Energiekonzept PHOENIXSee

Transcrição

Anlage 1
GERTEC GmbH - Ingenieurgesellschaft
PHOENIX See in Dortmund-Hörde
Los G 17 – Energiekonzept
Endbericht Februar 2007
GERTEC GmbH - Ingenieurgesellschaft
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GERTEC
PHOENIX See
I
Inhaltsverzeichnis
0
Projektbeschreibung und Aufgabenstellung
1
1
Solarenergetische Optimierung
3
2
Solarer Ertrag
5
2.1
Solarthermie
5
2.2
Photovoltaik
5
3
4
5
6
Bauflächen
7
3.1
Bruttobauflächen
7
3.2
Haustypen Wohnen
9
3.3
Haustypen Gewerbe
9
Wärmebedarf
10
4.1
Wohnen
10
4.1.1
EnEV-Standard
10
4.1.2
KfW 60 -Standard
11
4.2
Gewerbe
12
4.3
Wärmebedarf gesamt
14
Energieversorgungsvarianten
15
5.1
Auswahl und Eingrenzung
15
5.2
Beschreibung der Varianten
16
5.3
Anlaufverluste und Übergangslösungen
19
5.4
Mischlösungen
21
5.5
Netzdichte
23
5.6
Flächenbedarf und Standorte für Erzeugungsanlagen
24
Energieverbrauch
29
6.1
Wohnen
29
6.1.1
EnEV - Standard
29
6.1.2
KfW 60 - Standard
30
6.2
7
Gewerbe
31
Energiepreise
32
7.1
Heizöl und Erdgas
32
7.2
Holzbrennstoffe
33
7.3
Strom für Wärmepumpen
33
…\2604400_phoenix see\energiekonzept.doc Feb 2007
GERTEC
8
9
PHOENIX See
II
7.4
Stromvergütung für KWK-Strom
33
7.5
Preise der Energieträger im Vergleich
34
Vollkosten der Varianten
36
8.1
Wohnen
36
8.1.1
EnEV - Standard
36
8.1.2
KfW 60 - Standard
37
8.2
Gewerbe
39
8.3
Ergebnisse für ein Hochpreis-Szenario
41
Emissionen, Energieeinsparung und Primärenergieverbrauch
42
9.1
CO2-Emissionen
42
9.2
Primärenergie-Einsparung
43
10 Fazit Versorgungssysteme
45
11 Instrumente zur Sicherstellung eines hohen Energieeffizienzstandards
im Gebiet PHOENIX See
46
11.1 Verbindliche Umsetzungsinstrumente mit hoher Wirkungstiefe
11.1.1 Privatrechtliche Vereinbarung im Grundstücks-Kaufvertrag
11.2 Unverbindliche Umsetzungsinstrumente mit geringer Wirkungstiefe
47
47
50
11.2.1 Nichtverlegung eines Erdgasnetzes
50
11.2.2 Gutschein für kostenlose Energieberatung und vergünstigten
Luftdichtigkeitstest
50
11.2.3 Finanzielle Förderung durch ein Bonussystem
51
11.2.4 Angebot einer standardisierten Qualitätssicherung
53
11.2.5 Allgemeine Informationsvermittlung
53
11.3 Kombination der Umsetzungsinstumente
55
GERTEC
PHOENIX See
III
Abbildungsverzeichnis
Bild 1:
städtebaulicher Rahmenplan Stand 09/2007
1
Bild 2:
Städtebaulicher Rahmenplan, Stand September 2006
3
Bild 3:
Übersicht über die Bruttobauflächen
7
Bild 4:
Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf in
Abhängigkeit vom A/V-Verhältnis des Gebäudes
13
Bild 5:
mögliche Energieversorgungsvarianten
15
Bild 6:
Plan-Skizze zur Abschätzung der Trassenlänge
19
Bild 7:
schematische Darstellung der Anlaufverluste
20
Bild 8:
Heizcontainer 0,8 MWth mit 10 m³ Öltank
21
Bild 9:
Erdgasleitungen in den umliegenden Straßenzügen
22
Bild 10:
Beispiel Erschließungsstruktur für den letzten Planstand August
2006
23
Bild 11:
Beispiel einer Hackschnitzel-Heizzentrale (ca. 1:100)
24
Bild 12:
Holzheizwerk mit Lagerhalle
25
Bild 13:
Holzheizwerk 6 MW
26
Bild 14:
mögliche Flächen für Heizwerk-Standorte in Randlage
27
Bild 15:
Ölpreisentwicklung der letzten 10 und 20 Jahre
32
Bild 16:
Strompreisentwicklung
34
Bild 17:
Energiepreistendenzen im Vergleich
34
Bild 18:
Kostenstruktur Wohnen EnEV
38
Bild 19:
Kostenstruktur Wohnen KfW 60
38
Bild 20:
Vollkosten Wohnen für EnEv und KfW 60
38
Bild 21:
Kostenstruktur gewerbliche Bebauung
40
Bild 22:
Vollkosten gewerbliche Bebauung
40
Bild 23:
Hochpreis-Szenario-Vollkosten Wohnen für EnEv und KfW 60
41
Bild 24:
Hochpreis-Szenario-Vollkosten gewerbliche Bebauung
41
Bild 25:
CO2-Emissionen Wohnen
42
Bild 26:
CO2-Emissionen gewerbliche Bebauung
43
Bild 27:
Einflussfaktoren auf den zukünftigen Energieverbrauch im Gebiet
PHOENIX See
46
Bild 28:
Dämmstandard eines EFH nach EnEV und nach KfW-60
48
Bild 29:
Beispiel-Bonussystem aus Bielefeld "Breipohls Hof"
52
Bild 30:
Standardisierte Qualitätssicherung in der Stadt Münster
53
GERTEC
PHOENIX See
IV
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1:
Erträge solarthermischer Anlagen
5
Tabelle 2:
Abschätzung solarer Erträge aus PV-Anlagen
6
Tabelle 3:
Nutzflächen Wohngebiete
8
Tabelle 4:
Nutzflächen Gewerbegebiete
8
Tabelle 5:
Kennzahlen der Haustypen im Bereich der Wohngebiete
9
Tabelle 6:
Kennzahlen der Haustypen im Bereich der Gebiete mit
überwiegender gewerblicher Nutzung
9
Tabelle 7:
Energiekennzahlen Wohnen für den EnEV-Standard
11
Tabelle 8:
Energiekennzahlen Wohnen für den KfW 60-Standard
12
Tabelle 9:
Energiekennzahlen Gewerbe für den EnEV-Standard
14
Tabelle 10: Wärmebedarf gesamt
14
Tabelle 11: Ersteinschätzung für Heizwerk-Standorte
28
Tabelle 12: Flächenbedarf Holzheizwerke
28
Tabelle 13: Endenergieverbrauch der Varianten im EnEV-Standard
29
Tabelle 14: Endenergieverbrauch der Varianten KfW 60 -Standard
30
Tabelle 15: Endenergieverbrauch der Varianten im Bereich der
gewerblichen Bebauung
31
Tabelle 16: Energiepreisansätze für die Kostenberechnungen
35
Tabelle 17: Kosten der Varianten im EnEV-Standard
36
Tabelle 18: Kosten der Varianten KfW 60 -Standard
37
Tabelle 19: Kosten der Varianten im Bereich der gewerblichen Bebauung
39
Tabelle 20: Emissionsfaktoren nach GEMIS 4.3
42
Tabelle 21: Emissionen PHOENIX See nach Varianten und Standards
43
Tabelle 22: Primärenergiefaktoren
43
Tabelle 23: Primärenergieverbrauch PHOENIX See nach Varianten und
Standards
44
Tabelle 24: Übersicht über die empfohlenen Umsetzungsinstrumente
47
Tabelle 25: Mehrkosten KfW 60 Standard Einfamilienhaus
49
Tabelle 26: Vorschlag für die Maßnahmenbezuschussung
51
Tabelle 27: Maßnahmenzusammenstellung
55
GERTEC
PHOENIX See
1
0 Projektbeschreibung und Aufgabenstellung
Der Stadtkern von Dortmund-Hörde war früher geprägt durch die Lage zwischen dem
im Westen angrenzenden Phoenix-Hochofenwerk und dem östlich gelegenen Stahlwerk. Beide Gebiete sind inzwischen in ihrer Nutzung durch die Stahlindustrie aufgegeben worden und stehen damit für neue Nutzungen zur Verfügung.
Anfang 2001 wurde die Stahlproduktion am Standort PHOENIX-Ost eingestellt. Bis
Mitte des Jahres 2004 wurden die ehemaligen Werksanlagen fast vollständig zurückgebaut. Die Stadt Dortmund hat beschlossen, das rund 100 ha große Gelände in
Wohn- und Gewerbeflächen umzuwandeln. Im Mittelpunkt des Geländes soll ein
Naherholungsgebiet mit einem künstlich angelegten See, dem PHOENIX See, entstehen.
Bild 1:
städtebaulicher Rahmenplan Stand 09/2007
Am Nord- und Ostufer des Sees ist Wohnbebauung überwiegend mit Einfamilienhäusern vorgesehen, am Süd- und Ostufer gewerbliche Nutzung mit Büros, Verwaltung,
Dienstleistungen. Am Ostufer soll die Verbindung zum bestehenden Zentrum hergestellt werden. Es sind ca. 900 Wohneinheiten mit einer durchschnittlichen Wohnfläche
von 130 m³ sowie reines Gewerbe mit 140.000 m² BGF vorgesehen.
Bei einem derartigen Gebiet mit vollständig neu zu erstellender Infrastruktur ist es in
jedem Fall sinnvoll und zugleich auch Auflage der Stadt Dortmund, ein Energiekonzept
zu erstellen.
GERTEC
PHOENIX See
2
Im Rahmen dieses Energiekonzepts sind folgende Fragestellungen zu bearbeiten:
• wo bestehen solarenergetische Optimierungspotentiale im städtebaulichen Entwurf?
• sind Baustandards anzustreben, die über den aktuell gesetzlich geforderten Standard hinausgehen?
• mit welchen Versorgungstechniken und Energieträgern kann eine primärenergieschonende und CO2-arme Wärmeversorgung erreicht werden?
• wie können erneuerbare Energien genutzt werden?
• wie können besonders effiziente Energiesysteme wie Kraft-Wärme-Kopplung und
Wärmepumpen genutzt werden?
• wie stellen sich die verschiedenen Lösungen wirtschaftlich dar?
• welche Unsicherheiten und Hemmnisse sind absehbar?
• welche Versorgungsvarianten sind hiervon mehr und welche weniger betroffen?
Ein entsprechender Auftrag wurde von der PHOENIX See Entwicklungsgesellschaft
Ende Mai 2006 an das Ingenieurbüro GERTEC vergeben. Die Erarbeitung des Konzepts
erfolgte unter Begleitung einer Arbeitsgruppe, die im Jahr 2006 fünfmal zusammentrat
und Zwischenergebnisse und den weiteren Fortgang der Arbeiten jeweils einer Abstimmung unterzog. Die Arbeiten wurden Mitte Dezember abgeschlossen. Dieser
Endbericht stellt die wesentlichen Ergebnisse dar.
GERTEC
PHOENIX See
3
1 Solarenergetische Optimierung
Die solarenergetische Optimierung zielt darauf ab, die Möglichkeiten der passiven
Solarenergie weitestgehend auszuschöpfen. Durch geeignete Ausrichtung der Baukörper und Vermeidung gegenseitiger Verschattung kann dies erreicht werden. Städtebauliche Entwürfe, die in dieser Weise optimiert sind, bieten in der Regel zugleich gute
Möglichkeiten für die beiden Formen der aktiven Solarenergienutzung, die solarthermische und die photovoltaische Nutzung. Die solaren Erträge der aktiven Solarenergienutzung werden in Abschnitt 2 dargestellt.
Die im Rahmenplan vorgesehene Bebauungsstruktur ist überwiegend unproblematisch
hinsichtlich einer optimalen Ausnutzung der Solarenergie. Die Einschätzungen im
Rahmen dieses Energiekonzept können die für B-Pläne der Stadt Dortmund demnächst ohnehin verbindlichen Prüfungen mit angepassten Instrumenten (GOSOL) nicht
ersetzten, sondern lediglich hinweise darauf geben, wo u.U. Nachbesserungsbedarf
nach diesen Prüfungen einzukalkulieren ist.
Es wird in Teilgebieten eine Abwägung zwischen solarenergetischer Optimierung und
dem Ziel einer städtebaulich gewünschten Verdichtung stattfinden müssen.
A
A
D
A
C
B
B
Bild 2:
(A) Die Gebäude nördlich der Emscher sind freistehende Einfamilienhäuser und Doppelhäuser mit ausreichendem Abstand zum Nachbarn. Die Gebäude werden mit ihren
Hauptfensterflächen zum See oder zur Emscher hin ausgerichtet sein. Das Gelände
GERTEC
PHOENIX See
4
fällt in dieser leicht ab, was zusätzlich zur Minderung einer möglichen Verschattung
beiträgt.
(B) Der Südost-Abschnitt mit den Reihenhäusern in Ost-West-Ausrichtung hat ebenfalls keine Verschattung zu erwarten. Die nördlich davon liegenden Einfamilienhäuser
könnten – dies ist abhängig von der Höhe der Reihenhäuser – u.U. verschattet werden.
Dies könnte durch eine leichte Verschiebung nach Norden oder eine Höhenbegrenzung der Reihenhäuser gelöst werden. Im Detail ist dies im Rahmen des B-Plan und
seiner Festsetzungen zu klären. In den nach Süden verlaufenden Stichstraßen mit
Einfamilienhäusern stehen die Gebäude recht eng nebeneinander. Das Optimierungspotential scheint hier noch nicht ausgeschöpft zu sein.
(C) Die südlich der neuen Straße gelegenen Gebäude in Winkelform sind nach S und
SW ausgerichtet aus lassen keine gegenseitigen Verschattungen erwarten. Die nördlich der neuen Straße gelegenen Gebäude stehen eng beieinander. Je nach Gebäudehöhe können sich hier ernsthafte Beeinträchtigungen der Besonnung ergeben.
(D) Die Verdichtung der Bebauung in der Zentrumserweiterung Hörde und im Hafenareal hat hier wohl Vorrang vor der Vermeidung jeglicher Verschattung. Die Spielräume
zur Umstellung der Gebäude sind gering.
GERTEC
PHOENIX See
5
2 Solarer Ertrag
2.1
Solarthermie
Die Ermittlung aktiver solarer Erträge, die bei Ausstattung mit solarthermischen Anlagen zu erzielen sind, erfolgt in Abschnitt 6, wo eine der betrachteten Varianten die
Installation einer Solarkollektoranlage einschließt.
Die in der Variante "Gas-Brennwert-Heizung & Solar" angegebenen solaren Erträge
liegen mit 3 MWh jährlich für ein Einfamilienhaus oberen Rand der Bandbreite möglicher Erträge und Auslegungen. Sie schließen eine volle Ausnutzung des Angebotes
auch in Urlaubszeiten und auch eine Heizungsunterstützung mit ein. Real erzielte
Praxiswerte dürften eher niedriger im Bereich von 2 MWh/a liegen. Für die Ermittlung
insgesamt möglicher solarer Erträge kann jedoch der hohe Wert von 3 MWh/a zugrunde gelegt werden.
Im den gewerblichen Bauflächen wird Warmwasser nur dann benötigt, wenn in der
den Obergeschossen Wohnungen errichtet werden und dann auch nur für diesen
Flächenanteil. Dies wird im Konzept und auch an dieser Stelle zugrunde gelegt und
berücksichtigt.
Die folgenden Erträge ergeben sich, wenn alle Gebäude vorrangig dem Warmwasserbedarf entsprechend mit solarthermischen Anlagen ausgestattet werden.
Anzahl
Gebäude
max. Ertrag
je Gebäude
MWh/a.Geb
Summe
Ertrag
MWh/a
Wohnen
Wohnnutzung im Gewerbe
900
46
3,0
13,9
2.700
639
PHOENIX See gesamt
946
3.339
Tabelle 1: Erträge solarthermischer Anlagen
2.2
Photovoltaik
Die Ermittlung aktiver solarer Erträge, die bei Ausstattung mit photovoltaischen Anlagen zu erzielen sind, ist nicht Hauptgegenstand dieses Energiekonzepts, das auf die
Versorgung mit sogenannter Niedertemperaturwärme ausgerichtet ist, d.h. Wärme zur
Beheizung von Gebäuden und Erzeugung von Warmwasser. Die möglichen Erträge
aus PV-Anlagen sind dementsprechend in allen Energie- und Emissionsbilanzen für das
gesamte Gebiet PHOENIX See (vgl. Abschnitt 9) nicht berücksichtigt und müssten bei
Bedarf separat berechnet werden.
GERTEC
PHOENIX See
6
Eine einfache Abschätzung kann an dieser Stelle dennoch vorgenommen werden. Zu
berücksichtigen ist dabei, dass die verfügbaren Dachflächen geringer ausfallen, wenn
dort auch solarthermische Anlagen errichtet werden.
Anzahl
Gebäude
PV-Fläche PV-Ertrag
m²/Geb.
kWh/m²
a) bei gleichzeitiger solarthermischer Nutzung der Dachflächen
Wohnen
900
18
Gewerbe
46
250
90
90
max. Ertrag Summe
je Gebäude
Ertrag
MWh/a.Geb MWh/a
1,6
22,5
PHOENIX See gesamt
1.458
1.035
2.493
b) ohne solarthermische Nutzung der Dachflächen
Wohnen
900
Gewerbe
46
27
290
90
90
PHOENIX See gesamt
2,4
26,1
2.187
1.201
3.388
Tabelle 2: Abschätzung solarer Erträge aus PV-Anlagen
GERTEC
PHOENIX See
7
3 Bauflächen
Ausgangsbasis für die Ermittlung des Wärmebedarfs nach Leistung in kW und Arbeit/Verbrauch in MWh/a sind die beheizten Flächen in den geplanten Gebäuden.
3.1
Bruttobauflächen
Die Flächenbilanz zum städtebaulichen Rahmenplan (Stand 22.08.2005) enthält die
folgenden Angaben für Bruttowohnbauflächen BWA und Bruttogewerbefläche BGe.
BWA 1
14.489 m²
BWA 3
172.043 m²
BGe 4
163.222 m²
BWA 5
129.295 m²
BGe 1
23.274 m²
BGe 2, 3 sind kleinere Flächen mit insgesamt 1.067 m²
BWA 2, 4, 6, 7, 8 sind kleinere Flächen mit insgesamt 4.192 m²
Bild 3:
Übersicht über die Bruttobauflächen
Nettobaufläche
Nach Abzug der inneren Erschließung und der Grünflächen verbleibt die Nettobaufläche als direkt vermarktbare Grundstücksfläche. Die Nettobauflächen sind relativ zu den
Bruttoflächen in der Flächenbilanz für die Wohnbauflächen mit 79,1% und bei den
gewerblichen Flächen mit 59,3% kalkuliert worden.
