Die Wärmeversorgung als kommunales Ziel der Energiewende - GBI

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25.03.2015 © Copyright by GBI, copy and use only with permission of GBI mbH & Co.KG Die Wärmeversorgung als kommunales Ziel der Energiewende Andreas Zacherl GF GBi mbH & Co KG

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Die Wärmeversorgung als kommunales Ziel der

Energiewende

Andreas Zacherl

GF GBi mbH & Co KG

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Entsorgung Versorgung

Analyse

Entwicklung

GeoDaten

Innovation

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3 Standorte• Herzogenaurach• Montabaur• Fürth

26/30 Mitarbeiter• 2 Geschäftsführer• 7 Bauingenieure• 1 Geograf• 1 Geologe• 4 Technische Zeichner• 2 Bautechniker• 1 Auszubildender• 3 Verwaltungsmitarbeiter• 5 studentische Hilfskräfte• 4 freie Mitarbeiter

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Mitgliedschaften

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Klimaziel

Quelle:http://www.zeit.de

Die Bundesregierung hat sich auf konkrete Punkte ihres Klimaschutzpakets geeinigt, wie dpa aufBerufung auf Regierungskreise berichtet. Die Maßnahmen sollen zwischen 62 und 78 MillionenTonnen Kohlendioxid zusätzlich einsparen. Das ist notwendig, damit Deutschland seine Klimazieledoch noch erreicht. Bis 2020 sollen die Emissionen im Vergleich zum Jahr 1990 um 40 Prozentreduziert werden – ein Ziel, das Deutschland nach aktuellem Stand deutlich verfehlen wird.Im Zentrum der Maßnahmen stehen demnach Einsparungen von 25 bis 30 Millionen Tonnen CO2 durch einen geringeren Energieverbrauch, etwa durch energetische Sanierungen und bessere Dämmung. Um dafür weitere Anreize zu schaffen, sollen Sanierungskosten künftig mindestens teilweise über mehrere Jahre von der Steuerschuld abgezogen werden können. Hierzu soll ein Gesamtpaket mit den Ländern geschnürt werden.

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Die Wärmeversorgung als kommunales Ziel der

Energiewende

Quelle:http://www.energieagentur.nrw.de - Klimahandbuch

Viele Gemeinden stellen sich der Herausforderung, die eigene Energieversorgung mitregenerativen Energien sicher zu stellen und durch eine positive Energiebilanz einenumfassenden Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.

Gesamtkonzepte bilden alle relevanten Bereiche wie Mobilität, Strom- undWärmeversorgung ab.

Ziel energieautarker Gemeinden oder Regionen ist es, die Energieversorgung vonfossiler Energie zumindest bilanziell unabhängig zu machen und den Bedarf zu 100%aus erneuerbaren Quellen im eigenen Gemeindegebiet zu decken.

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Ziel und Motivation für eine kommunale Energieautarkie ist die Stärkung der Versorgungssicherheit,die Unabhängigkeit von Energieimporten, eine kalkulierbare Stabilität der Energiepreise und einesignifikante Ausnutzung der lokalen Wertschöpfungspotenziale. Mit einer breiten, gelungenenAkteurs- und Bürgerbeteiligung wird darüber hinaus Akzeptanz für die Energiewende vor Ortgeschaffen.

Quelle:http://www.energieagentur.nrw.de - Klimahandbuch

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Die Zielerreichungsstrategie basiert im Wesentlichen auf drei Handlungsfeldern:

• Ausbau Erneuerbarer Energien (= Ersatz fossiler Brennstoffe)

• Steigerung der Energieeffizienz (= Energieeinsparung)

Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger (= Akzeptanz und Wertschöpfung)

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Bei jeder Kommune, die das Ziel der Energieautarkie verfolgt, gilt es einen individuellen Weg zum

maximalen Ausbau des Anteils der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung

auszuarbeiten.

Dies betrifft alle erneuerbare Energien (Wind, Sonne,Erde, Wasser, Biomasse) gleichermaßen

sowie eine sinnvolle Vernetzung der Energieträger untereinander, z.B. durch Errichtung

regenerativer Energieparks. Hierfür eignen sich insbesondere Konversionsflächen oder

Brachflächen zur Folgenutzung.

