können: • Klimaschutzmanagement • Stadtplanungsamt, • untere Naturschutzbehörde • Bauamt • Gemeindevertretung • Wasserschutzbehörde (je nach Lage) • Lokale Naturschutzverbände (je nach Lage) • Landwirtschaftsvertretung (je nach Fläche) • Landes- oder Regionalplanung (je nach Lage in Schutzbereichen oder Bereichen des Raumordnungsprogramms) • Straßenamt (je nach Lage bzw. Verkehrsaufkommen u.a. bei Biomasse) 3.2 Auflagen, benötigte Gutachten und Formulare Zu Beginn sollte im Projektkreis geklärt werden, welche Gutachten erforderlich sind bzw. in welchen Bereichen es noch Unsicherheiten bezüglich der Genehmigungsfähigkeit gibt. Die unten stehende Liste an Gutachten, die in den bisherigen Prozessen gefordert wurden, kann als Orientierung bzw. als Anstoß für die Diskussion dienen. Teilweise kam es zu immer mehr Nachforderungen auf Behördenseite, da man auf Nummer sicher gehen wollte. Um diese Verzögerungen zu vermeiden kann es sinnvoll sein, sich zu Beginn gemeinsam damit auseinanderzusetzen, in welchen Bereichen Bedenken bestehen, wo es wirklich ein Gutachten braucht und wann auch „technische Stellungnahmen“ reichen. In vielen Fällen konnten die Herstellerunternehmen praktische oder technische Erfahrungen einfließen lassen. Diese Erfahrungen lassen sich im Prozess deutlich schneller integrieren als die Beauftragung und Durchführung eines Gutachtens. So gab es beispielsweise in einigen Fällen Bedenken bezüglich der Blendwirkung von Modulen, woraufhin noch ein Blendgutachten hätte erstellt werden müssen. Durch den Hersteller konnte in diesem Fall nachgewiesen werden, dass von den Modulen keine erhebliche Blendwirkung ausgeht, so dass auf das standortspezifische Gutachten verzichtet werden konnte. In einigen Fällen konnte auch die Hilfestellung des KNE (Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende) zur Problemlösung beitragen. Für allgemeinere Fragestellungen zu EE-Anlagen können wertvolle Erfahrungen bezüglich derer Wirkungen auf die Umwelt bei den Herstellerunternehmen angefragt oder über das Kompetenzzentrum Naturschutz und Energiewende bezogen werden. Es bietet sich an, zu Beginn gemeinsam einen Zeitplan festzulegen, wann welche Gutachten sinnvoll erstellt und anschließend vorgestellt werden können. Nach Möglichkeit sollte diese Liste einen abschließenden Charakter haben, um zu verhindern, dass Gutachten nur nach und nach gefordert werden und ständige Nachreichungen notwendig sind. Abgesehen von Härtefällen oder Gutachten, deren Notwendigkeit sich aus 9 einer Vorprüfung ergibt, sollten alle für das Genehmigungsverfahren als relevant erachteten Gutachten parallel oder in geplanter Reihenfolge durch den Vorhabenträger erfolgen können. Liste an Gutachten bzw. Themenpunkte, deren Notwendigkeit bzw. Vorprüfung frühzeitig geklärt werden sollte (nicht abschließende Liste): • Eintragung der Baulast • Nutzung der Fläche unter und zwischen den Modulen (u.a. Blühwiesen, Schafsbeweidung) • Entwässerung der Fläche und Versickerung unter den Modulen • Wirkung (insbesondere der Speicherhöhe) auf das Landschaftsbild • Statikgutachten (insbesondere der Speicherfundamente) • Baugrundgutachten • (Auf)Klärung über Temperaturen an den Kollektoren (Insekten / Vögel) • Nutzung von Frostschutzmitteln (Auffangen, Lagern, Druckausgleich, Doppelwandsysteme Leckageerkennung) im Abgleich zur AwSV und örtlichen Vorgaben (falls Lage in Schutzbereichen) abklären • Zufahrtswege / Verkehrsgutachten (insbesondere bei Anlieferung von Biomasse) • Artenschutzgutachten (Vegetationsperioden zu beachten) • FFH Gutachten • Jagdgutachten / Wildkorridore • Schornsteinhöhe (z.B. für Biomasseheizwerk) • BimschG Anforderungen (z.B. für Biomasseheizwerk) • Blendwirkung • Brandschutz • Kampfmittelfreiheit • Aushub Gutachten (Altlasten) • Fremdleitungen • Klärung der Raumbedeutsamkeit und Vorgaben durch Regional-/Landesplanung • Archäologische Einschätzung • Landschaftspflegerischer Begleitplan (u.a. Vorgaben zur Eingrünung) • Kompensationsaufwand (Nutzung von Ökokonto oder Suche nach Kompensationsfläche) • Festlegung der Rückbauavale / Bankbürgschaft zum Rückbau der Anlage 3.3 Finanzierung Neben der Genehmigung kann auch die Finanzierung zu Hemmnissen führen, die frühzeitig in den Blick genommen werden sollten. Um den Kredit zu bekommen, muss meistens bereits eine Baugenehmigung vorliegen, um das Projektrisiko zu verringern. Um an die Genehmigung zu kommen, müssen aber meist schon Gutachten erstellt und bezahlt werden, bevor der Kredit zur Verfügung steht. Auch die Kosten des Genehmigungsprozesses können bei vorhabenbezogenen Bebauungsplänen auf den/die Antragssteller*in umgelegt werden. Insbesondere für Genossenschaften ist es schwierig, diese Anschubzahlungen zu stemmen und Eigenkapital für die Finanzierung aufzubringen. Eine Möglichkeit, schon vor der Kreditzusage Gutachten finanzieren zu können, sind Eintrittsgelder in die Genossenschaft oder Bürgerfonds (falls vor Ort förderfähig). Bei der Förderung ist darauf zu achten, dass die meisten Fördermittel nicht kumuliert werden dürfen. Neben der Förderung des Bundes (aktuell BEW über das BAFA) kann es sich lohnen zu prüfen, ob das Land bessere Förderkonditionen bietet oder es besondere Förderprogramme für u.a. Genossenschaften gibt. 10 3.4 Kompensation Bei Eingriffen in die Natur und die Landschaft entsteht im Regelfall Kompensationsbedarf. Der hierdurch entstehende weitere Bedarf an Flächen zur Umsetzung von Kompensationsmaßnahmen auf externen Flächen kann ebenfalls ein Hemmnis darstellen, wenn die Kommune nicht bereits Flächen hierfür ausgewiesen hat oder der Ausgleich über Ökokontopunkte vorgesehen ist. Der Kompensationsbedarf wird in Deutschland zentral durch die §§ 13 – 18 im Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) geregelt. Dennoch ergeben sich durch Ausgestaltungen auf Bundeslandebene Unterschiede im Umfang der benötigten externen Kompensation. Beispielsweise gibt es Abweichungen, welcher Anteil an Kompensation innerhalb der Fläche der Freiflächenanlage stattfindet, und welche Maßnahmen hierbei berücksichtig werden können. Der frühzeitige Kontakt mit der unteren Naturschutzbehörde sowie die Inanspruchnahme von Fachagenturen und Institutionen für die Durchführung von Ausgleichsmaßnahmen bietet sich an, um Hemmnisse zu umgehen. Einen tieferen Einblick in den Umgang mit Kompensation bietet die Ausarbeitung „Handlungsansätze – Kompensationsmaßnahmen Freiflächen-Solarthermie“. 4 NACH DER GENEHMIGUNG 4.1 Ausschreibung Nach Erhalt der Baugenehmigung kann mit der Ausschreibung der Anlage begonnen werden. Auch hier sollten, wie im Genehmigungsverfahren, Fristen und formelle Vorgaben geprüft werden. Eine der wichtigsten Fragestellungen ist, ob das Projekt aufgrund des zu erwartenden Projektvolumens EU-weit ausgeschrieben werden muss und welche Fristen und Vorgaben deshalb einzuhalten sind. Aufgrund der umfänglichen Vorgaben sollte hierfür eine Vorbereitungszeit von bis zu einem halben Jahr eingeplant werden. Praktische Hinweise zur Ausschreibung und Vorgaben zur Festlegung von Ertragsgarantien liefert ein Leitfaden des AGFW. 11 5 ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abbildung 1: Hintergrund - strukturierte Flächenanalyse ........................................................................................ 