Innovative Energiesysteme mit Solarthermie – Ausschreibung von innovativen KWK-Systemen im Rahmen des KWKG

Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 5 www.solare-waermenetze.de Die Herausforderungen an die Wärmenetze der Zukunft sind klar: hocheffizient und ein großer Anteil an erneuerbarer Wärme. Um diese Herausforderungen auch förderpolitisch zu adressieren, hat der Gesetzgeber bei der letzten Novellierung des Kraft-Wärme-Kopplungs- Gesetzes (KWKG) die Fördermöglichkeit für sogenannte „innovative KWK-Systeme“ (iKWK) eingeführt. Zusätzlich sollen innovative KWK-Systeme neben dem Anspruch an eine hohe Effizienz und die Integration erneuerbarer Energien gleichzeitig auch dem Anspruch der Sektorenkopplung gerecht werden. Diese Fördermöglichkeit ist für Solarthermieanlagen auf Grund der erzielbaren Förderquote besonders attraktiv. Denn durch die iKWKFörderung kann eine teils deutlich höhere Förderquote der Solarthermieanlage erzielt werden, als mit anderen Förderprogrammen, wie bspw. dem Marktanreizprogramm (MAP). Zusätzlich zur besseren Wirtschaftlichkeit der Solarthermieanlage kann sich auf Grund der unterschiedlichen Förderhöhen der Ausschreibungen eine höhere Rendite für die KWK-Anlagen ergeben. Ein iKWK-System besteht im Wesentlichen aus drei Anlagenkomponenten: einer KWK-Anlage, einem elektrischen Wärmeerzeuger (Powerto- Heat) und einem innovativen erneuerbaren Wärmeerzeuger. Dabei stellt die Verwendung einer Solarthermieanlage als innovativer erneuerbarer Wärmeerzeuger eine effektive Möglichkeit zur Realisierung eines iKWK-Systems dar. Als Technologien für die Power-to-Heat- Komponente kommen in der Regel E-Heizer in Form von Elektrodenkessel oder Elektrodurchlauferhitzern (Tauchsieder) in Frage. Um im Rahmen des KWKG als iKWK-System gefördert zu werden, müssen unterschiedliche Anforderungen an die einzelnen Komponenten berücksichtigt werden. Gerade bei Solarthermieanlagen sind diese Anforderungen schon in der ersten Planungs- und Dimensionierungsphase zu berücksichtigen. Tabelle 1 zeigt eine Zusammenfassung der wichtigsten Anforderungen an die oben genannten Komponenten. Die detaillierten Bestimmungen lassen sich im KWKG, der KWK-Ausschreibungsverordnung (KWKAusV) oder dem „Merkblatt für innovative KWK-Systeme“ des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) nachlesen. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und Solarthermieanlagen ergänzen sich in Verbindung mit Fernwärmenetzen zu einem innovativen und zukunftsfähigen Wärmeerzeugungssystem. Innovative Energiesysteme mit Solarthermie Ausschreibung von innovativen KWK-Systemen im Rahmen des KWKG Quelle: Stadtwerke Ludwigsburg Abbildung 1: Schematische Darstellung eines iKWK-Systems mit dessen Komponenten, Quelle: AGFW FÖRDERUNG DURCH AUSSCHREIBUNG Gefördert werden iKWK-Systeme nach demselben Mechanismus wie auch die „nicht innovative“, klassische KWK über eine Förderung der eingespeisten Strommenge in Euro/kWhel. Auch was die Bestimmung der Förderhöhe angeht, sind die Bedingungen in dem betroffenen Leistungsbereich gleich. Für den Leistungsbereich größer 1 MWel bis einschließlich 10 MWel (bei klassischer KWK bis einschließlich 50 MWel) wird die Förderhöhe über ein Ausschreibungsverfahren bestimmt, dabei werden die Gebote in aufsteigender Reihenfolge bezuschlagt, bis die ausgeschriebene Leistungsmenge erreicht ist. Die Ausschreibung findet zwei Mal jährlich statt. Der Unterschied zwischen innovativer und klassischer KWK liegt in der maximalen Förderhöhe und Förderdauer. Während die klassische Ausschreibung bei 7 ct/kWhel begrenzt ist, gilt bei der iKWK-Ausschreibung eine maxima- Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 5 KWK-Anlage Innovativer erneuerbarer Wärmeerzeuger (bspw. Solarthermie) Power-to-Heat-Anlage 1. Muss eine elektrische Leistung größer als 1.000 kWel bis einschließlich 10.000 kWel haben 1. Muss jährlich mindestens 30 % der Referenzwärme bereitstellen (s. Abbildung 3) 1. Muss so ausgelegt sein, dass jederzeit mindestens 30 % der maximalen thermischen Leistung der KWK-Anlage bereit gestellt werden kann 2. Muss basierend auf der EU- Energieeffizienz richtlinie (EED) hocheffizient sein 2. Muss eine Jahresarbeitszahl größer 1,25 erreichen 2. Besitzt eine Jahresarbeitszahl von höchstens 1 3. Darf keine Kohle als Brennstoff verwenden 3. Muss fabrikneu sein 3. Muss nicht fabrikneu sein 4. Muss neu sein oder modernisiert werden ANFORDERUNGEN AN: Abbildung 2: Ergebnisse der ersten Ausschreibungsrunden, Quelle: AGFW, Datenbasis Bundesnetzagentur Tabelle 1: Anforderungen an das innovative KWK-System le Förderhöhe von 12 ct/kWhel. Außerdem liegt die maximale Förderdauer bei iKWKSystemen bei 45.000 Vollbenutzungsstunden, während klassische KWK-Anlagen nur 30.000 Vollbenutzungsstunden gefördert werden. Dadurch wird den deutlich komplexeren Anforderungen und höheren Kosten der Systeme Rechnung getragen. Es werden pro Kalenderjahr bis zu 3.500 Vollbenutzungsstunden gefördert, bei geringerer jährlicher Betriebsdauer jedoch höchstens über 30 Jahre. ERGEBNISSE DER ERSTEN AUSSCHREIBUNGSRUNDEN Bisher gab es vier Ausschreibungen: Juni 2018, Dezember 2018, Juni 2019 und Dezember 2019. Im Vergleich zur Ausschreibung der klassischen KWK, welche seit Ausschreibungsbeginn zunächst in jeder Runde überzeichnet war, wurde die ausgeschriebene Leistungsmenge bei der iKWK zunächst in keiner Runde erreicht. Geändert hat sich dieses Verhältnis erst mit der letzten Ausschreibung im Dezember 2019. Dort war erstmals die iKWK-Ausschreibung zu fast 100 % überzeichnet, während die klassische KWK-Ausschreibung rund 30 % unterzeichnet blieb. Trotz der deutlichen Überzeichnung der letzten Ausschreibung, unterscheidet sich der durchschnittliche mengengewichtete Zuschlagswert nur geringfügig von den vorherigen Ausschreibungen. Tabelle 2 zeigt die in 2019 bezuschlagten iKWK-Projekte. Eine Auflistung aller bezuschlagten iKWK-Projekte befindet sich auf der Homepage der Bundesnetzagentur (BNetzA). Betrachtet man die einzelnen Projekte, über die schon mehr bekannt wurde – vorwiegend aus den ersten drei Ausschreibungsrunden – wird deutlich, dass der überwiegende Teil der Projekte auf die Verwendung von Großwärmepumpen und Umweltwärme als innovative erneuerbare Wärmeerzeuger setzt. Lediglich eines der bezuschlagten Projekte errichtet das iKWK-System mit Hilfe einer großen Solarthermieanlage als innovativen erneuerbaren Wärmeerzeuger: die Stadtwerke Greifswald (bezuschlagt im Juni 2018). HERAUSFORDERUNG FÜR DIE SOLARTHERMIE Die Gründe für das zögerliche Interesse bei der Verwendung von Solarthermie liegen zum einen in der allgemeinen Flächendiskussion, da Solarthermieanlagen, um die entsprechende Wärmemenge liefern zu können, im Vergleich zu Konkurrenztechnologien einen deutlich höheren Platzbedarf haben. Diese Flächen müssen in der Nähe von Wärmenetzen gefunden werden und zusätzlich kostengünstig zur Verfügung stehen. Dies stellt sich gerade in Ballungsgebieten als große Herausforderung dar. Zum anderen erhöhen die in der KWKAusV festgelegten Pönalen die Zurückhaltung. Die Pönale nach § 19 Abs. 5 S. 1 Nr. 1 KWKAusV wird erhoben, sobald in einem Kalenderjahr der Anteil der innovativen erneuerbaren Wärme an der Referenzwärme weniger als 30 % beträgt. Für jeden Prozentpunkt der Unterschreitung wird für je 300 Vollbenutzungsstunden in diesem Kalenderjahr die Zuschlagszahlung auf null verringert. Beträgt bspw. der Anteil der innovativen erneuerbaren Wärme in einem Kalenderjahr nur 27 %, so entfällt in diesem Jahr der Zuschlag für 900 Vollbenutzungsstunden. Diese Pönale betrifft entsprechend alle verwendeten Technologien, jedoch wird die Solarthermie auf Grund der naturgemäß jährlich schwankenden Solarerträge stärker benachteiligt. Bei anderen innovativen erneuerbaren Wärmeerzeugern wie bspw. Geothermieanlagen sind die jährlichen Schwankungen des Ertrages deutlich geringer. Die Konsequenz dessen ist, bei der Auslegung der Solarthermieanlage eine gezielte Überdimensionierung vorzunehmen, um sicherzustellen, dass der 30%-Anteil der innovativen erneuerbaren Wärme an der Referenzwärme auch in jedem Kalenderjahr eingehalten werden kann. Dadurch rückt zum einen die Flächenproblematik noch stärker in den Fokus, zum anderen nimmt der ökonomische Vorteil ab. Anlagenhersteller gehen hierbei von einer nöwww. solare-waermenetze.de BESTIMMUNG DER REFERENZWÄRME Die Referenzwärme ist nach der KWKAusV „die Summe aus der Nutzwärme, die die KWKAnlage eines innovativen KWK-Systems mit 3.000 Vollbenutzungsstunden bereitstellen kann, und der von dem gleichen innovativen KWK-System innerhalb eines Kalenderjahres bereitgestellten innovativen erneuerbaren Wärme“ (§ 2 Nr. 16 KWKAusV). Bieter Elektr. Nettoleistung der KWK-Anlage JUNI 2019 Heizkraftwerk Halle-Trotha GmbH 6.000 kW BTB Blockheizkraftwerks- Träger- und Betreibergesellschaft mbH Berlin 8.000 kW Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG 4.457 kW Stadtwerke Heidelberg Umwelt GmbH 2.037 kW Stadtwerke Bietigheim-Bissingen GmbH 1.999 kW DEZEMBER 2019 Urbana Energiedienste GmbH 4.600 kW Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG 4.457 kW Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG 4.457 kW Stadtwerke Lemgo GmbH 4.900 kW STADTWERKE STEIN GmbH & Co. KG 2.000 kW Tabelle 2 Übersicht der bezuschlagten iKWK-Projekte in 2019 [Quelle: Bundesnetzagentur und Marktstammdatenregister] Abbildung 3: Definiton der Referenzwärme Gefördert durch: www.solare-waermenetze.de IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen von Solnet 4.0, einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Vorhaben zur Marktbereitung für solare Wärmenetze. Die Projektpartner sind das Steinbeis Forschungsinstitut Solites, der Fernwärmeverband AGFW, das Hamburg Institut sowie die Herausgeber der Zeitschrift Energiekommune. Herausgeber: AGFW-Projektgesellschaft für Rationalisierung, Information und Standardisierung mbH Redaktion: Tobias Roth, Kibriye Sercan-Çalışmaz Veröffentlichung: März 2020 Haftungsausschluss: Das dieser Publikation zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 03EGB0002A gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Dokuments liegt bei den AutorInnen. Weder der Fördermittelgeber noch die AutorInnen übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. Energiekommune tigen Überdimensionierung von ca. 10 % aus. Die Einführung einer rollierenden Betrachtung der Erträge bspw. über 5 Jahre wäre an dieser Stelle sinnvoller, sodass die Jahre mit weniger Solarertrag ausgeglichen werden durch die Jahre mit höherem Solarertrag. Die definierte Bestimmung der Referenzwärme in der KWKAusV führt bei der Projektplanung noch zu einer anderen Herausforderung, die frühzeitig berücksichtigt werden muss. Durch die definierte, festgeschriebene Berechnung der Referenzwärme mit 3.000 Vollbenutzungsstunden der KWK-Anlage pro Kalenderjahr existiert bisher keine Regelung für eine unterjährige Inbetriebnahme des Systems. Der Anteil erneuerbarer Wärme ist also unabhängig vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme des iKWK-Systems. Auch bei einer unterjährigen Inbetriebnahme bspw. im September muss die Solarthermieanlage die gleiche Mindestwärmemenge zur Erfüllung des Anteils (30 %) an der Referenzwärme erreichen wie bei einer Inbetriebnahme im Februar. Da der höchste Wärmeertrag einer Solarthermie in den Sommermonaten auftritt, kann diese Voraussetzung selbst bei einer deutlichen Überdimensionierung in der Regel nicht erfüllt werden, wodurch die entsprechende Pönale erhoben wird. Die Empfehlung ist bis zu einer Gesetzanpassung so zu planen, dass die Inbetriebnahme zu Beginn eines Kalenderjahres erfolgen kann. BEISPIELE FÜR iKWK-SYSTEME MIT SOLARTHERMISCHEM WÄRMEERZEUGER Die folgende Tabelle zeigt beispielhaft zwei unterschiedliche iKWK-Systeme, die sich durch die elektrische Leistung der KWKAnlage unterscheiden. Auf Grundlage der Referenzwärme und weiterer anlagentypischer Kennwerte können weitere Charakteristika für die Komponenten Solarthermieanlage und elektrischer Wärmeerzeuger errechnet werden. iKWK-System 1 iKWK-System 2 KWK-Anlage 5 MWel / 5 MWth 2 MWel / 2 MWth Anteil der KWK-Wärme an der Referenzwärme 15.000 MWh/a 6.000 MWh/a Referenzwärme 21.428 MWh/a 8.571 MWh/a Mindestanteil erneuerbarer Wärme 6.428 MWh/a 2.571 MWh/a Solaranlage1 7597 kWp 3039 kWp Kollektorfläche1 12.273 m2 4.909 m2 Aufstellfläche1 35.065 m2 14.026 m2 Elektrischer Wärmeerzeuger 1,5 MWth 0,6 MWth Förderung bei 10,25 ct/kWhel 2 1.793.750 €/a 717.500 €/a 1 u.a. abhängig von der verwendeten Kollektortechnologie und dem Standort. Hier: Beispielhafter Vakuumröhrenkollektor mit einem jährlichen spez. Wärmeertrag von 550 kWh/m2 Aperturfläche 2 mittlere Förderhöhe der letzten Ausschreibungsrunde Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 5

