Nachhaltiger, autarker, wirtschaftlicher Energiepark by Johannes Fresner

eine Initiative des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT)

Endbericht erstellt am 11/01/2008

Nachhaltiger, autarker, wirtschaftlicher Energiepark – Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energieträgern für den Aufbau der energieautarken Region Micheldorf-Hirt

Projektnummer 811255

Auftragnehmer: STENUM GmbH 2. Ausschreibung der Programmlinie Energiesysteme der Zukunft

Ausschreibung

1. Ausschreibung der Programmlinie Energiesysteme der Zukunft

Projektstart

01/04/2006

Projektende

31/12/2007

Gesamtprojektdauer (in Monaten)

21 Monate

Gesamtbudget

€ 157.000,-

BMVIT-Finanzierung

€ 150.000,-

Auftragnehmer (Institution)

STENUM GmbH

Ansprechpartner

Markus Möller

Postadresse

Geidorfgürtel 21, 8010 Graz

Telefon

0316/367156

Fax

0316/367156-13

E-mail

m.moeller@stenum.at

Website

www.stenum.at

Titel des Projektes: Nachhaltiger, autarker, wirtschaftlicher Energiepark – Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energieträgern für den Aufbau der energieautarken Region Micheldorf– Hirt. Sustainable, autarkic, economic energy park – energy supply by renweable resources for the building of the energy autarkic region Micheldorf–Hirt.

Synopsis: Zusammenschluss der Energieversorgung der Region Micheldorf in einem Betreibermodell und Bereitstellung der Energie durch erneuerbare Ressourcen. Co-operative merging of the energy supply for the region of Micheldorf within an operating scheme and supply of energy produced through renewable resources.

Projektleiter Markus Möller, STENUM GmbH

ProjektmitarbeiterInnen: Dr. Johannes Fresner, STENUM GmbH DI (FH) Christina Krenn, STENUM GmbH DI Ernst-Hans Lackinger, Bistum Gurk Bruno Ruhdorfer, Säge Hirt GmbH Brmst. Raimund Linzer, Brauerei Hirt GmbH DI Josef Bärnthaler, Energieagentur Obersteiermark DI (FH) Harald Bergmann, Energieagentur Obersteiermark Mag Gerhard Welz, Fernwärme Eisenkappel

Inhaltsverzeichnis 1

KURZFASSUNG...............................................................................1

ABSTRACT ......................................................................................3

EINLEITUNG/ZIEL .........................................................................5

INHALTE UND ERGEBNISSE DES PROJEKTS .......................................8 3.1

AUSGANGSLAGE DER REGION ........................................................................... 8

3.1.1

Wärmeenergie............................................................................................................ 9

3.1.2

Strom ........................................................................................................................ 9

3.1.3

Erneuerbare Energieressourcen ................................................................................... 9

3.2

ENERGIEABNEHMER ..................................................................................... 10

3.2.1

Brauerei Hirt GmbH .................................................................................................. 10

3.2.2

Säge Hirt GmbH ....................................................................................................... 13

3.2.3

Gesundheitsresort Agathenhof................................................................................... 16

3.2.4

Gemeinde Micheldorf ................................................................................................ 17

3.2.5

Pfarre Micheldorf ...................................................................................................... 17

3.2.6

Gasthäuser und private Wohnhäuser ......................................................................... 17

3.2.7

Private Haushalte ..................................................................................................... 17

3.2.8

Energiebereitstellung und Energieverbrauch ............................................................... 18

3.2.9

Zusammenfassende Beschreibung der derzeitigen Energieaufbringung ........................ 21

3.2.10 Erzeugungspotenziale ............................................................................................... 23 3.2.11 Zukünftige Entwicklung ............................................................................................. 28

3.3

DER ENERGIEPARK ....................................................................................... 30

3.3.1

Umwandlungstechnologien........................................................................................ 32

3.3.2 Stärken/Schwächen-Analyse von Umwandlungstechnologien bezogen auf das Projektgebiet ....................................................................................................................... 34

3.4

ENERGIEKONZEPT DES ENERGIEPARKS ............................................................ 35

3.4.1

Machbarkeitsanalyse - Nahwärmeversorgung Gemeinde Micheldorf ............................. 35

3.4.2

Brauerei Hirt............................................................................................................. 51

3.4.3

Einbindung Wasserkraft ............................................................................................ 57

3.4.4

Einbindung von Sonnenenergie ................................................................................. 57

3.4.5

Zusammenfassung Energiekonzept ............................................................................ 59

3.4.6

Betreibermodell für den Energiepark.......................................................................... 64

3.4.7

Rollen und Aufgaben der möglichen Partner/Schnittstellendefinition ............................ 65

3.4.8

Partner und Kunden in der Region ............................................................................. 66

3.4.9

Rechtsformen für das Betreibermodell ....................................................................... 66

SCHLUSSFOLGERUNGEN..............................................................67

AUSBLICK/EMPFEHLUNGEN ........................................................69

MODERATIONSLEITFADEN ..........................................................70 6.1 CHECKLISTE UND TIPPS ZUR VERMEIDUNG VON KOMPLIKATIONEN BEI DER PROJEKTABWICKLUNG ........................................................................................... 70

VERZEICHNISSE ..........................................................................72 7.1 7.2 7.3

ABBILDUNGSVERZEICHNIS ............................................................................ 72 TABELLENVERZEICHNIS ................................................................................. 73 LITERATURVERZEICHNIS ............................................................................... 74

8 ANHANG (NICHT ÖFFENTLICH ZUGÄNGLICH UND NICHT ZU VERÖFFENTLICHEN) .........................................................................76 8.1

DETAILANALYSE DES ENERGIEBEDARFS DER UNTERSUCHTEN GEBÄUDE ................. 76

8.1.1

Brauerei Hirt............................................................................................................. 76

8.1.2

Säge Hirt.................................................................................................................. 80

8.1.3

Gesundheitsresort Agathenhof................................................................................... 80

8.1.4

Gemeinde Micheldorf ................................................................................................ 86

8.1.5

Pfarre Micheldorf ...................................................................................................... 92

8.1.6

Gasthäuser und private Wohnhäuser ......................................................................... 96

8.1.7

Daten aus privaten Haushalten.................................................................................101

8.2

VARIANTEN UND BUSINESSPLÄNE ................................................................. 109

8.2.1

Variante 1: Biomasseheizwerk ..................................................................................109