3 Abbildung 2: Beispielhaftes Priorisierungsschema ................................................................................................. 4 Abbildung 3: Ablauf und Meilensteine des Bauleitplanverfahrens .......................................................................... 7 12 KONTAKT Felix Landsberg HIR Hamburg Institut Research gGmbH Paul-Nevermann-Platz 5 22765 Hamburg Tel.: +49 (0)40-39106989-35 landsberg@hamburg-institut.com www.hamburg-institut.com
Infoblatt Solare Wärmenetze Nr.19 Marktstatus 2024
www.solare-wärmenetze.de Infoblatt Nr. 19 2024 werden die Rekorde purzeln im Bereich der netzgebundenen großen Solarthermieanlagen für Fernwärmenetze. Die bislang größten Solarthermieanlagen Deutschlands in Greifswald (18.800 m2 Kollektorfläche, in Betrieb seit 2022) und Ludwigsburg (14.800 m2, 2020) werden ihre Spitzenpositionen ver lie ren. Denn im Frühjahr und Sommer 2024 entsteht in Bad Rappenau eine Solarthermieanlage mit rund 29.000 m2 Bruttokollektorfläche. Und in Leip zig, wo seit März 2024 gebaut wird, sollen es bis zur Inbetriebnahme Ende 2025 sogar etwa 65.000 m2 werden. Das Wachstumstempo ist beachtlich. Im Mai 2024 sind nach der laufenden Erhebung des Steinbeis-Forschungsinstituts Solites 58 Solarthermieanlagen mit gut 163.000 m2 Bruttokollektorfläche in Wärmenetzen in Betrieb. Das entspricht einer Wärmeleistung von 114 Megawatt (MW). 13 weitere Kollektorfelder mit 107 MW befinden sich im Bau oder in konkreter Planung. Solare Leuchttürme Darunter sind einige sehr interessante Leuchtturmprojekte – nicht nur in punc to Anlagengröße. Beispielsweise wird die bereits erwähnte Anlage in Bad Rappenau dort nicht nur das Fernwärmenetz versorgen, sondern auch industrielle Prozesswärme liefern. Im Sommer, wenn die Solarerträge besonders Der Bestand an großen Solarthermieanlagen in Fernwärmenetzen ist in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Aktuell sind 58 Anlagen in Betrieb. Die gesamte Kollektorfläche könnte sich bis Ende 2025 angesichts der aktuell in Bau und Planung befindlichen Projekte fast verdoppeln. MEHR SONNE IN WÄRMENETZEN GROSSE SOLARTHERMIE AUF WACHSTUMSKURS Der Markt für Solarthermieanlagen in Wärmenetzen hat sich in den letzten Jahren beschleunigt – wenngleich noch nicht verstetigt. Die weitere Entwicklung hängt unter anderem von der Genehmigungsgeschwindigkeit ab. Marktprognose: Starkes Wachstum ist möglich Alle Fotos: Guido Bröer Infoblatt Nr. 19 hoch sind, aber der Wärmebedarf in Netz um ein Vielfaches geringer ist als im Winter, wird diese Anlage bis zu 3 MW Wärmeleistung direkt an einen Futtermitteltrockner abgeben. Auch nachts kann die Trocknungsanlage Tierfutter beispielsweise aus Möhren oder Luzer ne mit Solarenergie produzieren. Denn die überschüssige So lar ernte des Ta ges lässt sich in einem 8.000 m3 Fernwärmewasser fassenden Wärmespeicher bunkern. Im Verbund mit Biogasanlagen und einem Holzheizwerk sowie einer Photovoltaikfreiflächenanlage hilft die Solarthermie in Bad Rappenau sogar, lagerfähige Energiepotenziale vom Sommer in den Winter zu verschieben. Als Energiespeichermedium dienen dann gewissermaßen Altholz und Biomethan in Erdgasqualität (wie das funktioniert, erklärt Infoblatt Nr. 18 aus dieser Reihe: tinyurl.com/Solarthermiebadrappenau). 