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Mittwoch, 1. April, 2020|

Innovative Energiesysteme mit Solarthermie – Ausschreibung von innovativen KWK-Systemen im Rahmen des KWKG

Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 5 www.solare-waermenetze.de Die Herausforderungen an die Wärmenetze der Zukunft sind klar: hocheffizient und ein großer Anteil an erneuerbarer Wärme. Um diese Herausforderungen auch förderpolitisch zu adressieren, hat der Gesetzgeber bei der letzten Novellierung des Kraft-Wärme-Kopplungs- Gesetzes (KWKG) die Fördermöglichkeit für sogenannte „innovative KWK-Systeme“ (iKWK) eingeführt. Zusätzlich sollen innovative KWK-Systeme neben dem Anspruch an eine hohe Effizienz und die Integration erneuerbarer Energien gleichzeitig auch dem Anspruch der Sektorenkopplung gerecht werden. Diese Fördermöglichkeit ist für Solarthermieanlagen auf Grund der erzielbaren Förderquote besonders attraktiv. Denn durch die iKWKFörderung kann eine teils deutlich höhere Förderquote der Solarthermieanlage erzielt werden, als mit anderen Förderprogrammen, wie bspw. dem Marktanreizprogramm (MAP). Zusätzlich zur besseren Wirtschaftlichkeit der Solarthermieanlage kann sich auf Grund der unterschiedlichen Förderhöhen der Ausschreibungen eine höhere Rendite für die KWK-Anlagen ergeben. Ein iKWK-System besteht im Wesentlichen aus drei Anlagenkomponenten: einer KWK-Anlage, einem elektrischen Wärmeerzeuger (Powerto- Heat) und einem innovativen erneuerbaren Wärmeerzeuger. Dabei stellt die Verwendung einer Solarthermieanlage als innovativer erneuerbarer Wärmeerzeuger eine effektive Möglichkeit zur Realisierung eines iKWK-Systems dar. Als Technologien für die Power-to-Heat- Komponente kommen in der Regel E-Heizer in Form von Elektrodenkessel oder Elektrodurchlauferhitzern (Tauchsieder) in Frage. Um im Rahmen des KWKG als iKWK-System gefördert zu werden, müssen unterschiedliche Anforderungen an die einzelnen Komponenten berücksichtigt werden. Gerade bei Solarthermieanlagen sind diese Anforderungen schon in der ersten Planungs- und Dimensionierungsphase zu berücksichtigen. Tabelle 1 zeigt eine Zusammenfassung der wichtigsten Anforderungen an die oben genannten Komponenten. Die detaillierten Bestimmungen lassen sich im KWKG, der KWK-Ausschreibungsverordnung (KWKAusV) oder dem „Merkblatt für innovative KWK-Systeme“ des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) nachlesen. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und Solarthermieanlagen ergänzen sich in Verbindung mit Fernwärmenetzen zu einem innovativen und zukunftsfähigen Wärmeerzeugungssystem. Innovative Energiesysteme mit Solarthermie Ausschreibung von innovativen KWK-Systemen im Rahmen des KWKG Quelle: Stadtwerke Ludwigsburg Abbildung 1: Schematische Darstellung eines iKWK-Systems mit dessen Komponenten, Quelle: AGFW FÖRDERUNG DURCH AUSSCHREIBUNG Gefördert werden iKWK-Systeme nach demselben Mechanismus wie auch die „nicht innovative“, klassische KWK über eine Förderung der eingespeisten Strommenge in Euro/kWhel. Auch was die Bestimmung der Förderhöhe angeht, sind die Bedingungen in dem betroffenen Leistungsbereich gleich. Für den Leistungsbereich größer 1 MWel bis einschließlich 10 MWel (bei klassischer KWK bis einschließlich 50 MWel) wird die Förderhöhe über ein Ausschreibungsverfahren bestimmt, dabei werden die Gebote in aufsteigender Reihenfolge bezuschlagt, bis die ausgeschriebene Leistungsmenge erreicht ist. Die Ausschreibung findet zwei Mal jährlich statt. Der Unterschied zwischen innovativer und klassischer KWK liegt in der maximalen Förderhöhe und Förderdauer. Während die klassische Ausschreibung bei 7 ct/kWhel begrenzt ist, gilt bei der iKWK-Ausschreibung eine maxima- Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 5 KWK-Anlage Innovativer erneuerbarer Wärmeerzeuger (bspw. Solarthermie) Power-to-Heat-Anlage 1. Muss eine elektrische Leistung größer als 1.000 kWel bis einschließlich 10.000 kWel haben 1. Muss jährlich mindestens 30 % der Referenzwärme bereitstellen (s. Abbildung 3) 1. Muss so ausgelegt sein, dass jederzeit mindestens 30 % der maximalen thermischen Leistung der KWK-Anlage bereit gestellt werden kann 2. Muss basierend auf der EU- Energieeffizienz richtlinie (EED) hocheffizient sein 2. Muss eine Jahresarbeitszahl größer 1,25 erreichen 2. Besitzt eine Jahresarbeitszahl von höchstens 1 3. Darf keine Kohle als Brennstoff verwenden 3. Muss fabrikneu sein 3. Muss nicht fabrikneu sein 4. Muss neu sein oder modernisiert werden ANFORDERUNGEN AN: Abbildung 2: Ergebnisse der ersten Ausschreibungsrunden, Quelle: AGFW, Datenbasis Bundesnetzagentur Tabelle 1: Anforderungen an das innovative KWK-System le Förderhöhe von 12 ct/kWhel. Außerdem liegt die maximale Förderdauer bei iKWKSystemen bei 45.000 Vollbenutzungsstunden, während klassische KWK-Anlagen nur 30.000 Vollbenutzungsstunden gefördert werden. Dadurch wird den deutlich komplexeren Anforderungen und höheren Kosten der Systeme Rechnung getragen. Es werden pro Kalenderjahr bis zu 3.500 Vollbenutzungsstunden gefördert, bei geringerer jährlicher Betriebsdauer jedoch höchstens über 30 Jahre. ERGEBNISSE DER ERSTEN AUSSCHREIBUNGSRUNDEN Bisher gab es vier Ausschreibungen: Juni 2018, Dezember 2018, Juni 2019 und Dezember 2019. Im Vergleich zur Ausschreibung der klassischen KWK, welche seit Ausschreibungsbeginn zunächst in jeder Runde überzeichnet war, wurde die ausgeschriebene Leistungsmenge bei der iKWK zunächst in keiner Runde erreicht. Geändert hat sich dieses Verhältnis erst mit der letzten Ausschreibung im Dezember 2019. Dort war erstmals die iKWK-Ausschreibung zu fast 100 % überzeichnet, während die klassische KWK-Ausschreibung rund 30 % unterzeichnet blieb. Trotz der deutlichen Überzeichnung der letzten Ausschreibung, unterscheidet sich der durchschnittliche mengengewichtete Zuschlagswert nur geringfügig von den vorherigen Ausschreibungen. Tabelle 2 zeigt die in 2019 bezuschlagten iKWK-Projekte. Eine Auflistung aller bezuschlagten iKWK-Projekte befindet sich auf der Homepage der Bundesnetzagentur (BNetzA). Betrachtet man die einzelnen Projekte, über die schon mehr bekannt wurde – vorwiegend aus den ersten drei Ausschreibungsrunden – wird deutlich, dass der überwiegende Teil der Projekte auf die Verwendung von Großwärmepumpen und Umweltwärme als innovative erneuerbare Wärmeerzeuger setzt. Lediglich eines der bezuschlagten Projekte errichtet das iKWK-System mit Hilfe einer großen Solarthermieanlage als innovativen erneuerbaren Wärmeerzeuger: die Stadtwerke Greifswald (bezuschlagt im Juni 2018). HERAUSFORDERUNG FÜR DIE SOLARTHERMIE Die Gründe für das zögerliche Interesse bei der Verwendung von Solarthermie liegen zum einen in der allgemeinen Flächendiskussion, da Solarthermieanlagen, um die entsprechende Wärmemenge liefern zu können, im Vergleich zu Konkurrenztechnologien einen deutlich höheren Platzbedarf haben. Diese Flächen müssen in der Nähe von Wärmenetzen gefunden werden und zusätzlich kostengünstig zur Verfügung stehen. Dies stellt sich gerade in Ballungsgebieten als große Herausforderung dar. Zum anderen erhöhen die in der KWKAusV festgelegten Pönalen die Zurückhaltung. Die Pönale nach § 19 Abs. 5 S. 1 Nr. 1 KWKAusV wird erhoben, sobald in einem Kalenderjahr der Anteil der innovativen erneuerbaren Wärme an der Referenzwärme weniger als 30 % beträgt. Für jeden Prozentpunkt der Unterschreitung wird für je 300 Vollbenutzungsstunden in diesem Kalenderjahr die Zuschlagszahlung auf null verringert. Beträgt bspw. der Anteil der innovativen erneuerbaren Wärme in einem Kalenderjahr nur 27 %, so entfällt in diesem Jahr der Zuschlag für 900 Vollbenutzungsstunden. Diese Pönale betrifft entsprechend alle verwendeten Technologien, jedoch wird die Solarthermie auf Grund der naturgemäß jährlich schwankenden Solarerträge stärker benachteiligt. Bei anderen innovativen erneuerbaren Wärmeerzeugern wie bspw. Geothermieanlagen sind die jährlichen Schwankungen des Ertrages deutlich geringer. Die Konsequenz dessen ist, bei der Auslegung der Solarthermieanlage eine gezielte Überdimensionierung vorzunehmen, um sicherzustellen, dass der 30%-Anteil der innovativen erneuerbaren Wärme an der Referenzwärme auch in jedem Kalenderjahr eingehalten werden kann. Dadurch rückt zum einen die Flächenproblematik noch stärker in den Fokus, zum anderen nimmt der ökonomische Vorteil ab. Anlagenhersteller gehen hierbei von einer nöwww. solare-waermenetze.de BESTIMMUNG DER REFERENZWÄRME Die Referenzwärme ist nach der KWKAusV „die Summe aus der Nutzwärme, die die KWKAnlage eines innovativen KWK-Systems mit 3.000 Vollbenutzungsstunden bereitstellen kann, und der von dem gleichen innovativen KWK-System innerhalb eines Kalenderjahres bereitgestellten innovativen erneuerbaren Wärme“ (§ 2 Nr. 16 KWKAusV). Bieter Elektr. Nettoleistung der KWK-Anlage JUNI 2019 Heizkraftwerk Halle-Trotha GmbH 6.000 kW BTB Blockheizkraftwerks- Träger- und Betreibergesellschaft mbH Berlin 8.000 kW Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG 4.457 kW Stadtwerke Heidelberg Umwelt GmbH 2.037 kW Stadtwerke Bietigheim-Bissingen GmbH 1.999 kW DEZEMBER 2019 Urbana Energiedienste GmbH 4.600 kW Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG 4.457 kW Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG 4.457 kW Stadtwerke Lemgo GmbH 4.900 kW STADTWERKE STEIN GmbH & Co. KG 2.000 kW Tabelle 2 Übersicht der bezuschlagten iKWK-Projekte in 2019 [Quelle: Bundesnetzagentur und Marktstammdatenregister] Abbildung 3: Definiton der Referenzwärme Gefördert durch: www.solare-waermenetze.de IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen von Solnet 4.0, einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Vorhaben zur Marktbereitung für solare Wärmenetze. Die Projektpartner sind das Steinbeis Forschungsinstitut Solites, der Fernwärmeverband AGFW, das Hamburg Institut sowie die Herausgeber der Zeitschrift Energiekommune. Herausgeber: AGFW-Projektgesellschaft für Rationalisierung, Information und Standardisierung mbH Redaktion: Tobias Roth, Kibriye Sercan-Çalışmaz Veröffentlichung: März 2020 Haftungsausschluss: Das dieser Publikation zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 03EGB0002A gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Dokuments liegt bei den AutorInnen. Weder der Fördermittelgeber noch die AutorInnen übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. Energiekommune tigen Überdimensionierung von ca. 10 % aus. Die Einführung einer rollierenden Betrachtung der Erträge bspw. über 5 Jahre wäre an dieser Stelle sinnvoller, sodass die Jahre mit weniger Solarertrag ausgeglichen werden durch die Jahre mit höherem Solarertrag. Die definierte Bestimmung der Referenzwärme in der KWKAusV führt bei der Projektplanung noch zu einer anderen Herausforderung, die frühzeitig berücksichtigt werden muss. Durch die definierte, festgeschriebene Berechnung der Referenzwärme mit 3.000 Vollbenutzungsstunden der KWK-Anlage pro Kalenderjahr existiert bisher keine Regelung für eine unterjährige Inbetriebnahme des Systems. Der Anteil erneuerbarer Wärme ist also unabhängig vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme des iKWK-Systems. Auch bei einer unterjährigen Inbetriebnahme bspw. im September muss die Solarthermieanlage die gleiche Mindestwärmemenge zur Erfüllung des Anteils (30 %) an der Referenzwärme erreichen wie bei einer Inbetriebnahme im Februar. Da der höchste Wärmeertrag einer Solarthermie in den Sommermonaten auftritt, kann diese Voraussetzung selbst bei einer deutlichen Überdimensionierung in der Regel nicht erfüllt werden, wodurch die entsprechende Pönale erhoben wird. Die Empfehlung ist bis zu einer Gesetzanpassung so zu planen, dass die Inbetriebnahme zu Beginn eines Kalenderjahres erfolgen kann. BEISPIELE FÜR iKWK-SYSTEME MIT SOLARTHERMISCHEM WÄRMEERZEUGER Die folgende Tabelle zeigt beispielhaft zwei unterschiedliche iKWK-Systeme, die sich durch die elektrische Leistung der KWKAnlage unterscheiden. Auf Grundlage der Referenzwärme und weiterer anlagentypischer Kennwerte können weitere Charakteristika für die Komponenten Solarthermieanlage und elektrischer Wärmeerzeuger errechnet werden. iKWK-System 1 iKWK-System 2 KWK-Anlage 5 MWel / 5 MWth 2 MWel / 2 MWth Anteil der KWK-Wärme an der Referenzwärme 15.000 MWh/a 6.000 MWh/a Referenzwärme 21.428 MWh/a 8.571 MWh/a Mindestanteil erneuerbarer Wärme 6.428 MWh/a 2.571 MWh/a Solaranlage1 7597 kWp 3039 kWp Kollektorfläche1 12.273 m2 4.909 m2 Aufstellfläche1 35.065 m2 14.026 m2 Elektrischer Wärmeerzeuger 1,5 MWth 0,6 MWth Förderung bei 10,25 ct/kWhel 2 1.793.750 €/a 717.500 €/a 1 u.a. abhängig von der verwendeten Kollektortechnologie und dem Standort. Hier: Beispielhafter Vakuumröhrenkollektor mit einem jährlichen spez. Wärmeertrag von 550 kWh/m2 Aperturfläche 2 mittlere Förderhöhe der letzten Ausschreibungsrunde Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 5

