FACHHOCHSCHULE TRIER STUDIENGANG VERSORGUNGSTECHNIK „Konzeptstudie einer Fernwärmeversorgung mit Holzhackschnitzelfeuerung am Beispiel der Stadt Daun“ Diplomanden: Christine Berens, Ralph Conrad

Aufgabenstellung und Zielsetzung a) Ökonomische Aspekte Kostengleichheit der Wärmelieferungspreise von Fernwärme und Gas-/ Öleinzelfeuerungen Regionale Wertschöpfung Langfristig kalkulierbare Energiepreise

Aufgabenstellung und Zielsetzung b) Ökologische Aspekte Minimierung des Energieverbrauchs durch Ersetzen der einzelnen Feuerungen durch eine Großkesselanlage Schonung der Ressourcen an fossilen Energieträgern durch Verbrennung von Biomasse Minimierung des CO2-Ausstoßes durch den Einsatz von CO2-neutraler Biomasse

„Schwerpunkte dieser Arbeit sind nicht die technischen Details „Schwerpunkte dieser Arbeit sind nicht die technischen Details. Es sollen die ökonomischen Aspekte einer solchen Anlage untersucht werden.“

Vorgehensweise Datenerfassung Erstellen einer Jahresverbrauchskurve Erarbeitung technischer Konzepte für Netzvarianten und Kesselvarianten Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Sensitivitätsanalyse Energie- und Umweltbilanz Bewertung

Abgrenzung Beschränkung auf reine Heißwasserlieferungen (Heizwärme, 130°C Vorlauftemperatur) Alle Wärmeverbraucher außer Privathaushalte Begrenzung auf drei Fernwärme-Leitungsvarianten -

Standortfrage Drei Standorte stehen zur Auswahl: Gelände oberhalb des Autohauses Knötgen Gelände oberhalb des Schulzentrums Gelände am Bahnhof

Gelände oberhalb des Autohauses Knötgen am Bahnhof Gelände oberhalb des Schulzentrums

Ausgewählter Standort: Lage in gemäßigtem Höhenniveau Gute Verkehrsanbindung Großes weitläufiges Gelände Geschützte Lage Unmittelbare Nähe zu Großverbrauchern Eigentum der Stadt Daun Gelände oberhalb des Autohauses Knötgen

Vorstellung der Fernwärmeleitungsvarianten Netzvariante 1: Verbraucher im Norden der Stadt (Großverbraucher) Netzvariante 2: Verbraucher im Stadtzentrum (Mittel- und Kleinverbraucher) Netzvariante 3: Verbraucher von Netzvariante 1 und Netzvariante 2 (alle Verbraucher)

Vergleich der Fernwärmeleitungsvarianten

Vorstellung der Feuerungsvarianten Feuerungsvariante 100/0: Abdeckung der Maximal- leistung mit 100% HHS-Kessel Feuerungsvariante 60/40: Abdeckung der Maximal- leistung mit 60% HHS-Kessel und 40% Gaskessel Feuerungsvariante 30/70: Abdeckung der Maximal- leistung mit 30% HHS-Kessel und 70% Gaskessel

Vergleich der Feuerungsvarianten  

Jahresdauerlinie, Variante 30/70 (Gas) (HHS)

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Berechnung basiert auf VDI 2067 Ermittlung der Investitionskosten und der spezifischen Jahreskosten (Annuität) für alle 9 Anlagenvarianten Vergleich der Energielieferpreise in €/kWh

Kostenübersicht der Varianten

Übersicht Energielieferpreise*

Ergebnisse Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Keine großen Kostenunterschiede der Energie- lieferpreise zwischen den drei Netzvarianten Erkennbare Kostenunterschiede bei den Feuerungsvarianten aller Netzvarianten Günstigste Feuerungsvariante ist immer Variante 30/70 Folge: Weiter Untersuchungen nur für die Feuerungsvarianten von Netzvariante 3

Bezugsvariante (Gas/Öleinzelfeuerungen) Abschätzung des Energielieferpreises mittels begründeter Annahmen Vergleich mit den Energielieferpreisen der Fernwärmevarianten (statisch) Vergleich unter Variierung der Kostenbestandteile (Sensitivitätsanalyse)

Sensitivitätsanalyse In dieser Einflussgrößenbetrachtung werden folgende Kostenbestandteile im Abschreibungszeitraum variiert: Gasbezugspreis (jährliche Preissteigerung) HHS-Bezugspreise Bezug von Fördergeldern

Ist-Zustand

Übersicht Kostengleichheit

Ergebnis Sensitivitätsanalyse Je höher die Gaspreissteigerung ist, desto früher rechnet sich die Fernwärmeversorgung Je höher der Gasanteil, desto höher die Preissteigerung über den Abschreibungszeitraum

Ökologische Betrachtung Vorteil: Hohes Einsparpotential bei den HHS-Feuerungsvarianten in Bezug auf die CO2-Emis-sionen (jährl. Einsparung von bis zu 11.022 t) Nachteil: Luftschadstoffwerte für CO, NOx, SO2 und Staub sind bei den HHS-Varianten höher, je mehr HHS anteilig verbrannt werden Vorteile der HHS-Varianten überwiegen!

Klimaschutz

Abschließende Bewertung Kostengleichheit zwischen einer Fernwärmeversorgung und Einzelfeuerungen ist schwer zu realisieren Investitionskosten der HHS-Feuerungen und des Fernwärmenetzes sind sehr hoch Anlagenvarianten mit höchstem Gasanteil an der Maximalleistung sind am wirtschaftlichsten