70 Prozent Solarwärme Ebenfalls ein Novum in Deutschland stellt das solare Wärmenetz der Bürgerenergiegenossenschaft Solarwärme Bracht eG dar. Dieses Dorf nördlich von Marburg wird sich nach Fertigstellung der in Bau befindlichen Anlagen übers Jahr zu etwa 70 Prozent mit Solarwärme versorgen können. Die Energie, die von rund 13.000 m2 Solarkollektorfläche im Sommer geerntet, aber von den rund 200 Abnehmern größtenteils nicht direkt verbraucht wird, wandert in einen Erdbecken-Wärmespeicher. Dieser in den Untergrund gegrabene, mit Spezialfolie ausgekleidete und mit einer wärmedämmenden Deckelkonstruktion nach oben isolierte Speicher fasst 26.600 Kubikmeter Fernwärmewasser. Darin kann die Solarenergie bis in die kalten Wintermonate verwahrt werden. Hinzu kommt in dem Brachter System als Innovation der besondere Einsatz von zwei Wärmepumpen. Sie sollen Energie aus dem Speicher entnehmen, wenn dessen Temperatur im Winter nicht mehr ausreicht, um das Netz direkt zu versorgen. Die elektrischen Wärmepumpen nutzen Energiemengen mit geringer Temperatur aus dem unteren Bereich des 14 Meter tiefen Speicherbeckens. Damit helfen sie indirekt, den Wirkungsgrad der Solarkollektoren zu verbessern. Denn diese werden über den Rücklauf des Solarkreises aus dem unteren Speicherbereich mit den durch die Wärmepumpen abgesenkten Temperaturen beschickt. Die Sonnenfänger können auf dem geringeren Temperaturniveau noch effizienter arbeiten, weil sie weniger Energie an die Umgebung abstrahlen. Mehrere Speicher kombiniert Eine noch andere Strategie verfolgen auch die Stadtwerke Hechingen mit ihrem für ein großes Neubaugebiet geplanten Wärmenetz. Zwar ist auch hier ein solarer Deckungsgrad von rund 70 Prozent geplant, und es spielt wiederum ein Erdbeckenwärmespeicher die zentrale Rolle. Hinzu kommt allerdings neben einer Wärmepumpe ein Erdsondenspeicherfeld, das geothermische Energie nutzbar machen und das durch Solarenergie regeneriert werden soll. Diese Beispiele zeigen, dass große, fernwärmegekoppelte Solarthermieanlagen zunehmend tragende Aufgaben in CO2-neutralen und sektorenkoppelnden Energiesystemen übernehmen. Prognosen für die kommenden Jahre sehen deshalb einen weiterhin wachsenden Bedarf für große Solarthermieanlagen. Diese werden aus Kostengründen zu meist auf Freiflächen installiert. Der Trend wird verstärkt durch die wachsende Bedeutung der Fernwärmeversorgung in Deutschland. Sie hat kaum jemals ein so hohes Ansehen genossen wie in jüngster Zeit. Mit der Verpflichtung für alle Kommunen, sich in Form einer kommunalen Wärmeplanung mit der künftigen klimaneutralen Wärmeversorgung auf ihrem jeweiligen Gebiet auseinanderzusetzen, bleiben als skalierbare Optionen im Grunde nur zwei strategische Wege: Fernwärme Solare Wärmenetze in Deutschland 58 große Solarthermieanlagen in Wärmenetzen verteilen sich über Deutschland. 