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Die Wärmeversorgung als kommunales Ziel der Energiewende - GBI
Das Dokument beschreibt die Herausforderungen und Strategien zur kommunalen Energieautarkie in Deutschland, insbesondere durch den Ausbau erneuerbarer Energien und die Steigerung der Energieeffizienz. Maßnahmen wie die Rückgewinnung von Abwasserwärme und die Förderung von Bürgerbeteiligung sind entscheidend, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und die Klimaziele zu erreichen. Regionale Konzepte sollen die Umsetzung der Energiewende unterstützen und lokale Wertschöpfung fördern.
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- 1. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Die Wärmeversorgung alskommunales Ziel der Energiewende Andreas Zacherl GF GBi mbH & Co KG
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- 3. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Das Unternehmen 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 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
- 4.
- 5. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Klimaziel Quelle: http://www.zeit.de Die Bundesregierung hatsich auf konkrete Punkte ihres Klimaschutzpakets geeinigt, wie dpa auf Berufung auf Regierungskreise berichtet. Die Maßnahmen sollen zwischen 62 und 78 Millionen Tonnen Kohlendioxid zusätzlich einsparen. Das ist notwendig, damit Deutschland seine Klimaziele doch noch erreicht. Bis 2020 sollen die Emissionen im Vergleich zum Jahr 1990 um 40 Prozent reduziert 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.
- 6. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Die Wärmeversorgung alskommunales Ziel der Energiewende Quelle: http://www.energieagentur.nrw.de - Klimahandbuch Viele Gemeinden stellen sich der Herausforderung, die eigene Energieversorgung mit regenerativen Energien sicher zu stellen und durch eine positive Energiebilanz einen umfassenden Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Gesamtkonzepte bilden alle relevanten Bereiche wie Mobilität, Strom- und Wärmeversorgung ab. Ziel energieautarker Gemeinden oder Regionen ist es, die Energieversorgung von fossiler Energie zumindest bilanziell unabhängig zu machen und den Bedarf zu 100% aus erneuerbaren Quellen im eigenen Gemeindegebiet zu decken.
- 7. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Ziel und Motivationfür eine kommunale Energieautarkie ist die Stärkung der Versorgungssicherheit, die Unabhängigkeit von Energieimporten, eine kalkulierbare Stabilität der Energiepreise und eine signifikante Ausnutzung der lokalen Wertschöpfungspotenziale. Mit einer breiten, gelungenen Akteurs- und Bürgerbeteiligung wird darüber hinaus Akzeptanz für die Energiewende vor Ort geschaffen. Quelle: http://www.energieagentur.nrw.de - Klimahandbuch
- 8. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Die Zielerreichungsstrategie basiertim Wesentlichen auf drei Handlungsfeldern: • Ausbau Erneuerbarer Energien (= Ersatz fossiler Brennstoffe) • Steigerung der Energieeffizienz (= Energieeinsparung) Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger (= Akzeptanz und Wertschöpfung)
- 9. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 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.
- 10. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Ein weiterer Handlungsansatzist 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.
- 11. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 2. Steigerung derEnergieeffizienz 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.
- 12. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 3. Beteiligung derBürgerinnen 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.
- 13. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Steigerung der Effizienz, Nutzung vorhandener Wärmequellen 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Eine Möglichkeit, vorhandene Wärme als Energielieferant zu nutzen, bieten Luftwärmepumpen. Die durch die Kläranlagengebläse produzierte Wärme wird mittels eines Ventilators angesaugt und mithilfe einer Wärmepumpe für Heizzwecke und zur Warmwasserbereitung aufbereitet.
- 14. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Abwasserwärmerückgewinnung 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Als Abwasserwärmerückgewinnung (AWRG)wird die Nutzung der im Abwasser enthaltenen thermischen Energie bezeichnet. Häusliches und industrielles Abwasser haben ein hohes Potential an Wärme, welche bisher weitgehend ungenutzt der Kanalisation zugeführt wird. Abwasser aus dem kommunalen Kanalisationssystem Sowohl 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 auf 5 °C Wärme entzogen werden. Voraussetzung für einen zuverlässigen Betrieb ist eine kontinuierliche Abwassermenge, was wiederum bedingt, dass das zu versorgende Objekt in Reichweite einer hinreichend stark durchströmten Kanalisation oder in der Nähe einer ARA (Abwasserreinigungsanlage) gebaut wird. Wie bei allen AWNA-Lösungen ist das Thema Verschmutzung nicht zu vernachlässigen. Systembedingt bilden Feststoffe kein Problem, da sie bei genügend Volumenstrom einfach über den Tauscher gespült werden. Im Betrieb bildet sich ein so genannter Biofilm, auch Siehlhaut genannt, auf der Tauscheroberfläche, welcher eine wärmeisolierende Wirkung besitzt. Schon in der Projektphase muss dies berücksichtigt werden, da entweder eine periodische Reinigung oder eine entsprechende Überdimensionierung eingeplant werden sollte. Eine Nutzung aus der Kanalisation bedarf der Bewilligung der Betreiber der Kanalisation, im Normalfall der Kommune. Vor allem bei Sanierungsarbeiten am Kanalsystem ist diese Lösung eine interessante Variante und bietet den Kommunen zudem die Möglichkeit, als Energiecontractor aufzutreten. Quelle: http://www.wikipedia.de
- 15. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG Das Abwasser wirdin einem außerhalb der Gebäudehülle liegenden Schacht zentral gesammelt und ihm mit einem Wärmetauscher die Energie entzogen. Die tageszeitlichen Schwankungen der Abwassermenge werden dadurch gepuffert. Das System kann somit auch für "kleinere" Objekte (>25 Wohneinheiten oder adäquate Wassermenge) eingesetzt werden. Auch bei dieser Lösung ist der Wärmetauscher und die Wärmepumpe durch einen Solekreislauf miteinander verbunden. Die Strecken zwischen Gebäudehülle und Schacht sind sehr kurz und die Verluste an die Umgebung minimal, wodurch die durchschnittlichen gemessenen Temperaturen etwa ~23 °C betragen. Entgegen dem Kanalisationssystem kann nur die Abwärme genutzt werden, welche aus dem Objekt stammt. Das wiederum bedingt, dass es nur für Bauvorhaben mit entsprechendem Abwasservolumen sinnvoll ist - prädestiniert sind Überbauungen, Hotels, Spitäler, Heime, Wellness/Bäder und Sportanlagen sowie Industrie mit Prozessabwärme. Durch den Einsatz der Wärmepumpe kann mit der Abwasserwärmerückgewinnung der Warmwasserbedarf im Einzelfall sogar vollständig gedeckt werden. Bezüglich Verschmutzung wird der im Schacht integrierte Filter je nach System entweder regelmäßig manuell gereinigt oder automatisch, beispielsweise einmal am Tag, zur Selbstreinigung rückgespült. Je nach System sind noch etwa alle 3–4 Jahre zusätzliche Kanalreinigungs-Services nötig, an denen der Schacht von außen durch Serviceöffnungen gereinigt wird. Abwasserwärmerückgewinnung Abwasser direkt vom Objekt Quelle: http://www.wikipedia.de
- 16. 25.03.2015 ©CopyrightbyGBI,copyanduseonlywithpermissionofGBImbH&Co.KG „Abwasser enthält einegroße 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 Kanals 2.Wärmetauschermatte in der Kanalsohle als Absorber zur Wärmerückgewinnung 3.Innenliner: Brandenburger BBplus® -Liner zur Fixierung und zum Schutz der Wärmetauschermatte Quelle: http://www.brandenburger.de Abwasserwärmerückgewinnung