GERTEC
PHOENIX See
8
Umrechnung auf Nutzflächen
Im Bereich der Wohnflächen ergeben sich insgesamt und in der Aufteilung auf die
Teilflächen die folgenden zu beheizenden Nutzflächen:
gesamt
BWA 3
BWA 5
BWA 1
übrige
17,20
12,93
1,45
0,42
Bruttowohnbaufläche
- Straßen, Wege, Plätze
- Grünflächen
- Gemeinbedarfsflächen
- Nettowohnbaufläche
[ha]
[ha]
[ha]
[ha]
[ha]
32,00
4,70
1,60
0,40
25,30
13,60
10,22
1,15
0,33
Nettowohnbaufläche
kalkulierte GFZ Ø
Bruttogeschossfläche
Ø - Faktor netto/brutto
Nettogeschossfläche
geplant
[m²]
[-]
[m²]
[-]
[m²]
[m²]
253.000
0,60
151.800
0,81
122.958
117.000
136.021
0,60
81.613
0,81
66.106
62.903
102.224
0,60
61.334
0,81
49.681
47.273
11.455
0,60
6.873
0,81
5.567
5.298
3.314
0,60
1.989
0,81
1.611
1.533
proportionaler Abschlag wie in gesamt
Tabelle 3: Nutzflächen Wohngebiete
Im Bereich der Gewerbeflächen einschließlich optionaler Wohnnutzungen in den oberen Geschossen ergeben sich die folgenden zu beheizenden Nutzflächen:
gesamt
BGe 4
BGe 1
übrige
2,33
0,11
Bruttogewerbebaufläche
- Grünflächen
- Nettogewerbebaufläche
[ha]
[ha]
[ha]
[ha]
[ha]
18,80
5,50
2,20
11,10
16,32
9,64
1,37
0,06
Nettogewerbebaufläche
kalkulierte GFZ Ø
geplant Bruttogeschossfläche
- BGF Gewerbe
- BGF Wohnen in den OG
geplante Nettogeschossfläche
- NGF Gewerbe
- NGF Wohnen in den OG
[m²]
[-]
[m²]
[m²]
[m²]
[m²]
[-]
[m²]
[m²]
[m²]
111.000
1,60
177.600
175.000
140.000
35.000
0,78
138.528
109.200
27.300
96.370
1,60
154.193
151.935
121.548
30.387
0,78
120.270
94.808
23.702
13.742
1,60
21.987
21.665
17.332
4.333
0,78
17.149
13.519
3.380
630
1,60
1.008
993
795
199
0,78
786
620
155
proportionaler Abschlag
wie in gesamt
Tabelle 4: Nutzflächen Gewerbegebiete
Der Ansatz von 35.000 m² BGF für Wohnen in den Obergeschossen ist in der Ausschreibung vom März 2006 noch vorsichtig als "denkbar" bezeichnet. Die weiteren
Berechnungen im Energiekonzept berücksichtigen diese Wohnflächen jedoch in vollem Umfang, da die Nachfragesituation als gut eingeschätzt wird.
GERTEC
PHOENIX See
9
Die Gewerbeflächen mit der Bezeichnung BGe 4 sind nicht so homogen strukturiert
wie die Wohnbauflächen, so dass zur Erfassung der zu erwartenden Gebäudegrößen,
ihrer Kompaktheit sowie daraus abgeleitet der energetischen Standards bei EnEV und
KfW 60 eine weitere Differenzierung nötig ist.
3.2
Haustypen Wohnen
Für die Wohnbauflächen ist eine Bebauung in geringer Dichte mit Einfamilienhäusern
(EFH), Doppelhäusern (DH) und Reihenhäusern (RH) vorgesehen. Das A/V-Verhältnis
ist bei den Reihenendhäusern (REH) etwas schlechter als bei der Reihenmittelhäusern
(RMH).
Haustypen
Anzahl der Gebäude
Wohneinheiten je Gebäude
Wohneinheiten
mittlere Wohnfläche DIN 277
Summe im Gebiet
Korrekturfaktor DIN/EnEV
mittlere Nutzfläche EnEV
[Geb]
[WE/Geb]
[WE]
[m²/WE]
[m²]
Summe im Gebiet
A/V-Verhältnis
EFH
DH
REH
RMH
150
2
300
130
39.000
1,11
144
48
5
120
120
14.400
1,11
133
5
80
120
9.600
1,11
133
AN
[m²/WE]
400
1
400
135
54.000
1,11
150
AN
[m²]
59.940
43.290
15.984
10.656
A/Ve
[m²/m³]
0,8
0,7
0,65
0,6
Summe
oder Ø
598
900
130
117.000
129.870
Tabelle 5: Kennzahlen der Haustypen im Bereich der Wohngebiete
3.3
Haustypen Gewerbe
Die Struktur stellt sich hier wie folgt dar:
Teilgebiet
Anzahl der Gebäude
Grundstückfläche je Gebäude
kalkulierte GFZ Ø
BGF
Gebäudegröße nach NGF
Wohneinheiten je Gebäude
Wohneinheiten
Nutzfläche Gewerbe
Nutzfläche Wohnen
Summe im Gebiet
Korrekturfaktor DIN/EnEV
mittlere Nutzfläche EnEV
Summe im Gebiet
A/V-Verhältnis
[m²]
[Geb]
[m²/Geb]
[-]
[m²]
[-]
[m²]
[m²/Geb]
[WE/Geb]
[WE]
[m²/WE]
[m²]
[m²]
[m²]
BGe 4
TG 1
BGe 4
TG 2
BGe 4
TG 3
BGe 4
TG 4
BGe 4
TG 5
BGe 1
TG 6
Summe
oder Ø
23.980
6
3.997
2,00
47.961
0,78
37.409
6.235
12
72
80
31.649
5.760
37.409
1,11
6.921
6.063
8
758
1,60
9.701
0,78
7.566
946
2
16
80
6.286
1.280
7.566
1,11
1.050
17.762
12
1.480
1,20
21.315
0,78
16.625
1.385
4
48
80
12.785
3.840
16.625
1,11
1.538
31.759
11
2.887
1,20
38.111
0,78
29.727
2.702
8
88
80
22.687
7.040
29.727
1,11
3.000
10.169
2
5.084
1,58
16.067
0,78
12.532
6.266
12
24
80
10.612
1.920
12.532
1,11
6.955
110.590
46
151.400
AN
[m²/Geb]
20.857
7
2.980
2,00
41.714
0,78
32.537
4.648
10
70
80
26.937
5.600
32.537
1,11
5.159
AN
[m²]
36.116
41.525
8.399
18.454
32.997
13.910
A/Ve
[m²/m³]
0,36
0,34
0,42
0,4
0,38
0,34
174.868
136.397
2.965
318
110.957
25.440
136.397
Tabelle 6: Kennzahlen der Haustypen im Bereich der Gebiete mit überwiegender
gewerblicher Nutzung
GERTEC
PHOENIX See
10
4 Wärmebedarf
4.1
Wohnen
4.1.1 EnEV-Standard
Ohne steuernde Eingriffe wird sich in der überwiegenden Zahl der Gebäude der EnEVStandard durchsetzen. Die EnEV fordert die Einhaltung eines Jahresprimärenergiebedarfs und eines Transmissionswärmeverlustes. Die Forderung nach Begrenzung des
Primärenergiebedarfs ist bei den konventionellen Heizsystemen mit Gas und Öl schärfer als die des Transmissionswärmeverlustes.
Der Jahres-Primärenergiebedarf beziffert, wie viel Energie im Verlauf eines durchschnittlichen Jahres für Heizen, Lüften und Warmwasserbereitung benötigt wird und
schließt auch die vorgelagerten Verluste außerhalb des Gebäudes mit ein, d.h. Transport- und Umwandlungsverluste von Öl, Gas, Fernwärme oder Strom.
Mit dem Transmissionswärmeverlust wird dagegen die energetische Qualität der
thermischen Hülle (Isolierung von Dach, Außenwänden, Fenstern und Boden) eines
Gebäudes beschrieben. Die Begrenzung des Transmissionswärmebedarfs sichert in
der Regel nur die Einhaltung des alten Standards der Wärmeschutzverordnung ab.
Die Angabe eines Primärenergiebedarfs für den EnEV-Standard ist ohne definiertes
Heizsystem nicht möglich. Üblicherweise wird dabei unterstellt, das eine dem Stand
der Technik entsprechende Erdgas-Brennwert-Heizung zum Einsatz kommt. Seit den
90er Jahren ist dieses System eindeutig der Marktführer in Neubaugebieten.
Als Grundlage für den Vergleich von verschiedenen Heizsystemen ist zu ermitteln, wie
viel Wärme für Heizung, Warmwasser und hausinterne Verluste aus einem Heizkessel,
aus einer Fernwärmeübergabestation oder einer Wärmepumpe an den Kunden geliefert werden muss. Wenn ein Energiedienstleister diese Systeme betreibt, wird die ins
Haus gelieferte Wärmemenge mittels Wärmemengenzähler (WMZ) gemessen. Darauf
bezieht sich die Tabellenzeile "Endenergielieferung ab WMZ".
GERTEC
PHOENIX See
EnEV-Standard nach Haustypen
max. Jahres-Primärenergiebedarf
je Wohneinheit
QP''
QP /WE
[kWh/m²a]
[kWh/a]
11
EFH
122
18.218
DH
114
16.491
REH
111
14.789
RMH
107
14.287
Summe
Rückrechnung auf den maximal zulässigen Jahres-Heizwärmebedarf mittels QP =(Qh + QW) x eP
Anlagentyp 20 nach DIN 4701-10 Diagrammverfahren, Gas-Brennwert-Hzg mit WW-Speicher innerhalb der thermischen Hülle
Anlagenaufwandszahl
Summe Heizung und Warmwasser
Zuschlag für Warmwasser
max. Jahres-Heizwärmebedarf
ep
Q''h + Q''W
Q''W
Q''h
[-]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
1,40
86,8
12,5
74,3
1,41
81,2
12,5
68,7
1,42
78,0
12,5
65,5
1,42
75,4
12,5
62,9
Anpassung Normwerte EnEV auf Plan- und Prognosewerte am Standort Dortmund
definiert für Normgradtagzahl EnEV
66 [kKh/a]
2.895 [Kd/a]
Gradtagzahl Dortmund-Hörde
81,62 [kKh/a]
3.580 [Kd/a]
Korrekturfaktor
1,24 [-]
1,24 [-]
Jahres-Heizwärmebedarf DO
Speicher-/Verteilungsverluste im Haus
Endenergielieferung ab WMZ
je Wohneinheit
Summe im Gebiet
Jahresvollbenutzungsstunden Heizung
Anschlusswert Raumheizung
je Wohneinheit
Summe im Gebiet
Q''h
Q''W
Q''
Q''
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[MWh/a]
[MWh/a]
[h/a]
[W/m²]
[kW]
[kW]
91,9
12,5
5,4
109,8
14,8
5.928
1.500
61
8,3
3.309
84,9
12,5
5,4
102,8
13,4
4.009
1.500
57
7,4
2.208
81,0
12,5
5,4
98,9
11,9
1.424
1.500
54
6,5
778
77,7
12,5
5,4
95,6
11,5
918
1.500
52
6,2
497
12.278
6.792
Tabelle 7: Energiekennzahlen Wohnen für den EnEV-Standard
4.1.2 KfW 60 -Standard
Die Anforderungen an ein KfW-Energiesparhaus 60 sind wie folgt definiert:
• Der Jahres-Primärenergiebedarf (QP) nach der EnEV darf nicht mehr als 60 kWh pro
Quadratmeter Gebäudenutzfläche (AN) betragen und
• der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche des Gebäudes bezogene spezifische Transmissionswärmeverlust (Ht') unterschreitet den in der EnEV angegebenen Höchstwert um mindestens 30 %.
Bei Erfüllung dieser Kriterien kann ein Bauherr zinsgünstige Kredite von der KfWFörderbank erhalten.
Während die EnEV-Anforderungen für kleine Gebäude mit hohem A/V-Verhältnis geringer sind als die Anforderungen an große Gebäude mit niedrigem A/V-Verhältnis, macht
der KfW-Standard hier keinen Unterschied. Bei kleinen freistehenden Einfamilienhäusern sind die Anforderung somit vergleichsweise hoch.
GERTEC
PHOENIX See
KfW 60-Standard nach Haustypen
je Wohneinheit
Summe im Gebiet
QP''
QP /WE
QP
[kWh/m²a]
[kWh/a]
[MWh/a]
12
EFH
60
8.991
3.596
DH
60
8.658
2.597
REH
60
7.992
959
RMH
60
7.992
639
Summe
Rückrechnung auf den maximal zulässigen Jahres-Heizwärmebedarf mittels QP =(Qh + QW) x eP
Anlagentyp 20 nach DIN 4701-10 Diagrammverfahren, Gas-Brennwert-Hzg mit WW-Speicher innerhalb der thermischen Hülle
Anlagenaufwandszahl
Summe Heizung und Warmwasser
ep
Q''h + Q''W
Q''W
Q''h
[-]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
1,51
39,7
12,5
27,2
1,52
39,5
12,5
27,0
1,54
39,0
12,5
26,5
1,54
39,0
12,5
26,5
66 [kKh/a]
2.895 [Kd/a]
81,62 [kKh/a]
3.580 [Kd/a]
Korrekturfaktor
1,24 [-]
1,24 [-]
je Wohneinheit
Summe im Gebiet
je Wohneinheit
Summe im Gebiet
Q''h
Q''W
Q''
Q''
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[MWh/a]
[MWh/a]
[h/a]
[W/m²]
[kW]
[kW]
33,7
12,5
5,4
51,5
7,0
2.783
1.300
26
3,5
1.399
33,4
12,5
5,4
51,2
6,7
1.997
1.300
26
3,3
1.001
32,7
12,5
5,4
50,6
6,1
728
1.300
25
3,0
362
32,7
12,5
5,4
50,6
6,1
486
1.300
25
3,0
242
5.994
3.003
Tabelle 8: Energiekennzahlen Wohnen für den KfW 60-Standard
4.2
Gewerbe
Für die Baufelder mit gewerblicher Nutzung und Wohnnutzung in den oberen Geschossen ist davon auszugehen, dass dort im Sinne der EnEV nach § 2 (2) keine
"Wohngebäude" gebaut werden, sondern dass es sich um "andere Gebäude" oder
"Nichtwohngebäude" handeln wird.
Der den Berechnungen zugrunde zu legende Dämmstandard ist in diesem Fall nach
anderen Höchstwerten zu ermitteln als bei den Wohngebäuden. Die Nichtwohngebäude müssen die volumenbezogenen Werte für Qp´ einhalten, die im folgenden zur besseren Vergleichbarkeit mit einer angenommenen Geschosshöhe von 3 m auf den
flächenbezogenen Qp´´ -Wert umgerechnet worden sind.
GERTEC
PHOENIX See
13
Qp´´ in kWh/m²a (aus Qp´ in kWh/m³a und 3 m Geschosshöhe)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0,00
Bild 4:
EnEV
60 kWh
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
A/
Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf in Abhängigkeit vom
A/V-Verhältnis des Gebäudes
Die Kompaktheit der gewerblichen Gebäude wird zwischen 0,30 und 0,45 liegen (vgl.
Schattierung in Bild 4), so dass hier schon von den Grundanforderungen der EnEV her
kein höherer Primärenergieverbrauch als 60 kWh/m²a zu erwarten sein wird.
Die Obergeschosse mit Wohnnutzung werden vom baulichen Dämmstandard her
gesehen voraussichtlich nicht anders gebaut werden als das übrige Gebäude, da dies
nicht praktikabel ist.
Da die Anforderung eines Primärenergiebedarfs unter 60 kWh/m²a hier schon bei allen
Gebäudetypen erfüllt ist, erübrigt sich die Berechnung für einen weiter erhöhten energetischen Standard wie er bei den Wohngebäuden erfolgt ist.
GERTEC
PHOENIX See
EnEV-Standard nach Haustypen
Q P'
[kWh/m³a]
flächenbezogen (3 m Geschosshöhe)
QP''
[kWh/m²a]
QP /Geb
[kWh/a]
je Gebäude
TG 1
19
14
TG 2
18
TG 3
20
TG 4
20
TG 5
19
56
54
60
59
57
54
287.523
375.672
63.060
90.149
171.505
377.545
Rückrechnung auf den maximal zulässigen Jahres-Heizwärmebedarf mittels QP =(Qh + QW) x eP und QW = 0
1,1
0,96
eigene Abschätzung über Brennstoff Erdgas mit 1,1 und Nutzungsgrad BW-Kessel 0,96 und Aufschlag Hilfsstrom =
Anlagenaufwandszahl
nur Heizung ohne Warmwasser
TG 6
18
Summe
1,05 1,203125
ep
[-]
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
1,20
Q''h
[kWh/m²a]
46,4
45,2
50,1
48,9
47,6
45,2
66 [kKh/a]
2.895 [Kd/a]
81,62 [kKh/a]
3.580 [Kd/a]
Korrekturfaktor
1,24 [-]
1,24 [-]
Q''h
[kWh/m²a]
57,4
55,9
61,9
60,4
58,9
55,9
Zuschlag für Warmwasser (Wohnen)
Anteil Fläche mit Warmwasserbedarf
Warmwasser bezogen auf Gebäude
je Gebäude
Summe im Gebiet
je Gebäude
Summe im Gebiet
Q''W
Q''
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[-]
[kWh/m²a]
[kWh/m²a]
[MWh/a]
[MWh/a]
[h/a]
[W/m²]
[kW]
[kW]
12,5
5,4
17%
3,1
60,5
312
2.185
1.400
41
212
1.482
12,5
5,4
15%
2,7
58,7
406
2.437
1.400
40
277
1.659
12,5
5,4
17%
3,0
64,9
68
545
1.400
44
46
371
12,5
5,4
23%
4,1
64,5
99
1.191
1.400
43
66
796
13,5
5,8
24%
4,6
63,5
190
2.095
1.400
42
126
1.389
12,5
5,4
15%
2,7
58,7
408
816
1.400
40
278
556
Q''
Q''
9.270
6.253
Tabelle 9: Energiekennzahlen Gewerbe für den EnEV-Standard
4.3
Wärmebedarf gesamt
In der Summe stellen sich die Planwerte für den Leistungsbedarf und den Endenergieverbrauch wie folgt dar.
Wohnen Gewerbe
Basis-Standard EnEV
Endenergieverbrauch
Leistungsbedarf
[MWh/a]
[kW]
12.278
6.792
verbesserter Standard Wohnen mit KfW 60
Endenergieverbrauch
[MWh/a]
5.994
Leistungsbedarf
[kW]
3.003
Summe
9.270
6.253
21.548
13.046
9.270
6.253
Summe
relativ zu EnEV
15.264
71%
9.257
71%
Tabelle 10: Wärmebedarf gesamt
GERTEC
PHOENIX See
15
5 Energieversorgungsvarianten
5.1
Auswahl und Eingrenzung
Aus der Vielzahl der grundsätzlich möglichen Varianten ist aus Gründen der Übersichtlichkeit des beabsichtigten Variantenvergleichs und unter technisch-wirtschaftlichen
Aspekten eine Auswahl zu treffen.
Erzeugung
Verteilung
ErdgasBHKW
Fernwärme
Bezug
PflanzenölBHKW
Fernwärmewärmenetz
Holz
Heizwerk
HolzHeizkraftwerk
Nahwärmenetz
Geothermie
mit Wärmepumpe
Erdgas Bezug
Blockheizung
Erdgasnetz
Wärmeverteilung
Hausanlage
DämmStandard
Bild 5:
indirekte Übergabestationen
EnEV
Gasverteilung
direkte
Übergabe
ErdgasBrennwertKessel
KfW 60
mögliche Energieversorgungsvarianten
Ein Vorteil zentraler Erzeugungsanlagen und großer Versorgungsgebiete liegt darin,
dass sich in großen Einheiten höhere Wirkungsgrade realisieren lassen. Ergas-BHKW
in der Leistungsklasse von 5 kWel haben einen elektrischen Wirkungsgrad von 28%,
während z.B. Anlagen von 1500 kWel auf über 40% kommen. Die in den notwendigen
größeren Verteilungsnetzen anfallenden Verluste werden dabei mehr als kompensiert.