8.2.2

Variante 2: Biomasseheizwerk mit ORC zur Stromerzeugung ......................................110

8.2.3

Variante 3: Biomasseheizwerk mit ORC und Einbindung der Heizung der Brauerei .......111

8.2.4

Variante 4: Biomasseheizwerk mit ORC, Einbindung der Brauerei (Heizung und Kühlung) 112

8.2.5

Variante 5: Ersatz des Dampfkessels in der Brauerei ..................................................113

Kurzfassung

Das Projekt NAWE (nachhaltiger, autarker, wirtschaftlicher Energiepark) will in der Region Micheldorf–Hirt in Mittelkärnten die Energieversorgung für ein Gebiet von 17 km² und 1150 Einwohnern auf eine nachhaltige Basis stellen. In diesem Gebiet liegen die Brauerei Hirt GmbH, die Säge Hirt GmbH, das Bistum Gurk, Vitalhotel Agathenhof, Gewerbepark Pauer, Kaminbau Pilgram, Kraftwerkservice GmbH, Stromberger & Kollmann Maschinenbau & Automatisierung, Vince Nat Malerei, Gemeinde Micheldorf, das Gemeindeamt von Micheldorf, etc. In der Vergangenheit hat man unsystematisch und unkoordiniert versucht, einzelne Betriebe über erneuerbare Ressourcen mit Energie zu versorgen. NAWE bietet eine systematische Methode, die Energieversorgung der ganzen Region mit der ganzheitlichen Betrachtung, die die Gemeinde, die Unternehmen und externe Energiefachleute einbeziehen, zu optimieren. Der partizipative Ansatz der Systemanalyse und des Expertenwissens garantiert eine optimale Lösung, die ökologischen, sozialen und ökonomischen Kriterien zu berücksichtigen. In diesem Prozess waren alle Beteiligten involviert, sodass die Kriterien und die Identifizierung der Lösung transparent waren. Daher sind alle Beteiligten von der Qualität der Lösung überzeugt und bereit, die vorgeschlagene Variante zu implementieren. Dieses Konzept basiert auf der Analyse der individuellen Energiekonsumenten, deren Energieeinsparungspotenzial, Wärmeintegration und der Wechselbeziehung mit den anderen Elementen des Systems. Im NAWE-Energiekonzept des Gesamtsystems - und darin liegt ein wesentlicher innovativer Ansatz – werden die einzelnen Technologien zur Nutzung regenerativer Energieträger dann solcherart kombiniert, das z.B. bestimmte Energiepotenziale kaskadisch genutzt werden, dass Abwärme und Sekundärreststoffe entsprechend eingebunden werden und auch bestimmte Produktionsanlagen zeitlich und lastmäßig von der Betriebsweise so aufeinander abgestimmt werden, dass eine möglichst hohe Gesamtenergie- und Ressourceneffizienz des Modellsystems Micheldorf-Hirt erreicht wird. Zur Konzeption des Energieparks wurde zuerst der Energiebedarf an Strom und Wärme erfasst. Dazu wurden in den Betrieben und bei der Gemeinde Messungen durchgeführt und Daten erhoben und bei den privaten Haushalten mittels einer Umfrage die Energieverbrauchsdaten erfasst. Durch die Analyse der Daten wurden Einsparungs- und Verbesserungspotenziale aufgedeckt und den Betrieben und Gemeinden geeignete Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung vorgeschlagen. NAWE zielt auf das Optimum der Gesamtenergie- und Ressourceneffizienz der Energieversorgung der Modellregion Micheldorf – Hirt ab. Die wichtigsten innovativen Aspekte von NAWE sind: • Die Kombination von unterschiedlichen Technologien, um erneuerbare Energieressourcen zu nutzen • Die Kaskadierung der Energie zur optimalen internen Nutzung der Energie auf verschiedenen Stufen • Die Nutzung der industriellen Abwärme der Region • Die Nutzung des biogenen Abfalls • Die Synchronisation der Prozesse bei den Produktionsbetrieben Auf Basis dieser Daten wurden Varianten der Energieerzeugungseinheiten für die Bereitstellung des regionalen Energiebedarfes erarbeitet. Es wurde besonders darauf >1<

Rücksicht genommen alle regional vorhandenen Ressourcen auch regional wirtschaftlich und ökologisch optimal einzusetzen. Es ist in Planung, den in der Region erzeugten Strom nach dem Ausbau der Wasserkraftwerke in der Region Micheldorf Hirt zu verwenden, anstelle an Energieversorgungsunternehmen zu verkaufen. Für die Wärmeproduktion sind vier Varianten für die Region erarbeitet worden und eine fünfte Variante für die Brauerei, die mit den anderen Varianten gekoppelt werden können. Für die wirtschaftliche Bewertung einer Kopplung der Varianten muss eine Folgestudie in der Brauerei durchgeführt werden. Folgende Varianten wurden erarbeitet: • Biomasseheizwerk • Biomasseheizwerk mit ORC zur Stromerzeugung • Biomasseheizwerk mit ORC und Einbindung der Heizung der Brauerei • Biomasseheizwerk mit ORC, Einbindung der Brauerei (Heizung und Kühlung) Und die mit den anderen kombinierbare Variante: • Ersatz des Dampfkessels in der Brauerei Andere erneuerbare Energieressourcen wurden auf Grund von nicht darstellbarer Wirtschaftlichkeit oder Durchführbarkeit für den Energiepark ausgeschlossen, können im Einzelfall aber dezentral angewandt werden, um das Gesamtkonzept zu unterstützen (z.B. Solarthermie). Die Businesspläne der Varianten zeigen, dass alle Varianten wirtschaftlich umsetzbar sind. Die Entscheidung, welche der Varianten umgesetzt wird, kann auf Basis des Folgeprojektes getroffen werden. In diesem Projekt müssen vor allem die Umsetzungsmöglichkeiten der Variante 5 integriert mit den anderen 4 Varianten erarbeitet werden. Das betrifft vor allem die Berücksichtigung der Trägheit des Systems „biomassebefeuerter Dampfkessel“ in Verbindung mit der Dampflastkurve der Brauerei. Nach der Entscheidung, welche der Varianten umgesetzt werden soll, nach der Grundsatzentscheidung der Partner Brauerei Hirt, Bistum Gurk und Säge Hirt und der gesicherten Unterstützung der Gemeinde Micheldorf für die Umsetzung des Projekts und der Fernwärme sind folgende Schritte zu erledigen: • Gesellschaftsgründung der Betreibergesellschaft • Einbindung der Rohstofflieferanten in die Betreibergesellschaft • Kalkulation eines verbindlichen Wärmepreises • Abschluss der Kundenverträge für die Wärmelieferung • Detailplanung des Heizwerkes und des Fernwärmenetzes • Beantragung der möglichen Förderungen