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Mittwoch, 1. April, 2020|

Solarenergiedorf Mengsberg

Solarenergiedorf Mengsberg Open preview

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Mittwoch, 1. Januar, 2020|

Mit Gummistiefeln ins Solarzeitalter

7 Oktober 2017 Energiekommune 1/2020 Solare Wärmenetze er sich vor Ort ein Bild von solaren Wärmenetzen machen will, für den sind Gummistiefel derzeit das passende Schuhwerk. Denn wo demnächst Scha fe oder Bienen auf Grün- und Blüh flächen zwischen Solarkollektorreihen wei den sol - len, da ziehen vorerst allrad- und kettengetriebene Baufahrzeuge ihre tie - fen, matschigen Fahrspuren. Gleich auf fünf Großbaustellen in Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Baden- Württemberg nutzen aktuell Stadt - wer ke die sonnenarme Saison, um später Solarenergie in ihre Fernwär me - netze einspeisen zu können. Mit welcher Routine und Geschwindigkeit spezialisierte Solarfirmen heute ein Kollektorfeld mit vielen tausend Quadratmetern aufstellen können, da - von überzeugte sich ein Dut zend Pressevertreter samt Kamera teams im November bei den Stadtwerken Ludwigsburg- Kornwestheim. Dort entsteht ge rade Deutschlands größte Solarthermieanlage. Eingeladen vom Solnet-4.0- Projekt und der Plattform Erneuerbare Energien Baden-Württemberg staunten die Medienleute nicht schlecht, wie flott ein Großkollektor nach dem ande ren in seine vorbereitete Halterung gehoben und von nur zwei Arbeitern mit jeweils einem routinierten Handgriff in seiner Halterung gesichert wird. Immerhin werden jeweils 250 Kilogramm und 13,6 Quadrat me ter Kollektorfläche bewegt. Während die Journalisten noch schnell einige Interviews mit Vertretern der Stadtwerke und des dänischen Generalunter neh mers Arcon-Sunmark aufzeichnen, hat der kleine Bautrupp im Hintergrund schon eine Fläche in der Größe mehrerer Tennisplätze belegt. Fließbandarbeit Ihm voraus arbeiten zwei Männer mit einem kleinen Raupenfahrzeug. Sie ram men GPS-gesteuert die Stützen für die Kollektoren in den Boden. Offenbar weiß die Maschine ziemlich genau, was sie zu tun hat. Und das muss sie auch, denn die präzise Ausrichtung der stählernen Pfosten ist die Voraussetzung dafür, dass der Kollektor später problemlos eingelegt werden kann und mindestens 25 Jahre lang optimal zur Sonne ausgerichtet bleibt. Wenn es gut laufe, dann könne sein kleiner Trupp 2000 Quadratmeter Kollektoren an einem Tag pflanzen, erzählt Claus Graven, Service- und Installations- Manager bei Arcon-Sunmark. Er hält vor Ort auf den Baustellen die Fäden in der Hand. „Unser Rekord liegt aber bei mehr als 6000 Quadratmeter an einem Tag“, erzählt der Däne stolz. So gesehen, könnte Deutschlands größtes Kollektorfeld innerhalb einer Woche aufgestellt werden. Dass es dann doch etwas länger gedauert hat, liegt daran, dass weiter vorn, in der Nähe der künftigen Heizzentrale, die Tiefbaufirma mit der unterirdischen Verroh rung noch nicht so schnell vorangekommen war. Die Wartezeit in Ludwigsburg nutzt Graven, um zu den beiden anderen laufenden Arcon-Projekten in Bernburg und Halle zu pendeln, wo mehr oder weniger gleichzeitig zwei solare Wärmenetze mit Kollektorfeldern von 5100 und 8600 Quadratmetern entstehen. Eine Nummer kleiner, aber nicht we niger interessant ist die Solar-Bau - stelle im baden-württembergischen Ettenheim. 1700 m2 Solarkollektoren sol - len dort künftig die Heimschule Sankt Bei fünf Stadtwerken in Deutschland laufen in diesem Winter die Bauarbeiten für große Solarthermieanlagen. Mit Gummistiefeln ins Solarzeitalter Foto: Guido Bröer W Solare Wärmenetze Landolin mit 1800 Schülern und ein angrenzendes Wohngebiet mit Wärme versorgen. Bereits seit 20 Jahren gibt es dort ein 6-MW-Wärmenetz mit einem gro ßen Holz kessel, zwei Öl-Spitzenlastkesseln und einem Blockheizkraftwerk (BHKW). Betreiber ist die Fernwärme Ettenheim, eine Tochtergesellschaft des Ingenieurbüros Ratioenergie GmbH aus Lörrach, an der die Schulstiftung und die Gemeinde Ettenheim jeweils mit 24,9 Prozent beteiligt sind. Weil das BHKW marode ist, hat Ratioenergie-Geschäftsführer Peter Blaser nach einer Alter na tive für die Som mer last gesucht und sie in der Solarthermie gefunden. Mit Solarthermie ist Blaser seit Jahrzehnten vertraut, aber Ettenheim ist sein weitaus größtes Solarprojekt. „Ich finde, es läuft ziemlich gut“, sagt er über die Bauarbeiten. Eine Überraschung gab es bislang beim Fundament für die bei - den jeweils 100 Kubikmeter großen Wärme spei cher, die inzwischen schon stehen. Der Baugrund für die schweren Tanks habe leider nicht gehalten, was er in den Voruntersuchungen versprochen habe. Deshalb sei ein deutlich aufwändigeres Fundament mit entsprechend längerer Bauzeit nötig geworden. Transportaufgaben Im Gegensatz zu Ludwigsburg, wo der riesige 2000 Kubikmeter-Speicher als Immobilie errichtet wird, können Speichertanks im Ettenheimer Format noch gerade so per Lastwagen befördert werden. Ein Hingucker ist so ein Transport allemal. „Wir haben natürlich im Vorfeld geschaut, in welcher Größe wir etwas transportieren können“, sagt Blaser. Das galt auch für die zahlreichen Lastwagenladungen mit Großkollektoren made in Finnland. Von der dortigen Fabrik des Herstellers Savosolar haben sie die ersten 2000 Kilometer über die Ost - see und deutsche Autobahnen vergleichsweise einfach überwunden. Auf den letzten Metern zum Aufstellort, der über eine steile, zerfahrene, schlammige Zufahrt führt, musste Savosolar dann aber feststellen, dass der vorgesehene Trak tor etwas zu schwach war. Mit mehr PS ließ sich die Aufgabe dann aber bewältigen, so dass der Kollektoracker im Januar bestellt werden kann. Deponie als Untergrund In Potsdam ist diese Phase schon überwunden. Mitte Dezember haben die örtlichen Stadtwerke (EWP) dort ein Solar - feld mit fast 5200 Quadratmetern Röhrenkollektoren des Herstellers Ritter XL solar eingeweiht. Auch hier habe der Untergrund ei - ner gewissen Zuwendung und Vorbereitung bedurft, berichtet EWP-Energiemanager Christian Lewandowski. So habe der Aushub für die Verrohrung wegen Umweltauflagen abtransportiert wer den müssen. Gleichwohl habe die alte Deponie einen ökologischen Wert gehabt. Gestrüpp und Bäume, die auf dem Gelände seit Jahrzehnten unge - stört gewachsen waren, musste der Fernwärmebetreiber durch Ausgleichszahlungen kompensieren. Erst als das Gelände gerodet war, konnten die Gestelle für die Kollektoren in den Boden gerammt werden. Nicht überall ging dass aber in dem heterogenen Deponiekörper so glatt wie erhofft. „Etwa 10 Prozent der Profile konnten nicht gerammt, sondern mussten ge - bohrt werden. Das dauert natürlich länger und ist auch teurer“, berichtet Lewandowski. Obwohl auch im Potsdamer Solar - feld an Schlamm kein Mangel herrscht, konn ten übrigens Oberbürgermeister Mike Schubert und seine Mitstreiter bei der feierlichen Einwei hung ihren Job ohne Gummi stie fel erledigen. Die Bauherrin EWP hatte rund um das symbo - lisch zu durchschneidende grüne Band ein Fuder Sand gestreut. Guido Bröer Wenn es um Sonnenenergie geht, darf Dunkelheit kein Hindernis sein. Mit großem Einsatz werden die aus Finnland angelieferten Großkollektoren auf die Baustelle in Ettenheim überführt und dort in ein provisorisches Zwischenlager gestellt. Foto: Savosolar Foto: Guido Bröer Ohne Gummistiefel: In Potsdam wurde eine Ladung Sand spendiert, um die Zerstücke - lung des grünen Band zur Einweihung von 5200 Quadratmetern Solarthermie am 11. Dezember trockenen Fußes vollziehen zu können. 8 Januar 2020 Solare Wärmenetze Mit den schlüsselfertigen Solar-Anlagen von Arcon- Sunmark setzen Sie auf eine zukunftsweisende Technologie, die gekoppelt mit KWK effizient und emissionsarm Wärme und Strom erzeugt. So sparen Sie nicht nur bares Geld, sondern leisten zugleich Ihren Beitrag zum Klimaschutz. Zukunft schon heute: Wir bauen derzeit die zwei größten deutschen Solarwärmeanlagen mit 10 MW & 6 MW. Als Marktführer mit über 30 Jahren Erfahrung in Solar-Großanlagen ist Arcon-Sunmark ein kompetenter Ansprech partner rund um die Beratung, Installation und Betreuung maßgeschneiderter innovativer KWK-Systeme mit Solarwärme. www.arcon-sunmark.com KWK MIT SOLARWÄRME – EINE CLEVERE KOMBINATION DEUTSCHLAND KOPPELT KWK MIT DER KRAFT DER SONNE – MACHEN SIE MIT! Arcon-Sunmark GmbH Clermont-Ferrand-Allee 26e 93049 Regensburg info@arcon-sunmark.com Tel. 0941-64090804 Hechingen plant 70 % Solarthermie mit Saisonalwärmespeicher Die Stadtwerke Hechingen planen ein deutschlandweit einmaliges Wärmenetz für ein Neubaugebiet, das 70 Prozent seines jährlichen Wärmebedarfs aus einer Solarthermieanlage mit Saisonalspeicher beziehen soll. Den Rest soll eine Wärmepumpe liefern, die dem Untergrund über ein Erdsondenfeld Energie entzieht. Nur für den Extremfall steht ein Gas-Spitzenlastkessel in Reserve, der rechnerisch an den drei kältesten Tagen eines Jahres gebraucht würde. 463 Wohneinheiten seien in dem neuen Wohngebiet „Killberg IV“ künftig zu versorgen, berichtet Reinhold Dierin - ger, Geschäftsführer der Stadtwerke, der eine Machbarkeitsstudie für das Wärmenetz in Auftrag gegeben hat. „Die Idee dafür ist in einer Bürgerwerkstatt entstanden. Wir haben dort den Auftrag erhalten, eine Wärmeversorgung möglichst CO2-frei und zu günstigen Kosten zu entwickeln“, sagt Dieringer. „Das System mit der 7000 Quadratmeter großen Solarthermieanlage und einem 18.000 Kubikmeter großen saisonalen Wärmespeicher hat sich dann in der Machbarkeitsstudie als die wirtschaftlichste Lösung herausgestellt.“ Mit einem zu erwartenden, stabilen Wärmepreis für Endkunden von 15,7 Cent pro Kilowattstunde (Mischpreis aus Grund- und Arbeits preis inkl. MwSt.) überzeugte das Konzept auch den Gemeinderat. Gefördert wird diese Vorunter su - chung zu 50 Prozent aus dem Programm „Wärmenetze 4.0“ des Bundes am tes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Bemerkenswert findet die Ergebnisse auch Dirk Mangold, Leiter des Steinbeis-Forschungsinstituts Solites, das die Machbarkeitsstudie gemeinsam mit der auf Erdwärmeanlagen spezialisierten Tewag GmbH erstellt. „Dass ein so hoher solarer Deckungsanteil von 70 Prozent sich tatsächlich bei streng ökonomischer Betrachtungsweise als die günstigste Lösung erweist, hat uns selbst ein wenig überrascht“, gesteht Mangold. Dies liege einerseits daran, dass ein Netz für solch ein Neubaugebiet mit einer niedrigen Vorlauftemperatur von maximal 70 Grad auskomme. Zum anderen habe das Votum der Bürgerschaft die Optionen eingeschränkt, so Mangold: „Die Aufgabe hieß: CO2-neutral und möglichst auch ohne Holz“ Wenn die Hechinger Stadtwerke das Projekt realisieren, dann wäre es das erste solare Saisonalspeicherprojekt in Deutschland nach mehr als einem Jahrzehnt Pause. Nachdem ein halbes Dutzend Leuchtturmprojekte in München, Friedrichshafen, Crailsheim und anderswo die Machbarkeit der Speicherung von Sommersonne bis in den Winter hinein bewiesen haben, waren es vor allem dänische Fernwärmeversorger, die die Technologie weiterentwickelt, in die Breite getra - gen und dabei die Kosten massiv gedrückt haben. Und so soll in Hechingen auch erstmals für Deutschland ein kostengünstiger Erdbeckenspeicher nach dänischem Vorbild zum Einsatz kommen. Platz ist dafür auf einer Erdbodendeponie nahe des geplan ten Baugebietes. Dort soll an einem Hang ein Erdbecken ausgeho ben und mit Spezialfolie ausgekleidet werden. Die Solarkollektoren wer den an der Böschung des Erdbeckens Platz finden (siehe Grafik). gb Stadtwerke Hechingen, Reinhold Dieringer, T. 07471 9365-10, www.stadtwerke-hechingen.de • Solites, Dirk Mangold, Tel. 0711 6732000-20, www.solare-waermenetze.de Grafik: Stadtwerke Hechingen / Solites 10 Das baden-württembergische Umweltministerium hat einen „Handlungsleitfaden Freiflächensolaranlagen“ veröffentlicht. Der Leitfaden richtet sich unter anderem an Kommunen, Behörden, Projek tie rer und Planer. Er behandelt so wohl Solarthermieals auch Photovoltaikanlagen und ist auch außerhalb Baden-Württembergs gut zu verwenden. Umweltminister Franz Untersteller sagt, solare Freiflächenanlagen seien nicht monofunktional: „Wenn hinter ihnen ein durchdachtes, ökologisches Gesamtkonzept steht, können sie Energie- und Klimaschutzziele mit den Anliegen des Naturschutzes verbinden.“ Der Leitfaden enthält neben Informationen zu Wirtschaftlichkeit, Planungsrecht und Bürgerbeteiligung insbesondere Hilfestellungen zur ökologischen Gestaltung von Freiflächensolaranlagen. Er zeigt anhand von Beispielen verschiedene Optionen auf, wie die Artenvielfalt bei der Errichtung solcher Anlagen verbessert werden kann. gb https://um.baden-wuerttemberg.de, kostenloser Download: „Handlungsleitfaden Freiflächensolaranlagen“ Neue Isolierschicht für Erdbecken-Speicher Dank einer neuen Abdeckung sollen in Zukunft größere und effektivere Erdbecken-Energiespeicher für solare Wärmenetze möglich werden. Im dänische Marstal, wo 2012 der erste große Erdbeckenspeicher in Betrieb ging, wird zurzeit eine neue Abdeckung getestet. Sie soll laut dem Projektierer Arcon-Sunmark 25 Prozent effizienter sein als der bisherige Bautyp. Auch soll sie das Problem lösen, dass sich in der Isolierung der Abdeckung Feuchtigkeit ansammelt. Es diffundiert mehr Wasserdampf durch die warme Folie über der Wasseroberfläche, als durch die oberste Folienschicht über der Isolierung hinausdiffundieren kann. „Dies haben wir nun geändert“, berichtet Arcon. Solarthermie Anlagen Im Norden geht die Sonne auf! garantiert höchste Erträge stabile Wärmepreise schlüsselfertig oder im Contracting Jetzt anrufen und eine unserer über 15.000 m² großen Referenzanlagen in Dänemark besuchen! Savosolar Kühnehöfe 3 | 22761 Hamburg info@savosolar.de | ✆ +49 (0) 40 500 349 7-0 GmbH Jan u ar 2020 18. und 19. März 2020 in Kassel Dekarbonisierung der Fernwärme mit erneuerbaren Energien Das Fachseminar steht im Rahmen der neuen „Fachtage Fernwärme“ des Energieeffizienzverbandes Wärme, Kälte und KWK (AGFW). Das Event mit zahlreichen AGFWSeminaren und Workshops findet erstmals in neuer Form, unter neuem Titel und an neuem Ort statt. Die Veran - staltung löst die bisherige Messe En+Eff in Frankfurt ab. www.fachtage-fernwaerme.de 26. Mai 2020 in Stuttgart 4. Forum Solare Wärmenetze Die zentrale Veranstaltung für solare Wärmenetze in Deutschland findet in diesem Jahr zusammen mit dem Jahrestreffen der IEA SHC Task 55 „Large Solar Thermal Systems in District Heating and Cooling Networks“ statt. Alle Beiträge werden simultan übersetzt. Hier werden technische und ökonomische Expertise sowie Fachdis - kus sionen auf höchstem internationalem Niveau geboten. Dennoch versprechen die Organisatoren, dass die Veran stal tung wie in den Vorjahren auch für Vertreter von Kommunen und Energiegenossenschaften verständlich, interessant, motivierend und bezahlbar bleiben soll. www.solar-district-heating.eu/de/aktuelles/veranstaltungen VERANSTALTUNGEN SOLARE WÄRMENETZE Leitfaden für Freiflächensolaranlagen Der erste Erdbecken-Wärmespeicher in Marstal bekommt sieben Jahre nach Inbetriebnahme eine bessere Abdeckung. Solare Wärmenetze