Ein weiterer Vorteil großer Anlagen liegt in der Kostendegression, die Anlagen werden
spezifisch kostengünstiger. Aus Betreibersicht sind mit großen Anlagen und Netzen
jedoch erhebliche Risiken verbunden, wenn Unsicherheiten hinsichtlich der Entwicklung der abzunehmenden Wärmemengen bestehen.
Die Herausarbeitung des ökologisch-wirtschaftlichen Optimums ist Ziel des Variantenvergleichs.
Alle Varianten sind dabei sowohl für den EnEV-Standard als auch für den KfW 60 Standard durchzurechnen.
GERTEC
PHOENIX See
16
Folgende Varianten sind untersuchungswürdig:
Gas-Brennwert-Heizung dezentral je Gebäude
Geothermie für Hausgruppen (Übernahme aus der Machbarkeits-Studie der
FH Bochum von Mai 2006)
Nahwärme aus Erdgas-BHKW für Bauabschnitte von 4 - 6 ha Fläche Bruttowohnbauland bzw. Gewerbe
Nahwärme aus Holz-Pellet-Heizwerken für identische Einheiten
Fernwärme aus Erdgas-BHKW für das gesamte Baugebiet
Fernwärme aus Pflanzenöl-BHKW für das gesamte Baugebiet
Fernwärme aus einem Holzhackschnitzel-Heizwerk für das gesamte Baugebiet
Fernwärmebezug aus Phoenix-West
•
•
•
•
•
•
•
•
Die Pflanzenöl-BHKW-Variante ist nach Diskussion dieser Frage im 3. Abstimmungsgespräch schon vorab ausgeschlossen worden. Beim Energieträger Pflanzenöl handelt
es sich in der Regel um importiertes Palmöl, dessen nachhaltige Herstellung als problembehaftet angesehen wird. Rapsöl ist deutlich teurer. Es besteht die Gefahr, dass in
den Anbauländern Regenwälder abgeholzt werden, um Palmöl zu gewinnen.
Ein weiterer, rein wirtschaftlicher Aspekt liegt darin, dass der Gesetzgeber schärfere
Anforderungen an den Nachweis des Bezugs aus nachhaltiger Bewirtschaftung stellen
könnte, und dass dann die hohe EEG-Vergütung nicht mehr erzielt werden kann.
5.2
Beschreibung der Varianten
In den grafischen und tabellarischen Darstellung sind die Varianten mit den folgenden
Kurzbezeichnungen und Farben gekennzeichnet.
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
NW
NW Gas
gruppiert Holzpellet BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
Diese Kurztitel werden im folgenden erläutert.
Gas-Brennwert-Heizung
Dies ist die Referenzvariante, die üblicherweise als das von den Investitionskosten her
gesehen günstigste System zum Einsatz kommen würde, wenn keine steuernden
Eingriffe vorgenommen werden und auch das Gasnetz flächendeckend verlegt wird.
Im Einfamilienhaus wird eine Gastherme, in größeren Gebäuden ein Gasbrennwertkessel zugrunde gelegt.
Gas-Brennwert-Heizung & Solar
Das System ist identisch mit den vorigen, aber für die Warmwasserbereitung aufgerüstet mit einer solarthermischen Anlage. Im gewerblichen Bereich ist die Anlage an
GERTEC
PHOENIX See
17
den Warmwasserbedarf der Wohnnutzung in den Obergeschossen angepasst, die
gewerblich genutzten Flächen sind in die Warmwasserversorgung nicht einbezogen.
Holz-Pellet-Heizung
Die Holz-Pellet-Heizung erfolgt monovalent ohne Gasanschluss ausschließlich mit dem
Energieträger Holz-Pellets.
Erdsonden-Elektro-Wärmepumpe
Dieses System, das heute eine gewisse Verbreitung und Nachfrage ausweist, beruht
auf einer Erdsondenbohrung bis zu einer Tiefe von 100 m und einer monovalenten
Sole-Wasser-Elektro-Wärmepumpe.
Bei den größeren Gebäuden im gewerblichen Bereich ist eine monovalente Betriebsweise nicht mehr praktikabel, so dass die Spitzenlast über einen Gaskessel abgedeckt
wird und die Wärmepumpe nur die Grundlast liefert.
Geothermie für Hausgruppen
Es handelt sich bei diesem System um die Übernahme der Variante "500 m Bohrung
für Hausgruppen" aus der Machbarkeits-Studie der FH Bochum von Mai 2006. Soweit
die Nutzungsgrad-/Arbeitszahl-Angaben aus dieser Studie nicht plausibel erschienen,
wurden eigene Berechnungen angestellt und zugrunde gelegt.
Bei den größeren Gebäuden im gewerblichen Bereich ist eine monovalente Betriebsweise wiederum nicht mehr praktikabel, so dass die Spitzenlast über einen Gaskessel
abgedeckt wird und die Wärmepumpe nur die Grundlast liefert.
Nahwärme aus Holz-Pellet-Heizwerken
Die Nahwärme wird in einer Heizzentrale für Bauabschnitte von 4 - 6 ha Fläche Bruttowohnbauland bzw. Gewerbebauland erzeugt. Es gibt keine Aufteilung in Grund- und
Spitzenlast.
Nahwärme aus Erdgas-BHKW
Die Grundlast wird in einem gasmotorischen BHKW erzeugt, die Spitzenlast in einem
Gaskessel. Die Aufteilung nach Arbeit beträgt im Wohnbereich 70% Grundlast aus
BHKW und im gewerbliche Bereich 60% Grundlast aus BHKW.
Fernwärme aus einem Holz-Hackschnitzel-Heizwerk
Der Versorgungsbereich umfasst den gesamten Wohnbereich bzw. den gesamten
gewerblichen Bereich.
Die Grundlast wird in einem gasmotorischen BHKW erzeugt, die Spitzenlast in einem
Gaskessel. Die Aufteilung nach Arbeit beträgt im Wohnbereich 70% Grundlast aus
BHKW und im gewerbliche Bereich 60% Grundlast aus BHKW.
GERTEC
PHOENIX See
18
Fernwärme aus Erdgas-BHKW
Der Versorgungsbereich umfasst den gesamten Wohnbereich bzw. den gesamten
gewerblichen Bereich. Die Auslegung ist ansonsten identisch mit der NahwärmeVariante.
Fernwärmebezug aus PHOENIX West
Die Energieversorgung für das Gebiet PHOENIX West ist als Vergabe einer Dienstleistungskonzession Mitte 2005 EU-weit ausgeschrieben worden. Das Ausschreibungsverfahren hat DEW 21 Anfang 2006 gewonnen mit einem Konzept, das die Errichtung
eines Heizkraftwerks (HKW) mit Kraft-Wärme-Kopplung auf der Basis von Holzhackschnitzeln vorsieht.
Dieses HKW wird im Bereich Hörde die einzige denkbare Bezugsquelle für Fernwärme
sein. Die Fernwärmegebiete Schüren (Gasheizwerk der Favorit) und Wellinghofen
liegen weiter entfernt und weisen keine hohe energetische Qualität in der Erzeugung
auf, d.h. sie arbeiten ohne Kraft-Wärme-Kopplung, ohne erneuerbare Energie oder
Abwärme aus industriellen Prozessen.
Der Anschluss zusätzlicher Verbraucher an das HKW in PHOENIX West könnte die
Auslastung der dort zu installierenden Anlagen noch verbessern und es dem Betreiber
DEW 21 ermöglichen, einen günstigen Wärmepreis für den Fernwärmebezug aus dem
HKW anzubieten.
Problematisch ist der Transport der Wärme von PHOENIX West zum PHOENIX See.
Als Trassenführung kommen grundsätzlich zwei Varianten in Frage: zum einen die alte
Bahntrasse, die früher das Phoenix-Hochofenwerk mit der Hermannshütte verband
und zum anderen eine Führung durch den Stadtkern Hörde. In dieser Konzept-Phase
geht es zunächst nur um eine Abschätzung der Chancen und noch nicht um die Festlegung der Trassenführung mit Lösung aller Detailprobleme.
Das HKW der DEW 21 ist nach derzeitigem Stand recht günstig am Nordostrand von
PHOENIX West gelegen. Die Entfernung bis PHOENIX See ist anhand der Trasse im
folgenden Plan abzuschätzen.
GERTEC
PHOENIX See
19
Luftbild Quelle: google-map 12.10.2006
Bild 6:
Plan-Skizze zur Abschätzung der Trassenlänge
Der Gesamtbedarf an Wärmeleistung, der nach den Bedarfsberechnungen aus Abschnitt 4.3 bereit zu stellen ist, liegt bei 13,0 MW oder – für den Fall der KfW 60 Bauweise im Wohnbereich – bei 9,3 MW.
Eine Fernwärmeleitung DN 250, die eine Leistung von ca. 16 MW übertragen könnte,
kann mit Kosten in Höhe von 900 bis 1200 €/m kalkuliert werden. Daraus würde ein
Kostenansatz von 2,3 Mio € resultieren.
Wenn größere Teil der Trasse ohne Oberflächenwiederherstellung in einfachem Gelände und nicht in innerstädtischen Straßen verlegt werden, sind noch Kostenreduzierungen in Höhe von 0,3 bis 0,5 Mio € denkbar.
Die DEW21 hat unabhängig von GERTEC eigene Kostenschätzungen durchgeführt, die
deutlich unter 2 Mio € liegen. In Abstimmung beider Schätzungen wird ein Ansatz von
2,0 Mio € im Rahmen der folgenden Berechnungen verwendet.
5.3
Anlaufverluste und Übergangslösungen
Zentrale Systeme zeichnen sich gegenüber dezentralen Systemen negativ dadurch
aus, dass sie in ihrer Anlaufphase noch nicht voll ausgelastet sind und dass den fixen
Kosten noch keine entsprechenden Einnahmen gegenüberstehen.
In welchem Maße diese Anlaufverluste kalkulatorisch zu berücksichtigen sind, hängt
im wesentlichen vom Ausbauzeitraum ab.
GERTEC
PHOENIX See
20
Um die Anlaufverluste zu kompensieren, die nach 4-jähriger linear ansteigender Wärmeabnahme anfallen, müssen alle Kapitalkosten mit einem 13%-igen Aufschlag versehen werden. Dies wird bei allen Nahwärmesystemen bei den Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen in Ansatz gebracht (vgl. z.B. Tabelle 17 unter Kapitalkosten, Aufschlag für
Anlaufverluste).
Bei den Fernwärmesystemen mit längeren Ausbauzeitraum werden die Kapitalkosten
mit einem 13%-igen Aufschlag versehen.
100
%
90
80
Anlaufverluste
70
60
50
40
Einnahmen bei 8-jähriger Anlaufphase
30
20
10
Bild 7:
2026
2025
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
0
schematische Darstellung der Anlaufverluste
Möglichkeiten zur Begrenzung der Anlaufverluste
Bei den zentralen Systemen, d.h. Fernwärme und größere Nahwärmeinseln, kann es
sich als notwendig erweisen, für gewisse Zeiträume mobile Heizzentralen zu errichten,
die dann wieder entfernt werden oder im nächsten Bauabschnitt eingesetzt werden,
wenn eine für das dauerhafte System ausreichende Zahl von Wärmeabnehmer vorhanden ist.
Das Wärmenetz der End- und Unterverteilung bis zu den Gebäuden wird von vorneherein errichtet, nur die Hauptleitungen zu einer großen Erzeugungsanlage könne
später hergestellt werden. Auf diese Weise können die Anlaufverluste zentraler Systeme erheblich reduziert werden.
Eine derartige mobile Anlage benötigt nicht sehr viel Platz und könnte z.B. so aussehen wie in Bild 8. (Die flexiblen Anschlüsse sind abweichend von der hier abgebildeten
Anlage üblicherweise mit einer Isolierung versehen.)
GERTEC
PHOENIX See
21
Die beanspruchte Fläche liegt hier inkl. Tank bei ca. 100 m². Aufgrund der Betriebsgeräusche des Brenners empfiehlt es sich, einen Abstand von 10 - 20 m zum nächsten
Haus einzuhalten.
Bild 8:
Heizcontainer 0,8 MWth mit 10 m³ Öltank
Als Standorte für derartige Anlagen kommen die Grünflächen zwischen den Baufeldern
nicht in Frage, da diese von Anfang an abschließend hergestellt werden. Geeigneter
für eine temporäre Nutzung sind Baugrundstücke im Gebiet mit z.B. je einem Puffergrundstück rechts und links davon, um Störungen auf Nachbargrundstücken zu vermeiden. Mögliche Standorte außerhalb für temporäre und auch dauerhafte Nutzung
werden unter 5.6 behandelt.
5.4
Mischlösungen
Die Variantenberechnungen erfolgen immer so, als ob eine Variante flächendeckend
für das gesamte Gebiet oder Teilgebiet (Nahwärmeinsel) umgesetzt würde. Dies muss
mit der tatsächlich dann zukünftig umgesetzten Lösung nicht immer voll übereinstimmen. In den Randzonen liegen Erdgasleitungen, die unter Umständen auch dann für
eine konventionelle Beheizung der Gebäude in den Randzonen genutzt werden könnten.
GERTEC
PHOENIX See
22
Die Lage dieser vorhandenen Erdgasleitungen zeigt Bild 9.
Bild 9:
Erdgasleitungen in den umliegenden Straßenzügen
Die bevorzugt nachgefragten Grundstücke werden ohnehin eher in der Nähe des Sees
und nicht in der Nähe der stark befahrenen Straßen liegen, so dass die Entwicklung
nicht an den vorhandenen Gasleitungen beginnen wird.
Wenn in einem Neubaugebiet schon eine Nahwärmeversorgung begonnen wurde,
wird man dann im konkreten Fall je Grundstück oder Gebäudegruppe pragmatisch
entscheiden müssen, ob der Anschluss an Erdgas oder Nahwärme günstiger ist. Dies
betrifft aber nur die Gebäude in Randlage.
Eine exakte Abgrenzung von "Randzone mit Erdgasanschluss" und "Kerngebiet mit
Wärmenetz" ist bei dem heutigen Stand noch nicht möglich. Die tatsächliche räumlichzeitliche Entwicklung ist abzuwarten und dann wäre einzelfallbezogen zu entscheiden.
Möglicherweise gehen auf diese Weise 10% bis 20% des Anschlusspotentials für die
zentrale Wärmeversorgung verloren. Auf der anderen Seite erhöht sich für das verbleibende Kerngebiet die Wirtschaftlichkeit der Erschließung mit Wärmeleitungen. Gerade
in den Randzonen erschließen Teile des Wärmenetzes nur auf einer Straßenseite (vgl.
Bild 10).
GERTEC
5.5
PHOENIX See
23
Netzdichte
Im Rahmen dieses Konzept wird noch keine konkrete Trassierung vorgenommen, da
dies im Verhältnis zur Genauigkeit einer konzeptionellen Arbeit im Widerspruch steht.
Die geplante Bebauungsstruktur kann sich noch in gewissem Rahmen ändern. Anstelle
auf Basis einer Trassierung werden die Kosten der Nahwärme-/FernwärmeErschließung flächenbezogen kalkuliert. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die zunächst vorgesehene Struktur des Masterplans von November 2005 sich nach der
Überarbeitung durch Pesch und Partner etwas geändert hat. Die Straßen erschließen
nach diesem Stand nicht mehr ausschließlich beidseitig, sondern auch häufiger nur
einseitig. Die spezifischen Kennwerte sind daher im Bereich der Wohngebiete an
diese Struktur anzupassen.
Beispielhaft ist für ein Gebiet diese Erschließungsdichte ermittelt worden.
Bild 10:
Beispiel Erschließungsstruktur für den letzten Planstand August 2006
Es ergibt sich hier im Mittel eine Netzdichte von 180 bis 200 m/ha. Für die Gebiete mit
überwiegender Wohnbebauung wird in den Berechnungen ein Ansatz von 190 m/ha
verwendet.
Teile der Unterverteilungsnetze nehmen zusätzlich zu ihrer Funktion als Leitung bis
zum Endkunden eine Nebenfunktion als Verbindungsleitung zu benachbarten Netzen
wahr. Ein Teil der Leitung muss daher größer dimensioniert werden, um diese Leistungen transportieren zu können. Dieser erforderliche Kostenmehraufwand wird mit
einem Aufschlag von pauschal +25% bei den Nahwärmenetzen und +40% bei den
größeren Fernwärmenetzen in Ansatz gebracht.
GERTEC
5.6
PHOENIX See
24
Flächenbedarf und Standorte für Erzeugungsanlagen
Die mit Biomasse betriebenen Anlagen weisen einen höheren Flächen- und Raumbedarf auf als die sonstigen Anlagen, da die Energiedichte des Brennstoffs geringer ist.
Den höchsten Platzbedarf haben Holz-Hackschnitzel-Anlagen. Eine Anlage mit 400 kW
Leistung entsprechend der folgenden Skizze benötigt hier eine Fläche von 7 m x 10 m
für die Kessel und Pufferspeicher sowie zusätzlich 3 m x 10 m für den Bunker und
Aschebehälter.
10 m
Bild 11:
Beispiel einer Hackschnitzel-Heizzentrale (ca. 1:100)
In der Regel wird der Bunker noch etwas größer ausgelegt, man kann ca. 20 m³ für
100 kW Kesselleistung veranschlagen. Eine Raumhöhe von 4 m sollte nicht unterschritten werden.
In eher ländlich geprägten Gebieten können Holzheizwerke von den äußeren Abmessungen her sehr großzügig angelegt werden. Im folgenden Bild dient die große Lagerhalle auch der Trocknung des gelagerten Brennstoffs.
GERTEC
PHOENIX See
25
Quelle: http://www.solarserver.de/solarmagazin/anlagemaerz2004.html
Bild 12:
Holzheizwerk mit Lagerhalle
Diese Heizzentrale umfasst einen Holzkessel von 320 kW sowie einen Heizölkessel für
die Schwach- und Spitzenlast.
Derartige Gebäude sind innerhalb des Gebietes PHOENIX See unpassend und sollten
in wesentlich kompakterer Form außerhalb oder am Rand angesiedelt werden.
Das Heizwerk Ohligser Heide in Solingen mit insgesamt 6 MW thermischer Leistung,
das Schwachholz aus der Forstwirtschaft und Holzabfall aus der Grünflächenpflege
verwertet, hat die folgenden Dimensionen.
GERTEC
PHOENIX See
26
Quelle: Stadt Solingen
Bild 13:
Holzheizwerk 6 MW
Soweit verfügbar, sollte man Bestandsgebäude in den Randzonen des Gebietes nutzen oder z.B. unattraktive lärmbelastete Grundstücke an der B 236 für derartige Anlagen verwenden.
Am 13.12.2006 fand im Rahmen des Fachgesprächs zum Energiekonzept auch eine
erste Besprechung der möglichen Eignung verschiedener Standorte unter Beteiligung
des Planungsamtes der Stadt Dortmund statt.