>2<

2 Abstract The project NAWE (sustainable, self-sufficient, economic energy park) wants to establish the energy supplies in the region Micheldorf-Hirt in a sustainable way. The region is located in the center of Carinthia. It covers an area of 17 km² and has 1 150 inhabitants. In this area there are: Brauerei Hirt GmbH (brewery), Säge Hirt GmbH (sawmill), Bistum Gurk (big administration complex) , Vitalhotel Agathenhof (Spa Hotel), Gewerbepark Pauer (Industrial park), Kaminbau Pilgram, Kraftwerkservice GmbH, Stromberger & Kollmann Maschinenbau & Automatisierung (metal manufacturing company), Vince Nat Malerei (painting), Gemeinde Micheldorf, Gemeindeamt von Micheldorf (community buildings), etc. In the past there were isolated activities in the region to supply individual companies by renewable energy sources without a systematic approach and without coordination.

NAWE is a new systemic approach to optimize the energy supply for a whole region in a holistic way by involving the community, the companies and external specialists. The participative approach, the system analysis and the expert knowledge guarantees the optimal solution considering ecological, social and economic criteria. The process involved all stakeholders, the criteria or the identification of the solution were transparent. Therefore the stakeholders are convinced of the quality of the solution and they are ready to implement proposed variant. The concept is based on an analysis of individual energy consumers, their potential for energy savings and heat integration and the interaction of the other elements of the system.

In the beginning of the analysis the demand for electrical energy and heat in the region was analyzed in detail. Therefore measurements were done in the companies and the community buildings and survey was done to collect data on energy consumption of the private buildings. Potentials for the optimization and savings were identified and presented to the companies and the communities.

NAWE aims at an optimum overall energy and resource efficiency of the energy supply of the model system of Micheldorf-Hirt. The important innovative aspect of NAWE is: •

the combination of a variety of technologies to use regenerative energy sources,

•

by cascading energy as efficient as possible

•

by using industrial waste heat

•

by using organic waste

•

by synchronizing the operation of production plants

Based on these data asset of variants for a combination of energy supply units were elaborated. The main focus was, to use regional available resources in an economical and ecological way. Currently the hydro-power-stations are up-grated and their power is expanded. For the future it is planned to connect the regional hydro-power-stations to the companies.

There are four variants of heat production for the region. A fifth option exists especially for the brewery. These could also be integrated in the other four ways. This complex approach requires an additional detailed study of the control system of the brewery. >3<

The following options were developed: •

biomass heating plant

•

biomass heating plant with ORC for electricity generation

•

biomass heating plant with ORC and integration of the heating of the brewery

•

biomass heating plant with ORC, integration of the brewery (heating and cooling)

And the option, which can be combined with the others: •

Replacement of the steam boiler in the brewery

Other renewable energy resources were excluded because they are not cost-effective and practicable.

The business plans for the options show, that all options are economically realizable. The decision, which option will be realized, can only be made in a follow up project. In this project the integration of the wood fired steam boiler with the control system of the brewery and the district heating system must be investigated.

The decision has been taken by the partners “Brauerei Hirt”, “Bistum Gurk” and “Säge Hirt” to involve into the energy park. The support of the community “Micheldorf” for the implementation of the project and the district heating system has been assured. The following steps will be carried out consequently: •

Establishment of the operating company in the form of a limited company

•

Integration of the raw material suppliers into the operating company

•

Calculation of a binding heating price

•

Conclusion of the contracts for the heating supply

•

Detailed planning of the heat plant and the district heating network

•

Application for possible subsidies

>4<

3 Einleitung/Ziel In der Region Micheldorf – Hirt sind Klein- und Mittelbetriebe angesiedelt, die zur Zeit großteils von den EVU’s, dem fossilen Brennstoffmarkt und dem am Markt herrschenden Preisgefüge abhängig sind. Es gab in der Vergangenheit von einzelnen Betrieben Bemühungen dieser Abhängigkeit durch entsprechende Überlegungen bzw. durch Einzelprojekte ohne genauere Abstimmung mit anderen Betrieben zu entkommen. Auch auf kommunaler Ebene wurde immer wieder angedacht, die Gemeindegebäude (Gemeindeamt, Schule) sowie Privathäuser mit Fernwärme zu versorgen, bzw. die Wärmeversorgung an das Fernheizwerk in Friesach (ca. 5 km entfernt) anzubinden.

Einige dieser Überlegungen wurden auch umgesetzt, dabei ist es nicht gelungen die wichtigen Energieverbraucher in ein Boot zu bekommen und für die Region ein Energiebereitstellungskonzept zu erarbeiten, das den wirtschaftlichen und privaten Bedürfnissen der Region entspricht.

Alle diese Überlegungen, die Region energieautark zu machen, wurden aufgrund von fehlendem Know-how über die tatsächlich praktisch gangbaren Wege des für die Unternehmen nicht abschätzbaren wirtschaftlichen Risikos sowie mangels eines Proponenten mit entsprechenden zeitlichen Ressourcen nicht weitergeführt.

Aus dieser Situation heraus haben sich die Partner dieses Projektes entschlossen ein Konzept zu erarbeiten, das der Region die Möglichkeit bietet energieautark zu werden. In diesem Konzept sind nicht die alleinigen Interessen der Partner vorrangig, sondern die Energiebedürfnisse der ansässigen Wirtschaftsbetriebe, der privaten Haushalte und der öffentlichen Hand. Bei der Ausarbeitung des Konzeptes wurden der gegenwärtige Energiebedarf und seine Entwicklungspotenziale, die Energieeinsparungspotenziale und die technisch-wirtschaftlichen Möglichkeiten zur Umsetzung eines nachhaltigen, autarken und wirtschaftlichen Energieparks berücksichtigt.

Das Ziel des Projektes war es, ein Konzept zu erstellen, das als Basis für die Realisation des Energieparks, um die Region mit regionalen erneuerbaren Energieressourcen energieautark zu stellen, dienen soll.