70 Prozent Solarwärme www.solare-wärmenetze.de Magdalena Berberich, stellvertretende Leiterin des Steinbeis-Forschungsinstituts Solites, ordnet den aktuellen Marktstatus der großen Solarthermie ein und gibt einen Ausblick. Steckt die Solarthermie für Wärmenetze noch in den Kinderschuhen, da nur ein sehr kleiner Teil der bestehenden Wärmenetze sie nutzt? Die Solarthermie für Wärmenetze, also großflächige Kollektortypen wie Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren, ist eine ausgereifte Technologie. Sie wur de bereits vielfach von Stadtwerken und anderen Wärmenetzbetreibern erprobt. Diese Betreiber, die bereits Erfahrungen mit dieser Technologie haben, wissen, dass sie gut funktioniert. Die Technologie wurde erprobt, vermessen und bewiesen. Die zahlreichen positive Beispiele zeigen, dass Solarthermie in weiteren Wärmenetzen eingesetzt werden kann. Was wir jetzt noch brauchen, ist die Umsetzung großer Anlagen in größerer Stückzahl und Dimensionierung als bisher. Dafür müssen die Informationen natürlich in den Markt gelangen. In welcher Größe sind Solar thermiean lagen für Wärmenetze sinnvoll? Wir sprechen von Großanlagen ab etwa 500 Quadratmetern Kollektorfläche. In Deutschland wird jetzt eine Anlage mit rund 65.000 Quadratmetern gebaut – in Leipzig. Das sind die Größenordnungen, die wir aktuell sehen. Früher wurden eher kleinere Anlagen mit einer Fläche von 1000, 2000 oder 5000 Quadratmetern gebaut, da die Technologie noch erprobt werden musste und das Vertrauen in sie noch nicht so groß war. Jetzt sehen wir jedoch, dass sich der Markt vermehrt zu Großanlagen bewegt, die andere Dimensionen haben. Wie groß ist der Beitrag, den eine Solarthermie-Anlagen in einem Wärmenetz leisten kann? Das kann sehr unterschiedlich sein. Für ein einzelnes Wärmenetz kann die Solarthermie einen kleinen Anteil an der Wärmeversorgung bereitstellen, zum Beispiel etwa 5 Prozent, ohne dass eine große Speicherkapazität erforderlich ist. Ab etwa 15 Prozent oder 20 Prozent wird jedoch eine Wärmespeicherung notwendig, also ein ausreichend großes Speichervolumen, um die Solarwärme effizient in das Gesamtsystem zu integrieren. Es ist wichtig, diese Technologie nicht isoliert zu betrachten, sondern zusammen mit Wärmespeichern und anderen Wärmeerzeugern, die eben falls zur Wärmeversorgung beitragen. Kann man auch noch größere Deck ungs anteile erreichen? Ja, es ist möglich, einen großen und so gar den überwiegenden Anteil der Wärmeversorgung in einem Wärmenetz mit Solarthermie zu decken. Dafür sind viel größere Langzeit-Wärmespeicher notwendig. Und es ist eine umfassende Betrachtung der Systemintegration erforderlich, wobei So lar thermie, Wärmespei cher und ande re Tech no logien kombiniert wer den, um ein Wärmenetz mit sehr hohen Solaranteilen zu erreichen. Auch dafür gibt es bereits gute Beispiele. Wie wirtschaftlich ist die Solarthermie für die Wärmeversorgung? Die Solarthermie ist eine Technologie mit hoher Anfangsinvestition und dann über Jahrzehnte gleichbleibenden und daher planbaren Kosten. Die Kosten liegen bei etwa 55 bis 60 Euro pro Megawattstunde, wovon die Förderung noch ab geht. Allerdings hängt der tatsächliche Preis, zu dem die Wärme an die Kunden verkauft wird, nicht nur von den solaren Wärmegestehungskosten ab, sondern es spielen verschiedene Faktoren hinein, wie zum Beispiel die mit der Solarthermie kombinierten Technologien, Abwärmepotenziale vor Ort oder die Netzstruktur insgesamt. Diese Faktoren können den Preis günstiger oder teurer machen. Wird die Solarthermie für Wärmenetze zum Selbstläufer, oder bleibt es für die Branche ein eher schwieriges Geschäft? Jedes Projekt ist eine Herausforderung und erfordert oft eine lange Entwicklungszeit, bevor es umgesetzt wird. Manchmal werden Projekte geplant, aber