GERTEC
PHOENIX See
27
Die ersten Einschätzungen und Überlegungen sind im Folgenden wiedergegeben,
ohne dass damit Vorentscheidungen über Standorte getroffen sind.
Die Standorte mit der Kennzeichnung A sind der Versorgung der Wohngebiet nördlich
der Emscher und des Sees zugeordnet, die mit der Kennzeichnung B dem gewerblich
ausgerichteten Bereich. Eine gemeinsame Versorgung beider Bereiche von Anfang an
erscheint nur äußerst schwer machbar und wäre mit hohen Vorinvestitionen in nicht
ausgelastete Fernwärmeleitungen verbunden, da der Beginn der Bautätigkeit nicht
zusammenpasst. Erst nach weitgehend vollständiger Bebauung bietet sich ein Zusammenschluss beider Gebiete an.
B2
A3
B1
B3
A2
B4
A1
A4
Bild 14:
mögliche Flächen für Heizwerk-Standorte in Randlage
GERTEC
A1
A2
A3
A4
B1
B2
B3
B4
PHOENIX See
28
im Neubaugebiet ist eine Integration eines Heizwerks vorstellbar, günstige
Lage zum Verbrauchsschwerpunkt
im Stiftsforum, Unterbringung in Bestandsgebäuden, könnte aber zukünftige
Umnutzungen behindern
eventuell direkt angrenzend an eine Grünfläche/Spielplatz, auch als Abgrenzung der Grünfläche, aber Anlieferungsprobleme an diesem Standort zu
erwarten
lärmbelastetes Grundstück in der Nähe der B 236, liegt aber sehr weit von
dem Beginn der Bebauung am Ostufer des Sees entfernt und ist von daher
nicht geeignet
laut B-Plan noch Immissions-Schutz-Pflanzung, z.Z. im einfachen Änderungsverfahren
Exklave des Plangebietes, außerhalb gelegen und als Parkplatz vorgesehen,
schwierige Handlage ohne Zuwegung von oben
Immissions-Schutz-Pflanzung, soll dauerhaft zu Wald werden
Kuppenlage mit geplanter Gastronomienutzung, kommt für HeizwerkStandort nicht in Frage
Tabelle 11: Ersteinschätzung für Heizwerk-Standorte
Als Flächenbedarf für bestimmte Größenordnungen von Erzeugungsanlagen können
die folgenden Orientierungswerte gegeben werden.
Pellets
Leistung Holz
Leistung Gas/Öl
Leistung gesamt
Heizraum
Lagervolumen
Lagergrundfläche
Aschebehälter
Rangierfläche
Fläche gesamt von
Fläche gesamt bis
kW
kW
kW
m²
m³
m²
m²
m²
m²
m²
200
0
200
50
40
13
10
30
90
150
400
0
400
70
80
27
20
40
130
220
Hackschnitzel
600
0
600
100
120
40
30
40
190
300
800
0
800
120
160
53
40
50
230
380
400
600
1000
130
160
53
53
50
260
410
600
900
1500
150
240
80
80
60
330
530
800
1200
2000
180
320
107
107
70
410
660
Tabelle 12: Flächenbedarf Holzheizwerke
1000
2000
3000
220
400
133
133
80
500
810
1400
2800
4200
260
560
187
187
90
640
1.030
2000
4000
6000
310
800
267
267
110
820
1.360
GERTEC
PHOENIX See
29
6 Energieverbrauch
6.1
Wohnen
6.1.1 EnEV - Standard
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.WP einzeln
Geoth
NW
gruppiert Holzpellet
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
Bruttobaufläche gesamt
Anzahl Wohneinheiten je VE
Aufteilung in Versorgungseinheiten
Versorgungsfläche brutto
Nettobaufläche
Wohnfläche DIN 277
ha
WE/VE
VE
ha
m²
m²
m²/WE
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
6
150
0,21
1.687
780
130
32,00
120
8
4,27
33.733
15.600
130
32,00
120
8
4,27
33.733
15.600
130
32,00
900
1
32,00
253.000
117.000
130
32,00
900
1
32,00
253.000
117.000
130
32,00
900
1
32,00
253.000
117.000
130
Erzeugung
Leistung Raumwärme
Energieabnahme Hzg+WW
spezifische Netzverlustleistung
Netzverluste
prozentuale Netzverluste
notwendige Wärmeerzeugung
kW
MWh/a
W/m
MWh/a
MWh/a
7,55
13,64
14
7,55
13,64
14
7,55
13,64
14
7,55
13,64
14
45
82
20
7
8%
89
906
1.637
25
178
10%
1.815
906
1.637
25
178
10%
1.815
6.792
12.278
30
1.598
12%
13.876
6.792
12.278
30
1.598
12%
13.876
6.792
12.278
30
1.598
12%
13.876
Wärmeerzeugungsstruktur
Fernwärme dew21 Phoenix West
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Wämepumpe
Solarkollektoren
gesamt
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
14
14
11
3
14
14
14
14
14
89
89
1.815
1.815
544
1.270
1.815
4.163
9.713
13.876
4.163
9.713
13.876
13.876
13.876
Grundlastauslegungen
elektrische Leistung
thermische Leistung
Brennstoffleistung
Volllaststunden
elektrische Arbeit
thermische Arbeit
Brennstoffverbrauch
kW
kW
kW
h/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
219
362
684
3.506
767
1.270
2.397
2.717
3.087
3.575
9.713
11.038
2.151
2.717
5.660
3.575
7.689
9.713
20.235
thermische Nutzungsgrade
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Wämepumpe
elektrische Nutzungsgrad KWK
-
Endenergieverbrauch
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Strom
Hilfsstrom Wärmenetze
Stromerzeugung
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
0,96
-
0,96
-
0,88
-
3,50
-
4,10
-
0,90
-
0,90
0,53
0,32
0,90
0,88
-
0,90
0,48
0,38
1,00
-
14
-
11
-
16
-
3,9
-
22
1
-
2.016
22
-
605
2.397
22
767
4.625
11.038
208
-
4.625
20.235
208
7.689
13.876
208
-
Tabelle 13: Endenergieverbrauch der Varianten im EnEV-Standard
GERTEC
PHOENIX See
30
6.1.2 KfW 60 - Standard
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.WP einzeln
Geoth
NW
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
Anzahl Wohneinheiten je VE
Nettobaufläche
Wohnfläche DIN 277
ha
WE/VE
VE
ha
m²
m²
m²/WE
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
1
900
0,04
281
130
130
32,00
13
69
0,46
3.654
1.690
130
32,00
120
8
4,27
33.733
15.600
130
32,00
120
8
4,27
33.733
15.600
130
32,00
900
1
32,00
253.000
117.000
130
32,00
900
1
32,00
253.000
117.000
130
32,00
900
1
32,00
253.000
117.000
130
Erzeugung
Leistung Raumwärme
Netzverluste
kW
MWh/a
W/m
MWh/a
MWh/a
3,34
6,66
7
3,34
6,66
7
3,34
6,66
7
3,34
6,66
7
43
87
20
15
15%
102
400
799
25
178
18%
977
400
799
25
178
18%
977
3.003
5.994
30
1.598
21%
7.591
3.003
5.994
30
1.598
21%
7.591
3.003
5.994
30
1.598
21%
7.591
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Wämepumpe
Solarkollektoren
gesamt
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
-
-
-
102
102
977
977
293
684
977
2.277
5.314
7.591
2.277
5.314
7.591
7.591
7.591
thermische Leistung
Brennstoffleistung
Volllaststunden
elektrische Arbeit
thermische Arbeit
Brennstoffverbrauch
kW
kW
kW
h/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
97
160
302
4.268
413
684
1.290
1.201
1.365
4.423
5.314
6.039
951
1.201
2.503
4.423
4.207
5.314
11.071
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Wämepumpe
-
Endenergieverbrauch
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Strom
Stromerzeugung
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
7
4
7
3
7
-
0,96
-
0,96
-
-
7
-
4
-
7
7
7
7
0,88
-
3,50
-
3,80
-
0,90
-
0,90
0,53
0,32
0,90
0,88
-
0,90
0,48
0,38
1,00
-
8
-
1,9
-
27
1
-
1.085
12
-
326
1.290
12
413
2.530
6.039
114
-
2.530
11.071
114
4.207
7.591
114
-
Tabelle 14: Endenergieverbrauch der Varianten KfW 60 -Standard
GERTEC
6.2
PHOENIX See
31
Gewerbe
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.W P einzeln
Geoth
NW
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
Anzahl Gebäude je VE
Nettobaufläche
Nutzfläche DIN 277
mittlere Nutzfläche DIN 277
ha
Geb/VE
VE
ha
m²
m²
m²/Geb
18,80
1
46
0,41
2.413
3.011
3.011
18,80
1
46
0,41
2.413
3.011
3.011
18,80
1
46
0,41
2.413
3.011
3.011
18,80
1
46
0,41
2.413
3.011
3.011
18,80
2
23
0,82
4.826
6.023
3.011
18,80
6
8
2,45
14.478
18.069
3.011
18,80
6
8
2,45
14.478
18.069
3.011
18,80
46
1
18,80
111.000
138.528
3.011
18,80
46
1
18,80
111.000
138.528
3.011
18,80
46
1
18,80
111.000
138.528
3.011
Erzeugung
Leistung Raumwärme
Energieabnahme Hzg+W W
Netzverluste
notwendige W ärmeerzeugung
kW
MW h/a
W /m
MW h/a
MW h/a
136
202
202
136
202
202
136
202
202
136
202
202
272
403
30
28
6%
431
816
1.209
40
111
8%
1.320
816
1.209
40
111
8%
1.320
6.253
9.270
50
1.066
10%
10.336
6.253
9.270
50
1.066
10%
10.336
6.253
9.270
50
1.066
10%
10.336
Fernwärme dew21 Phoenix W est
Erdgas Kessel
Erdgas KW K
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
W ämepumpe
Solarkollektoren
gesamt
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
202
202
188
14
202
202
202
81
121
202
172
259
431
1.320
1.320
528
792
1.320
4.135
6.202
10.336
4.135
6.202
10.336
10.336
10.336
thermische Leistung
Brennstoffleistung
Volllaststunden
elektrische Arbeit
thermische Arbeit
Brennstoffverbrauch
kW
kW
kW
h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
41
82
2.965
3.169
121
259
148
245
462
3.238
478
792
1.495
1.876
2.132
3.306
6.202
7.048
1.485
1.876
3.908
3.306
4.910
6.202
12.921
Erdgas Kessel
Erdgas KW K
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
W ämepumpe
elektrische Nutzungsgrad KW K
-
Endenergieverbrauch
Erdgas Kessel
Erdgas KW K
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Strom
Hilfsstrom W ärmenetze
Stromerzeugung
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
MW h/a
0,96
-
0,96
-
0,88
-
0,90
3,90
-
0,90
4,50
-
0,90
-
0,90
0,53
0,32
0,90
0,88
-
0,90
0,48
0,38
1,00
-
210
-
195
-
229
-
90
31
-
191
57
3
-
1.467
16
-
587
1.495
16
478
4.594
7.048
155
-
4.594
12.921
155
4.910
10.336
155
-
Tabelle 15: Endenergieverbrauch der Varianten im Bereich der gewerblichen Bebauung
GERTEC
PHOENIX See
32
7 Energiepreise
7.1
Heizöl und Erdgas
€/hl
Monatswerte
gleitendes 1-Jahres-Ø
Ø abzgl. MinÖlSt
60
50
40
30
20
10
€/hl
Monatswerte
gleitendes 1-Jahres-Ø
Jan 06
Jan 05
Jan 04
Jan 03
Jan 02
Jan 01
Jan 00
Jan 99
Jan 98
Jan 97
Jan 96
Jan 95
Jan 94
0
Ø abzgl. MinÖlSt
60
50
40
30
20
10
Bild 15:
Jan 06
Jan 04
Jan 02
Jan 00
Jan 98
Jan 96
Jan 94
Jan 92
Jan 90
Jan 88
Jan 86
Jan 84
Jan 82
Jan 80
Jan 78
0
Ölpreisentwicklung der letzten 10 und 20 Jahre
Die Kurvenverläufe zeigen, dass eine zuverlässige Prognose der Ölpreise nicht möglich
ist, da die bisherige Entwicklung schon durch unkalkulierbare Sprünge und Abstürze
gekennzeichnet ist.
Für die Berechnungen wird ein Preis von 50 €/MWh (€/hl identisch mit €/MWh bei
einem Heizwert von 10 kWh/liter Öl) zugrunde gelegt, der sich am zuletzt erreichten
GERTEC
PHOENIX See
33
Stand orientiert. In einem Hochpreis-Szenario wird ergänzend eine weiteren kräftige
Steigerung einbezogen, die eine Erhöhung um 20 € auf 70 €/MWh beinhaltet.
Die Gaspreise folgen mit einer gewissen Verzögerung von 6 bis 9 Monaten den Ölpreis-Schwankungen. Über längere Zeiträume ist das Preisverhältnis Erdgas/Heizöl
unverändert. Eine Realisierung der von vielen Gaskunden gewünschten Abkopplung
des Gaspreises vom Heizölpreis ist z.Z. nicht absehbar und findet in den Berechnungen dieses Konzepts keine Berücksichtigung.
7.2
Holzbrennstoffe
Holzbrennstoffe wie Holzhackschnitzel und Holz-Pellets sind prinzipiell unabhängig von
den Preisen der fossilen Energieträger Öl und Gas. Über lange Zeiträume lag der Preis
für Holzbrennstoffe sehr konstant. Im Laufe des Jahres 2006 zeichneten sich aber
auch hier Tendenzen ab, die auf ein Nachziehen dieser Preise unter dem Einfluss
erhöhter Nachfrage, leichten Nachschubschwierigkeiten und hohen Preisen der fossilen Konkurrenzenergieträger hindeuten.
Im Oktober 2006 liegt der von C.A.R.M.E.N. e.V. veröffentlichte Pelletpreis über dem
beim Statistischen Bundesamt notierten Preis von leichten Heizöl (HEL), wenn man
den heizwertbezogenen Netto-Preis heranzieht. Für den Endverbraucher ergeben sich
hinsichtlich der aktuellen Wirtschaftlichkeit nur noch Vorteile aus den unterschiedlichen
Mehrwertsteuersätzen.
7.3
Strom für Wärmepumpen
Vor der Liberalisierung bot jedes Strom-EVU besonders günstige Tarife für Nachtspeicher- und Wärmepumpenstrom an. Diese Tarife haben heute nicht mehr die frühere
Bedeutung.
Während in 2006 der Standard Haushaltsstrom bei DEW21 14,39 ct/kWh kostet, bietet
sich für die Wärmepumpe der Strom-Maxi-Tarif mit 13,65 ct/kWh an. Für Nachtspeicherheizungen gibt es eine Sonderpreisregelung, bei der Nachtstrom 8,42 ct/kWh
kostet. Für 2007 ist ein separater Wärmepumpen-Tarif in Vorbereitung.
Je nach Betriebsweise einer Wärmepumpe, die insbesondere auch von der Größe der
Speicher abhängig ist, wird man in der Mischung von HT- und NT-Strom auf einen
mittleren Preis kommen, der 4 bis 5 ct unter dem Tarif der Grundversorgung liegt. Für
die Erdsonden-Wärmepumpen wird ein Preis von 10 ct/kWh in Ansatz gebracht.
7.4
Stromvergütung für KWK-Strom
Als Stromvergütung für die Erdgas-BHKW-Anlagen wird in Anlehnung an den Trend
der nachfolgenden Grafik ein Wert von 60 €/MWh angenommen (Base, grüne Linie).
GERTEC
PHOENIX See
34
Quelle: http://www.zfk.de/zfk/zahlen/forward_strom.pdf, 15.11.2006
Bild 16:
Strompreisentwicklung
Hinzu kommt ein Zuschlag von ca. 8 €/MWh für die vermiedene Netznutzung sowie
der KWK-Zuschlag, der bei Inbetriebnahme einer Anlage in 2008 noch 3 Jahre gesichert ist, wenn die Anlage größer als 50 kWel ist. Der effektiver Zuschlag liegt dann nur
bei ca. 4 €/MWh. Als gesamte Vergütung kann somit 72 €/MWh in Ansatz gebracht
werden.
7.5
Preise der Energieträger im Vergleich
Die Preistendenzen der letzten beiden Jahre sind in der folgenden Grafik wiedergegeben:
Indexwerte mit Basisjahr 2000 = 100
Netto-Preise in €/MWh
240
80
210
70
180
60
150
50
120
40
Erdgas (Verteilung)
90
30
Holz 108
HEL 40 - 50 hl
60
20
Pellets in €/MWh netto
KWK-Strom EEX
30
10
-
0
Jan 04
Bild 17:
Apr 04
Jul 04
Okt 04
Jan 05
Apr 05
Jul 05
Okt 05
Jan 06
Apr 06
Jul 06
Okt 06
Energiepreistendenzen im Vergleich
Die Preise der folgenden Tabelle werden in den Wirtschaftlichkeitsberechnungen
dieses Energiekonzepts zugrunde gelegt:
GERTEC
PHOENIX See
Heizöl 40 - 50 hl Rheinschiene
Erdgas Haushalte
Erdgas Heizwerk Kessel
Erdgas Heizwerk KWK
Holz-Pelletpreis Haushalte
Holz-Pelletpreis Heizwerk
Holz-Hackschnitzel Heizwerk
FW-Preis ab Phoenix-West
Strom Wärmepumpe
Stromvergütung KWK
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
35
Basisvariante
HochpreisSzenario
50
55
50
44
45
42
24
40
100
100
72
70
75
70
64
55
52
29
47
130
130
102
Tabelle 16: Energiepreisansätze für die Kostenberechnungen
GERTEC
PHOENIX See
36
8 Vollkosten der Varianten
8.1
Wohnen
8.1.1 EnEV - Standard
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.WP einzeln
Geoth
NW
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
Endenergiepreise
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Strom
Stromerzeugung/-vergütung
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
55
-
55
-
45
-
100
-
100
100
-
42
100
-
50
44
100
72
50
24
100
-
50
44
100
72
40
100
-
Kosten frei Haus (netto)
Endenergiekosten
Stromvergütung
Endenergiekosten ./. Vergütung
€/MWh
€/MWh
€/MWh
57
57
45
45
51
51
29
29
27
27
53
53
84
34
50
42
42
93
45
48
47
47
Investionen
je Versorgungseinheit
Investition dezentral inkl. HA
Wärmeverteilung in der VE
Zuschlag Wärmedurchleitungen
Wärmeerzeugung Grundlastanlage
Wärmeerzeugung Spitzenlast
Grundstückskosten
Transportleitung Fremdbezug -anteilig
Peripherie, Gebäude und Planung
Wärmeerzeugung zentral
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
7
-
14
-
10
-
14
-
24
10
58
2
6
66
600
203
51
127
28
53
208
600
203
51
203
82
21
76
381
4.500
1.520
608
467
611
106
430
1.615
4.500
1.520
608
937
611
80
464
2.092
4.500
1.520
608
1.041
1.041
spezifisch je Wohneinheit
Wärmeverteilung inkl. Zuschlag
Summe Investitionen
€/WE
€/WE
€/WE
€/WE
7.000
7.000
14.000
14.000
10.000
10.000
14.000
14.000
4.000
1.689
11.024
16.713
5.000
2.111
1.734
8.846
5.000
2.111
3.176
10.288
5.000
2.364
1.794
9.159
5.000
2.364
2.324
9.688
5.000
2.364
1.157
8.521
kapitalgebundene Kosten
Kapitaldienstfaktor 6% 20 Jahre
Kapitaldienst
Aufschlag für Anlaufverluste
Anlaufverluste
Kapitaldienst inkl. Anlaufverluste
bezogen auf Wärmeabnahme
%
€/WE.a
%
€/WE.a
€/WE.a
€/MWh
8,7%
610
610
45
8,7%
1.221
1.221
89
8,7%
872
872
64
8,7%
1.221
1.221
89
8,7%
1.457
1.457
107
8,7%
771
+ 13%
45
816
60
8,7%
897
+ 13%
62
959
70
8,7%
799
+ 35%
126
924
68
8,7%
845
+ 35%
142
986
72
8,7%
743
+ 35%
106
849
62
Betriebskosten (1,5% p.a.)