Um ein Ziel zu erreichen, benötigt man eine Vision, die einem den Weg und die nötigen Mittel zeigt. Ohne eine Vision, vor allem in einer Gruppe, werden die einzelnen Personen immer ihre eigene Interpretation des Ziels und nicht das gemeinsam erklärte Ziel verfolgen. Daher war es notwendig, eine Vision für die Partner in diesem Projekt zu erstellen.

Die Entwicklung der nachfolgenden Vision war trotz des klaren Bekenntnisses zum Projekt ein langwieriger Prozess. Gründe dafür sind Meinungsbildungsprozesse bei den Verantwortlichen, Eigentümern und im Projekt involvierten. Ebenso sind Eigentümerstrukturen bei den Betrieben langwierige Hürden, die die Entwicklung einer Vision erheblich erschweren.

>5<

VISION Die Vision der Partner ist: •

Energieautarke Region, deren Energiebereitstellung regionalen Akteure bestimmt wird

•

Bereitstellung des regionalen Energiebedarfs durch regionale Ressourcen

•

Kontinuierliche Realisierung von Energiesparpotenzialen

•

Wertschöpfung in der Region

•

Schaffung und Sicherung von Arbeitsplätzen in der Region

•

Wirtschaftliche Aufwertung der Region durch gesicherte Energiebereitstellung

•

Vermeidung der Nutzung von fossilen Energieressourcen und Atomstrom

•

Nutzung regionaler, erneuerbarer Energieressourcen

•

Senkung der Umwelteinflüsse Energienutzung

und

Vermeidung

ausschließlich

von

durch

Ineffizienzen

die

der

Um die immer größer werdenden Probleme der Energieversorgung in den Griff zu bekommen, ist es vor allem in so kleinen Regionen wie Micheldorf-Hirt notwendig, nicht nur über Alternativen nachzudenken, sondern realisierbare Projekte umzusetzen. Dazu ist es notwendig, Konzepte zu erarbeiten, die auf Daten, Informationen und Bedürfnissen der Region basieren.

NAWE soll die Region in eine energieautarke Zukunft führen, die Energiebedürfnisse der Anrainer, der Wirtschaftsbetriebe und der öffentlichen Verwaltung ermöglichen.

Die Ergebnisse des Projektes sollen umgesetzt werden, damit die Inhalte der Vision realisiert werden können. Dabei ist das Ergebnis von NAWE nur die Basis bzw. der Initiator für die Realisierung der Vision.

Der Energiepark soll die Region beratend unterstützen, die benötigte Energie effizient einsetzen und die Entwicklung des Energiebedarfs der Region mit den Akteuren gemeinsam planen und umsetzen.

Aus der Vision lassen sich folgende Ziele ableiten:

Ökonomische und ökologische Ziele •

Wirtschaftlicher Energiepark

Durch das langfristige Ziel energieautark zu sein, bietet sich den regionalen Akteuren die Möglichkeit den Energiepark wirtschaftlich auf eine solide Basis zu stellen. Ökonomische •

Niedrige, stabile Energiepreise

Vorteile für die regionalen Akteure ergeben sich durch stabile, kalkulierbare Energiepreise, da nur regionale Ressourcen eingesetzt werden. Verglichen mit den heutigen Energiepreisen am freien Markt werden die Preise des Energieparks darunter liegen, wodurch die >6<

Verbraucher finanzielle Vorteile gegenüber Energieversorgungsunternehmen erzielen. •

den

Preisen

der

großen

Regionale Energieressourcen

Die regional organisierten Ressourcen werden über langfristige Verträge für den Energiepark sichergestellt und garantieren den Anbietern gesicherte Einkünfte. •

Vermeidung fossiler Energieressourcen

Der Einsatz von erneuerbaren Energieressourcen führt nicht nur zur wirtschaftlichen Stärkung der Region, sondern trägt vor allem dazu bei, die Auswirkungen der fossilen Energieträger zu verringern. •

Effizienz Service (Vermeidung von Verschwendung und unnotwendigen Emissionen)

Durch das Service des Energieparks die Effizienz des Energieeinsatzes der Verbraucher zu überprüfen und mit den Verbrauchern Verbesserungsmaßnahmen zu erarbeiten. Dadurch werden finanzielle Einsparungsmöglichkeiten für die Verbraucher aufgedeckt und soweit wirtschaftlich vertretbar mit ihnen umgesetzt. Durch das Serviceangebot des Energieparks die Effizienz der eingesetzten Energieressourcen und Technologien zu überprüfen, werden Verschwendungen von wertvollen Energieressourcen und unnotwendige Emissionen vermieden. Auch bei der Planung von neuen Anlagen in Industriebetrieben wie bei der Auswahl der Energieproduktions- und Einsparungstechnologien für private Haushalte bietet der Energiepark das Service an wirtschaftliche und ökologisch sinnvolle Lösungen vorzuschlagen. Damit trägt der Energiepark zu Zielen einer ökologischen Entwicklung der Programmlinie der Energiesysteme der Zukunft bei.

Soziale Ziele •

Sicherung von Arbeitsplätzen

Durch die Versorgung mit regionalen Energieressourcen wird die Wertschöpfung in der Region gesteigert und die Energieversorgung der Region gesichert. Dies bedeutet eine langfristige Sicherung von Arbeitsplätzen und steigert die Attraktivität der Region als Wohngegend wie auch als Wirtschaftsstandort. Es verdienen einerseits die Lieferanten der Energieressourcen aus der Region und sichern damit einen Teil ihres Einkommens und andererseits reduzieren sich die Energiekosten durch die Effizienzsteigerungen bei der Nutzung der eingesetzten Technologien. •

Werte und Zusammenhalt in der Region durch Kommunikation

Dies wird erst durch Konsens der regionalen Akteure möglich, der die Werte der Region berücksichtigt und schätzt. Dieser Konsens kommt durch eine funktionierende Kommunikation zustande. Die Kommunikation führt zu einem gemeinsamen Verständnis der zu erreichenden Ziele und zu einem Zusammenwirken das durch Fairness und Vertrauen geprägt ist.