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Mittwoch, 1. Januar, 2020|

Kommunalversorger setzen auf Sonne – Solarthermie als Baustein urbaner Fernwärmenetze

Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 4 www.solare-waermenetze.de 14.800 Quadratmeter – das wird der neue Maßstab sein für Solarthermie in Deutschland. Diese Größe hat das Kollektorfeld, mit dessen Bau die Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim (SWLB), nördlich von Stuttgart, im Herbst 2019 begonnen haben. Der vorherige Rekord der Stadtwerke Senftenberg in der Lausitz hat immerhin drei Jahre gehalten. Doch der aktuelle Trend ist klar: Die Fernwärmebetreiber in Deutschland haben die Solarthermie entdeckt. Kollektorfelder, die Energie in ein vorhandenes Wärmenetz einspeisen, mehren sich und sie werden größer. STARKES WACHSTUM Allein im Jahr 2019 werden voraussichtlich weitere 33.000 m2 Kollektorfläche gebaut werden, so dass die vorhandene Anlagenleistung in Deutschland von derzeit 44 Megawatt um mehr als die Hälfte wachsen wird. Den Löwenanteil werden dazu allein die drei größten Projekte in Ludwigsburg/Kornwestheim, Bernburg (8600 m2) und Halle (5091 m2) beitragen. Aus Sicht der etablierten Fernwärmeunternehmen, die sich in den kommenden Jahren und Jahrzehnten mit der Herausforderung konfrontiert sehen, fossile Energien aus ihrem Energiemix herauszudrängen und stattdessen erneuerbare Energien zu integrieren, hat die Nutzung von solarer Wärme im Zusammenspiel mit anderen erneuerbaren Energien viele Vorteile. Solarenergie ist preisstabil. Sie unterliegt nicht den unberechenbaren Preisschwankungen des Energiemarktes. Einmal gekauft und installiert arbeitet eine moderne Solarthermie-Großanlage mindestens 25 Jahre lang fast ohne Wartungsaufwand. Je nach Auslegung kann sie hohe Anteile der Sommerlast oder sogar den gesamten sommerlichen Wärmebedarf decken. Zunehmend setzen in Deutschland Versorgungsunternehmen auf Solarwärme. Solarkollektoren helfen bei der schrittweisen Dekarbonisierung von Fernwärmenetzen. Eine wachsende Anzahl von Projekten belegt, dass Solarthermie nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch inzwischen erste Wahl ist – gerade auch in Städten. Kommunalversorger setzen auf Sonne Solarthermie als Baustein urbaner Fernwärmenetze SENFTENBERG Die Stadtwerke Senftenberg haben im Sommer 2016 die bislang größte Solarthermieanlage Deutschlands an ihr Fernwärmenetz angeschlossen. 8300 m2 Vakuumröhrenkollektoren stehen auf einer ehemaligen Deponie. Technische Daten Bruttokollektorfläche: 8300 m2 CPC-Vakuumröhrenkollektoren Jahresertrag (Ø 2017/18): 4340 MWh Anbindung: Vorlauf (optional Rücklauf) Quelle: Stadtwerke Senftenberg Quelle: SWE/Steve Bauerschmidt Dabei sind die Preise für große Solarthermieanlagen heute – auch dank der Fördermöglichkeiten – konkurrenzfähig. Resultierende Wärmepreise aus großen Anlagen können je nach technischer Konstellation und Förderoption zwischen 50 und weniger als 20 Euro pro Megawattstunde liegen. Hinzu kommen schwer zu beziffernde Zusatznutzen wie etwa, dass eine Solarthermieanlage im Sommer die Anlagenlaufzeit von klassischen Wärmeerzeugern zu reduzieren hilft. So müssen diese auf den Winterbedarf ausgelegten Großaggregate weniger im Teillastbetrieb laufen und für Wartungsarbeiten entstehen komfortable Zeitfenster. HOHE FLÄCHENEFFIZIENZ Ein Pluspunkt, der die Solarthermie gerade für den Einsatz im Ballungsraum qualifiziert, ist ihr vergleichsweise geringer Platzbedarf. Die Suche nach geeigneten Flächen ist im urbanen Raum kein triviales Thema. Aber dabei ist es ein gewichtiges Argument, dass die Solarthermie gegenüber verschiedenen Formen des Biomasse- Anbaus eine 20- bis 50-fache Flächeneffizienz erreicht. Selbst gegenüber der Photovoltaik ist sie noch um Faktor vier im Vorteil. Die Fläche selbst ist außerdem nicht verloren; ein bodenständiges Kollektorfeld kann als Grünfläche extensiv beweidet werden – beispielsweise von Schafen. Oder es kann als Blumenwiese erholungssuchende Städter ebenso erfreuen wie nahrungsuchende Insekten. So ist die Solarthermieanlage in Ludwigsburg, die teilweise auf einer Altlast gebaut wird, als Lückenschluss für den rund um die Stadt entstehenden Grüngürtel eingeplant. Ein Spazierweg führt daran vorbei und macht das neue Highlight der Fernwärmeversorgung für Publikum erlebbar. Für die SWLB, die derzeit 14 Wärmenetze mit 22 Erzeugungsanlagen und 133 MW thermischer Leistung betreiben, spielt das Solarprojekt mit seinen 1088 Kollektoren und dem 2000 Kubikmeter großen Wärmespeicher eine Schlüsselrolle. In ihrem Projekt „Solar- HeatGrid“ schaffen sie einen Netzverbund zwischen Ludwigsburg und Kornwestheim und integrieren zugleich drei Inselnetze. Der größte Erzeuger ist hier heute und künftig ein wärmegeführtes Biomasseheizkraftwerk mit 9,75 MW thermischer und 2,1 MW elektrischer Leistung, die mit einer ORC-Turbine gewonnen wird. Die Anlage läuft bislang von Oktober bis Juni. In den Sommermonaten wird die Wärme mit fossil befeuerten Heizkesseln erzeugt, was die Klimabilanz der Fernwärme verschlechtert, sowie mit zusätzlicher BHKW-Leistung, die in der Heizperiode in „Konkurrenz“ zum Biomasse- Heizkraftwerk steht. Mit der solaren Jahreserzeugung von prognostizierten 5500 Megawattstunden sparen die SWLB daher nicht nur entsprechend viel Brennstoff und Treibhausgas ein, sondern auch viel Lieferverkehr im Ballungsraum. Die Heizperiode für die Biomasseanlage verkürzt sich künftig um einen Monat. JETZT KOMMEN DIE STADTWERKE Kein Wunder also, dass auch andere Versorger an der Solarisierung ihrer Wärmenetze arbeiten. Und während in den Jahren 2013 bis 2018 vor allem einige Solar-Bioenergiedörfer die solare Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 4 LUDWIGSBURG/KORNWESTHEIM Die Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim bauen die bislang mit Abstand größte Solarthermieanlage Deutschlands. Technische Daten Bruttokollektorfläche: 14.800 m2 Flachkollektoren Jahresertrag (Prognose): 5050 MWh Quelle: Guido Bröer CHEMNITZ Der kommunale Energieversorger eins energie in sachsen betreibt seit 2016 eine Solarthermieanlage an einem Niedertemperatur-Teilnetz für den Stadtteil Brühl. Besonderheit: Die Flachkollektoren werden zur Effizienzsteigerung ohne Frostschutzmittel betrieben. Technische Daten Bruttokollektorfläche: 2230 m2 Flachkollektoren Systemanbindung: Direktanbindung an Low-Ex-Netz Quelle: eins energie in sachsen Wärmewende im ländlichen Raum vorgemacht haben, ziehen jetzt die städtischen Fernwärmeversorger nach. So sieht das auch der Präsident des Fernwärmeverbandes AGFW, Werner R. Lutsch, der im Interview (Seite 4) darauf hinweist, dass die größeren Projekte in Städten wegen der höheren Komplexität einen längeren Vorlauf benötigen. So haben die Stadtwerke Erfurt nach längerer Planung im Mai 2019 eine Doppel-Solaranlage mit zwei Kollektorfeldern (1155 m2 Vakuumröhren, 550 m2 Flachkollektoren) eingeweiht. Sie wollen mit dieser relativ kleinen Installation zunächst Erfahrungen sammeln, um im nächsten Schritt größere Solaranlagen zu errichten. Sehr zufrieden ist derweil der Vattenfall-Konzern mit seiner 2018 gebauten 1000-m2-Anlage in Berlin-Köpenick. Sie hat in ihrer ersten Saison die Prognosen weit übertroffen und 550 MWh Wärme produziert. Die Stadtwerke Halle an der Saale haben kürzlich den Zuschlag zum Bau einer gut 5000 Quadratmeter großen Flachkollektor-Anlage vergeben. Ähnlich wie in Berlin-Köpenick wird diese auf einem Betriebsgelände der Stadtwerke gebaut. Unweit von Halle werden auch bei den Stadtwerken Bernburg noch im Jahr 2019 Kollektoren installiert. Mit 8600 m2 dürfte deren Anlage – zumindest vorübergehend – die zweitgrößte in Deutschland nach Ludwigsburg sein. LANGFRISTIGE PLANUNGEN Doch auch der Ludwigsburger Rekord wird nicht ewig halten, wenn einige Stadtwerke ihre bereits laufenden Planungen umsetzen. So haben etwa die Stadtwerke Greifswald sich mit der Idee für eine rund 15.000 m2 große Solarwärmeanlage erfolgreich an einer Ausschreibung der Bundesnetzagentur für innovative KWKAnlagen beteiligt (iKWK). Dieses Fördermodell, bei dem regenerative Wärmeerzeugung – z.B. Solarthermie – indirekt über einen Zuschuss für den KWK-Strom gefördert wird, könnte sich zu einer attraktiven Alternative zur regulären KfW-Förderung entwickeln. In ähnlichen Größenordnungen denken die Stadtwerke in Hennigsdorf und in Neubrandenburg, die jeweils den Bau großer Multifunktionswärmespeicher planen und diese passend auslegen wollen, um im zweiten Schritt Solarthermieanlagen im Megawattmaßstab daran anzuschließen. Bei den Stadtwerken Kempen am Niederrhein ist geplant, dass innerhalb der nächsten drei Jahre ein Kollektorfeld entstehen soll, das groß genug ist, um 15 Prozent des Jahresfernwärmebedarfs der Stadt zu decken. Dieses hätte etwa die Größenordnung, die alle realisierten Fernwärme-Solaranlagen in Deutschland bislang zusammen erreichen. Um im Jahr 2050 rund 12 Terawattstunden Solarthermie für die Fernwärme zu ernten, so wie es sich als Ziel aus der Gebäudestrategie der Bundesregierung ableiten lässt, müssen freilich noch viele solcher Projekte an den Start gehen. Denn dafür wäre 30 Jahre lang ein Zubau von jeweils 1 Million Quadratmeter Kollektorfläche nötig. www.solare-waermenetze.de BERLIN-KÖPENICK Vattenfall hat für das Fernwärmenetz im Berliner Stadtteil Köpenick im Frühjahr 2018 eine Kollektoranlage in Betrieb genommen. Sie wurde auf einer brachliegenden Fläche auf dem Betriebsgelände des Heizkraftwerkes errichtet und speist über einen Wärmetauscher in den Rücklauf des Netzes ein. Technische Daten Bruttokollektorfläche: 1058 m2 Flachkollektoren Jahresertrag (1. Betriebsjahr): 550 MWh Systemanbindung: Rücklaufeinspeisung über Wärmetauscher Quelle: Guido Bröer ERFURT Die SWE Energie GmbH, Tochter der Stadtwerke Erfurt, betreibt seit Frühjahr 2019 eine Solarthermieanlage an ihrem Fernwärmenetz. Die Anlage besteht zu Versuchszwecken aus zwei vollständig voneinander getrennten Teilen. Ein Teil arbeitet mit Flachkollektoren, der andere mit CPC-Vakuumröhrenkollektoren. Technische Daten Bruttokollektorfläche: 1705 m2 1155 m2 CPC-Vakuumröhrenkollektoren 550 m2 Flachkollektoren Jahresertrag (Prognose): 700 MWh Quelle: SWE/Steve Bauerschmidt Gefördert durch: www.solare-waermenetze.de IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen von Solnet 4.0, einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Vorhaben zur Marktbereitung für solare Wärmenetze. Die Projektpartner sind das Steinbeis Forschungsinstitut Solites, der Fernwärmeverband AGFW, das Hamburg Institut sowie die Herausgeber der Zeitschrift Energiekommune. Herausgeber: Steinbeis Innovation gGmbH vertreten durch Steinbeis Forschungsinstitut Solites (www.solites.de) Redaktion: Guido Bröer, Guido Bröer & Andreas Witt GbR Veröffentlichung: Oktober 2019 Haftungsausschluss: Das dieser Publikation zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 03EGB0002A gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Dokuments liegt bei den AutorInnen. Weder der Fördermittelgeber noch die AutorInnen übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. Energiekommune Herr Lutsch, in jüngster Zeit steigt in Deutschland die Zahl der großen Solarthermieanlagen von Energieversorgern. Erleben wir in Ihrer Branche gerade einen Bewusstseinswandel? Nicht nur einen Wandel des Bewusstseins. Wir erleben einen realen Wandel der Energieversorgung im Strom- und im Wärmebereich, der sich in den kommenden Jahren noch verstärken wird. Im Grunde sind wir schon mittendrin. Die Fernwärme, die ja durch ihren hohen Anteil effizienter Kraft-Wärme-Kopplung ohnehin schon immer eine sehr umweltfreundliche Art der Wärmeversorgung gewesen ist, wird künftig immer weniger fossile und immer mehr erneuerbare Energien enthalten. Unsere Fernwärmeversorger stellen sich außerdem den ganz neuen Aufgaben und Chancen, die für sie im Zuge der Energiewende entstehen und die zum Teil aus dem Strombereich auf uns zu kommen. Fernwärme kann Sektorenkopplung, sie kann Energiespeicherung und sie kann erneuerbare Energietechniken – wie die Solarthermie – in einer viel effizienteren und kostengünstigeren Art und Weise integrieren, als dies in Einzelheizungen für Gebäude jemals möglich wäre. Warum interessieren sich Stadtwerke plötzlich für die Solarthermie? So plötzlich kam das gar nicht. Aber gerade die großen Projekte im urbanen Raum brauchten eine gewisse Anlaufzeit. Ich wage die Voraussage: In den nächsten Jahren werden wir von einer ganzen Reihe neuer Solarprojekte hören. Ein aktueller Anstoß sind dafür wohl auch die neuen europäischen Vorgaben für höhere Anteile erneuerbarer Energien in der Fernwärme. Mitgliedsstaaten bemühen sich also künftig, Wärmeversorger zu überzeugen, ihren Regenerativ- oder Abwärmeanteil jährlich um 1 Prozent zu steigern. Und inzwischen ist die Solarthermie nicht nur eine verlässliche und kostenstabile Energiequelle, sondern auch so preiswert, dass sie für viele Versorger zum tragenden Baustein für die „Dekarbonisierung“ ihrer Netze wird. Welche Anteile trauen Sie der Solarwärme zu? Europaweit gehen wir davon aus, dass 15 Prozent des Fernwärmebedarfs im Jahr 2050 solarthermisch gedeckt werden wird. In Summe sind dies dann 240 Terawattstunden. Wie fügt sich die Solarthermie in die Kakophonie der anderen Energieformen ein, die in sogenannten Wärmenetzen 4.0 eine Rolle spielen sollen? Sehr gut. Sie kann sogar dafür sorgen, dass aus der Kakophonie ein harmonischer Kanon wird. Denken Sie mal an die Multifunktionsspeicher, die mit den großen Solarthermieanlagen gebaut werden: Auf den ersten Blick werden diese großen Wassertanks dafür gebraucht, Solarwärme über Tage, Wochen oder gar saisonal zu speichern. Zugleich dienen sie aber auch zur besseren Integration der KWK-Anlagen in den Strommarkt und zur Optimierung des Zusammenspiels zwischen zahlreichen Energieerzeugern im Wärmenetz – künftig sogar zur Integration von Wind- und Solarstrom. Werner R. Lutsch ist Geschäftsführer des deutschen Fernwärmeverbandes AGFW|Effizienzverband für Wärme, Kälte, KWK sowie Präsident des europäischen Dachverbandes EuroHeat & Power. Im Interview spricht er über die Perspektiven der Solarthermie in der Ferwärme. Quelle: AGFW Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 4 „Solarthermie wird zum tragenden Baustein“