pauschal 1,5% p.a. ohne KWK-Anteil
Vollwartung KWK-Anlagen
gesamt je Wohneinheit
€/WE.a
€/MWhel
€/WE.a
€/WE.a
€/MWh
105
105
8
210
210
15
150
150
11
210
210
15
251
251
18
133
133
10
129
14
89
218
16
137
137
10
130
14
120
249
18
128
128
9
Kostenübersicht
Kapitalkosten
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
gesamt
Kapitalkosten
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
gesamt
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/m²a
€/m²a
€/m²a
€/m²a
€/m²a
45
8
57
110
4,70
0,80
6,00
11,50
89
15
45
150
9,40
1,60
4,70
15,70
64
11
51
126
6,70
1,20
5,40
13,20
89
15
29
133
9,40
1,60
3,00
14,00
107
18
27
153
11,20
1,90
2,90
16,00
60
10
53
123
6,30
1,00
5,60
12,90
70
16
84
34
137
7,40
1,70
8,80
3,50
14,30
68
10
42
120
7,10
1,10
4,40
12,60
72
18
93
45
138
7,60
1,90
9,70
4,70
14,50
62
9
47
119
6,50
1,00
4,90
0,00
12,40
Tabelle 17: Kosten der Varianten im EnEV-Standard
GERTEC
PHOENIX See
37
8.1.2 KfW 60 - Standard
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.WP einzeln
Geoth
NW
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
Endenergiepreise
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Strom
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
55
-
55
-
45
-
100
-
100
100
-
42
100
-
50
44
100
72
50
24
100
-
50
44
100
72
40
100
-
Endenergiekosten
Stromvergütung
€/MWh
€/MWh
€/MWh
57
57
31
31
51
51
29
29
32
32
59
59
93
37
56
47
47
104
51
54
53
53
Investionen
Grundstückskosten
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
7
-
14
-
10
-
14
-
52
22
58
2
6
66
600
203
51
56
16
17
89
600
203
51
117
36
12
46
212
4.500
1.520
608
207
270
62
191
730
4.500
1.520
608
542
270
46
244
1.103
4.500
1.520
608
0
0
649
0
649
spezifisch je Wohneinheit
Summe Investitionen
€/WE
€/WE
€/WE
€/WE
7.000
7.000
14.000
14.000
10.000
10.000
14.000
14.000
4.000
1.689
5.084
10.773
5.000
1.689
744
7.433
5.000
1.689
1.763
8.452
5.000
1.689
811
7.500
5.000
1.689
1.226
7.914
5.000
1.689
721
7.410
Kapitaldienst
Anlaufverluste
%
€/WE.a
%
€/WE.a
€/WE.a
€/MWh
8,7%
610
610
92
8,7%
1.221
1.221
183
8,7%
872
872
131
8,7%
1.221
1.221
183
8,7%
939
939
141
8,7%
648
+ 13%
29
677
102
8,7%
737
+ 13%
41
777
117
8,7%
654
+ 35%
76
729
110
8,7%
690
+ 35%
88
778
117
8,7%
646
+ 35%
73
719
108
€/WE.a
€/MWhel
€/WE.a
€/WE.a
€/MWh
105
105
16
210
210
32
150
150
23
210
210
32
162
162
24
111
111
17
122
14
48
170
26
112
112
17
114
14
65
180
27
111
111
17
Kostenübersicht
Kapitalkosten
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
gesamt
Kapitalkosten
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
gesamt
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/m²a
€/m²a
€/m²a
€/m²a
€/m²a
92
16
57
165
4,70
0,80
2,90
8,40
183
32
31
246
9,40
1,60
1,60
12,60
131
23
51
205
6,70
1,20
2,60
10,50
183
32
29
243
9,40
1,60
1,50
12,50
141
24
32
197
7,20
1,20
1,60
10,10
102
17
59
177
5,20
0,90
3,00
9,10
117
26
93
37
198
6,00
1,30
4,70
1,90
10,10
110
17
47
174
5,60
0,90
2,40
8,90
117
27
104
51
197
6,00
1,40
5,30
2,60
10,10
108
17
53
177
5,50
0,90
2,70
0,00
9,10
Tabelle 18: Kosten der Varianten KfW 60 -Standard
GERTEC
PHOENIX See
38
Wärmekosten in €/m².a
Kapitalkosten
12,00
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 18:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
FW Gas
BHKW
FW Bezug
Kostenstruktur Wohnen EnEV
Kapitalkosten
12,00
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 19:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
FW Gas
BHKW
FW Bezug
Kostenstruktur Wohnen KfW 60
18,00
EnEV
KfW 60
wie Erdgas dez
+15%
-15%
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 20:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
Vollkosten Wohnen für EnEV und KfW 60
FW Gas
BHKW
FW Bezug
GERTEC
8.2
PHOENIX See
39
Gewerbe
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.WP einzeln
Geoth
NW
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
Endenergiepreise
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Strom
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
55
-
55
-
45
-
50
100
-
50
100
100
-
42
100
-
50
44
100
72
50
24
100
-
50
44
100
72
40
100
-
Endenergiekosten
Stromvergütung
€/MWh
€/MWh
€/MWh
57
57
53
53
51
51
38
38
39
39
52
52
80
28
51
45
45
88
38
50
46
46
Investionen
Grundstückskosten
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
T€
30
-
51
-
37
-
82
-
24
39
117
24
6
14
162
78
116
29
114
26
34
175
78
116
29
156
73
20
69
318
598
893
357
323
563
101
354
1.340
598
893
357
731
563
75
388
1.758
598
893
357
0
0
1.351
0
1.351
spezifisch je Gebäude
Wärmeverteilung inkl. Zuschlag
Summe Investitionen
€/Geb
€/Geb
€/Geb
€/Geb
30.000
30.000
51.000
51.000
37.000
37.000
82.362
82.362
12.000
19.413
80.831
112.245
13.000
24.266
29.112
66.378
13.000
24.266
52.934
90.200
13.000
27.178
29.136
69.314
13.000
27.178
38.208
78.387
13.000
27.178
29.372
69.550
Kapitaldienst
Anlaufverluste
%
€/Geb.a
%
€/Geb.a
€/Geb.a
€/MWh
8,7%
2.616
2.616
13
8,7%
4.446
4.446
22
8,7%
3.226
3.226
16
8,7%
7.181
7.181
36
8,7%
9.786
9.786
49
8,7%
5.787
+ 7%
326
6.113
30
8,7%
7.864
+ 7%
471
8.335
41
8,7%
6.043
+ 13%
638
6.681
33
8,7%
6.834
+ 13%
741
7.575
38
8,7%
6.064
+ 13%
641
6.705
33
€/Geb.a
€/MWhel
€/Geb.a
€/Geb.a
€/MWh
450
450
2
765
765
4
555
555
3
1.235
1.235
6
1.684
1.684
8
996
996
5
964
14
1.116
2.080
10
1.040
1.040
5
937
14
1.494
2.432
12
1.043
1.043
5
Kostenübersicht
Kapitalkosten
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
gesamt
Kapitalkosten
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
gesamt
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/MWh
€/m²a
€/m²a
€/m²a
€/m²a
€/m²a
13
2
57
73
0,90
0,10
3,80
4,90
22
4
53
79
1,50
0,30
3,60
5,30
16
3
51
70
1,10
0,20
3,40
4,70
36
6
38
79
2,40
0,40
2,50
5,30
49
8
39
96
3,20
0,60
2,60
6,40
30
5
52
88
2,00
0,30
3,50
5,90
41
10
80
28
103
2,80
0,70
5,30
1,90
6,90
33
5
45
83
2,20
0,30
3,00
5,60
38
12
88
38
99
2,50
0,80
5,90
2,60
6,60
33
5
46
85
2,20
0,30
3,10
0,00
5,70
Tabelle 19: Kosten der Varianten im Bereich der gewerblichen Bebauung
GERTEC
PHOENIX See
40
Kapitalkosten
12,00
Betriebskosten
Verbrauchskosten
Stromvergütung
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 21:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
FW Gas
BHKW
FW Bezug
Kostenstruktur gewerbliche Bebauung
EnEV-Standard
18,00
wie Erdgas dez
+15%
-15%
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 22:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
Vollkosten gewerbliche Bebauung
FW Gas
BHKW
FW Bezug
GERTEC
8.3
PHOENIX See
41
Ergebnisse für ein Hochpreis-Szenario
Unter Bezug auf die in Tabelle 16 angegebenen Preise ergeben sich die folgenden
geänderten Vollkosten.
18,00
EnEV
KfW 60
wie Erdgas dez
+15%
-15%
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 23:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
FW Gas
BHKW
FW Bezug
Hochpreis-Szenario-Vollkosten Wohnen für EnEV und KfW 60
EnEV-Standard
18,00
wie Erdgas dez
+15%
-15%
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 24:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
FW Gas
BHKW
FW Bezug
Hochpreis-Szenario-Vollkosten gewerbliche Bebauung
Die im Rahmen des Energiekonzepts erstellten Berechnungen können bei Bedarf, z.B.
auch nach unerwarteten zukünftigen Verschiebungen der Preisrelationen zwischen den
einzelnen Energieträgern, an beliebige Energiepreis-Szenarien angepasst werden.
GERTEC
PHOENIX See
42
9 Emissionen, Energieeinsparung und Primärenergieverbrauch
9.1
CO2-Emissionen
Die zur Emissionsberechnung verwendeten Emissionsfaktoren nach GEMIS-Version
4.3 sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
CO2-Emissionsfaktoren (Äquivalente nach GEMIS 4.3)
kg/MWh
Erdgas Kessel
kg/MWh
Erdgas KWK
kg/MWh
Holz-Hackschnitzel
kg/MWh
Holz-Pellets
kg/MWh
Strom
kg/MWh
kg/MWh
Stromerzeugung
kg/MWh
102
256
256
6
13
647
647
-620
Tabelle 20: Emissionsfaktoren nach GEMIS 4.3
CO2-Emissionen Wärmelieferung in kg/m²a
30,0
EnEV
KfW 60
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 25:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
CO2-Emissionen Wohnen
FW Gas
BHKW
FW Bezug
GERTEC
PHOENIX See
43
CO2-Emissionen Wärmelieferung in kg/m²a
Gewerbe
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
Erdgas dez Erdgas &
Solar
Bild 26:
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Geoth
gruppiert
NW
Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW HolzHS
FW Gas
BHKW
FW Bezug
CO2-Emissionen gewerbliche Bebauung
Tabellarisch stellen sich die CO2-Emissionen als Zahlenwerte wie folgt dar:
CO2-Emissionen
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.WP einzeln
Geoth
NW
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
EnEV-Standard
Wohnen
Gewerbe
Summe
relativ zu Erdgas dez
t/a
t/a
t/a
3.274
2.472
5.746
100%
2.554
2.302
4.856
85%
185
140
325
6%
2.270
1.977
4.247
74%
2.175
2.034
4.208
73%
306
228
534
9%
2.302
1.890
4.193
73%
1.387
1.320
2.707
47%
1.732
1.540
3.271
57%
1.552
1.156
2.708
47%
KfW60
Wohnen
Gewerbe
Summe
relativ zu ENeV Erdgas dez
t/a
t/a
t/a
1.598
2.472
4.070
71%
878
2.302
3.180
55%
90
140
230
4%
1.108
1.977
3.085
54%
1.238
2.034
3.272
57%
165
228
393
7%
1.239
1.890
3.130
54%
759
1.320
2.079
36%
947
1.540
2.487
43%
849
1.156
2.005
35%
Tabelle 21: Emissionen PHOENIX See nach Varianten und Standards
9.2
Primärenergie-Einsparung
Mit den Faktoren der folgenden Tabelle wird die Primärenergie-Einsparung ermittelt.
Für die Fernwärme von PHOENIX West wird ein Faktor von 0,5 angesetzt, da die
Forderung des Ausschreibungsverfahrens einen Wert "≤ 0,6" forderte. Welche Anlagenkonzepte zur Umsetzung kommen werden, steht z.Z. noch nicht fest.
PE-Faktor
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
Holz-Pellets
Strom
Stromerzeugung
kWhp/kWhe
kWhp/kWhe
kWhp/kWhe
kWhp/kWhe
kWhp/kWhe
kWhp/kWhe
kWhp/kWhe
kWhp/kWhe
0,5
1,1
1,1
0,1
0,2
3,0
3,0
-3,0
Tabelle 22: Primärenergiefaktoren
GERTEC
PHOENIX See
44
Mit diesen Faktoren ergeben sich die folgenden Gesamtbilanzwerte:
Primärenergieverbrauch
Erdgas
dez
Erdgas
& Solar
Holzpellet
dez
elt.WP
einzeln
Erdgas dez
Erdgas & Solar
Holzpellet dez
elt.WP einzeln
Geoth
NW
Geoth gruppiert
NW Holzpellet
NW Gas
BHKW
FW
Holz-HS
FW Gas
BHKW
FW
Bezug
NW Gas BHKW
FW Holz-HS
FW Gas BHKW
FW Bezug
EnEV-Standard
Wohnen
Gewerbe
Summe
relativ zu Erdgas dez
MWh/a
MWh/a
MWh/a
14.068
10.622
24.690
100%
10.975
9.889
20.864
85%
2.790
2.107
4.897
20%
10.524
8.810
19.334
78%
10.083
9.047
19.130
77%
3.514
2.614
6.128
25%
7.997
6.918
14.914
60%
6.816
6.223
13.039
53%
4.903
5.002
9.904
40%
7.562
5.633
13.196
53%
KfW60
Wohnen
Gewerbe
Summe
relativ zu ENeV Erdgas dez
MWh/a
MWh/a
MWh/a
6.868
10.622
17.490
71%
3.774
9.889
13.663
55%
1.362
2.107
3.469
14%
5.137
8.810
13.948
56%
5.742
9.047
14.789
60%
1.891
2.614
4.506
18%
4.304
6.918
11.222
45%
3.729
6.223
9.952
40%
2.682
5.002
7.684
31%
4.137
5.633
9.771
40%
Tabelle 23: Primärenergieverbrauch PHOENIX See nach Varianten und Standards
GERTEC
PHOENIX See
45
10 Fazit Versorgungssysteme
Die Erdgas-Brennwert-Heizung ist ein System, das hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit
unter dem Kriterium Vollkosten zur Zeit noch am günstigsten liegt. Nicht berücksichtigt
ist hierbei, ob die Gasnetzverlegung für die DEW21 wirtschaftlich ist.
Unter dem Aspekt der CO2-Minderung ist dieses System aber immer das ungünstigste.
Die vergleichende Betrachtung zweier Dämmstandards im Bereich der Wohnbebauung
gibt wenig Hinweise darauf, dass bestimmte Versorgungssysteme mit einem hohen
Dämmstandard nicht kompatibel sind.
Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme auf Gas-Basis sind heute schon deutlich unwirtschaftlicher als die holzbasierten Systeme und die dezentrale Gasheizung, auch wenn
die CO2-Emissionsbilanz sehr gut ist.
Die Mehrkosten für Nah- oder Fernwärme aus erneuerbaren Energieträgern halten sich
im Rahmen. Die Mehrkosten liegen bei heutigen Energiepreise innerhalb einer 15%Grenze und stellen voraussichtlich kein Vermarktungshindernis dar. Bei weiter steigenden Energiepreisen für Öl und Gas sind diese Systeme im Hochpreis-Szenario
kostengleich mit Erdgas.
Die CO2-Emissionen lassen sich bei den üblichen Auslegungen mehr als halbieren.
• Es wird empfohlen, in jedem Fall die neuen Bauflächen mit einem Wärmenetz
auszustatten, bei den von einer Mindestlebensdauer von 30 Jahren ausgegangen
werden kann. Dies eröffnet die Möglichkeit unterschiedlichen Techniken bei der
Wärmeerzeugung, z.B. die hier untersuchte Erzeugungsanlagen einzusetzen und
am Ende deren Lebensdauer auch zukünftig neue Technologien anzuwenden.
Wenn Standorte für diese Erzeugungsanlagen nicht im Gebiet liegen sollen, gibt es
in Randlage oder außerhalb ausreichende Möglichkeiten.
• Es wird weiterhin empfohlen, für die Wohngebäude den KfW 60 Standard zu fördern. Die Abwägung zwischen den Mehrkosten beim Bau, den eingesparten Heizkosten über die Nutzungsdauer der Gebäude und den Umweltzielen wird bei der
Auswahl der Umsetzungsinstrumente zu beachten sein.
GERTEC
PHOENIX See
46
11 Instrumente zur Sicherstellung eines hohen
Energieeffizienzstandards im Gebiet PHOENIX See
Der Energieeffizienzstandard des Gebietes PHOENIX See wird bestimmt
• durch den Energiebedarf der Gebäude (hier vor allem der Wärmebedarf) und
• durch die energetische Qualität der Energieversorgung (Effizienz konventioneller
Systeme, Anteil Kraft-Wärme-Kopplung und Anteil erneuerbarer Energiequellen) zur
Deckung dieses Energiebedarfs.
Energiebedarf der
Gebäude
für Heizung und
Warmwasser
Primärenergieverbrauch der konventionellen Wärmeerzeugung mit
fossilen Energien
EnergieEffizienzstandard
PHOENIX See
Anteil
erneuerbarer
Energiequellen
Bild 27:
Anteil der
Wärmeerzeugung
in KraftWärmekopplung
Einflussfaktoren auf den zukünftigen Energieverbrauch im Gebiet PHOENIX
See
Für die Umsetzung eines hohen Energieeffizienzstandards stehen eine Reihe von
bereits in anderen Kommunen erprobten Instrumenten zur Verfügung, die sich hinsichtlich ihrer Verbindlichkeit für den Gebäudeeigentümer und damit in ihrer Wirkungstiefe unterscheiden.
GERTEC
PHOENIX See
47
Jedes der in folgenden beschriebenen Instrumente kann für sich alleine umgesetzt
werden, im Sinne eines Baukastensystems findet sich am Ende des Kapitels eine
Empfehlung zur Kombination einzelner Instrumente.