dann doch nicht realisiert. Das gilt für viele Technologien – und auch für die Solarthermie. Aktuell sind in Deutschland etwa 160.000 m2 Solarthermie-Kollektoren in Wärmenetzen installiert. In den nächsten 3 bis 4 Jahren werden voraussichtlich weitere 500.000 Quadratmeter hinzukommen. Die Solarthermie für Wärmenetze wird also deutliche Fortschritte machen. Und das Potenzial ist riesig. INTERVIEW: MAGDALENA BERBERICH Infoblatt Nr. 19 IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen vom Projekt SolnetPlus – Solare Wärmenetze als eine Lösung für den kommunalen Klimaschutz. Mehr unter: www.solare-wärmenetze.de Herausgeber: Solites Steinbeis Innovation gGmbh Redaktion + Text: Guido Bröer, Solarthemen Veröffentlichung:Mai 2024 | ISSN (Print) 2750-753X | ISSN (Online) 2750-7548 Die Verantwortung für den Inhalt dieser Publikation liegt beim Autor und der Herausgeberin. Der Inhalt gibt nicht unbedingt die Meinung der Fördermittelgeber wieder. Weder die Fördermittelgeber noch Autor und Herausgeberin übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. unterstützt durch die Industrieinitiative Solare Wärmenetze der Solarthermieanbieter (IniSW) PARTNER als zentrale Lösung und Wärmepumpen als dezentrale Lösung. Dies sind die beiden Schlüsseltechnologien für den Über gang zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung. Anspruchsvolle Ziele Auf dem sogenannten Fernwärmegipfel 2023 wurden von Vertreter:innen der Bundesregierung, der Wärmenetzbranche, der Kommunen und weiterer Inter essengruppen anspruchsvolle Ziele ge setzt: • Verdreifachung der an Fern- und Nahwärmenetze angeschlossenen Gebäu de bis 2045 • mittelfristig An schluss von mindestens 100.000 Gebäuden pro Jahr • durchschnittlicher Anteil von 50 Prozent erneuerbarer Energien und un vermeidbarer Abwärme in Wärmenetzen bis 2030. Setzt man diese Ziele ins Verhältnis zu den 4.100 Fernwärmesystemen mit 34.000 Kilometer Leitungen, die heute 140 Terawattstunden Wärme liefern und 14 Prozent des Wärmebedarfs im deutschen Gebäudesektor decken, dann ist klar: Der Ausbaubedarf für Fernwärmeerzeugungsanlagen, die erneuerbare Energien nutzen, ist in den bestehenden Netzen enorm. Hinzu kommt eine gesetzliche Vorgabe für neue Netze: Laut Wärmeplanungsgesetz müssen ab dem 1. März 2025 mindestens 65 Prozent der in neue Wärmenetze eingespeisten Energie aus Abwärme stammen oder erneuerbar sein. Wirtschaftliche Lösung Große Solarfelder haben dabei gute Chancen, in vielen Fällen zum Mittel der Wahl zu werden. Über die Lebensdauer bieten sie nach Angaben des Fernwärmeverbandes AGFW stabile Wärmegestehungskosten von 50-60 Euro pro Megawattstunde vor einer etwaigen Förderung. Dabei fördert das 2022 gestartete Bundesförderprogramm für effiziente Wärmenetze (BEW) den Umbau zu erneuerbaren Wärmequellen mit 40 Prozent der Investitionskosten. Hinzu kommt der BEW-Betriebskostenzuschuss, der Solarthermieanlagen für Wärmenetze wirtschaftlich attrak tiv machen. Nachdem 2024 in Meldorf (Schleswig-Holstein) der erste kommerzielle Erdbecken-Wärmespeicher mit 43.000 Kubikmetern Fassungsvermögen in Betrieb gegangen ist, sind mittlerweile in Deutschland etwa in Dutzend ähnlicher Speicherprojekte in Planung. Gebaut wird bereits im hessischen Bracht (Foto) und in Hechingen (Baden-Württemberg). In diesen beiden Projekten soll die Sonne mithilfe der Speicher jeweils 70 Prozent des jährilichen Wärmebedarfs decken. Jetzt kommen die großen Speicher