>7<

Inhalte und Ergebnisse des Projekts 3.1

Ausgangslage der Region

Das Projekt NAWE (Nachhaltiger, Autarker und Wirtschaftlicher Energiepark) wurde in der Region Micheldorf durchgeführt. Diese erstreckt sich südlich der kärntnerisch/steirischen Grenze von Micheldorf längs der Metnitz bis Zwischenwässern, wo die Metnitz in die Gurk mündet. In der Region Micheldorf sind einige Klein- und Mittelbetriebe angesiedelt. Die Region hat ca. 2000 Einwohner.

Abbildung 1: Karte der Region Micheldorf Hirt

Die Deckung des Energiebedarfs (ohne Verkehr) der Region erfolgt durch die EVU’s, regionale Bereitstellung von erneuerbaren Energieressourcen und bei der Wärmeenergie überwiegend durch fossile Brennstoffe.

Damit ist die Region von den Marktpreisen der EVU’s, der fossilen Brennstoffe und deren Verfügbarkeit abhängig. >8<

Die Unternehmen und die Kommune kümmern sich jeder einzeln um die Deckung ihres eigenen Energiebedarfs. Aufgrund dieser Situation wird in den einzelnen Betrieben und in der Kommune die Wärmeenergie durch fossile Brennstoffe bereitgestellt und der benötigte Strom durch EVU’s. Synergien aus einer gemeinsamen Energiebeschaffung können daher nicht genutzt werden.

Bei einigen Unternehmen sind Energiesparprojekte umgesetzt worden, der Energiebedarf ist laut Aussagen einiger Leitbetriebe langsam aber stetig am steigen, auch durch die erfreuliche wirtschaftliche Entwicklung der Leitbetriebe Brauerei Hirt GmbH, Säge Hirt GmbH und Bistum Gurk und Agathenhof. Bei der derzeitigen Energiepreisentwicklung kommt es zu einer Kostensteigerung in den Unternehmen, die am Markt über die Produktpreise nicht kompensierbar ist. Dadurch wird die Konkurrenzfähigkeit einzelner Unternehmen stark eingeschränkt.

3.1.1 Wärmeenergie Für die Bereitstellung von Wärme in den Betrieben und zur Beheizung der Hotels, Gemeindegebäude und Privathäuser sind Anlagen im Betrieb die teilweise veraltet, falsch bedient und schlecht gewartet sind. Nach einer Abschätzung der Autoren (aber siehe 3.2.8.1) werden in der Region jährlich ca. 10 GWh Strom und 18 GWh Energie Wärme eingesetzt.

Die Wärmeenergiebereitstellung in der Region erfolgt dezentral. Daher ist jedes Unternehmen, wie auch die Kommune für die Wahl des Energieträgers, die Wahl der Technik und die Effizienz der Energieproduktionsanlagen selbst verantwortlich. Die Wartung und Instandhaltung wird ebenfalls von den Unternehmen und der Kommune selbst durchgeführt. Die Unternehmen überwachen aus wirtschaftlichen Gründen die Effizienz ihrer Wärmeenergieanlagen. Erfahrungsgemäß wird die Effizienz der Anlagen bei Kommunen nicht überprüft, wodurch bei diesen Anlagen große Einsparungspotenziale zu finden sind.

3.1.2 Strom Ein geringer Teil des Strombedarfs wird durch zwei Kleinwasserkraftwerke der Brauerei Hirt GmbH und durch zwei weitere Kleinwasserkraftwerke des Bistum Gurk gedeckt. Der überwiegende Teil wird über das Verteilnetz geliefert und zugekauft.

3.1.3 Erneuerbare Energieressourcen Die vorhandenen vier Kleinwasserkraftwerke, eine Biomasse-Trocknungsanlage, private Solaranlagen, Biomasseheizanlagen und Wärmepumpen wurden im Projekt berücksichtigt. Die gewerblichen Energieerzeugungsanlagen sollen im Energiepark eingegliedert werden.

Weiters wurde das nutzbare Potenzial an Biomasse, biogenen Sekundärreststoffen aus dem regionalen Sägebetrieb sowie Abwärmepotenziale der Brauerei im Rahmen des Projektes überprüft.

>9<

Auf Grund von ausreichend vorhandenen ungenutzten Dachflächen wurde eine mögliche Nutzung von Solarenergie überprüft und deren Rahmenbedingungen geklärt.

3.2

Energieabnehmer

Die Ergebnisse der Energiebedarfserhebungen und die Energieeinsparungspotenziale sind im Anhang angeführt.

3.2.1 Brauerei Hirt GmbH 3.2.1.1

Allgemeines

Die Brauerei Hirt GmbH ist die einzige Privatbrauerei Kärntens und einzige Brauerei, die Mitglied des Klimabündnisses ist. Hirt ist eine der wenigen Brauereien Österreichs, die mit unbehandeltem Quellwasser Bier braut. Die Brauerei Hirt GmbH setzt zur Haltbarmachung des Bieres keine thermische Behandlung (Pasteurisation oder Kurzzeiterhitzung) ein, sondern verwendet eine wesentlich aufwendigere kalte Filtrierung, die sehr hohe Hygienestandards voraussetzt.

Seit 1995 ist die Brauerei Hirt GmbH nach dem Qualitätsmanagementsystem ÖNORM EN ISO 9001:2000 zertifiziert und seit dem Jahr 2000 verfügt sie auch über ein Umweltmanagementsystem. Der Betrieb beschäftigt 64 Mitarbeiter.

Zur Versorgung des Betriebes mit Wärme werden jährlich ca. 672.000 l Heizöl eingesetzt und für den Betrieb der Stapler werden jährlich 18.350 Liter Gas benötigt. Beim Heizölverbrauch ist der Bedarf für den Braukeller, die Personalzimmer und das Herrenhaus inkludiert. Der Dampfverbrauch wurde detailliert nach Verbrauchergruppen gemessen.

An elektrischer Energie werden ca. 650 kW elektrischer Leistung vom Netz bezogen. In eigenen Wasserkraftwerken werden ca. 100 kW erzeugt. Der Gesamtstromverbrauch beträgt ca. 2,49 GWh jährlich. In den letzten Jahren wurden besonders die Kälteanlagen schrittweise immer wieder verbessert.

3.2.1.2

Strombedarf

Strom wird vorwiegend für die Kältemaschinen und die Abfüllanlagen verwendet. Eine detaillierte Aufzeichnung der einzelnen Maschinen ist zurzeit nicht vorhanden. Für große Verbraucher, wie die einzelnen Abfüllanlagen und Kältemaschinen, werden künftig Verbrauchsmessgeräte angebracht, damit die Verbräuche analysiert werden können.