Umsetzungsinstrumente
Verbindlich mit hoher Wirkungstiefe
1. Privatrechtliche Vereinbarung im
Grundstückskaufvertrag z.B. in
- Dämmstandard
- Nah- oder Fernwärmeanschluss
- Vertragsstrafe und Kontrolle
- obligatorische Energieberatung
Unverbindlich mit geringer Wirkungstiefe
1. Nichtverlegung eines Erdgasnetzes
2. Gutschein für Energieberatung und
3. Finanzielle Förderung (z.B. Bonussystem)
4. Angebot einer standardisierten
Qualitätssicherung
5. Allgemeine Informationsvermittlung
Tabelle 24: Übersicht über die empfohlenen Umsetzungsinstrumente
11.1
Verbindliche Umsetzungsinstrumente mit hoher Wirkungstiefe
11.1.1
Privatrechtliche Vereinbarung im Grundstücks-Kaufvertrag
a) Dämmstandard
Der Energieverbrauch des Gebietes PHOENIX See wird wesentlich durch den Energiebedarf der Gebäude bestimmt. Empfohlen wird, in den Grundstückskaufverträgen
eine Festlegung zum Energiestandard der Gebäude zu treffen, insbesondere hinsichtlich der wärmetechnischen Qualität der Gebäudehülle, die über die gegenwärtige
gesetzliche Mindestanforderungen der Energiesparverordnung hinaus geht und dem
heutigen Stand der Technik entsprechen.
Hierzu könnte folgende Passus im Kaufvertrag ergänzt werden:
Der Primärenergiebedarf jedes einzelnen Gebäudes darf nicht den Wert von 60
kWh/m² a (Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr) überschreiben. Der auf
die wärmeübertragende Gebäudehülle bezogene spezifische Transmissionswärmeverlust muss den in der EnEV (Energieeinsparverordnung) zugelassen Höchstwert um mindestens 30% unterschreiten.
Mit dieser Formulierung würde der Standard des KFW-Energiesparhauses 60 der
Kreditanstalt für Wiederaufbau festgeschrieben. Der Primärenergiebedarf des gesamten Gebäudes wird dabei durch zwei Hauptfaktoren bestimmt:
Zum einen den Wärmeverlust und der passiven Solarenergiegewinnung auf der Seite
der Gebäudehülle und zum anderen durch den Primärenergiefaktor der Wärmeversorgung (bestimmt durch den gewählten Energieträger und die Effizienz der Wärmeer-
GERTEC
PHOENIX See
48
zeugung). Um zu vermeiden, dass eine z.B. durch eine Nahwärmeversorgung bereitgestellte energieeffiziente Wärme zu einer Verringerung des Dämmstandards des
Gebäudes führen würde, wird im Kaufvertrag daher neben dem nach EnEV definierten
Primärenergiebedarf auch eine Regelung zu den maximalen Transmissionswärmeverlusten aufgenommen.
Für diesen Standard ist analog der aktuellen Berechnung in der Broschüre „Energieeffizienter Neubau von Wohngebäuden“ der Stadt Dortmund mit investiven Mehrkosten
bei einem Einfamilienhaus
•
•
auf der baulichen Seite von knapp 6.000 €
ggf. auf der heizungstechnischen Seite (Brennwertkessel mit solarer Heizungsunterstützung) von 9.000 € (entfällt bei Anschluss an effizienter Wärmeversorgung durch Fernwärme/Nahwärme)
zu rechnen, die der Gebäudeeigentümer auf jeden Fall zur Einhaltung des KfW 60Standards tätigen müsste.
Bild 28:
Dämmstandard eines EFH nach EnEV und nach KfW-60
Sollte dem Gebäudeeigentümer keine effiziente Wärmeversorgung mit einem geringen Primärenergiefaktor durch Nah- oder Fernwärme zur Verfügung gestellt werden,
benötigt er noch ein eigenes Wärmeversorgungssystem in seinem Gebäude. Zur
Einhaltung des KfW 60-Standards ist dann mindestens eine Erdgasheizung mit Brennwerttechnik und eine Solaranlage zur Warmwasserleitung und Heizungsunterstützung
erforderlich. Es entstehen dann weitere Mehrkosten.
GERTEC
PHOENIX See
49
Mehrkosten KfW 60 Standard Einfamilienhaus
Gebäudehülle
Fall A) 6.000 €
Fall B) 6.000 €
Wärmeversorgung
0€
(bei Angebot einer
energieeffizienten und
wirtschaflichen Nah/Fernwärmeversorgung)
9.000 €
(eigene
Brennwertheizung mit
solarer
Heizungsunterstützung)
gesamt
6.000 €
15.000 €
Insgesamt 2% - 6% der Gebäudekosten, in gleicher Größenänderung wie zu
???? Energiekosteneinsparungen.
Tabelle 25: Mehrkosten KfW 60 Standard Einfamilienhaus
Diese Mehrkosten halten sich schon bei heutigen Energiepreisen die Waage mit den
zu erzielenden Energiekosteneinsparungen und belaufen sich auf ca. 2-6% der Investitionskosten für das Gebäude. Aus Sicht des Gebäudeeigentümers bedeutet dieser
Standart
• eine schon bei heutigen Energiepreisen wirtschaftliche Investition,
• dauerhaft niedrige Energiekosten,
• hoher Wohnkomfort durch angenehmes Raumklima und
• eine Erhöhung des Gebäudewertes und Verbesserung der Wiederverkaufbarkeit
(s. Einführung eines Energieausweises ab Januar 2008).
Bei der Umsetzung dieses Standards in den ca. 600 geplanten Wohngebäuden würden
bei mittleren Mehrkosten von 15.000 € pro Gebäude (wenn keine Fernwärme angeboten wird) 9.000.000 € Mehrinvestition ausgelöst werden, die durch das lokale und
regionale Handwerk umgesetzt würden.
b) Nah- oder Fernwärmeanschluss
Die Wirtschaftlichkeit der untersuchten Nah- und Fernwärmelösungen wird u.a. wesentlich durch die Anschlussquote an das Versorgungsnetz bestimmt. Für die Sicherstellung einer 100 %igen Anschlussquote kann ebenfalls eine entsprechende Vereinbarung im Grundstückskaufvertrag getroffen werden:
Schuldrechtliche Anschlussverpflichtung
Die PHOENIX See Entwicklungsgesellschaft wird mit den Investoren in den Kaufverträgen schuldrechtlich vereinbaren, dass diese verpflichtet sind, ihr Grundstück
an das Fernwärmenetz des Wärmeversorgungsunternehmens anzuschließen und
während der Laufzeit dieses Vertrages sämtliche auf dem Grundstück benötigte
Raumheizwärme ausschließlich von dem Wärmeversorgungsunternehmens zu
beziehen. Weiter wird der jeweilige Käufer verpflichtet, die getroffene Vereinba-
GERTEC
PHOENIX See
50
rung im Falle der Grundstücksveräußerung dem jeweiligen Rechtsnachfolger mit
der Verpflichtung zur Weitergabe aufzuerlegen.
c) Kontrolle/Vertragsstrafe
Für beide Regelungen zum Dämmstandard und Nah-/Fernwärmeanschluss kann im
Kaufvertrag auch eine Vertragsstrafe z.B. in Höhe von 15.000 € vereinbart werden.
Hinsichtlich der Regelungen zum KfW-60-Standard sollte zusätzlich vereinbart werden,
dass dem Grundstücksverkäufer die entsprechenden Nachweise vorzulegen sind und
er sich eine Kontrolle auch durch Besichtigung vorbehält.
d) Obligatorische Energieberatung
Zusätzlich kann auch die Durchführung einer obligatorischen Energieberatung vereinbart werden. Diese Energieberatung sollte in der Phase der Gebäudeplanung durchgeführt werden und einen standardisierten Leistungsumfang umfassen. Hierzu würde
(z.B. durch das Umweltamt) ein Beraterpool (z.B. mit Energieberatern der Verbraucherzentrale, der DEW oder freier Energieberater) gebildet werden, die über die entsprechenden Qualifikationen verfügen und die sich bereit erklären, zu einem Richtpreis in
einem standardisierten Leistungsumfang die definierten Leistungen eine Energieberatung in der Gebäudeplanungsphase für den Gebäudeeigentümer zu erbringen. Die
Kosten für die Durchführung der Energieberatung würde der Gebäudeeigentümer
tragen. Im Bereich der Wohngebäude kann dabei von Kosten in einer Größenordnung
von 150 € - 500 € (je nach Leistungsumfang, beginnend bei einem zweistündigen
Beratungsgespräch bis hin zu intensiver Diskussion der Baupläne in Anwesenheit des
Gebäudearchitekten) ausgegangen werden.
11.2
11.2.1
Unverbindliche Umsetzungsinstrumente mit geringer Wirkungstiefe
Nichtverlegung eines Erdgasnetzes
Soll der Anschluss der Gebäudeeigentümer an einen Fern- oder Nahwärmenetz forciert
werden, besteht auch die Möglichkeit, die Anzahl möglicher Alternativen zur angebotenen Fern- /Nahwärmelösung zu begrenzen, in dem seitens der DEW darauf verzichtet wird, in dem entsprechenden Gebiet ein Erdgasnetz zu verlegen. In diesem Falle
ständen dem Gebäudeeigentümer ausschließlich dezentrale Lösungen für die Wärmeenergieversorgung seines Gebäudes (z.B. Öl, Heizung, Pelletanlagen) zur Verfügung.
Bei entsprechend attraktiven Preisangeboten sowie offensiver Vermarktung einer
Fern-/Nahwärmelösung sind dann sehr gute Voraussetzungen gegeben, um entsprechend hohe Anschlussquoten zu erreichen. Erfahrungen zu den mit diesem Verfahren
zu erreichenden Anschlussquoten sind nicht bekannt.
11.2.2
Gutschein für kostenlose Energieberatung und vergünstigten
Die Luftdichtigkeit eines Gebäudes ist eine wesentliche Voraussetzung für einen geringen Energiebedarf aber vor allem für die Vermeidung von Bauschäden innerhalb des
GERTEC
PHOENIX See
51
Gebäudes. Wesentliche Weichen hierzu werden bereits in der Gebäudeplanungsphase
aber auch in der Phase der Bauausführung gestellt.
Mit der Unterzeichnung des Grundstückkaufvertrages könnten dem Grundstückseigentümer ein Gutschein für die Durchführung einer kostenlosen Energieberatung in der
Gebäudeplanungsphase, sowie ein Gutschein für die Mitübernahme von Kosten bei
der Durchführung eines Luftdichtigkeitstestes des Gebäudes überreicht werden. Beide
Gutscheine könnten z.B. einen Wert von je 150 € haben, bei der Durchführung eines
Luftdichtigkeitstestes würden dann seitens des Gebäudeeigentümers noch ca. 350 €
für ein Einfamilienhaus fällig.
Auch hier wird vorgeschlagen (z.B. durch das Umweltamt), einen Pool von lokalen
Energieberatern sowie lokalen/regionalen Anbietern von Luftdichtigkeitsmessungen zu
bilden, die sich auf Basis einer vorgegebenen Leistungsbeschreibung intern verpflichtet haben, diese Leistungen zu den genannten Richtpreisen mit der entsprechenden
Qualität zu erbringen.
11.2.3
Finanzielle Förderung durch ein Bonussystem
Die Umsetzung eines guten energetischen Gebäudestandards sowie die Nutzung
regenerativer Energien kann auch durch die Gewährung von finanziellen Anreizen
forciert werden. Vor dem Hintergrund der schon heute gegebenen Wirtschaftlichkeit
der Mehrinvestitionen sollten die finanziellen Zuschüsse dabei weniger zur Verringerung dieser Mehrinvestition dienen, als viel mehr als Anreiz dienen, um den Gebäudeeigentümer auf das Thema Gebäudedämmstandard wie auch auf regenerative Energien hinzuweisen. Vorgeschlagen wird die Förderung der in der folgenden Tabelle
aufgeführten drei Maßnahmen:
Maßnahmen
Zuschuss
Errichtung eines KfW-Energiesparhauses 40
1.000 €
Errichtung eines KfW-Energiesparhauses 60
500 €
Verwendung von Solarkollektoren
und/oder Heizungsunterstützung
zur
Warmwasserbereitung 250 €
Tabelle 26: Vorschlag für die Maßnahmenbezuschussung
Der entsprechende finanzielle Zuschuss wird dabei ausgezahlt, nachdem ein Nachweis
über die Durchführung der Maßnahmen erbracht wurde (z.B. Vorlage einer Rechnung
oder der Bestätigung, Fördermittel der Kreditanstalt für Wiederaufbau erhalten zu
haben), sowie der Vorlage eines Fotos und ggf. und dem Ausfüllen eines Gebäudesteckbriefes, welcher dann für Maßnahmen der Öffentlichkeitsarbeit und im Sinne
einer best practice Sammlung durch die Stadt Dortmund veröffentlicht werden könnte.
Auch hier sollte der Vorbehalt einer Nachprüfung, der Rückzahlung der Mittel sowie
der Veröffentlichung des Gebäudesteckbriefes festgelegt werden. Der finanzielle
GERTEC
PHOENIX See
52
Zuschuss kann dabei z.B. aus einem Förderprogramm der Stadt oder der DEW 21
gewährt werden.
Einen anderen Mechanismus stellt die Einführung eines Bonussystems dar, wie es
z.B. in der Stadt Bielefeld praktiziert wird. Durch die Umlage der benötigten Fördermittel auf dem Grundstückskaufpreis wird ein entsprechender Finanzierungstopf beim
Grundstücksverkauf geschaffen. Beispielhaft verdeutlicht dies die folgende Berechnung:
• Unter der Annahme das 70% der Gebäudeeigentümer die o.g. Förderung bzw.
das Bonussystem benutzten und davon
• 10% ein Passivhaus (KFW-40-Haus) mit einer Solaranlage (60 Wohneinheiten =
90.000 €) und
• 50% ein KFW-60-Haus mit Solaranlage (310 Wohneinheiten = 232.500 €) und
• 40% nur eine Solaranlage (260 Wohneinheiten = 65.000 €)
umsetzen würden, bedeutet eine Umlage dieser benötigten Finanzmittel auf dem
Grundstückspreis eine Erhöhung des Grundstückpreises um ca. 1,50 € pro m² (bei
253.000 m² Netto Baufläche in PHOENIX See).
Bild 29:
Beispiel-Bonussystem aus Bielefeld "Breipohls Hof"
GERTEC
11.2.4
PHOENIX See
53
Angebot einer standardisierten Qualitätssicherung
Die Realisierung eines energieeffizienten Gebäudes erfordert eine hohe Aufmerksamkeit für das Thema sowohl in der Planungsphase des Gebäudes wie auch bei der
Bauausführung. Gerade bei energieeffizienten Gebäuden ist das Thema eine baubegleitenden Qualitätssicherung von herausragender Bedeutung. Zur Unterstützung der
Gebäudeeigentümer könnte hierzu – angelehnt an das Modell der Stadt Münster –
eine standardisierte Leistungsbeschreibung für die Leistungen im Rahmen einer planungs- und baubegleitenden Qualitätssicherung erarbeitet werden, die dann von einem Pool ausgewählter Qualitätssicherer aus der Region zu Festpreisen den Gebäudeeigentümern angeboten werden könnten. Dieses Angebot könnte durch einen
Zuschuss von z.B. 150 € zu geschätzten Kosten von 1.100 € für den Gebäudeeigentümer attraktiver gemacht werden.
Wichtig hierbei ist, dieses neue Unterstützungsangebot entsprechend zu vermarkten,
bei den Verkaufsgesprächen oder bei der allgemeinen Energieberatung, da das Thema
Qualitätssicherung in seiner Bedeutung von den meisten privaten Gebäudeeigentümern bisher nicht ausreichend wahrgenommen wird.
Bild 30:
11.2.5
Standardisierte Qualitätssicherung in der Stadt Münster
Allgemeine Informationsvermittlung
Unabhängig davon, welche der oben vorgestellten Instrumente im Baugebiet
PHOENIX See umgesetzt werden, sollten auf jeden Fall Aktivitäten zur allgemeinen
GERTEC
PHOENIX See
54
Informationsvermittlung und Beratung der Gebäudeeigentümer umgesetzt werden.
Hierzu gehören z.B.
• die Verteilung eines Informationspaketes für Baufamilien (mit einer Fachbroschüre
zum energiesparenden Neubau, eine Liste lokaler Energieberater und Architekten
sowie von Handwerksfirmen, eine Übersicht über Förderungsangebote, gute gebaute Beispiele etc)
• die Vermittlung von Informationen über eine Internetplattform (angelehnt z.B. an
die Plattform www.alt-bau-neu.de/dortmund), auf der die entsprechenden Informationen, die für Neubauwillige in Dortmund interessant sind, aufgeführt sind. Hierbei
sollte es sich sowohl um allgemeine Hintergrundinformationen (im beschränkten
Umfang) als auch um spezifische lokale Informationen wie entsprechende Listen
von Architekten, Energieberatern und Handwerkern handeln. (Arbeitstitel:
www.phoenixsee-energieeffizienz.de)
Begleitend zu den Grundstücksverkäufen könnten auch besondere Aktionen wie die
Durchführung von Vortragsveranstaltungen für Bauherren (z.B. zu den Themen Moderne Haustechnik, Solarenergie/Fotovoltaik/ Solarthermie oder „man baut nur einmal“
auf Basis existierender Seminarkonzepte z.B. der Energieagentur NRW) durchgeführt
werden oder weitere Aktionen wie ein öffentlichkeitswirksamer Luftdichtigkeitstest
bei einem der ersten gebauten Gebäude oder Informationsveranstaltungen im Baugebiet selber durchgeführt werden.
GERTEC
11.3
PHOENIX See
55
Kombination der Umsetzungsinstrumente
In der folgenden Matrix ist eine Zusammenstellung unterschiedlicher Kombinationen
der beschriebenen Instrumente dargestellt, je nachdem, welche Zielsetzung seitens
des Entwicklungsträgers verfolgt wird.
Instrumente
Variante 1 Variante 2
„maximale „FernWirkung“ wärmePflicht +
GebäudeKür“
Dämmstandard im
Kaufvertrag für
Wohngebiete
X
Fernwärmeanschluss
im Kaufvertrag
X
Obligatorische
Energieberatung
X
Kein Erdgasnetz
X
Gutschein Energieberatung + Dichtigkeitstest
Variante 3 Variante 4 Gutachter„Gebäu„Freiblei- empfehlung
de-Pflicht bend“
+ WärmeKür“
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Finanzielle Förderung
X
X
(X)
(X)
X
Standardisierte
Qualitätssicherung
X
X
X
X
X
Allgemeine
Informationen
X
X
X
X
X
Tabelle 27: Maßnahmenzusammenstellung
Anlage 2
GERTEC
1
PHÖNIX SEE
Ergänzungen zum Energiekonzept
vom Februar 2007
o:\murk\phoenix see\2007_10_17_energiekonzept_ff.doc Stand: 18.10.2007 03:05:00
GERTEC
2
Inhaltsverzeichnis
Seite
1
Vorbemerkung
3
2
KfW-Standards, Mindestquote erneuerbarer Energien, weitere BHKWVarianten
3
2.1
Aufgabenstellung
3
2.1.1
Bilanzierung weiterer Varianten
3
2.1.2
Definition der Standards
4
2.1.3
Abgrenzung der Teilgebiete
5
2.2
2.3
3
4
Wohnhäuser im nördlichen Teilgebiet
6
2.2.1
Varianten
6
2.2.2
Thermie oder PV?
