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BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-1-
Prof. Dr. Marco Braun; M.Sc. Markus Bohlayer; M.Sc. Markus Fleschutz; Hochschule Karlsruhe
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-2-
Prof. Dr. Marco Braun; M.Sc. Markus Bohlayer; M.Sc. Markus Fleschutz; Hochschule Karlsruhe
Wie können Industrie- und Gewerbegebiete als Verbundauf die Anforderungen der Energiewende reagieren?
Durchführung
Projektlaufzeit3 Jahre (Jan. 2016 bis Dez. 2018)
AnsatzKostenfreie Energiesystemanalyse in 10 Gewerbegebieten mit je 3-5 Unternehmen
Interflex4Climate und Win4Climate
Zusammenarbeit aus
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-3-
Prof. Dr. Marco Braun; M.Sc. Markus Bohlayer; M.Sc. Markus Fleschutz; Hochschule Karlsruhe
Interflex4Climate
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-4-
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Gliederung
• Projektbeschreibung• Methodik• Praxisbeispiel• Übersicht• Kommunalrichtlinie• Geschäftsmodelle
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-5-
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Wärmenetz
Externe Energieversorgung
Produktion des Unternehmens(Energiebedarf und Abwärmeangebot)
Energieanlagen des Unternehmens
Produktion
Speicher
Gaskessel
Wärmebedarf
Strombedarf Prozess 1Stromnetz Prozess 2
ErneuerbareEnergien
Gasnetz
Gebäudewärmebedarf
Prozesswärmebedarf
Gebäudestrombedarf
Abwärmeangebot- Menge, - Temperatur- Medium)
Mathematische Modellierung
Methodik
Ergebnis: - CO2 Emissionen- Kosten
Wärme-pumpe
Wärmespeicher
Gaskessel
BHKW
Umweltwärme
Prozess-abwärme
PV
Wärme-speicher
Batterie
Mathematische Optimierung Simulation
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-6-
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Super-Struktur
Praxisbeispiel : Abwärme aus Zementwerk
3
T1=380°C, T2=120°C,
2
E-Filter
Modellierung der relevanten Produktion Modellierung des Wärmeverbundes
Großer Verbund Kleiner Verbund Micro Verbund Großer Verbund
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-7-
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Praxisbeispiel
112
023
935
847
759
671
583
495
310
7211
9113
1014
2915
4816
6717
8619
0520
2421
4322
6223
8125
0026
1927
3828
5729
7630
9532
1433
3334
5235
7136
9038
0939
2840
4741
6642
8544
0445
2346
4247
6148
8049
9951
1852
3753
5654
7555
9457
1358
3259
5160
7061
8963
0864
2765
4666
6567
8469
0370
2271
4172
6073
7974
9876
1777
3678
5579
7480
9382
1283
3184
5085
6986
88
[kW
]
Stunden des Jahres
Jahresleistungsgang der ökonomische Optimierung
Leistung WT Leistung Kessel
112
124
136
148
160
172
184
196
110
8112
0113
2114
4115
6116
8118
0119
2120
4121
6122
8124
0125
2126
4127
6128
8130
0131
2132
4133
6134
8136
0137
2138
4139
6140
8142
0143
2144
4145
6146
8148
0149
2150
4151
6152
8154
0155
2156
4157
6158
8160
0161
2162
4163
6164
8166
0167
2168
4169
6170
8172
0173
2174
4175
6176
8178
0179
2180
4181
6182
8184
0185
2186
41
[kW
]
Stunden des Jahres
Jahresleistungsgang der ökologischen Optimierung
Leistung Wärmetauscher Leistung Kessel
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-8-
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Praxisbeispiel
großer Verbund kleiner Vernund MIcroVerbundMontagezuschlage (ohne
Netz) 110740 79447 61766
Pumpenkosten 20791 12000 6543Nahwärmeübergabestationen 303225 155550 72600Wärmetauscher 172324 172324 172324Netzkosten 1004530 657588 347622Zentralkessel 57362 57362 57362
Kost
en [€
]
Investitionskosten
großerVerbund
kleinerVernund
MIcroVerbund Referenz
Brennstoffkosten 47439 170378 212034 312979Stromkosten 2079 694 254Wartungskosten 8245 4801 4801 0
Kost
en [€
/a]
Betriebskosten
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Praxisbeispiel
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Referenz Micro Verbund Kleiner Vebund Großer Verbund
CO2-
Emiss
ione
n [t
/a]
Wärmeversorgungsbedingte CO2-Emissionen des Verbundes
Ergebnisse:
- Großes Interesse der Stadt, da Masterplan Klimaschutzkommune.
- Großes Interesse der Stadtwerke, da hohe Wirtschaftlichkeit durch kontinuierliche Abwärmequelle auf hoher Temperatur.
- Keine Kannibalisierung des eigenen Geschätsmodells, da keine Gas-Infrastruktur am Standort.
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-10-
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Übersicht: Struktur der untersuchten Gebiete
Wärme-aufnahme-
struktur
StrukturwärmeabgebenderUnternehmen
WärmeintensiveUnternehmen
Mittelständische Unternehmen
Mittelständische Unternehmen und Kommunale Liegenschaften
Kommunale Liegenschaftenund Wohnquartiere
Kleinst-unternehmenund Wohnquartiere
WärmeintensiveUnternehmen
2 1 1
Mittelständische Unternehmen
3 2 1
Kleinst-unternehmen
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Kommunalrichtlinie 2019
Kommunalrichtlinie 2019Die 10 wesentlichen Neuerungen im Überblick
Am 01. Oktober 2018 soll die neue Richtlinie zur Förderung von Klimaschutzprojekten imkommunalen Umfeld, kurz: „Kommunalrichtlinie“ im Rahmen der Nationalen Klimaschutz–initiative des BMU veröffentlicht werden. Das Inkrafttreten ist für den 01. Januar 2019 vorgesehen.
….
Die Förderung von Potentialstudien ersetzt die bisherige Förderung von Klimaschutzteilkonzepten.Die Studien sollen konkrete Umsetzungsempfehlungen für Investitionen in denBereichen Abfallentsorgung, Siedlungsabfalldeponien, Abwasserbehandlungsanlagen, Trinkwasser,Abwärme aus Industrie und Gewerbe sowie Digitalisierung geben.
…
Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Nukleare Sicherheit; Auszug
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-12-
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Geschäftsmodelle- Betrieb durch Industrieunternehmen Ausgründung einer Betreibergesellschaft
- Betrieb durch Stadtwerke Infrastruktur neu erstellen oder bestehende ausbauenAusfall- Ersatzinfrastruktur bereitstellen
Hemmnis: Bestehende Infrastruktur, z.B. Gasnetze
- Betrieb durch Konkurrenzunternehmen Hohe Wärmedichte erforderlich(Contractor) Vornehmlich in Gebieten ohne Gasanschluss
Zukunft ? --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- Third Party Access realisierter Wärmemarkt mit mehreren Industrieunternehmen im Nah/Fern Wärmenetz
BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-13-
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