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Ein weiterer Handlungsansatz ist die Substitution der fossilen Energieträger bei der

Wärmeversorgung. Im ländlichen Raum kommen dabei insbesondere Biogasanlagen oder

Holzhackschnitzelanlagen in Betracht. Auch der Ausbau von regenerativen Wärmeversorgungsnetzen

und die Technologie der Kraft-Wärme-Kopplung als effiziente Energiegewinnungsformen stellen

sinnvolle Alternativen dar.

Eine wichtige Bedeutung bei der Erreichung kommunaler Energieautarkie kommt außerdem der

lokalen Netzinfrastruktur sowohl für Strom als auch für Gas zu. Lokale Betreibermodelle sind hier

unter Umständen geeignete Instrumente zur Sicherung der örtlichen Energieversorgung, langfristiger

Preisstabilität sowie der Unabhängigkeit von Energieimporten.

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2. Steigerung der Energieeffizienz

Neben einer konsequenten Umstellung auf erneuerbare Energien stehen im zweiten

Handlungsfeld Energieeinsparungspotenziale und Energieeffizienzmaßnahmen im Vordergrund.

Dabei geht es insbesondere in den Bereichen der Wärme- und Stromversorgung sowie der

Mobilität um nichtausgeschöpfte Einsparmöglichkeiten. Dies zielt neben dem Ausbau des

Angebotes effizienter Wärmeversorgungssysteme nicht zuletzt auf Einflussmöglichkeiten auf das

Nutzerverhalten (s.u.). Dazu ist der Aufbau umfangreicher zielgruppenspezifischer Informations-

und Beratungsangebote von entscheidender Bedeutung. Ebenso ist eine lokale Verankerung

sowie ein entsprechender Ausbau lokalen Know Hows von möglichst vielen Akteuren vor Ort

wichtiger Bestandteil einer entsprechenden Breitenwirkung (capacity building). Eingebunden

werden müssen die privaten Haushalte, Unternehmen aus Industrie und Gewerbe sowie die

Kommune mit ihrer wichtigen Vorbildfunktion gleichermaßen.

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3. Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger

Ein wichtiger Garant für die Akzeptanz ist die Sicherung einer möglichst hohen

Mitwirkungsbereitschaft der Bevölkerung an der Zielsetzung kommunaler Energieautarkie. Diese ist

nicht alleine die Aufgabe der öffentlichen Hand, der Energieversorgungsunternehmen oder

einzelner Akteure, sondern eine gesamtgesellschaftliche Herausforderung für das Gemeinwesen.

Für die Bürger bedeutet dies, dass die Energiewende nicht nur auf technische Innovationen und

Neuerungen basiert, sondern vor allem durch eine Bewusstseinsänderung der Bevölkerung

vollzogen werden wird. Es geht dabei primär darum, die Ideen von Klimaschutz in die Köpfe der

Menschen zu transportieren, für Mitwirkung zu werben, eine möglichst breite Umsetzungsebene

aufzubauen und langfristig eine Verhaltensänderung beim Energieverbrauch zu bewirken. Daher

sind Maßnahmen und Projekte zur Änderung des Verbraucherverhaltens ein wichtiger integrativer

Konzeptansatz in der Strategie zur kommunalen Energieautarkie.

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Steigerung der Effizienz , Nutzung vorhandener Wärmequellen

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Eine Möglichkeit, vorhandene Wärme alsEnergielieferant zu nutzen, bieten Luftwärmepumpen.Die durch die Kläranlagengebläse produzierte Wärmewird mittels eines Ventilators angesaugt und mithilfeeiner Wärmepumpe für Heizzwecke und zurWarmwasserbereitung aufbereitet.

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Abwasserwärmerückgewinnung

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Als Abwasserwärmerückgewinnung (AWRG) wird die Nutzung der im Abwasser enthaltenenthermischen Energie bezeichnet. Häusliches und industrielles Abwasser haben ein hohes Potential anWärme, welche bisher weitgehend ungenutzt der Kanalisation zugeführt wird.