6
2.2.3
Energie- und Emissionsbilanz (Basis Kfw60-Standard)
9
2.2.4
Verschärfung auf KfW 40
10
2.2.5
Vergleich von Dämmstandards und Systemen
10
2.2.6
Realisierbarkeit ausreichender Solarflächen
11
2.2.7
Beispiel für Sonderformen:
14
Bereich südlich und westlich des Sees
16
2.3.1
Varianten
16
2.3.2
Energie- und Emissionsbilanz
17
2.3.3
Mögliche energetische Anforderungen an die NichtwohnGebäude
18
Weitere Auslegungsvarianten für die BKHW-Optionen
22
3.1
Wärmebedarf in den Teilgebieten
22
3.2
Auslegung und Emissionen
24
3.3
Flächenbedarf der Heizzentralen
25
3.4
Grabenbreite
25
3.5
Ausschreibungspflicht
27
Anforderungen im Teilgebiet Aflerbach
27
GERTEC
3
1 Vorbemerkung
In Fortführung und Ergänzung des Energiekonzeptes von Februar 2007 wurden weitere ergänzende Betrachtungen und Variantenrechnungen durchgeführt, die in diesem
Bericht dokumentiert sind. Es handelt sich um
• eine Bilanzierung weiterer Varianten zum Wärmedämmstandard und Einsatz er-
neuerbarer Energien nördlich des Sees sowie zusätzlich südlich und westlich des
Sees um Änderungen bei den BHKW-Lösungen und Aussagen zum Wärmedämmstandard für Bürogebäude.
• die Berechnung veränderter Auslegungen für die BHKW-Lösungen südlich und
westlich des Sees.
• Grundaussagen zum mittlerweile zeitlich wieder relevanten Teilgebiet Aflerbach.
Die Berichte, die mit dem Arbeitskreis einzeln erörtert wurden, sind hier in diesem
Bericht als zusammenfassende Ergänzung zum Energiekonzept vom Februar 2007
gebündelt worden.
2 KfW-Standards, Mindestquote erneuerbarer Energien,
weitere BHKW-Varianten
2.1
Aufgabenstellung
2.1.1
Bilanzierung weiterer Varianten
Aufgabe ist die Bilanzierung weiterer Varianten in Ergänzung zu dem vorliegenden Energiekonzept für das Projekt Phoenix-See.
• Bereich nördlich des Sees
• Ergänzung der Emissionsbilanz um die Varianten:
•
•
•
Dezentrale Energieversorgung mit KfW 60-Standard und zusätzlich Verpflichtung zum Einsatz von 25 % erneuerbare Energien
wie oben, aber mit KfW 40 Standard bei allen Wohngebäuden
Prüfung der technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit einer Mindestquote durch Solarenergie bei den geplanten Gebäudetypen (Ertrag, Gebäudeintegration)
• Bereich südlich und westlich des Sees (ohne Teilgebiet Aflerbach)
• Ergänzung der Emissionsbilanz um die Varianten:
•
•
Anpassung der Bilanzen für eine BHW-Lösung (Wegfall der Wohnnutzung,
Veränderung der Dimensionierung, kleiner Anteil Biogas)
Ergänzung der Emissionsbilanzen um eine Variante BHKW mit Holzvergasung
GERTEC
4
• Empfehlung zum KfW 40-Standard bei Bürogebäude (Mehrkosten, Energiebilanz
Heizen, Warmwasser, Strom im Vergleich zu Wohngebäuden)
2.1.2
Definition der Standards
Die Begriffe KfW 60 und KfW 40 sind Standards der KfW-Förderbank in der übergeordneten Gruppe „Bauen, Wohnen, Energie sparen“ und darin der Programmgruppe
„Ökologisch Bauen“.
Die KfW fördert den Bau von KfW-Energiesparhäusern 40, 60 und Passivhäusern sowie den Einbau von Heiztechnik auf der Basis erneuerbarer Energien in Neubauten.
Wer kann Anträge stellen?
Träger von Investitionsmaßnahmen für selbstgenutzte und vermietete Wohngebäude (z. B. Privatpersonen, Wohnungsunternehmen, Wohnungsgenossenschaften, Gemeinden, Kreise, Gemeindeverbände sowie sonstige Körperschaften und
Anstalten des öffentlichen Rechts). Eine Förderung von Contracting-Vorhaben ist
möglich.
Gefördert werden somit nur Wohngebäude und nicht die Gebäude mit gewerblicher
Nutzung südlich und westlich des Sees. Die Übertragung der Definitionen der KfWStandards sind jedoch möglich und nutzungsunabhängig.
Die beiden Standards sind über eine Hauptforderung (40 bzw. 60 kWh/m²) und eine
Nebenforderung (-45% bzw. -30%) definiert.
KfW-Energiesparhäuser 40
Voraussetzung für eine Förderung ist, dass der Jahres-Primärenergiebedarf Qp
nicht mehr als 40 kWh pro m² Gebäudenutzfläche AN beträgt. Gleichzeitig muss
der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche des Gebäudes bezogene spezifische Transmissionswärmeverlust HT´ den in der EnEV (Anhang 1, Tabelle 1)
angegebenen Höchstwert um mindestens 45 % unterschreiten. Der JahresPrimärenergiebedarf Qp und der spezifische Transmissionswärmeverlust HT´ sind
nach der EnEV zu ermitteln. Dies hat durch einen in Bundesprogrammen zugelassenen Energieberater oder einer nach Landesrecht (des jeweiligen Bundeslandes)
berechtigten Person für die Aufstellung/Prüfung der Nachweise nach der EnEV
(nachfolgend Sachverständiger) zu erfolgen.
KfW-Energiesparhäuser 60
Voraussetzung für eine Förderung ist, dass der Jahres- Primärenergiebedarf Qp
nicht mehr als 60 kWh pro m² Gebäudenutzfläche AN beträgt. Gleichzeitig muss
der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche des Gebäudes bezogene spezifische Transmissionswärmeverlust HT´ den in der EnEV (Anhang 1, Tabelle 1)
angegebenen Höchstwert um mindestens 30 % unterschreiten. Der JahresPrimärenergiebedarf Qp und der spezifische Transmissionswärmeverlust HT´ sind
nach der EnEV durch einen Sachverständigen nachzuweisen.
Die nach derzeitigem Stand von Stadt und dew vorläufig favorisierte Variante KfW 60
soll noch etwas in der Emissionsbilanz verbessert werden, durch die zusätzliche Verpflichtung auf den Einsatz von 25 % erneuerbarer Energien.
GERTEC
5
Im Abstimmungsgespräch am 24.07.2007 wurde Folgendes vereinbart. Als „erneuerbare Energien“ im Sinne der 25 %-Zusatzforderung sollen folgende Energien/Systeme
anerkannt werden:
•
•
•
•
Solarthermische Anlagen
Photovoltaik-Anlagen
Holz-Pellet-Anlagen (ins Zentralheizungssystem eingebunden, automatisch
beschickt)
Umgebungswärme, die von Wärmepumpen nutzbar gemacht wird
Die Nutzung muss auf dem Grundstück am Phönix See stattfinden. Emissionsminderungen, die über Zertifikate oder Ökostrombezug und ähnliche Konstrukte erzielt werden, sind nicht anerkennungsfähig. Wärmerückgewinnung aus kontrollierter Lüftung
gilt nicht, auch nicht als Nutzung erneuerbarer Energie.
Die 25 % beziehen sich auf den Endenergieverbrauch eines Gebäudes für Heizwärme
und Warmwasser, wie er z.B. bei einer Nah-/Fernwärmeversorgung auf dem Wärmemengenzähler auflaufen würde, wenn das Gebäude keine zusätzliche eigene Erzeugung aus einer Solarkollektoranlage hätte.
2.1.3
Abgrenzung der Teilgebiete
A
A
D
A
C
B
B
Bild 1:
Die Bereiche B bleiben hier wegen der erst sehr spät erwarteten Realisierung außer
Betracht.
GERTEC
6
Betrachtet werden zum einen die Wohnhäuser im nördlichen Teilgebiet, die jeweils
mit A gekennzeichnet sind und zum anderen die gewerblichen Gebäuden, die in den
Teilabschnitten D und C zu finden sind. Im Abschnitt C hat sich eine Änderung gegenüber dem letzten Planstand ergeben. Die dort vorgesehene Wohnnutzung in den
Obergeschossen ist weggefallen.
2.2
2.2.1
Wohnhäuser im nördlichen Teilgebiet
Varianten
Es ist davon auszugehen, dass bei einer Verlegung eines Erdgasnetzes der überwiegende Teil der Gebäude mit einer Erdgasheizung ausgestattet werden wird. Ein kleiner
Teil wird sich für Holzpellets oder eine elektrische Wärmepumpe entscheiden.
Vereinbart wurde, die erwarteten zukünftig realisierten Anteile mit 90 % Erdgas, 5 %
Holzpellets und 5 % Wärmepumpe für die Bilanzierung der Emissionen anzusetzen.
Denkbar wäre, dass die Häuser ohne Erdgasheizung schlechter gedämmt ausgeführt
werden. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass alle Häuser dem Dämmstandard
nach KfW 60 entsprechen, der mit Erdgas erforderlich ist.
Die Gebäudetypen werden somit in ihrem Endenergieverbrauch gegenüber dem KfW
60 - Standard des Energiekonzepts von Februar 2007 nicht verändert.
Die Erfüllung der Forderung nach 25 % Einsatz regenerativer Energie ist bei der Erdgasheizung nur mit Solarkollektoren oder PV-Anlagen zu erfüllen.
Insgesamt ergeben sich die folgenden zu betrachtenden Varianten:
Erdgas
Erdgas
Sol WW
Erdgas
PV
Holzpellet
Wärmepumpe
KfW 60
mix
KfW 60
+25
Dabei setzt sich KfW 60 mix aus 90 % Erdgas, 5 % Holzpellets und 5 % Wärmepumpe
zusammen. KfW 60 Sol WW basiert auf dem gleichen Mix, hat aber bei den Erdgasheizungen die 25 %-Anforderung mittels Solarkollektoranlage erfüllt, bei KfW 60 PV
geschieht dies über eine PV-Anlage.
2.2.2
Thermie oder PV?
Zu welchen Anteilen sich diese beiden Arten von Solarsystemen verbreiten werden,
hängt sehr von den gesetzlichen Rahmenbedingungen ab. Solarkollektorfläche (inkl.
Speicher und Regelung) kostet 700 bis 1000 €/m², und PV mit Zubehör 600 bis
800 €/m². Die Erträge einer PV-Anlage liegen bei ca. einem Drittel der Wärmeproduktion einer solarthermischen Anlage, dafür ist der Wert des Stroms – ohne hohe EEGVergütung – dreimal so hoch.
GERTEC
7
Ohne Förderung und gesetzliche Vergütungsregelungen könnte man von einer 50/50Verteilung ausgehen.
Zur Zeit ist jedoch die PV für den Investor eindeutig attraktiver als Solarthermie, weil
die EEG-Vergütung eine Mindestwirtschaftlichkeit garantiert. Die Ungleichbehandlung
von elektrischer und thermischer Energie aus erneuerbaren Quellen muss zunächst als
gegeben hingenommen werden. Eine Änderung durch die Einführung eines solaren
Wärmegesetzes o.ä. ist zur Zeit noch nicht absehbar.
Unabhängig davon ist es günstig für die PV, dass die erzeugte Energie immer vollständig aus dem öffentlichen Netz abgenommen werden kann. Dies trifft auf die Solarthermie nicht zu. Gerade im Sommer können groß ausgelegte Solarkollektoranlagen
die potenziell nutzbare Energie nicht abgeben, wenn in den Sommerferien die Bewohner einige Woche nicht anwesend sind oder auch nur weniger Warmwasser verbrauchen als aus der Anlage angeboten wird.
Die Entwicklung der Umsatzanteile nach Angaben des BSW zeigt folgendes Bild:
6.000
5.000
Umsatz deutsche Photovoltaik-Branche
(Solarstromtechnik) in Mio. €
4.000
Umsatz deutsche SolarthermieBranche(Solarwärmetechnik) in Mio. €
3.000
2.000
1.000
1998
Bild 2:
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Umsatzentwicklung Solarstrom und Solarwärme
2006
GERTEC
8
Bei der Betrachtung nach Flächen ergibt sich das folgende Bild:
Tausend m²
8.000
7.000
6.000
PV
Solarthermie
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0
2000
Bild 3:
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Jährlicher Flächenzubau Solarstrom und Solarwärme
Unter Bezug auf diese Trends wird eine Verteilung von 80% Solarstrom- zu 20% Solarwärmeanlagen für Phönix-See in Ansatz gebracht.
GERTEC
2.2.3
9
Energie- und Emissionsbilanz (Basis Kfw60-Standard)
Vorgabe erneuerbare Energie
Verteilung Heizsysteme
Verteilung Thermie zu PV
m²/WE
-
Erzeugung
Leistung Raumwärme
davon Heizung
davon Warmwasser
kW
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
Erdgas Kessel
Holz-Pellets
Wämepumpe
Solarkollektoren
gesamt Wärme
Stromerzeugung PV
Erdgas
Erdgas
Sol WW
Erdgas
PV
Holzpellet
Wärmepumpe
KfW 60
mix
KfW 60
+25
Erdgas
Erdgas Sol WW
Erdgas PV
Holzpellet
Wärme-pumpe
KfW 60mix
KfW 60 +25
130
25%
25%
20%
80%
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
6,66
6,66
Erdgas Kessel
Holz-Pellets
Wämepumpe
-
Endenergieverbrauch
Erdgas Kessel
Holz-Pellets
Wämepumpenstrom
Stromerzeugung PV
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
CO2-Emissionen
Erdgas Kessel
Holz-Pellets
Wämepumpenstrom
Stromerzeugung PV
Summe
relativ zu Erdgas
relativ zu KfW 60 mix
kg/a
kg/a
kg/a
kg/a
kg/a
-
90%
5%
5%
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
4,99
1,66
6,66
6,66
6,66
0,67
6,66
6,66
6,66
6,66
5,99
0,33
0,33
6,66
5,69
0,33
0,33
0,30
6,66
0,48
0,96
-
0,96
-
0,96
-
0,88
-
3,50
0,96
0,88
3,50
0,96
0,88
3,50
6,94
-
5,20
-
6,94
0,67
7,57
-
1,90
-
6,24
0,38
0,10
-
5,93
0,38
0,10
0,48
1.776
1.776
100%
107%
1.332
1.332
75%
80%
1.776
431
1.345
76%
81%
100
100
6%
6%
1.231
1.231
69%
74%
1.598
5
62
1.665
94%
100%
1.518
5
62
310
1.275
72%
77%
Tabelle 1: Energie- und Emissionsbilanz für die Varianten des KfW 60 Standards
GERTEC
2.2.4
10
Verschärfung auf KfW 40
Die geänderten Bedarfs- und Verbrauchswerte sind im Folgenden wiedergegeben.
Erdgas
Erdgas
Sol WW
Erdgas
PV
Holzpellet
Wärmepumpe
KfW 60
mix
KfW 60
+25
Erzeugung
Leistung Raumwärme
davon Heizung
davon Warmwasser
kW
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
3,34
6,66
4,71
1,95
6,66
Erdgas Kessel
Holz-Pellets
Wämepumpe
Solarkollektoren
gesamt Wärme
Stromerzeugung PV
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
6,66
6,66
4,99
1,66
6,66
6,66
6,66
0,67
6,66
6,66
6,66
6,66
5,99
0,33
0,33
6,66
5,69
0,33
0,33
0,30
6,66
0,48
Tabelle 2: Daten des KfW 40 - Standards
2.2.5
Vergleich von Dämmstandards und Systemen
kg/a CO2 (Äquivalente) je Haus
2.000
1.800
1.600
1.400
Erdgas
Bild 4:
1.275
850
100
67
200
1.665
1.110
400
1.231
821
600
1.345
897
800
1.332
888
1.000
1.776
1.184
1.200
Erdgas Sol Erdgas PV
WW
Holzpellet
Wärmepumpe
mix
Emissionsvergleich von Dämmstandards und Systemen
+025 reg
GERTEC
2.2.6
11
Realisierbarkeit ausreichender Solarflächen
Die vorgegebenen Gebäudeformen sind von Größe und Ausrichtung der Dachflächen
her gesehen für die Anbringung von Solaranlagen nicht optimal. Weiterhin gibt es die
Gestaltleitlinien mit der Aussage: „Anlagen zur Nutzung von Sonnenenergie sind erwünscht; sie sind in die Gebäudehülle einzubinden; ...“
Satteldach
Pultdach
Flachdach
Bild 5:
Haustypen nach Gestaltleitlinien
GERTEC
12
Die Dachneigung ist beim Satteldach auf maximal 20° begrenzt und beim Pultdach auf
15°.
Bild 6:
Breite der Haustypen
Die Breite der vorgesehenen Haustypen soll bei max. 12 m liegen. In der Regel werden ca. 10 m verfügbar sein.
Die benötigten Flächen je Haus ergeben sich aus dem geforderten 25 %-Anteil erneuerneuerbarer Energien und einem mittleren Ertrag. Die üblichen Ausrichtungen liegen
innerhalb der Diagrammzone nach Bild 7, die durch die 950 er Linie begrenzt ist.
GERTEC
Bild 7:
13
Energieertrag
Die freistehenden Häuser in Seenähe sind größer als der Durchschnitt. Statt 130 m²
sind hier mindestens 150 m² anzusetzen.
Der Solarertrag müsste demnach auch 15 % höher liegen, d.h. aus Solarthermie müssten 1.900 kWh bereitgestellt werden oder aus der PV-Anlage 770 kWh. Bei Fassadenmontage wird eine Ertragseinbuße von 30 % angenommen.
Wärme
Strom
kWh/a
kWh/a
spezfische Erträge
Flachkollektor
Röhrenkollektor
PV-monokristallin
PV-multikristallin
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
notwendige Fläche
Flachkollektor
Röhrenkollektor
PV-monokristallin
PV-multikristallin
m²
m²
m²
m²
1.900
770
geneigt
360
450
110
95
Fassade
252
315
77
66,5
5,28
4,22
4,09
4,74
7,54
6,03
5,84
6,77
Tabelle 3: Berechnung notwendiger Flächen
GERTEC
14
Die Südfassade der in Bild 5 und Bild 6 dargestellten Häuser beläuft sich insgesamt auf
rund 80 m² (3 Ebenen x 2,75 m x 10m). Nach Abzug von Fensterflächen sollte es leicht
möglich sein, die nötigen Flächen unterzubringen.
Es lassen sich drei Arten der Anbringung an Gebäude unterscheiden:
Dach
einfach bei Satteldach, geringe Dachneigung erfordert
häufigere Reinigung, Pultdächer auf Nordseite sehr
fraglich wegen Verschattung, nach Osten geneigte
Pultdächer am Ostufer sind eher geeignet
Fassaden
90 % Neigung, d.h. senkrechte Anbringung senkt den
Ertrag je m²
als Verschattungselement
kann bei thermischen Anlagen mit Flachkollektoren
etwas klobig wirken, eher als PV-Anlage oder mit Röhren
Die Wirtschaftlichkeit der Solaranlagen kann sich bei Wahl einer ungünstigen Variante
wegen der Ertragsminderung um bis zu 30 % verschlechtern, es kann aber an jedem
Gebäude eine angepasste geeignete Lösung ohne Ertragseinbußen gefunden werden.