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Freitag, 1. November, 2019|

Solarwärme im Netz lohnt sich

7 Solare Wärmenetze Oktober 2019 ir sind mit Solarenergie heu te schon pari zu den Brenn stoffkosten für Holz“, sagt Bene Müller. Für den Vorstand der solarcomplex AG ist dies die zentrale Antwort, wenn er nach der Wirtschaftlichkeit großer Solarthermieanlagen als Energiequelle für Fernwärmenetze gefragt wird. Und Müller wird oft danach gefragt, denn in Deutschland hat kaum jemand mehr Erfahrung als die Bürgerenergiegesellschaft solarcomplex, die jetzt in der Schwarzwaldgemeinde Schluch see das dritte ihrer Bioenergiedörfer mit einer Solarthermieanlage aus stattet. Schon seit 2012 sammelt das Unternehmen im deutsch-schweizerischen Solarenergiedorf Büsingen und seit 2018 auch in Randegg Erfahrungen mit Solarthermie in Dorfwärmenetzen. Alle diese Netze werden mit Holzkesseln beheizt, die im Sommer ausgeschaltet bleiben, weil dann die Solarthermieanlage zur Versorgung der Dör - fer ausreicht. Zwar seien die Ge stehungskosten pro Kilowattstunde Solar - wär me nach Abzug der Förderung in den beiden bestehenden Netzen mit „Vier-Komma-X-Cent“, so Müller, auf den ersten Blick noch etwas teurer als der Einkaufspreis von Holz. Doch aufgrund der bishe ri gen Betriebsdaten rechnet Mül ler den Solaranlagen einige geldwerte Vorteile zu. Vor allem habe sich ein saisonaler Effekt bestä tigt: „Die Solaranlage ersetzt den Holzkessel im Sommer. Im Teillast be treib hätte der Holzkessel dann aber ganz schlechte Nutzungsgrade. Wenn wir die s einrechnen, dann kommen wir beim Holz auf vermiedene Kosten über 4 Cent/kWh.“ Kostensenkende Effekte Und eine weitere geldwerte Nebenwirkung der Solarthermieanlage schlägt sich in den Betriebskosten nieder: Die jährlichen Wartungs arbei ten für den Holzkessel können viel planmäßiger und stressfreier erle digt werden, da der Kessel im Sommer ohnehin nicht gebraucht wird. Bene Müller geht davon aus, dass im Wirtschaftlichkeitsvergleich zwi schen Holz und Sonne auch die Zeit weiter für die Solarthermie spielen wird – selbst wenn Holzhackschnitzel in den näch - sten Jahren aufgrund der aktuell gro - ßen Borkenkäferschäden billig den Markt überschwemmen dürften. Schon für das nächste Wärmenetz in Schluch - see geht er fest davon aus, dass die mit 3000 Quadratmetern bislang größte Solaranlage von solarcomplex, die Ende des Jahres ausgeschrieben werden soll, einen noch wesentlich geringeren Wärmepreis pro Kilowattstunde erwirtschaften kann als die ersten beiden Anlagen. Sogar eine Zwei vor dem Komma sei nach Abzug der Förderung nicht ausgeschlossen. Die Preisentwicklung zeigt nach unten, weil weltweit der Markt für Solarthermie in der Fernwär - me wächst, so dass Herstellung, Installation und Planung effizienter werden. Zum anderen stehen die Anbieter gera - de auf dem deutschen Markt derzeit untereinander im scharfen Wettbewerb – von Kampfpreisen ist die Rede. Dass sich die Solarthermie in Großanlagen inzwischen dank der KfW-Förderung in Höhe von 45 bis 65 Prozent mit jedem anderen Brennstoff messen kann, solange es sich nicht um „Abwär- Was kostet die Wärme aus Solarkollektoren im Vergleich zu anderen Energieformen? Für Fernwärmeunternehmen ist dies neben der ökologischen Qualität der Energie eine entscheidende Frage. Solarwärme im Netz lohnt sich Foto: Guido Bröer W me“ handelt, bestätigt sich auch in anderen Projekten. Für das Solardorf Mengs berg rechnet der Generalunternehmer Viessmann, der das dortige Wärmenetz samt Solar-Holz-Heizzen - trale 2018 schlüssel fertig übergeben hat, mit Wärmegestehungskosten aus der Solaranlage von 3,0 bis 3,2 Cent pro Kilowattstunde nach Abzug der Förderung (Rechnung im Kasten rechts). Das deckt sich mit den Zahlen von Christian Stadler, Geschäftsführer der deutschen Arcon-Sunmark GmbH, de - ren dänische Muttergesellschaft inzwischen über 100 Großan lagen mit oft 5- und 6-stelligen Quadratmeter-Dimensionen an Fernwärmenetze angeschlossen hat. In Deutsch land fokus siert sich Arcon bislang weniger auf neue Solardörfer als auf größere Anlagen für beste - hende Netze von Stadtwerken. Mit Kollektorflächen im Bereich von 5.000 bis 20.000 Quadratmetern, wie sie das Unternehmen aktuell für drei deutsche Stadtwerke in der Projektpipeline hat, seien heute Wärmepreise zwischen 25 und 30 Euro pro Megawattstunde – also 2,5 bis 3 Cent pro Kilowattstunde – nach Förderung realistisch. Bei kleine ren Anlagen und in weniger günsti gen Konstellationen könne es aber auch etwas teurer werden, räumt Stadler ein. Denn die Kosten seien von vielen Para me tern abhängig, die in jedem Einzel fall genau untersucht werden müssten. Kosten variieren je Anlage Entscheidend für den Wärmepreis ist natürlich, wie viel Energie die Anlage im Jahr ernten kann. Das hängt von ihrer Größe und nicht zuletzt auch vom geografischen Standort ab. An sonnenrei - chen Standorten im Süden Deutsch - lands erwirtschaften Solaranlagen in Wärmenetzen aufgrund der stärkeren Solareinstrahlung 10 bis 15 Prozent höhere Erträge als in nördlichen Regionen. Wichtiger ist allerdings das Tempe - ra turniveau des Wärmenetzes. Zwar kön nen moderne Hochleistungskollektoren auch ein Netz mit hohen Temperaturen bedienen. Doch auf einem niedri gen Temperaturniveau arbeiten sie wesentlich effizienter und somit kostengünstiger. Entscheidend ist dabei neben der absoluten Höhe der Vorlauftempertur auch die Temperatur sprei - zung zwischen Vor- und Rücklauf. Je größer die Spreizung, desto besser und preisgünstiger arbeitet die Solaranlage. Bei seinen Gesprächen mit Fernwärmeunternehmen hat Stadler die Erfahrung gemacht, dass manche zunächst auf die höheren Netztemperaturen im Winter fokussiert waren und deshalb die Wirtschaftlichkeit der Solarthermie un - ter schät zten. „Im Sommer, wenn die Solaranlage den größten Beitrag liefert, laufen die Netze deutscher Stadtwerke aber meist nur auf 75 bis 85 Grad Vorlauftemperatur.“ Für eine realistische Ertragsberechnung und Wirtschaft lich - keits progno se sei dies wichtig. Mindestens so relevant wie die Vorlauftemperatur ist die Frage, wie gut ein Stadtwerk seine Rück lauf temperaturen im Griff hat. Weil mög lichst geringe Werte nicht nur für die Solarthermie, sondern auch für die Effizienz aller anderen Wärmeerzeuger wesentlich sind, haben viele Versor ger eine Temperaturabsenkung schon auf der Agen da. Bei der Wirtschaftlichkeitsberech nung für eine Solarthermie anla ge, die heute in der Regel über 20 bis 25 Jahre angelegt wird, sollte dies berücksichtigt werden. Der nächste große Faktor für den Wärmepreis ist die Frage, ob ein Spei - cher benötigt wird, wie groß dieser ausfällt und wie er ins Netz eingebunden ist. Trifft eine relativ kleine Solaranlage auf ein großes Netz, so wird meist kein Speicher benötigt. Sogar die bislang größte deutsche Solarthermieanlage, die seit 2016 in Senftenberg arbeitet, kommt deshalb ohne Pufferspeicher Solare Wärmenetze Ein Solarspeicher ist ein Kostenfaktor. Ob er notwendig ist und wie groß er sein muss, das macht einen deutlichen Unterschied für die Kalkulation. Mit den schlüsselfertigen Solarwärme-Großanlagen von Arcon-Sunmark erzeugen Sie Ihre eigene Wärme und sparen damit nicht nur echtes Geld, sondern unterstützen aktiv den Umweltschutz. Als Marktführer mit über 25 Jahren Erfahrung in Großanlagen ist Arcon-Sunmark ein kompetenter Ansprechpartner rund um die Beratung, Installation und Betreuung individueller Solarthermie-Anlagen. Wir freuen uns auf Sie! www.arcon-sunmark.com JETZT UMSTEIGEN AUF UMWELTFREUNDLICHE UND GÜNSTIGE WÄRME Arcon-Sunmark GmbH Clermont-Ferrand-Allee 26e 93049 Regensburg info@arcon-sunmark.com Tel. 0941-64090804 Foto: Guido Bröer 9 Solare Wärmenetze Oktober 2017 aus, da die Grundlast im Netz auch im Sommer wesent lich höher liegt als die maximale Lei stung der Kollektoren. Wo allerdings, wie in den bislang neun in Deutschland realisierten Solarwärmedörfern, die Solaranlage zur vollstän di - gen Deckung des Sommerbe darfs ausgelegt ist, da wird ein – relativ kleiner – Pufferspeicher von einigen hundert Kubikmetern schon des halb benötigt, um einige Regentage über brücken zu können. Deutlich grö ßer fallen Speicher aus, wenn sie – wie in manchen dänischen Netzen – Sommerwärme in den Winter hinüberretten sollen oder wenn sie von Energieversorgern zugleich als Flexi bilität für den Strommarkt