Im Jahr 2005 ist ein Lastmanagement durch eine externe Firma installiert worden. Diese erhebt die Stromverbrauchsdaten, Spitzenlasten und erstellt Datenauswertungen für das Controlling der Brauerei Hirt. Das Lastmanagement wird durch die Firma gewartet und an geänderte Voraussetzungen angepasst.

> 10 <

250.000

640 620 600 580 560 540 520 500 480

kWh

200.000 150.000 100.000 50.000

01 .2 0 02 07 .2 0 03 07 .2 0 04 07 .2 0 05 07 .2 0 06 07 .2 0 07 07 .2 0 08 07 .2 0 09 07 .2 0 10 07 .2 0 11 07 .2 0 12 07 .2 00 7

Lastgang und Stromverbrauch Brauerei Hirt 2007

Summe kWh

Lastspitze kW

Abbildung 2: Lastgang- und Stromverbrauchdiagramm 2007

Durch den Umbau der Küche des Braukellers war der Stromverbrauch für den Braukeller nicht feststellbar. Ab März 2007 wurde die neue Küche in Betrieb genommen und es werden die Stromverbräuche aufgezeichnet und analysiert.

3.2.1.3

Wärme- und Dampfeinsatz (Messergebnisse)

Ein Großteil der in der Brauerei Hirt GmbH anfallenden Heizaufgaben wird durch zwei ölbefeuerte Sattdampferzeuger mit einer Gesamtkapazität von ca. 5,7 t Dampf pro Stunde abgedeckt.

Wärme wird in der Brauerei als Dampf genutzt •

im Sudhaus

•

in der Schnapsbrennerei

•

in Fassabfüllung zum Dämpfen der Fässer

und als Warm/Heißwasser (über Wärmetauscher) •

in der Flaschenhalle für die Flaschenwäsche und zum Sterilisieren des Füllers

•

in den 3 CIP Anlagen für Lager- und Gärkeller, für das Sudhaus und für die Filtration

•

Fass- und Flaschenhalle

•

in der Filtration

•

zum Heizen durch Aufheizen des Heizkreislaufes über 2 Wärmetauscher und Speicherung in einem Puffertank

•

als indirekte Nutzung von Dampf zum Erhitzen des Brauwassers über den Würzekühler bzw. Pfannendunstkondensator > 11 <

Durch Einbau einer temporären Messeinrichtung in die Dampfzuleitungen wurde der Dampfkonsum folgender Verbraucher ermittelt: •

Maischpfanne

•

Würzpfanne

•

Fasshalle

•

Flaschenhalle

Die Messungen wurden am 4.12. an Maisch- und Würzpfanne und am 20. und 21.12.2006 an Fass- und Flaschenhalle durchgeführt.

In Tabelle 1 sind die Ergebnisse der vier gemessenen Verbraucher angeführt. Die Energie bzw. Leistungsangaben sind als dem Verbraucher an der Messstelle zugeführte Wärme zu verstehen, die abgeführte Kondensatwärme ist nicht berücksichtigt.

Tabelle 1: Messergebnisse Dampfkonsum Maischepfanne Messung am 4.12.2006 von 11:06 bis 14:10 Uhr Mittlerer Dampfverbrauch

kg/h

488

Mittlere zugeführte Leistung

367

Dampfverbrauch über gesamten Maischzyklus (183 min)

1.487

kWh

1.120

kg/h

2.447

Mittlere zugeführte Leistung

1.874

Dampfverbrauch über gesamten Kochzyklus (96 min)

3.914

kWh

2.998

Energiezufuhr über gesamten Maischzyklus (183 min) Würzepfanne Messung am 4.12.2006 von 14:28 bis 16:05 Uhr Mittlerer Dampfverbrauch

Energiezufuhr über gesamten Kochzyklus (96 min) Fasshalle

Messung am 20.12.2006 von 10:50 bis 11:35 Uhr (30 l Fässer) und 11:35 bis 13:35 Uhr (50 l Fässer) Mittlerer Dampfverbrauch 30 l Fässer Mittlere zugeführte Leistung 30 l Fässer Mittlerer Dampfverbrauch 50 l Fässer Mittlere zugeführte Leistung 50 l Fässer

kg/h

149

114

kg/h

140

108

kg/h

593

452

Flaschenhalle Messung am 21.12.2006 von 07:20 bis 11:30 Uhr Mittlerer Dampfverbrauch Mittlere zugeführte Leistung

> 12 <

3.2.2 Säge Hirt GmbH Das Sägewerk in Hirt gehörte bis 1999 zum Bistum Gurk. Seit 1999 ist es eine Gesellschaft mit beschränkter Haftung mit zwei Geschäftsführern. Die Säge Hirt GmbH beschäftigt derzeit zwölf Mitarbeiter. Jährlich werden ca. 27.000 Festmeter Holz verarbeitet, wobei zwei Drittel aus Kärnten und ein Drittel aus der Steiermark stammen. Energieverbrauch 2006: •

Strom: 533.200 kWh

•

Biomasse: 3.080 Srm Hackgut/Rinde/Sägespäne

3.2.2.1

Strom

Die Lastgangmessungen beim Stromverbrauch haben keine vermeidbaren Lastgangspitzen ergeben. Der Strombezug für die Säge Hirt erfolgt ausschließlich vom Bistum Gurk. Als das Bistum noch Eigentümer der Säge war, wurde eine Stromleitung von den eigenen Wasserkraftwerken zur Säge gelegt. Durch den Ausbau der Wasserkraftwerke des Bistums wurde es möglich den Strombedarf der Säge vollständig zu decken. Strom wird für die Sägeanlage, die Entrindung, die Trocknungsanlage und als allgemeiner Strom im Verwaltungsgebäude verwendet. Zur Vermeidung von hoher Spitzenlast werden die Säge- und der Entrindungsprozess nie gleichzeitig betrieben.