2.2.7
Bild 8:
Beispiel für Sonderformen:
PV-Elemente an Fassade und Balkon (System Sonne GmbH)
GERTEC
Bild 9:
15
Solarkollektoren als Verschattungselemente
Bild 10: Dachintegrierte PV-Elemente
GERTEC
2.3
2.3.1
16
Bereich südlich und westlich des Sees
Varianten
Anzupassen ist der Umfang der Wärmeversorgung nach Leistung und Arbeit, die sich
aus der Planänderung hinsichtlich des Wegfalls der Wohnnutzung ergibt. Ebenfalls soll
der Bereich Aflerbach komplett entfallen, da die Realisierung erst spät erwartet wird
und noch keinen Bezug auf die Konzeption der kurz- und mittelfristigen Versorgung
hat. Die Betrachtung ist dementsprechend eingegrenzt auf die in Bild 1 gekennzeichneten Bereiche D und C.
Der Wegfall der Wohnnutzung führt zu einer steileren Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs, da die Grundlast der Warmwasserversorgung wegfällt.
Weiterhin soll die Auslegung der BHKW-Anlagen sich stärker an der Wirtschaftlichkeit
und hoher Laufzeit als an einer möglichst hohen Umweltentlastung orientieren. Die
dew21 als zukünftiger Betreiber der Anlagen hält BHKW mit Laufzeiten unter 5000 h/a
grundsätzlich für nicht wirtschaftlich.
Die bisherigen Auslegungen, die auch auf eine gewisse modellhafte Zuspitzung der
Variantenunterschiede hinauslief, wird somit angepasst. Die Änderungen sind im folgenden tabellarisch zusammengefasst:
Leistung
nach kW
Arbeit
nach MWh
bisher:
Grundlast
Spitzenlast *
gesamt
30%
70%
100%
60%
40%
100%
angepasst:
Grundlast
Spitzenlast *
gesamt
7%
93%
100%
18% **
82%
100%
Volllaststunden
Nahwärme Fernwärme
3.238
3.306
1.619
1.653
4.955 ***
1.498
-
* Spitzenleistungsanteil hier ohne Reserve für Modulausfall
** bezogen auf Abgabe
*** bezogen auf Einspeisung
Tabelle 4: Auslegungs-Charakteristik BHKW
Der Anteil der Wärme, die in Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt werden kann, sinkt stark
ab auf 18%. Bei noch kleineren Auslegungen würde der Nachteil der Netzverluste bei
zentralen Systemen den Vorteil der KWK-Effizienz übersteigen.
GERTEC
2.3.2
17
Energie- und Emissionsbilanz
Erdgas
dez
NW Gas
BHKW
Gas +Bio
BHKW
Holzgas
BHKW
Erdgas dez
NW Gas BHKW
Gas +BioBHKW
Holzgas BHKW
Anzahl Gebäude je VE
Nettobaufläche
Nutzfläche DIN 277
mittlere Nutzfläche DIN 277
ha
Geb/VE
VE
ha/VE
m²
m²
m²/Geb
16,32
15
3,00
5,44
32.123
40.090
2.733
16,32
15
3,00
5,44
32.123
40.090
2.733
16,32
15
3,00
5,44
32.123
40.090
2.733
16,32
15
3,00
5,44
32.123
40.090
2.733
Erzeugung
Leistung Raumwärme
Energieabnahme Hzg
Netzverluste (ohne Sommer)
kW
MWh/a
W/m
MWh/a
MWh/a
1.899
2.659
2.659
1.899
2.659
40
186
7%
2.845
1.899
2.659
40
186
7%
2.845
1.899
2.659
40
186
7%
2.845
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
gesamt
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
2.659
2.659
2.186
659
2.845
2.186
659
2.845
2.845
659
3.504
thermische Leistung
Brennstoffleistung
Volllaststunden
elektrische Arbeit
thermische Arbeit
Brennstoffverbrauch
kW
kW
kW
h/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
80
133
251
4.955
398
659
1.243
80
133
251
4.955
398
659
1.243
68
133
237
4.955
338
659
1.172
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel inkl. Vergaser
-
0,96
-
0,90
0,53
0,32
0,90
0,53
0,32
0,90
0,56
0,29
Endenergieverbrauch
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Biogasanteil 2%
Holz-Hackschnitzel
Stromerzeugung
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
2.770
-
2.429
1.243
34
398
2.380
1.218
73
34
398
3.161
1.172
34
338
709
709
100%
622
318
22
257
705
99%
609
312
22
257
686
97%
809
7
22
218
620
87%
CO2-Emissionen (je Versorgungseinheit)
Erdgas Kessel
t/a
Erdgas KWK
t/a
Biogasanteil
t/a
Holz-Hackschnitzel
t/a
t/a
Stromerzeugung
t/a
Summe
t/a
relativ zu Erdgas
-
Tabelle 5: Energie- und Emissionsbilanz Gewerbe
GERTEC
18
t/a CO2 (Äquivalente) gesamt Gewerbe
2.500
2.000
1.500
1.000
500
Erdgas dez
Bild 11:
NW Gas BHKW
Gas +BioBHKW
Holzgas BHKW
CO2-Emissionsbilanz Gewerbe
Es wird deutlich, dass die Nahwärme mit Gas-BHKW bei kleiner KWK-Dimensionierung
keine Emissionsminderung bewirkt. Erst beim Einsatz regenerativer Energieträger ergibt sich ein erkennbarer Vorteil. Unabhängig davon verbleibt als Vorteil der Nahwärme
die Offenheit gegenüber zukünftigen Neuerungen bei Erzeugungssystemen und Energieträgern.
2.3.3
2.3.3.1
Mögliche energetische Anforderungen an die Nichtwohn-Gebäude
Einhaltung der Anforderung eines Primärenergiebedarfs unter 60
kWh/m²a
Für die Baufelder mit gewerblicher Nutzung und untergeordnet Wohnnutzung in den
oberen Geschossen ist davon auszugehen, dass dort im Sinne der EnEV nach § 2 (2)
keine "Wohngebäude" gebaut werden, sondern dass es sich um "andere Gebäude"
oder "Nichtwohngebäude" handeln wird.
Der den Berechnungen zugrunde zu legende Dämmstandard ist in diesem Fall nach
anderen Höchstwerten zu ermitteln als bei den Wohngebäuden. Die Nichtwohngebäude müssen die volumenbezogenen Werte für Qp´ einhalten, die im Folgenden zur besseren Vergleichbarkeit mit einer angenommenen Geschosshöhe von 3,125 m auf den
flächenbezogenen Qp´´ -Wert umgerechnet worden sind.
GERTEC
19
Qp
140,00
p
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
EnEV WohngebŠude ohne Warmwasser-Anteil
EnEV andere
60 kWh
20,00
0,00
Bild 12:
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00 A/V
Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf in Abhängigkeit vom
A/V-Verhältnis des Gebäudes
Die Kompaktheit der gewerblichen Gebäude wird zwischen 0,30 und 0,45 liegen (vgl.
Schattierung in Bild 1), so dass hier schon von den Grundanforderungen der EnEV her
kein höherer Primärenergieverbrauch als 60 kWh/m²a zu erwarten sein wird.
Die Obergeschosse mit Wohnnutzung werden vom baulichen Dämmstandard her gesehen voraussichtlich nicht anders gebaut werden als das übrige Gebäude, da dies
nicht praktikabel ist.
Da die Anforderung eines Primärenergiebedarfs unter 60 kWh/m²a hier schon bei allen
Gebäudetypen erfüllt ist, erübrigt sich die Berechnung für einen weiter erhöhten energetischen Standard wie er bei den Wohngebäuden erfolgt ist.
2.3.3.2
Sicherstellung eines erhöhten Dämmstandards der Gebäudehülle
Die verbindlich eingeführte Energieeinsparverordnung EnEV ermöglicht die Analyse
und Bewertung eines Gebäudes als einheitliches System aus Gebäudehülle und Haustechnik. Die Hauptanforderung an den Primärenergiebedarf sowie die Nebenanforderung an den Wärmedämmstandard der Gebäudehülle sind Mindestanforderungen,
die den heute üblichen baulichen und versorgungstechnischen Standards entsprechen.
Um den Einfluss des Wärmedämmstandards auf die Investitionen in den Neubau eines
Gebäudes zu veranschaulichen, wurden im Zuge der Erstellung des Energiekonzeptes
für PHOENIX West modellhaft drei unterschiedliche Typen von Bürogebäuden untersucht. Die energetische Qualität des Gebäudes wurde jeweils so gewählt, dass die
Hauptanforderung nach EnEV, also die Einhaltung des Primärenergiebedarfs, erfüllt
wird.
Interessantes Ergebnis der Berechnungen war: Wird in den Gebäuden eine heute übliche Haustechnik (in diesem Fall Brennwerttechnik) eingesetzt, so führt die Einhaltung
der Hauptanforderung nach EnEV aufgrund der Kompaktheit der Gebäude zu einem so
GERTEC
20
guten wärmetechnischen Standard der Gebäudehülle, dass die Kriterien des RALGütezeichens für Niedrigenergiehäuser erfüllt werden.
Voraussetzung hierfür ist, dass Vorteile in der Primärenergiebilanz durch ein effektives
Wärmeversorgungssystem, wie es für den gewerblichen Bereich in Phoenix See vorgesehen ist, nicht im Rechensystem der EnEV dafür genutzt werden können, den
Wärmedämmstandard der Gebäudehülle zu reduzieren. Deswegen wird in den Kaufverträgen in PHOENIX West vorgeschrieben, dass bei den Berechnungen zum Nachweis der Einhaltung der Hauptanforderung der EnEV an den Primärenergieverbrauch
von einem Heizsystem vergleichbar mit einer heute üblichen Erdgas-Brennwertanlage
auszugehen ist:
Bild 13:
Auszug Energiehandbuch PHOENIX West
Soll neben dem Primärenergiekennwert von unter 60 kWh/m2a auch eine dem Niedrigenergiehausstandard entsprechender Standard der Gebäudehülle sichergestellt
werden, wird empfohlen, die o.g. Formulierung in die Grundstückskaufverträge für die
Grundstücke südlich des Sees mit aufzunehmen.
Für den Bereich der Wohngebäude nördlich des Sees wird dies nicht für notwendig
erachtet, da Untersuchungen gezeigt haben, dass Gebäude, die nach dem KfW60Standard errichtet werden, in der Praxis in der Regel einen besseren als den Mindestwärmedämmstandard aufweisen. Zudem weisen die Gebäude aufgrund des geforderten Einsatzes regenerativer Energien ohnehin eine sehr gute Energiebilanz auf.
2.3.3.3
Weitere Anforderungen an den Wärmeverbrauch der NichtwohnGebäude
Betrachtet man die Energiebilanz von Bürogebäuden, so wird deutlich, dass der Wärmeverbrauch bei neuen Bürogebäuden eine immer geringere Bedeutung im Vergleich
zum Stromverbrauch bekommt.
GERTEC
Bild 14:
21
Primärenergiebilanz von bestehenden und neuen energiesparenden
Bürogebäuden
Für die gewerblich genutzten Gebäude, die neben dem Wärmeverbrauch andere
Haupt-Verursacher für den Energieverbrauch haben, wird daher die Verpflichtung vorgeschlagen, ein Energiesparberatungsmodul für die Bereiche Wärmeschutz am Gebäude, Beleuchtung, Kühlung und Stromnutzung zu nutzen und die geplanten Einsparungen darzulegen
GERTEC
22
3 Weitere Auslegungsvarianten für die BKHW-Optionen
3.1
Wärmebedarf in den Teilgebieten
Die folgenden Teilgebiete mit den entsprechenden Bruttoflächen sind zu betrachten:
Im folgenden werden sie mit Nord, Mitte und Süd bezeichnet. Die Methodik der Wärmebedarfsabschätzung ist die gleiche wie bisher. Lediglich die unterschiedliche Dichte
der Bebauung wird jetzt differenziert, indem für die GFZ verschiedene Werte angesetzt werden.
Aufgrund der angestrebten Beschleunigung in Bereich der Hörder Burg und Hafenbecken wird eine Verbindung von Nord mit Mitte/Süd hier außer acht gelassen.
GERTEC
23
Nord
Mitte
Süd
gesamt
Mitte+Süd
5,16
7,56
15,87
12,72
Bruttogewerbebaufläche
- Grünflächen
- Nettogewerbebaufläche
ha
ha
ha
ha
ha
3,15
1,89
3,10
4,54
9,52
7,63
kalkulierte GFZ Ø
geplant Bruttogeschossfläche
- BGF Gewerbe
- BGF Wohnen in den OG
- NGF Gewerbe
- NGF Wohnen in den OG
m²
m²
m²
m²
m²
m²
m²
m²
18.900
2,20
41.580
41.580
41.580
0,78
32.432
32.432
-
30.960
2,20
68.112
68.112
68.112
0,78
53.127
53.127
-
45.360
1,00
45.360
45.360
45.360
0,78
35.381
35.381
-
95.220
1,63
155.052
155.052
155.052
0,78
120.941
120.941
-
76.320
1,49
113.472
113.472
113.472
0,78
88.508
88.508
-
40
40
2.125
1.400
2.975
43
1.521
1.400
2.130
4.944
3.646
6.921
5.105
W/m²
kW
Vollbenutzungsstunden
h/a
Wärmeverbrauch Heizung MWh/a
pauschaler Abschlag
- 40% auf 60%
spez. Wärmebedarf
Wärmebedarf
1.297
1.400
1.816
Tabelle 6: Wärmebedarfsabschätzung
GERTEC
3.2
24
Auslegung und Emissionen
Flächendaten
Nutzfläche
m²
Erzeugung
Leistung Raumwärme
Energieabnahme Hzg
Netzverluste (ohne Sommer)
Nord
Erdgas
dez
NW Gas
BHKW
Mitte/Süd
Erdgas
dez
NW Gas
BHKW
Holz-HS
Heizwerk
Erdgas dez
NW Gas BHKW
Erdgas dez
NW Gas BHKW
Holz-HSHeizwerk
32.432
32.432
88.508
88.508
88.508
kW
MWh/a
W/m
MWh/a
MWh/a
1.297
1.816
1.816
1.297
1.816
40
127
7%
1.943
3.646
5.105
5.105
3.646
5.105
40
357
7%
5.462
3.646
5.105
40
357
7%
5.462
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel
gesamt
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
1.816
1.816
873
1.071
1.943
5.105
5.105
2.453
3.010
5.462
2.453
3.010
5.462
thermische Leistung
Brennstoffleistung
Volllaststunden
elektrische Arbeit
thermische Arbeit
Brennstoffverbrauch
kW
kW
kW
h/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
550
912
1.720
3.302
1.817
3.010
5.679
1.459
1.716
2.064
3.010
3.541
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Holz-Hackschnitzel-Kessel
-
Endenergieverbrauch
Erdgas Kessel
Erdgas KWK
Biogasanteil 2%
Holz-Hackschnitzel
Stromerzeugung
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
MWh/a
CO2-Emissionen (je Versorgungseinheit)
Erdgas Kessel
t/a
Erdgas KWK
t/a
Biogasanteil
t/a
Holz-Hackschnitzel
t/a
t/a
Stromerzeugung
t/a
Summe
t/a
relativ zu Erdgas
-
196
324
612
3.302
647
1.071
2.020
0,96
-
0,90
0,53
0,32
0,96
-
0,90
0,53
0,32
0,90
0,85
-
1.892
-
970
2.020
23
647
5.318
-
2.671
5.565
66
1.817
2.725
3.541
66
-
484
484
100%
248
517
15
418
362
75%
1.361
1.361
100%
684
1.425
42
1.176
975
72%
698
22
42
762
56%
Tabelle 7: Auslegung und Emissionen
GERTEC
25
t/a CO2 (Äquivalente) gesamt
1.600
1.361
1.400
1.200
975
1.000
762
800
484
600
362
400
200
dez
BHKW
dez
BHKW
Heizwerk
Erdgas
NW Gas
Erdgas
NW Gas
Holz-HS
Nord
Bild 15:
3.3
Mitte/Süd
Emissionsvergleich
Flächenbedarf der Heizzentralen
Die Heizzentrale Nord in auf ca. 1,3 MW auszulegen und die Heizzentrale Mitte/Süd
auf ca. 3,6 MW.
Dafür benötigt man folgende Flächen, die auch eine ausreichende Raumhöhe von ca. 4
m haben sollten. Der Kamin kann an der Außenwand des Gebäudes hochgeführt werden.
Die folgende Schätzung gibt erste Richtwerte:
Flächenbedarf
Gaskesselanzahl
Leistung je Einheit
Fläche je Einheit
kW
m²/m²
BHKW Anzahl
Leistung je Einheit
Fläche je Einheit
kW el
m²
Holzkessel
Leistung je Einheit
Fläche je Einheit
kW th
m²
Fläche in Heizzentrale
Lager- und sonstige Flächen
m²
m²
2
486
25
50
3
912
30
90
2
98
20
40
3
183
25
75
2
1.094
35
70
2
729
60
120
90
165
190
300
Tabelle 8: Flächenbedarf
3.4
Grabenbreite
Eine Trassierung kann im Rahmen dieser Stellungnahme nicht erfolgen, dies ist Gegenstand einer detaillierten Planung, die den konzeptionellen Überlegungen nachfolgt.
GERTEC
26
Die Trennung von Netzplanung und Heizkraftwerksplanung ist nicht sinnvoll.
Bild 16:
mögliche Standorte der Heizzentralen
Die folgenden Angaben dienen nur einer ersten Orientierung über den anzunehmenden Platzbedarf in der Erschließungsplanung.
Für die Versorgung im TG Nord wird eine Leitung DN 100 ausreichend sein, wenn die
Heizzentrale im mittleren Gebäude untergebracht wird und die übrigen Gebäude mit
versorgt.
Im TG Mitte/Süd wird ausgehend von der Zentrale eine Leitung von max. 150 DN ausreichend sein. Wenn die Leitung langfristig auch nach Aflerbach weitergeführt werden
soll, ist es günstig, diesen Durchmesser mit zum Sportzentrum beizubehalten und die
Querschnitte in dieser Richtung nicht zu verjüngen.
Die Hausanschlüsse werden außer bei sehr großen Gebäude bei DN 50 liegen und
erfordern dann Grabenbreiten von maximal 80 cm.
Typische Grabenquerschnitte stellen sich wie folgt dar. Die Verlegung erfolgt in der
Regel getrennt von den übrigen Medien.
GERTEC
27
1358,000 mm
DN 150
1000,000 mm
1530,000 mm
DN 125
Bild 17:
3.5
1263,000 mm
1460,000 mm
1000,000 mm
1400,000 mm
DN 200
1000,000 mm
1700,000 mm
Grabenquerschnitte
Ausschreibungspflicht
Seitens GERTEC wurde nicht überprüft, ob eine Ausschreibungspflicht besteht. Das
Verfahren PHOENIX West zielte auf Vergabe einer Dienstleistungskonzession ab und
unterlag nicht den strengen Anforderungen der VgV und VOL. Eine Vergleichbarkeit
von PHOENIX West und PHOENIX See ist vom Verfahren her nicht gegeben.
4 Anforderungen im Teilgebiet Aflerbach
Das Teilgebiet Aflerbach ist in seiner Nutzungsstruktur vergleichbar mit dem Wohnbereich nördlich des Sees. Vorgeschlagen wird daher, die gleichen energetischen Anforderungen (KfW60- Standard, Mindestanteil von 25% an erneuerbaren Energien) auch
im Gebiet Aflerbach anzuwenden.

Anlage 3 a
Übersichtsplan zu den Teilbebauungsplänen - Hö 252 A, B und C -
B
A
C
Legende
Geltungsbereiche der
Teilbebauungspläne
Hö 252 A, B und C
StA 61/5
Juli 2006
Anlage 3 b