genutzt werden. Solche Multifunktionsspeicher müs sen neben der Solarwärme schnell große Wärmemengen aus KWK-Anla - gen oder aus Power-to-Heat-Anwendungen aufnehmen können. Die höheren Kosten solcher Speicher sind daher nur zum Teil der Solar anlage zuzurechnen. Ein weiterer Kostenfaktor sei die Lage der Solarfläche und die Beschaffenheit des Untergrundes, weiß Sebastian Schramm vom Kollektorhersteller Greenonetec zu berichten. Wo das Gelände sehr wellig, die Geometrie des Solarfeldes ungünstig oder der Unter - grund felsig sei, werde es etwas teurer. Wie entscheidend ist der Zins? Aber wie rechnet überhaupt ein Fernwärmeversorger, wenn er sich mit dem Gedanken trägt, in eine Solarthermieanlage zu investieren? Üblicherwei se wer de mit der Interne-Zinsfuß-Metho - de kalkuliert, berichtet Thomas Pauschinger vom Steinbeis-For schungsin - stitut Solites. So hält es das Institut auch bei seinen Machbarkeitsstudien für Solarprojekte. Häufig sei dabei vom Stadtwerk ein üppiger inter ner Zinssatz als Ziel vorgegeben. Für eine Solaranlage, die gegen über anderen Energieerzeugern mit vergleichsweise hohen Investitionskosten, aber dafür sehr geringen Betriebs ko sten antritt, sei es daher oft schwierig, das Plazet der Betriebswirte zu erlan gen. Letztlich hängt es davon ab, welche Risikozuschläge die Kaufleute für die verschiedenen Technologien in ihre Zinsvorgabe einbauen. In diesem Punkt kann die Solarthermie durchaus auftrumpfen – sofern nicht die grund sätz - liche Skepsis gegenüber al lem Neuen als Risiko eingepreist wird. Denn Versorger begreifen zunehmend, dass die Solarthermie langfristige Stabilität in ihre Kalkulation bringt. Ist die Anlage einmal gebaut, so steht deren Wärmepreis über ein Vierteljahr hun dert im Voraus fest. Die Sonne scheint verlässlich zum Nulltarif, während die Brennstoffkosten bei fossilen Energien und selbst bei Holz schwer zu prognostizieren sind. Die Motivation für Stadtwerke, die sich jetzt vermehrt für Solarthermieanlagen interessieren, ist häufig auch der Primärenergiefaktor ihres Fernwärmenetzes. Solarthermie kann diesen Wert deutlich verbessern, wenn sie fossile Energien ersetzt, und ist durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) so mit ein geldwerter Faktor im Wettbe werb mit Erdgas um die Versorgung kommer ziell bewirtschafteter Wohnungsbestände. „Wichtige Impulse für eine große Solarthermieanlage sind häufig auch politische Vorgaben zur Dekarbonisierung der Wärmenetze oder die sinkenden Stromerlöse aus KWK-Anlagen“, stellt Pauschinger fest. Die Investitionskosten seien oft gar nicht das entscheidende Argument. Wenn ein Stadtwerk Solarthermie wolle, dann werde auch eine etwas geringere interne Verzin - sung akzeptiert. Sein Fazit: „Die Wärme - ge ste hungs kosten großer Solarthermieanlagen sind mittler wei le in der Regel attraktiv.“ Guido Bröer Kosten und Wirtschaftlichkeit Das Beispiel der 2950 m2 großen Kollektoranlage im Energiedorf Mengsberg zeigt, dass Solarthermieanlagen in Wärmenetzen heute aus Sicht der Betreiber ein wirtschaftlich attraktives Element sind: ▪ Investitionskosten: ▪ Kollektorfeld inkl. Aufständerung ▪ Verrohrung im Kollektorfeld ▪ Grundstück inkl. Umzäunung ▪ Hydraulik ▪ Wärmetauscher ▪ Solarspeicher (ca. 700 €/m3) = 70 €/m2 ▪ Abzgl. KfW-Förderung (0,495 € pro kWh Solar-Keymark-Ertrag) – 276 €/m2 ––––––––––––– Gesamtkosten nach Förderung: 145 €/m2 ▪ Spezifischer Solarertrag (regional verschieden!) ca. 330 kWh/m2/a ▪ Wärmepreis aus Investition (25 Jahre, Zins: 1,85%) 2,2 Ct/kWh ▪ jährliche Betriebs- und sonstige Kosten 0,8-1,0 Ct/kWh Vollkosten Solarthermie 3,0–3,2 Ct/kWh BIOENERGIEDORF MENGSBERG } 350 €/m2 Beispielkalkulation: Viessmann, Foto: BEG Mengsberg 10 Solare Wärmenetze Mengsberg erhält Deutschen Solarpreis Die Dorfgemeinschaft von Mengsberg in Hessen ist mit dem Deutschen Solarpreis ausgezeichnet worden. Vergeben wird der Preis seit 1994 von der Vereinigung Eurosolar e.V. in acht Kategorien an vorbildliche Projekte, Unternehmen, Organisationen und Personen, die Impulse für eine dezentrale, bürgernahe und regenerative Energiewende geben. In der Kategorie „Lokale oder regionale Vereine/Gemeinschaften“ geht der Deutsche Solarpreis in diesem Jahr an die Bioenergiegenossenschaft Mengsberg eG „für ihr gemeinschaftliches und nachhaltiges Energieprojekt Sonnen- und Bioenergiedorf Mengsberg mit großem bürgerlichen Engagement“. Seit 2018 versorgt die Energiegenossenschaft 150 Gebäude über ein Wärme netz mit Energie aus Biomasse und zu etwa 17 Prozent aus Solarenergie. gb www.eurosolar.org • www.begmengsberg.de Dänemark überschreitet 1 Gigawatt In Dänemark nutzen schon 120 Fernwärmenetze eine große Solarthermieanlage. Diese Solarheizwerke erreichen eine Leistung von zusammen 1,1 Gigawatt. Fast 1,6 Millionen Quadratmeter Sonnenkollektoren sind mittlerweile in Dänemark für die Fernwärmeversorgung installiert worden. Damit sind die Dänen mit Abstand Weltmeis - ter in Sachen solare Wärmenetze. Pro Kopf ihrer Bevölkerung haben die Dänen rund 500-mal mehr Solarwärme in ihren Fernwärme netzen als ihre deutschen Nachbarn. Auch in Deutschland verzeichnen solare Wärmenetze zwar seit etwa vier Jahren einen kräftigen Zuwachs, doch allein die größte dänische Kollektor anlage in Silkeborg ist mit ihrer Leistung von 110 MW mehr als doppelt so groß wie alle deutschen Fernwärme-Solaranlagen zusammen. Eine Übersicht über die Anla gen zeigt das Planungsbüro PlanEnergi im Internet. gb www.planenergi.eu Tagung zu Holz + Solar Die diesjährige Holzenergietagung Baden-Württemberg thematisiert am 27. November in Rottenburg erneuerbare Wärmenetze mit Holzenergie und Solarthermie. Neben Fachvorträgen zur Projektentwicklung von Wärmenetzen im ländlichen Raum bietet die Tagung Workshops zur regenerativen Wärmeversorgung an. gb www.solar-district-heating.eu/de/aktuelles/veranstaltungen/ Solares Määähen in Breklum ... Auch Photovoltaik gehört in Mengsberg bei Neustadt zum Dorfbild. Den Deutschen Solarpreis gab es allerdings für das Wärmenetz mit Biomasse und Solarthermie. Solarthermie Anlagen Im Norden geht die Sonne auf! garantiert höchste Erträge stabile Wärmepreise schlüsselfertig oder im Contracting Jetzt anrufen und eine unserer über 15.000 m² großen Referenzanlagen in Dänemark besuchen! Savosolar Kühnehöfe 3 | 22761 Hamburg info@savosolar.de | ✆ +49 (0) 40 500 349 7-0 GmbH Oktob er 2019 Im Kollektorfeld der solaren Dorfwärmeversorgung von Breklum/Nordfriesland übernehmen fünf Schafe die Rolle des Rasenmähers. Landwirtschaft und Energieversorgung sind auf diese Weise vereinbar. – Ob wohl in Nordfriesland demnächst „Solarwolle“ und „Solardöner“ regional vermarktet werden? Foto: Guido Bröer Foto: Guido Bröer GREENoneTEC Solarindustrie GmbH Energieplatz 1, 9300 St. Veit/Glan, Österreich Ihr Ansprechpartner für Projekte: DI Friedrich Rois +43 4212 28136 220 friedrich.rois@greenonetec.com www.greenonetec.com 12.064 m² Anlagengröße 8,445 MWth Solarer Ertrag 39.300.000 kg CO2 Einsparung - bezogen auf 25 Jahre 10.000 Liter Solarspeichervolumen Fernwärme-Projekt im dänischen Smørum überzeugt mit GREENoneTEC Hochleistungskollektoren Die Firma Aalborg CSP A/S, der führende Entwickler und Anbieter von innovativen erneuerbaren Technologien mit Sitz in Dänemark, hat in der Stadt Smørum im Auftrag des dortigen Heizkraftwerkes, der Smørum Kraftvarmeværk AmbA, ein 8,4-MWth Solarkraftwerk errichtet. Zum Einsatz kam der GREENoneTEC Hochleistungskollektor der GK3003 Serie, welcher aufgrund seines Absorberdesigns sowie seiner attraktiven Leistungsdaten ideal für solarthermische Großanlagen geeignet ist. Das 12.064 m² große Solarfeld überzeugt mit einem jährlichen Energieertrag von 8.4 MWth Wärme. Die Bauarbeiten in Smørum begannen im August 2017. Die Anlage besteht aus insgesamt 59 Reihen von Großflächenkollektoren mit bis zu 20 Kollektoren pro Reihe und erntet Sonnenstrahlen seit dem Frühjahr 2018. Laut Datenauswertung konnte die Solaranlage 40% mehr Energie als erwartet produzieren und damit fast 100% des Warmwasser- und Wärmebedarfs der Stadt decken. „Es war ein logischer Schritt in unserer Entwicklung, auf eine erneuerbare Energiequelle umzusteigen, die auch mit den schwankenden Gaspreisen mithalten kann, um die Kosten der Energieerzeugung zu stabilisieren.“- Jan Møller, Geschäftsführer bei Smørum Kraftvarmeværk AmbA. 12.064 m² Kollektorfläche 8,4 MWth