Lastgang Säge Hirt 2006/2007 300

250

200

150

100

kW 2006

Abbildung 3: Lastgang der Säge Hirt

> 13 <

kW 2007

r D ez em be

N ov e

be r

r kt ob e O

be r em Se pt

Au gu st

Ju li

Ju ni

M ai

Ap ri l

är

r Fe be

Jä nn er

Der Gesamtjahresstromverbrauch der Säge war im Jahr 2006 533.000 kWh und 2007 502.000 kWh. In Abbildung 4 ist der monatliche Stromverbrauch dargestellt und gegenübergestellt. Das Verbrauchsmuster der beiden Jahre ist sehr ähnlich, was die unveränderten Produktionsverfahren und -prozesse widerspiegelt. Die Produktionszeiten des Sägeprozesses sind Montag bis Donnerstag von 5:00 bis 9:00 und von 9:20 bis 13:00 Uhr. In der Produktionspause wird die Anlage abgestellt. Die Entrindung wird nur am Freitag durchgeführt.

Säge Hirt Stromverbrauch 70000

60000

50000

Kwh

40000

30000

20000

10000

0 Jänner

Feber

März

April

Mai

Juni

Juli

August

September

Oktober

November Dezember

Monate Stromverbrauch 2006 KWh

KWh 2007

Abbildung 4: Stromverbrauchsentwicklung 2006/2007 der Säge Hirt Der spezifische Stromverbrauch bezogen auf die Festmeter zeigt starke Schwankungen, welche in der Abbildung 5 dargestellt sind.

Die Schwankungen sind darauf zurück zu führen, dass der Verbrauch nicht vom geschnittenen Festmeter sondern von den Betriebsstunden abhängig ist. Das bedeutet, dass die Motoren bei einem längeren Produktionsstillstand nicht abgeschaltet werden. Zur Senkung des spezifischen Stromverbrauches sind die Anlagen an den Produktionsfluss zu koppeln und somit sich bei längeren Produktionsstillständen die Motoren automatisch abschalten und nicht im Leerlauf weiter laufen. Diese Maßnahme lässt den spezifischen Stromverbrauch (kWh/fm) auf ein technisch optimiertes, konstantes Niveau einstellen und den Stromverbrauch sinken.

> 14 <

Spezifischer Stromverbrauch 2007 3500

40,00

35,00

3000

30,00 2500

20,00 1500

kWh / fm

25,00 2000

15,00 1000 10,00

500

5,00

0,00 1

Sägeleistung 2007

spez. Stromverbrauch 2007

Abbildung 5: Spezifischer Stromverbrauch Säge Hirt 2007

3.2.2.2

Wärme

Die Holzabfälle aus der Säge (Rinde, Industriehackgut und Sägespäne) werden über einen Biomassekessel der Firma Kohlbach (700 kW) energetisch verwertet. Damit wird die Wärme zur Beheizung der Trockenkammern für die Holztrocknung und der Betriebsgebäude bereitgestellt. Im Sommer ist die Auslastung der Trockenkammer gleich wie im Winter, aber die Auslastung des Kessels geringer, wodurch die Energieeffizienz des Kessels sinkt. Eine konstante Auslastung des Kessels würden diese Verluste vermeiden.

> 15 <

3.2.3 Gesundheitsresort Agathenhof Das Gesundheitsresort Agathenhof wurde im Dezember 2005 mit der Fertigstellung des Neubaus neu eröffnet und hat seither täglich ca. 120 Kurgäste im Haus. Das gesamte Areal besteht aus mehreren Gebäuden (siehe Abbildung 6).

Abbildung 6: Gesundheitsresort Agathenhof – Übersichtplan

Die Gebäude Altbau, Neubau, Mandalahaus, Sternzeichenhaus und Oasebad sind durch Verbindungsgänge bzw. durch eine Bahn miteinander verbunden. Der Neubau verfügt über eine kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung. Weitere Gebäude, wie die Villa Agathe, 15 kleine Kurhäuser (30 bis 35 m² Wohnfläche), zwei Gebäude vom Typ Melisse (60 bis 70 m² Wohnfl.) und zwei weiße Häuser (140 bis 150 m²) liegen abseits.

> 16 <

3.2.4 Gemeinde Micheldorf Die Gemeinde Micheldorf hat folgende Gebäude in ihrem Eigentum: •

Gemeindeamt Micheldorf

•

Volksschule Micheldorf

•

Gemeindewohnhaus Pfarrstrasse 1 und 3

•

Gemeindegebäude Hirt 20

Das Gemeindeamt dient vorrangig öffentlichen Zwecken der Gemeindeverwaltung und wurde 1970 errichtet.

Die neue Volksschule wurde 1996 fertig gestellt und bezogen. Die alte Volksschule dient zurzeit als Wohnhaus und wurde im 16. Jahrhundert errichtet. Das Gebäude ist in einem sehr schlechten energetischen wie auch optischen Zustand. Da die Sanierung derzeit wirtschaftlich nicht vertretbar erscheint, wird das Gebäude in nächster Zukunft abgerissen.

Die Wohnhäuser in der Pfarrstrasse sind 1959 errichtet worden. Seit damals wurden außer einem Fenstertausch keine weiteren Sanierungsmassnahmen durchgeführt. Der energetische Gesamtzustand des Gebäudes kann bezogen auf den heute üblichen Baustandard als sehr schlecht beurteilt werden.

Das Gemeindegebäude Hirt 20 war von 1950 bis 1970 das Gemeindeamt. 1970 wurde es in ein Wohnhaus umgebaut. Zwischen 2003 und 2005 wurde es generalsaniert.

3.2.5 Pfarre Micheldorf Die Pfarre hat zwei Gebäude, deren Energiebedarf erhoben worden ist: •

Pfarrhaus Micheldorf

•

Pfarrhaus Hohenfeld

3.2.6 Gasthäuser und private Wohnhäuser Zu den Gasthäusern und privaten Mehrfamilien-Wohnhäusern des Ortes Micheldorf zählen folgende Gebäude: •

Gasthaus Leikam

•

Gasthaus Planegger

•

Wohnhaus Wurzer

3.2.7 Private Haushalte Um eine Übersicht über den Energiebedarf der privaten Haushalte zu bekommen wurde eine Umfrage durchgeführt. Dabei wurde zugleich das Interesse an einer Fernwärmeversorgung für die privaten Haushalte abgefragt. > 17 <

Die Ergebnisse der Befragung sind im Anhang unter Punkt 8.1.7 zusammengefasst. Da die Rücklaufquote der Fragebögen gering war, wurden die Gebäude durch eine Begehung von erfahrenen Energieberatern aufgenommen, um eine geeignete Datenbasis für die weiteren Analysen zur Verfügung zu haben. Dabei wurde die Heizlast jedes Gebäudes abgeschätzt, um ein vollständiges Bild der zu erwartenden Energieverbräuche und Leistungen zu erhalten. Der Strombedarf wird über statistische Daten ermittelt.

