Die Bachelorarbeit untersucht das Optimierungspotenzial der Wärmenutzung von Biogasanlagen (BGAs) in Stadt und Landkreis Rosenheim, einschließlich relevanter Daten wie elektrische Nennleistung und Heizwärmeerzeugung. Es wird festgestellt, dass von der jährlichen Wärmeerzeugung von etwa 154 GWh rund 51 GWh ungenutzt bleiben, und es wurden Cluster identifiziert, die für ein Wärmeverbundsystem geeignet sind. Die Ergebnisse zeigen ein hohes Wärmenutzungspotenzial, das jedoch aufgrund saisonaler Nutzungsmöglichkeiten und ungenutzten Wärmequellen nicht vollständig ausgeschöpft wird.

1. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 1
Studiengang Produktionstechnik
Optimierungspotenzial der Wärmenutzung von Biogasanlagen mittels Wärmeverbünden in
Stadt und Landkreis Rosenheim
Eine Bachelorarbeit im Rahmen der Energiezukunft Rosenheim

2. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 2
Studiengang Produktionstechnik
Datenquellen: Zu den aufgenommenen Daten gehören:
•der Standort der BGA
•die elektrische Nennleistung
•die Stromerzeugung für das Jahr 2012 (ersatzweise für 2011)
•die Vollbenutzungsstunden (VBH)
•Angaben zu den erhaltenen Vergütungen und Boni Daraus abgeleitete Kenndaten:
•thermische Nennleistung
•Wärmeerzeugung pro Jahr
•ungenutzte Wärmemenge pro Jahr
•Anteil der genutzten/ungenutzten Wärmemenge an der erzeugten Wärme
•maximale Trassenlänge für eine Wärmenetz (Voraussetzung: 500 kW/(Trm·a))
Datenbasis zu den Biogasanlagen in Stadt und Landkreis Rosenheim

3. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 3
Studiengang Produktionstechnik
Einführung des EEGs im Jahre 2000
→ Gezielte Förderung von Anlagen, die erneuerbare Energien verwenden
Novellierungen: EEG 2004 und EEG 2009
→ Erhöhung der Mindestvergütung unter bestimmten Voraussetzungen (Boni)
EEG 2012
→ Abschaffung der Boni
→ Einführung von zwei Einsatzstoffvergütungsklassen
→ Strengere Voraussetzungen für Anspruch auf Vergütung
Die Entwicklung der BGAs in Stadt und Landkreis Rosenheim

4. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 4
Studiengang Produktionstechnik
Standort und elektrische Nennleistung der BGAs in Stadt und Landkreis Rosenheim
•Gesamtanzahl an BGAs: 102 davon sind 5 nicht in Betrieb → 97 BGAs in Betrieb
•Gesamtanzahl an BHKWs: 112 davon sind 6 nicht in Betrieb → 106 BHKWs in Betrieb
•Elektrische Nennleistung der BHKWs: zwischen 6 und 1675 kWel gesamt: ca. 18 MWel

5. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 5
Studiengang Produktionstechnik
Die Wärmenutzung der BGAs in Stadt und Landkreis Rosenheim
Gesamtwärmeerzeugung:
ca. 154 GWh/a (Ø 1,6 GWh/a)
Ungenutzte Wärmemenge:
ca. 51 GWh/a

6. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 6
Studiengang Produktionstechnik
Darstellung der maximalen Trassenlänge und Identifizierung möglicher Cluster
Wenn Wärmenutzung ˃ 35 %:
→ Annahme: im Winter erzeugte Wärme aufgebraucht
Wenn Wärmenutzung ≤ 35 %:
→ Berechnung der maximalen Trassenlänge (theoretisches Potenzial) mittels Mindesttrassen-belegung von 500 kWh/(Trm·a)
Für ein größeres Gesamtpotenzial:
Zusammenschluss mehrerer BGAs untersuchen
→ acht Cluster identifiziert

7. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 7
Studiengang Produktionstechnik
Standorte werden untersucht, wenn:
1. Gesamtwärmepotenzial ˃ 1500 MWh/a
→ 4 Cluster
→ 5 einzelne BGAs
2. Gesamtwärmepotenzial ˃ 1000 MWh/a und
Anteil bereits genutzter Wärme ˂ 15 %
→ 3 einzelne BGAs
Identifizierung der BGAs bzw. Cluster mit einem großen Gesamtpotenzial

8. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 8
Studiengang Produktionstechnik
BGAs: 1, 3, 4, 5, 10, 32, 33 und 37
Gesamtpotenzial:
Jahreswärmeerzeugung: 14,1 GWh/a
Ungenutzte Wärme: 8,5 GWh/a
Maximale Trassenlänge: 12,4 km
Identifiziertes Cluster, bestehend aus BGA 1 und 3
Gesamtpotenzial:
Jahreswärmeerzeugung: 7,0 GWh/a
Ungenutzte Wärme: 4,1 GWh/a
Maximale Trassenlänge: 6,0 km
Benötigte Trassenlänge: 2,2 km
Übrige Trassenlänge zum
Anschluss der Verbraucher: 3,8 km
Beispiel: Cluster in der Gemeinde Amerang

9. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 9
Studiengang Produktionstechnik
Ziele der persönlichen Befragung:
•Ermittlung der Art der Wärmenutzung
•Ermittlung des Potenzial zur Nutzung der Wärme in den Wintermonaten
•Überprüfung der Aktualität der Daten Ergebnisse der Befragung:
•Hauptnutzung: die Beheizung eigener Gebäude
•In 3 Fällen wird die ungenutzte Wärme im Sommer zur Hackschnitzeltrocknung eingesetzt.
•In 8 Fällen wird ein Wärmenetzes zur Versorgung von bis zu 17 Wohnhäusern betrieben.
•In 6 Fällen ist die Wärmenutzung seit 2012 gestiegen. → Bei 3 der befragten BGAs besteht tatsächlich genügend Potenzial zum Betrieb eines Wärmenetzes.
Gezielte Befragung der BGA-Betreiber mit großem Gesamtpotenzial

10. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 10
Studiengang Produktionstechnik
Das Wärmenetz ist wie folgt ausgelegt:
•Abdeckung der Höchstlast zu 30 %
•Abdeckung des Wärmebedarfs zu 60 %
•Annahme: Anschlussquote von 80 %
Daten zum geplanten Wärmenetz in Evenhausen:
Thermische Leistung abzgl. Fermenter: 400 kW
Benötigte Leistung für das bestehende
Wärmenetz: 200 kW
Übrige thermische Leistung: 200 kW
Trassenlänge: 2419 m
Leistung abzgl. Verluste (16 W/m): 161 kW
Wärmebedarf der Verbraucher: 1753 MWh/a
Trassenbelegung: 725 kWh/(Trm·a)
Verluste: 19 %
Versorgung von 8 Gebäuden aus dem Bereich GHD
und 38 Wohngebäuden (alternativ: 47 Wohngebäude)
Planung eines Wärmenetzes in Evenhausen im Gemeindegebiet Amerang mit BGA 3

11. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 11
Studiengang Produktionstechnik
Zwischenfazit:
•Die Wärmenutzung in Stadt und Landkreis Rosenheim ist mit 45 % der Wärmeerzeugung (Stand 2012) relativ hoch.
•Oft kann die Wärme im Sommer nicht genutzt werden, da hierfür die Nutzungsmöglichkeiten fehlen.
•Durch Auslegung der Wärmelieferung auf die Spitzenlast bleibt häufig Wärmepotenzial ungenutzt.
•Bei einigen Anlagen oder Clustern besteht Ausbaupotenzial für Wärmeverbünde, wie z.B. bei BGA 3 in Amerang.
Noch offene Punkte:
•Untersuchung der anderen identifizierten BGAs mit großem Wärmepotenzial (für 2 BGAs der Gemeinde Pfaffing)
•Ermittlung des gesamten erschließbaren Potenzials
Zusammenfassung

12. © Monika Langwieder 26.09.2013/ 12
Studiengang Produktionstechnik
Danke für Ihre Aufmerksamkeit!