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Dienstag, 1. Oktober, 2019|

Solare Wärmenetze in der Wohnungswirtschaft – wichtiger Baustein für Klimaneutralität im Gebäudesektor

Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 3 www.solare-waermenetze.de SCHLÜSSELROLLE FÜR EINE ERFOLGREICHE ENERGIEWENDE Der Gebäudesektor spielt eine Schlüsselrolle für das Gelingen der Energiewende: Immerhin machen die Beheizung und Warmwasserbereitung von Wohngebäuden fast ein Viertel des Endenergieverbrauchs der Bundesrepublik und circa 15 % der CO2-Emissionen aus. Jeweils ein Drittel davon entfällt auf den vermieteten Geschosswohnungsbau, also rund 8 % des Endenergieverbrauchs und etwa 5 % der CO2- Emissionen [1]. Die Energieerzeugung und -versorgung mittels Erneuerbarer ist somit auch für die Wohnungswirtschaft von hoher Bedeutung. Neben der Reduzierung des CO2-Ausstoßes liegt darin ein entscheidender Faktor für langfristig bezahlbare Mieten. INFRASTRUKTUR FÜR GRÜNE WÄRME IST VORHANDEN Bislang jedoch liegt der Fokus weitgehend auf der Stromerzeugung, dabei muss auch der Wärmebereich zwingend klimafreundlicher werden. Insbesondere Wärmenetze bieten eine gut geeignete Infrastruktur für grüne Wärme – gerade in dicht bebauten Innenstädten, wo die Umstellung auf erneuerbare Energien bei Gebäuden schnell an ihre Grenzen stößt. Die solaren Deckungsgrade sind hoch, zudem ist die Versorgung über zentrale Wärmenetze deutlich kostengünstiger im Vergleich zu dezentralen Anlagen. DIE WÄRMEWENDE BRAUCHT WÄRMENETZE An diesem Punkt kommt erneut die Wohnungswirtschaft ins Spiel: In einer Umfrage des Gesamtverbands der Wohnungswirtschaft im April 2018 gaben zahlreiche Wohnungsunternehmen an, über eigene Wärmenetze zu verfügen und Interesse an der Integration erneuerbarer Energieträger – vornehmlich großflächiger Solarthermie – zu haben. In der Praxis wird diese vorhandene Infrastruktur aber noch wenig genutzt, um einen Beitrag zur Dekarbonisierung der Wärmenetze zu leisten. Inspiration können bereits erfolgreich realisierte Projekte liefern, bei denen vielfältige Konzepte und Technologien zum Einsatz kommen. SOLARWÄRME-CONTRACTING IN GRAZ Graz in der österreichischen Steiermark: Im Bezirk Waltendorf entstand in den 1960er Jahren mit dem Berliner Ring eine der größten Wohnsiedlungen der Stadt. Im Zuge einer umfangreichen Dach- und energetischen Sanierung Anfang der 2000er Jahre wurde die Versorgung über einen zentralen Ölkessel ersetzt durch den Anschluss an das Fernwärmesystem, kombiniert mit dem Bau einer Solaranlage. Auf den Dächern von sechs Gebäuden wurde eine Kollektorfläche von insgesamt rund 2.400 m2 installiert. Darüber werden über 750 Wohnungen in 27 Gebäuden versorgt. Die Solarwärme wird zunächst direkt in das Netz der Häuser, auf denen die Anlage montiert ist, eingespeist, und dann über das Hausnetz an die umliegenden Die Energiewende findet nach wie vor zu wenig im Wärmebereich statt. Dabei mangelt es nicht an intelligenten Konzepten zur Integration erneuerbarer Energien, wie etliche Beispiele zeigen. Wärmenetze mit Solarthermie-Einspeisung stellen eine besonders interessante Option für CO2- und Kosteneinsparungen dar, gerade für städtische Quartiere. Hier steckt neben grüner Wärme vor allem eines: noch viel Potenzial. Solare Wärmenetze in der Wohnungswirtschaft Ein wichtiger Baustein für Klimaneutralität im Gebäudesektor Gebäude weitergegeben. Überschüsse landen in zwei Pufferspeichern mit einem Gesamtvolumen von 60 m3. Bei ihrer Errichtung 2004 war die Solaranlage die größte ihrer Art in Europa. „Der Berliner Ring ist ein gutes Beispiel dafür, wie in einer dicht bebauten Siedlung mit relativ wenig Dachfläche ein hoher Wärmeertrag generiert werden kann“, sagt Moritz Schubert, zuständig für Projektentwicklung bei SOLID. Die Gesellschaft für Solarinstallation und Design baute die Solaranlage und betreut sie technisch. Eigentümer und Betreiber ist solar.nahwaerme.at, ein Unternehmen der SOLID-Gruppe. Im Rahmen eines Contractingmodells liefert es die Solarwärme an den Betreiber des örtlichen Wärmenetzes, der sie wiederum an die Bewohner am Berliner Ring vertreibt. „In diesem Fall haben nicht die Haus- bzw. Wohnungseigentümer in die Anlage investiert, sondern die Solar-Contractingfirma“, so Schubert. Und die Performance? „Die Leistung der Anlage ist auch 15 Jahre nach Inbetriebnahme noch immer zufriedenstellend und erfüllt mit einem Solarertrag von circa 1.000 MWh pro Jahr die Erwartungen.“ SPEICHER-PILOTPROJEKT IN ROSTOCK Gute Tausend Kilometer weiter nördlich blickt eine Anlage in Rostock schon auf eine fast 20-jährige Lebensdauer zurück. Im Mai 2000 ging sie als erste solar unterstützte Nahwärmeversorgung mit einem Aquiferspeicher in Deutschland in Betrieb – errichtet als Demonstrationsanlage im Rahmen des Bundesforschungsprogramms „Solarthermie-2000“. Eine Solaranlage mit knapp 1.000 m2 Absorberfläche versorgt ein Mehrfamiliengebäude mit 108 Wohnungen. Wärmeüberschüsse werden in einen unter dem Gebäude liegenden Aquiferspeicher mit zwei Brunnen geleitet. Der saisonale Wärmespeicher ist so ausgelegt, dass die Hälfte des jährlichen Wärmebedarfs für Raumheizung und Warmwasserbereitung durch Solarenergie gedeckt wird. Anfängliche Probleme im Anlagenbetrieb konnten behoben werden, so dass dieses Planungsziel mit einem solaren Deckungsanteil am Gesamtwärmebedarf von durchschnittlich 49 % erreicht wird. Solarthermie ist beim Betreiber der Anlage, der Rostocker WIRO Wohnungsgesellschaft, auch aktuell ein großes Thema. Um die Wärmeversorgung grundlegend zukunftsfähig auszurichten, hat das Unternehmen 2016 eine Energietochter gegründet: Die WIR Wärme in Rostocker Wohnanlagen GmbH erneuert in den nächsten 10 bis 15 Jahren sämtliche gasbetriebene Heizungsanlagen im Wohnungsbestand der WIRO. „Insgesamt werden wir rund 6.000 Wohnungen mit innovativer Technik ausstatten“, erläutert WIR-Geschäftsführer Ingolf Wenzel. „Dabei spielt der Einsatz Erneuerbarer Energien – darunter auch Solarthermie – eine wichtige Rolle.“ Seit 2017 wird dort, wo die Voraussetzungen wie etwa die Gebäudeausrichtung stimmen, Solarthermie als Ergänzung zur gasbetriebenen Heizungsanlage eingesetzt. „Für die in 2017 installierten Anlagen werten wir derzeit das erste volle Abrechnungsjahr aus und sind gespannt, inwieweit sich die Prognosen mit den realen Ergebnissen decken.“ Auch in puncto innovative Speichertechnologien ist WIRO weiterhin aktiv. Zwischen 2020 und 2022 sind Großprojekte wie das Werftdreieck geplant, deren Energiekonzepte beispielsweise den Einsatz von Eisspeichern vorsehen. Ob Speicher oder Solarthermie: „Diese Anlagen brauchen für einen optimalen Betrieb ein konstantes Monitoring“, betont Ingolf Wenzel. „Die Themen Energie und Effizienz werden immer wichtiger und erfordern somit mehr Aufmerksamkeit und Kapazitäten.“ WIRO sieht sich dafür mit seinem eigenen Energieunternehmen innerhalb der Wohnungsgesellschaft gut aufgestellt. FERNWÄRMENETZ ALS SAISONALSPEICHER IN BERLIN Der Bau großer Speicherkapazitäten war im neuen Wohnquartier am Berliner Forschungsund Wissenschaftsstandort Adlershof nicht notwendig – diese Funktion übernimmt das dort bereits vorhandene Fernwärmenetz. Andreas Reinholz vom lokalen Fernwärmeversorger BTB erklärt das Prinzip: „Wir stellen im Rahmen dieses Modellprojekts unser Fernwärmenetz quasi Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 3 PROJEKTSTECKBRIEF: SOLARTHERMIE AM BERLINER RING, GRAZ (ÖSTERREICH) Versorgung einer Wohnsiedlung mit 27 Gebäuden (756 Wohnungen) Kollektorfläche insgesamt 2.480 m2 auf 6 Gebäuden, zentraler Wärmespeicher 2 x 30 m3 Inbetriebnahme im Jahr 2004 Solarertrag: ca. 900 – 1.000 MWh/a (ca. 10 % des Wärmeumsatzes der Anlage) Anschluss an vorhandene Fernwärmeversorgung Finanzierung über Contractingmodell als Saisonalspeicher zur Verfügung: Die Mehrerträge der Solarthermieanlage im Sommer werden in unsere Fernwärmeleitungen eingespeist und der Hausgemeinschaft gutgeschrieben. Diese Menge an Fernwärme steht ihr dann im Herbst und Winter ohne Berechnung zu.“ TESTLAUF FÜR FLEXIBLES VERGÜTUNGSMODELL Für einen Einsatz im größeren Stil sei dieses Vergütungsmodell allerdings noch nicht geeignet und müsste dafür deutlich differenzierter ausgestaltet werden, betont Reinholz. „Hier wird praktisch der komplette Arbeitspreis vergütet, angemessen wäre jedoch eher der vermiedene Brennstoffeinsatz. Die dafür erforderliche messtechnische Auflösung und der abrechnungstechnische Aufwand sind vom Versorger noch nicht wirtschaftlich darstellbar. Bei diesem Projekt ging es eher darum, an einem hochwertigen Neubaustandort die Umsetzbarkeit von erneuerbarer Energieerzeugung in Kombination mit Fernwärme zu demonstrieren und auch in der Verrechnung flexible Wege zu gehen.“ Dadurch, dass die Fernwärme der BTB bereits einen KWK-Anteil von 90 % und einen sehr niedrigen Primärenergiefaktor von 0,24 hat, erreichen die Häuser dank zusätzlicher Solarthermie Passiv- oder sogar Plusenergiehaus- Standard. 2017 ging die erste von insgesamt drei Solarthermieanlagen im rund 16 Hektar großen Quartier „Wohnen am Campus“ in Betrieb. Das von einer Berliner Wohnungsbaugesellschaft realisierte Ensemble aus fünf Gebäuden mit insgesamt 128 Wohnungen nutzt anderthalb Dachflächen für Solarthermie und die restlichen Flächen für Stromerzeugung aus Photovoltaik. Die Bilanz des ersten Betriebsjahres von Juni 2017 bis Mai 2018 ergab einen Solarwärmeanteil am Gesamtverbrauch von 68,6 % und einen solaren Wirkungsgrad von gut 42 %. Über die eigenständige Bilanzierung und Vermarktung der Solarwärme an die Kunden könnten neue Geschäftsmodelle entwickelt und Anreize zum Bau derartiger Anlagen gesetzt werden. [1] GdW Bundesverband Deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen e.V. https://web.gdw.de/energie-und-technik www.solare-waermenetze.de PROJEKTSTECKBRIEF: “WOHNEN AM CAMPUS“ IN BERLIN ADLERSHOF Anlagenkonzept: möglichst hohe Wärmebedarfsdeckung durch Solarthermie und Strombedarfsdeckung durch Photovoltaik Umsetzung von drei Solarthermie-Anlagen auf drei Gebäude-Ensembles Errichtung eines Niedertemperaturnetzes mit 65°C und Einbindung in den Rücklauf des vorgelagerten Fernwärmenetzes zur Solareinspeisung Inbetriebnahme: sukzessive seit 2017 Bilanz des ersten Betriebsjahrs der ersten Anlage (618 m2 Kollektorfläche auf zwei Dächern): 288 MWh Solarwärme (Planung Wärmebedarf 250 MWh) PROJEKTSTECKBRIEF: SOLARTHERMIE MIT AQUIFERSPEICHER, ROSTOCK Die erste in Deutschland realisierte Solarthermie-Anlage mit Aquifer-Wärmespeicher Inbetriebnahme im Jahr 2000 Versorgung eines Mehrfamilienhauses mit über 7.000 m2 Wohnfläche mit Solarenergie zur Warmwasserbereitung und Raumheizung Kollektorfläche insgesamt 980 m2, integriert in 11 mit einer Neigung von 38° nach Süden ausgerichtete Dächer Aquiferspeicher mit einem Brunnenpaar unter dem Gebäude Solarer Deckungsanteil durchschnittlich 49 % Gefördert durch: www.solare-waermenetze.de IMPRESSUM Das Infoblatt Solare Wärmenetze ist eine Initiative im Rahmen von Solnet 4.0, einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Vorhaben zur Marktbereitung für solare Wärmenetze. Die Projektpartner sind das Steinbeis Forschungsinstitut Solites, der Fernwärmeverband AGFW, das Hamburg Institut sowie die Herausgeber der Zeitschrift Energiekommune. Herausgeber: Steinbeis Innovation gGmbH vertreten durch Steinbeis Forschungsinstitut Solites (www.solites.de) Redaktion: Dr. Matthias Sandrock, Philippa Kreis, HIR Hamburg Institut Research gGmbH (www.hamburg-institut.com) Foto: S.1 und S.2 SOLID; S.3 oben WIRO; S. 3 unten Rolf Meißner (Ritter XL Solar), S. 4 GdW Urban Ruths Veröffentlichung: August 2019 Haftungsausschluss: Das dieser Publikation zugrundeliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 03EGB0002A gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Dokuments liegt bei den AutorInnen. Weder der Fördermittelgeber noch die AutorInnen übernehmen Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen. Energiekommune Wie schätzen Sie das Interesse an der Umstellung auf grüne Wärme seitens der Wohnungswirtschaft ein? Die Frage, wie sie perspektivisch ihre Energieversorgung gestalten, beschäftigt die Unternehmen zunehmend. Das zeigen Gespräche wie auch Umfragen. Entscheidend bei der Weiterentwicklung ihrer Bestände und energetischen Sanierungen sind neben dem Faktor „grüne Wärme“ dabei immer auch die Kosten pro gelieferte Kilowattstunde. Wie lässt sich beides bestmöglich verbinden? Hier besteht großes Interesse, vor allem an konkreten Praxisergebnissen. Welche Rolle spielt dabei die Solarthermie? Grundsätzlich eine wichtige. Wärmenetze mit solarer Unterstützung sind einer der Bausteine, um den Klimaschutz und die Energiewende voranzubringen. Die Lösung wird in einer Kombination aus Technologien liegen. Und Beispiele zeigen ja auch, dass es Möglichkeiten gibt, Solarthermie- Anlagen wirtschaftlich zu betreiben. Dies scheint aber sehr von den lokalen Gegebenheiten abzuhängen. Was fehlt noch zur Umsetzung von mehr innovativen Technologien und neuen Geschäftsmodellen? Dass die thermischen Solaranlagen in wohnungswirtschaftlichen Wärmenetzen bisher noch nicht „in Fahrt gekommen“ sind, ist aus meiner Sicht weniger eine technologische als vor allem eine praktische Frage. So ist eine Voraussetzung die Verfügbarkeit passender Freioder Dachflächen. Auch wird Wärme derzeit nicht nach ihren Treibhausgasemissionen, sondern nach dem Primärenergiefaktor bewertet. Bei Netzen mit KWK mit hoher Stromauskopplung ist daher der Anreiz gering, thermische Solaranlagen einzubinden. Vielleicht fehlt auch die Überzeugung darüber, dass die Anlagen ausgereift sind und einfach und zuverlässig das liefern, was geplant ist. Mangelndes Vertrauen, Flächenrestriktionen und niedrige Primärenergiefaktoren führen dann zu einer Zurückhaltung, solche Projekte anzugehen. Zudem macht der derzeitige Boom der PV es den solarthermischen Anlagen schwer, hier besteht quasi eine Flächenkonkurrenz: Wer aktuell an Dächer denkt, der denkt schnell in Richtung Photovoltaik. Also alles eine Imagefrage? Wenn Sie so wollen, ja. Eine stärkere Kommunikation von Erfolgsbeispielen im Hinblick auf das Kosten-Nutzen-Verhältnis, CO2-Einsparungen, Umsetzung, Wartungsaufwand und Langlebigkeit werden sicherlich helfen, dem Thema solare Wärmenetze innerhalb der Wohnungswirtschaft mehr verdiente Aufmerksamkeit zu verschaffen. Im Gespräch: Dr. Ingrid Vogler, Leiterin Energie und Technik beim GdW Bundesverband deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen e.V. Infoblatt Solare Wärmenetze | Nr. 3 „GROSSES INTERESSE AN KONKRETEN PRAXISERGEBNISSEN“

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Donnerstag, 1. August, 2019|