Abwasser aus dem kommunalen KanalisationssystemSowohl bei Kanalneubauten als auch bei Nachrüstungen können standardisierte Wärmetauscherplatten aus Chromstahl entlang des Bodens eines Abwasserkanals montiert werden.Dem durchschnittlich ~15 °C warmen Abwasser kann somit je nach kommunaler Vorschrift bis auf5 °C Wärme entzogen werden. Voraussetzung für einen zuverlässigen Betrieb ist eine kontinuierlicheAbwassermenge, was wiederum bedingt, dass das zu versorgende Objekt in Reichweite einerhinreichend stark durchströmten Kanalisation oder in der Nähe einer ARA(Abwasserreinigungsanlage) gebaut wird. Wie bei allen AWNA-Lösungen ist das ThemaVerschmutzung nicht zu vernachlässigen. Systembedingt bilden Feststoffe kein Problem, da sie beigenügend Volumenstrom einfach über den Tauscher gespült werden. Im Betrieb bildet sich ein sogenannter Biofilm, auch Siehlhaut genannt, auf der Tauscheroberfläche, welcher einewärmeisolierende Wirkung besitzt. Schon in der Projektphase muss dies berücksichtigt werden, daentweder eine periodische Reinigung oder eine entsprechende Überdimensionierung eingeplantwerden sollte. Eine Nutzung aus der Kanalisation bedarf der Bewilligung der Betreiber derKanalisation, im Normalfall der Kommune. Vor allem bei Sanierungsarbeiten am Kanalsystem ist dieseLösung eine interessante Variante und bietet den Kommunen zudem die Möglichkeit, alsEnergiecontractor aufzutreten.

Quelle:http://www.wikipedia.de

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Das Abwasser wird in einem außerhalb der Gebäudehülle liegenden Schacht zentral gesammelt undihm mit einem Wärmetauscher die Energie entzogen. Die tageszeitlichen Schwankungen derAbwassermenge werden dadurch gepuffert. Das System kann somit auch für "kleinere" Objekte(>25 Wohneinheiten oder adäquate Wassermenge) eingesetzt werden. Auch bei dieser Lösung istder Wärmetauscher und die Wärmepumpe durch einen Solekreislauf miteinander verbunden. DieStrecken zwischen Gebäudehülle und Schacht sind sehr kurz und die Verluste an die Umgebungminimal, wodurch die durchschnittlichen gemessenen Temperaturen etwa ~23 °C betragen.Entgegen dem Kanalisationssystem kann nur die Abwärme genutzt werden, welche aus dem Objektstammt. Das wiederum bedingt, dass es nur für Bauvorhaben mit entsprechendemAbwasservolumen sinnvoll ist - prädestiniert sind Überbauungen, Hotels, Spitäler, Heime,Wellness/Bäder und Sportanlagen sowie Industrie mit Prozessabwärme. Durch den Einsatz derWärmepumpe kann mit der Abwasserwärmerückgewinnung der Warmwasserbedarf im Einzelfallsogar vollständig gedeckt werden. Bezüglich Verschmutzung wird der im Schacht integrierte Filter jenach System entweder regelmäßig manuell gereinigt oder automatisch, beispielsweise einmal amTag, zur Selbstreinigung rückgespült. Je nach System sind noch etwa alle 3–4 Jahre zusätzlicheKanalreinigungs-Services nötig, an denen der Schacht von außen durch Serviceöffnungen gereinigtwird.

Abwasserwärmerückgewinnung

Abwasser direkt vom Objekt

Quelle:http://www.wikipedia.de

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„Abwasser enthält eine große Wärmemenge, die mittels moderner

Wärmepumpentechnologie zur Beheizung von Gebäuden verwendet werden kann. Das

Potenzial dieser erneuerbaren Energiequelle ist sehr groß. Mit Abwasserwärme könnten –

vom Angebot her – 10 % aller Gebäude in Deutschland beheizt werden.“

(Quelle: Merkblatt DWA M 114)

1.Außenliner: Brandenburger BBplus® -Liner zur Sanierung des Kanals2.Wärmetauschermatte in der Kanalsohle als Absorber zur Wärmerückgewinnung3.Innenliner: Brandenburger BBplus® -Liner zur Fixierung und zum Schutz der Wärmetauschermatte

Quelle:http://www.brandenburger.de

Abwasserwärmerückgewinnung