Versorger erwärmen sich für Solarthermie

7 Solare Wärmenetze Juli 2019 Seit dem 21. Juni liegt die Baugenehmigung für Deutschlands bald größte Solarthermieanlage vor. Nun können auf dem Ludwigs bur - ger Römerhügel die Bagger anrücken. Solarkollektoren mit einer Gesamtflä - che von 14.800 Quadratmetern wird der Hersteller Arcon-Sunmark hier in den kommenden Monaten platzieren. Bezogen sich in den vergangenen Jahren die meisten Meldun gen über neue solare Wärmenetze auf ländliche Solar-Bioenergiedörfer von Bürger ener - gie gesellschaf ten, so beweist das Ludwigsburger Projekt nun endgültig, dass auch klassische Fernwärmebetreiber in urbanen Ballungsräumen Solarthermie als nachhaltige und kostengünstige Wärmequelle entdeckt haben. Die Reihe der Stadtwerke, die Multimegawatt- Anlagen planen, bauen und betreiben, wird immer länger. Allein in diesem Jahr wurden und werden neben Ludwigsburg noch mindestens drei weitere Anlagen im Megawattmaßstab von Stadtwerken fertiggestellt: in Erfurt 1700 m2, Halle 5000 m2 und (siehe Seite 10) in Bernburg 8600 m2. Weitere konkrete Planungen sind aus Städten wie Greifswald, Kempen, Hennigsdorf, Neubrandenburg und Potsdam be kannt, während sich eine ganze Reihe weite rer Stadtwerke mit ihren Plänen noch bedeckt halten. Die Teilnehmerlisten einschlägiger Veranstaltungen, wie des „Forums Solare Wärmenetze“, das Anfang Juni zum dritten Mal in Stutt gart stattfand, sprechen jedenfalls für ein stark wachsen des und immer konkreteres Interesse der kommunalen Fern - wärmeversorger an der Solarthermie. Vorreiter der Entwicklung waren Kommunen wie Neckarsulm (5700 m2) und Crailsheim (7400 m2), deren Stadtwerke innerhalb von Forschungs- und Demonstrationsprojekten mit großzügiger öffentlicher Unterstützung schon Anfang der 2000er Jahre sehr große Solarthermieanlagen mit Sai sonal spei - chern für Öko-Quartiere errichte ten. Die Anlagen beweisen bis heute, dass Solarthermie gerade im großen Maßstab technisch ausgereift und eine lang - fristig sichere Investition ist. Viele Probleme, die von kleineren Anlagen bekannt sind, wie etwa die Stagnation des Solarkreislaufs bei Überschuss wär me im Sommer, können bei fernwärmegekoppelten Anlagen oder solchen mit Langzeitwärmespeicher gar nicht erst auftreten. Trotz der guten Erfahrungen entstanden nach der Pionierphase Anfang der 2000er Jahre kaum neue große Solarthermieprojekte in Deutschland, während das Nachbarland Dänemark einen regelrechten Solarthermieboom in der Fernwärme erlebte. Überzeugende Erträge Der Wendepunkt kam erst mit der 8300-m2-Anlage der Stadtwerke Senftenberg, die 2016 ans Netz ging und seitdem die einst prognostizierten Ertragserwartungen Jahr für Jahr übe r - trifft. Dass hier im Jahr 2018 angesichts des Rekordsommers sogar ein Viertel mehr Solarwärme ins Netz eingespeist wurde als vorausgesagt, mag nicht verwun dern. Die Betriebswirte in Versorgungsunternehmen interessieren sich indessen mehr dafür, wie sich dies auswirkt auf die kalkulierten Wärmekosten. Pro solare Megawattstunde schnitt die Senftenberger Anlage nach Berech- Deutschlands Stadtwerke entdecken die Solarthermie. Zunehmend entstehen auch in urbanen Räumen große Kollektoranlagen für die Fernwärme. Stabile Wärme - preise, Langlebigkeit und Klimaschutz sprechen für die Technologie. Versorger erwärmen sich für Solarthermie Foto: Guido Bröer 8 Solare Wärmenetze Juli 2019 nungen des Herstellers Ritter XL in den ersten beiden vollen Heizperioden um 12,4 Prozent besser ab als vorausberechnet. Bei heutigen, weiter gesunke - nen Anlagenpreisen, beim üblichen Bundeszuschuss von 45 Prozent und bei einer kalkulierten Nutzungsdauer von 25 Jahren ergäbe sich laut Rolf Meißner von Ritter XL für die Senftenberger Anlage ein empirischer Wärmepreis von 1,72 Cent pro Kilowattstunde einschließlich aller Nebenkosten. Bislang bewahrheitet sich also die Devise des Senftenberger Stadtwerke- Chefs Detlef Moschke, der ein ums andere Mal betont, die Solaranlage allein aus wirtschaftlichen Gründen gebaut zu haben. Das macht den Unterschied zu früheren Demonstrationsprojekten, wo es weniger um Ökono mie als um Ökologie ging. Und gerade mit seiner rein wirtschaftlichen Argumentation macht Moschke Kollegen in der Versorger- Bran che hellhörig. Exkursio nen des Fernwärmeverbandes AGFW nach Senf ten berg sind stets ausgebucht. Energiekonzern ist zufrieden Auch Berlin-Köpenick, wo der Vattenfall- Konzern direkt neben seinem Heiz - werk seit einem Jahr eine 1000-m2- Flachkollektoranlage des dänischen Marktführers Arcon-Sunmark be treibt, hat sich inzwischen zur Pilger stätte für Fern wärmeexperten ent wickelt. Im Unterschied zu Senftenberg, wo die Kollektoren während des weit überwiegenden Teils ihrer Betriebsstunden in den mehr als 95 Grad heißen Vorlauf des zentralen Wärmenetzes einspeisen, fließt die Solarwärme in Köpenick ausschließlich in den kühleren Rücklauf. Vorlaufeinspeisung ist bei Fernwärmebetreibern zwar in der Regel belieb - ter, der Effizienz der Kollektoren sind die niedrigeren Arbeitstempe ra turen im Rücklauf freilich zuträglich. Und so kann auch Thomas Jänicke-Klingen - berg, bei Vattenfall unter anderem verantwort lich für die beschlossene Dekarbonisierung der Fern wärme, auf sehr gute Betriebser geb nisse ver wei - sen. 520 Megawattstunden (MWh) statt der er war teten 440 MWh lieferte das Köpenicker Solarfeld im ersten Betriebs - jahr. Es lag damit 18 Prozent über den Prognosen. Die Themen, die den Energiekon - zern Vattenfall umtreiben, der sein Berliner Wärmenetz bis 2030 kohlefrei und bis 2040 erdgasfrei betreiben will, ste - hen auch bei anderen Wärmeversor - gern auf der Tagesordnung. Nach Vorgaben aus Brüssel müssen alle Fernwärmenetzbetreiber ab 2020 Jahr für Jahr den Anteil von erneuerbaren Energien im Netz um mindestens 1 Prozent steigern. Solarthermie steht deshalb bei immer mehr Versorgern auf der Agenda. In städtischen Ballungsräumen erscheint zwar das Finden geeig neter Flächen fast immer als Problem. Allerdings gibt es dafür bei systematischer Flächensuche und frühzeitiger Beteiligung der maßgeblichen Behör den oft gute Lösungen. Für kleinere Anlagen findet sich – ähnlich wie in Köpenick – häufig schon auf Flächen der Ver sorger ein Plätzchen. So konnten die Stadtwerke Erfurt im Mai in unmit telbarer Nachbarschaft bestehender Fernwärmeleitun - gen gleich zwei Solar thermie anlagen einweihen. Mit einer Vakuumröhrenkollektoranlage (1155 m2) von Ritter XL und einem Flachkollektorfeld (550 m2) des öster reichischen Anbieters Solid wollen sie testen, welche Technologie für künftig geplante, wesentlich grö - ßere Solarprojekte in Frage kommt. Auch in Halle wird die Stadtwerke- Tochter Energieversorgung Halle (EVH) für die Solarisierung ihres Fernwärmenetzes eine eigene Fläche von rund einem Hektar verwenden, die bislang als Freilager für Materialien genutzt wurde. Für 374 Großflächenkollektoren ist da - rauf Platz, die zusammen eine Bruttokollektorfläche von 5091 m2 haben werden. Der Kommunalversorger sieht darin nur einen Anfang: „Die Größe der Anlage und deren Bedeutung für den Fernwärmebedarf bieten eine optimale Möglichkeit, für weitere Projekte Erfahrungswerte zu erwerben“, heißt es von Seiten der Stadtwerke-Pressestelle. Integration in den Grüngürtel Von den Stadtwerken Ludwigsburg- Kornwestheim, die jetzt die 14.800 m2 große Solarthermieanlage bauen, wur - de das Flächenthema besonders ele - gant gelöst. Die 1088 Kollektoren pflanzen sie auf einer Altlasten-Fläche un - weit ihres seit 10 Jahren existie renden Biomasse-Heizwerkes. Nicht nur die kurze Anbindeleitung spricht für diesen Standort. Vielmehr dient die künftige bunte Wiese zwischen den Kollek toren sogar als Lückenschluss für den geplanten Grüngürtel rings um Ludwigsburg. In dessen Verlauf wird auch ein Spazierweg mit Energielehr pfad am Kollektorfeld ent lang geführt. Dass im fortgeschrittenen Planungsstadium plötzlich streng ge - schütz te Zaun- und Mauer eidechsen auf der geplanten Solarfläche entdeckt wurden, durchkreuzte zwar die Zeitplä - ne. Die Verant wortli chen nahmen es allerdings als Herausforderung. Für die Reptilien wur den in der Nähe neue Habi tate aus Steinen und Altholz geschaffen. So konnte nach gelungener Umsiedlungsaktion jetzt die ersehnte Baugenehmigung an die Stadtwerke erteilt wer den. Und nach den Unterkünften der wärmeliebenden Rep ti lien wird die Sonne bald auch menschliche Habitate beheizen. Guido Bröer Die Stadtwerke Erfurt (SWE) haben gleich zwei Solarthermieanlagen an einem Standort gebaut, um die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Systeme zu prüfen. Foto: SWE/Steve Bauerschmidt Solare Wärmenetze Mit den schlüsselfertigen Solarwärme-Großanlagen von Arcon-Sunmark erzeugen Sie Ihre eigene Wärme und sparen damit nicht nur echtes Geld, sondern unterstützen aktiv den Umweltschutz. Als Marktführer mit über 25 Jahren Erfahrung in Großanlagen ist Arcon-Sunmark ein kompetenter Ansprechpartner rund um die Beratung, Installation und Betreuung individueller Solarthermie-Anlagen. Wir freuen uns auf Sie! www.arcon-sunmark.com JETZT UMSTEIGEN AUF UMWELTFREUNDLICHE UND GÜNSTIGE WÄRME Arcon-Sunmark GmbH Clermont-Ferrand-Allee 26e 93049 Regensburg info@arcon-sunmark.com Tel. 0941-64090804 Marktstatusbericht: Solarthermie in der Fernwärme 34 solarthermische Großanlagen mit einer Gesamtleistung von 44 Megawatt (MW) und einer Bruttokollektorfläche von 62.700 Quadratmetern sind derzeit in Deutschland in Fernwärmenetze eingebunden. Dies geht aus einem aktuellen Marktstatusbericht hervor, den das Steinbeis-Forschungsinstitut Solites Anfang Juni in Stuttgart vorgestellt hat. Die Branche erwartet für die nächsten Jahre ein beschleunigtes Wachstum und stellt sich langfristig auf einen fünfzigfach vergrößerten Markt ein. Bereits im Jahr 2019 werden nach Berechnungen von Solites, ergänzt um jüngste Informationen der Energiekommune- Redaktion, voraussichtlich weitere 33.000 m2 Kollektor - fläche an den Start gehen, so dass die vorhandene Anlagenleistung um mehr als die Hälfte wachsen wird. Den Löwen anteil werden dazu allein die drei größten Anlagen in Ludwigsburg (14.800 m2), Bernburg (8600 m2) und Halle (5091 m2) beitragen. Für die kommenden fünf Jahre bis 2023 erwartet Dirk Mangold, Leiter des Steinbeis-Forschungsinstituts Solites, eine Verdopplung der Anlagenzahl auf 70 große Solarsyste - me mit einer Verdreifachung der Leistung auf dann 140 MW. „Diese Zahl errechnet sich aus bereits laufenden Projekten und konkreten Machbarkeitsstudien, wobei wir die jeweilige Realisierungswahrscheinlichkeit als Faktor einkalku liert haben“, erläutert Mangold. Gemessen an den offiziellen Ausbauzielen, wie sie in der Energieeffizienzstrategie Gebäude der Bundesregierung dargelegt sind, könne die derzeitige, sehr positive Marktentwicklung freilich nur als ein Anfang betrachtet werden, betont der Wissenschaftler: „Bis zum Jahr 2050 möchte die Bundesregierung den Beitrag der Solarthermie zur Fernwärmeversorgung massiv steigern. Bei einem Anteil von 15 Prozent entspricht dies 12 Terawattstunden pro Jahr. Dafür wird eine installierte Leistung von rund 21 Gigawatt benötigt, also eine Kollektorfläche von rund 30 Millionen Quadratmetern. Wir brauchen somit einen Zubau von 1 Million Quadratmetern pro Jahr. Das bedeutet einen Faktor 50 gegenüber dem heutigen Markt!“ Euch auf europäischer Ebene finden solche Prognosen ihre Entsprechung. Werner Lutsch, Geschäftsführer des deutschen Fernwärmeverbandes AGFW und Präsident der europäischen Vereinigung Euroheat & Power verweist auf einen langfristigen europäischen Bedarf von 240 Terawattstunden Solarthermie in der Fernwärme im Jahr 2050. Der Marktstatusbericht ist als 4-seitige Bro schüre im Internet abrufbar unter https://bit.ly/2FInNA7 oder kann in Papierform kostenlos bestellt werden bei info@solites.de. SOLARTHERMIEANLAGEN IN DER FERNWÄRME Grafik: Solites/Energiekommune 10 Solare Wärmenetze Solarthermie Anlagen Im Norden geht die Sonne auf! garantiert höchste Erträge stabile Wärmepreise schlüsselfertig oder im Contracting Jetzt anrufen und eine unserer über 15.000 m² großen Referenzanlagen in Dänemark besuchen! Savosolar Kühnehöfe 3 | 22761 Hamburg info@savosolar.de | ✆ +49 (0) 40 500 349 7-0 GmbH J u li 2019 Bernburg setzt auf Sonne Die Stadtwerke Bernburg (SWB) in Sachsen-Anhalt schicken sich an, die zweitgrößte Solarthermieanlage Deutschlands für ihr Fernwärmenetz zu bauen. Nach Windkraft, Kraftwärme kopp lung mit Biomethan und Photovoltaikanlagen, mit denen sich die Stadtwerke zum Vorreiter in Sachen Mieterstrom machten, ist jetzt das Fernwärmenetz an der Reihe. Eine große Solarthermieanlage soll die Ökobilanz des Wärmenetzes in der 36.000-Einwohner- Stadt verbessern. Gerald Bieling, Geschäftsführer der Stadtwerke, sagt: „In den vergangenen Jahren haben wir vornehm - lich in Photovoltaik- und Windkraftanlagen zur umweltfreundlichen Stromerzeugung investiert. Mit der neuen So lar thermieanlage können wir nun auch den Wärmebedarf der Stadt Bernburg zunehmend aus regenerativen Quellen abdecken.“ Mit 8603 m2 Bruttokollektorfläche dürfte die Anlage Ende 2019 die zweitgrößte in Deutschland sein – nach Ludwigsburg, wo derzeit mit 14.800 m2 der neue Rekordhalter entsteht, und noch vor Senftenberg, wo die 8300 m2 große Röhrenkollektoranlage nach drei Jahren bald die Spitzenposition abgeben wird. Partner der Stadtwerke Bernburg ist bei diesem Projekt der Weltmarktführer Arcon-Sunmark. Das Konzept stammt von der EEB Enerko Energiewirtschaftliche Beratung GmbH. Das Investitionsvolumen beträgt 3 Millionen Euro. Davon sind 1,35 Millionen staatliche Zuschüsse. gb Veranstaltungstipp: Holz und Sonne Am 25./26. September 2019 findet der 19. Fachkongress Holzenergie als Topveranstaltung des deutschen Holzenergiemarktes statt. Dort wird es erstmals ein Forum zur „Kombination von Solarthermie und Biomasse“ geben. 250 Experten werden zur jährlichen Leitveranstaltung in Würzburg erwartet. Für viele bestehende und künftig ge - plante Holzenergie-Anlagen stellt die Solarthermie eine gute Ergänzung dar. Solarwärme spart Brennstoff und entlastet den Kessel vom ineffizienten Teillastbetrieb in den Sommermonaten. Das Bewusstsein dafür steigt in der Holzbranche. www.fachkongress-holzenergie.de Crailsheim ist in Sachen solare Fernwärme immer eine Reise wert. So zeigten sich während des 3. Forums solare Wärmenetze Exkursionsteilnehmer beeindruckt von der Pionierarbeit, die hier immer noch geleistet wird. Nicht nur weil die seit 2002 in mehreren Bauabschnitten auf insgesamt 7400 Quadratmeter gewachsenen Kollektor - felder jahrelang die größten in Deutsch land waren. Auch technisch und in Sachen Ökologie hat die Anlage einige Highlights zu bieten. So wird die Solarwärme teilweise in einem Bohrlochspeicher bis in den Winter gerettet und dann per Wärmepumpe veredelt. Zoologen sind derweil entzückt von den im Umfeld der Kollektoren entstandenen Trocken biotopen, wo seltene Insektenarten wie die blauflügelige Ödlandschrecke heimisch geworden sind. EXKURSIONSZIEL SOLARTHERMIE Foto: Guido Bröer Foto: Guido Bröer Holzheizwerk mit Kollektorfeld – zu Nachahmung empfohlen.

Julian Kuntze2023-03-22T11:50:52+01:00Montag, 1. Juli, 2019|
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