3.2.8 Energiebereitstellung und Energieverbrauch In diesem Abschnitt werden die derzeitigen Energieverbräuche unterteilt in Wärme und Elektrizität beschrieben und mittels Energieflussdiagrammen grafisch dargestellt.

3.2.8.1

Wärmeenergie

Insgesamt werden im Projektgebiet ca. 18.000 MWh an Wärmeenergie verbraucht Als größter Verbraucher von Wärmeenergie benötigt die Brauerei Hirt für Prozess- und Heizwärme etwa 6.770 MWh an Energie. Der überwiegende Teil dieser Energie wird im Brauprozess benötigt. Weitere größere Verbraucher sind das Gesundheitsresort Agathenhof (2.327 MWh), die Säge Hirt (2.310 MWh) sowie die 207 Wohngebäude in der Gemeinde Micheldorf (5.953 MWh).

Tabelle 2: Energieverbrauch Wärmeenergie Micheldorf-Hirt Verbraucher

Energieverbrauch [kWh/a]

Brauerei - Heizung

Energieträger

270.2051

Öl

Brauerei - Prozesswärme

6.500.000

Öl

Säge Hirt

2.310.000

Holz

Agathenhof – Heizung

927.307

Öl

1.400.000

Öl

49.640

Öl

VS Micheldorf

105.217

Öl

Wohnhäuser Pfarrstrasse 1

111.153

dezentral (Holz, Öl)

Wohnhäuser Pfarrstrasse 3

111.213

dezentral (Holz, Öl)

Gemeindegebäude Hirt 20

28.778

Öl

Pfarrhaus Micheldorf

37.693

Öl

Pfarrhaus Hohenfeld

48.670

Stückholz

GH Leikam

53.284

Stückholz

Wohnhaus Wurzer

71.963

Öl

123.513

Pellets

Agathenhof – Warmwasser Gemeindeamt Micheldorf

GH Planegger Weitere 207 Wohngebäude

5.953.400

Summe

18.102.093

> 18 <

Von der benötigten Energiemenge werden etwa 75 % (~ 14.000 MWh) aus fossilen Energieträgern (hauptsächlich Öl) erzeugt. Diese Energiemenge entspricht einem Öläquivalent von 14 Millionen Litern Heizöl. Etwa 24 % werden aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt. Hauptsächlich kommt hier Biomasse (Pellets und Stückholz) zum Einsatz. Der Anteil der aus thermischen Solaranlagen erzeugten Energiemenge liegt unter 0,5 % (vgl. Tabelle 3)

Tabelle 3: Wärmeenergiebereitstellung nach Energieträgern1 Energieträger Öl

Energiemenge [MWh] 13.311

73,52

244

1,35

0,25

137

0,76

4.303

23,77

0,36

18.102

100,00

Koks, Kohle Strom Flüssiggas Biomasse Solar Summe

Das in Abbildung 7 dargestellte Energieflussdiagramm veranschaulicht die Wärmeversorgung bezüglich der im Projektgebiet eingesetzten Energieträger.

3.2.8.1.1 Anteil der regionalen Energieträgern Der Anteil von erneuerbaren Energieträgern am Gesamtverbrauch für Wärmeenergie beträgt insgesamt etwa 24 % (vgl. Tabelle 3) was einer Energiemenge von etwa 4.300 MWh entspricht. Diese Energiemenge wird nicht zur Gänze aus Biomasse aus der Region produziert. Es wird davon ausgegangen, dass etwa zwei Drittel des Energieverbrauchs der privaten biomassebeheizten Gebäude mittels regional erzeugten Stückholzes erzeugt werden. Das restliche Drittel wird aus Pellets bzw. Hackgut erzeugt. Da auch die Säge das Holz teilweise überregional zukauft, stammt auch ein Teil der aus dem Sägerestholz bereitgestellten Biomasse aus überregionalen Quellen.

Insgesamt wird der Anteil der erneuerbaren Energieträger, welche direkt aus der Region produziert wird mit etwa 17 % beziffert.

Quelle: eigene Erhebungen und Hochrechnungen aus „Statistik Austria Gebäude- und Wohnungszählung 2001“

> 19 <

Abbildung 7: Energiefluss

3.2.8.2

Elektrische Energie

Im Projektgebiet werden im Schnitt jährlich 4.700 MWh an elektrischer Energie verbraucht. Größter Verbraucher ist die Brauerei Hirt mit einem Verbrauch von etwa 2.200 MWh. Als weiterer Großverbraucher benötigt das Gesundheitsresort Agathenhof 959 MWh an elektrischer Energie. Hier werden einige Gebäude direkt mittels elektrischer Energie beheizt. Zusätzlich wird hier auch Warmwasser zum Teil mit Strom erwärmt. Für die privaten Wohnhäuser wurde der Stromverbrauch mit durchschnittlich 3.500 kWh je Haushalt abgeschätzt, womit sich ein Stromverbrauch in den Privathaushalten von jährlich etwa 725 MWh ergibt. Die Daten wurden für jedes Gebäude direkt erhoben, mit Ausnahme der privaten Wohngebäude. Der Verbrauch von 35.000 kWh je Haushalt wurde aus Literaturangaben entnommen2.

Tabelle 4: Energieeinsatz Elektrizität Micheldorf-Hirt Verbraucher

Stromverbrauch [kWh/a]

Brauerei

2.200.000

Säge

546.500

Agathenhof

958.828

Gemeindeamt Micheldorf

10.033

VS Micheldorf

10.431

Wohnhäuser Pfarrstrasse 1

31.500

Wohnhäuser Pfarrstrasse 3

31.500

Gemeindegebäude Hirt 20

21.000

Pfarrhaus Micheldorf

4.000

Pfarrhaus Hohenfeld

8.000

GH Leikam

40.000

Wohnhaus Wurzer

42.000

GH Planegger

97.000

weitere 207 Wohngebäude

724.500

2 Behrens A., Giljum S., Hinterberger F. (2005): „Beschreibung der wissenschaftlichen Daten zur Berechnung des ökologischen Fußabdrucks“, Sustainable Europe Research Institute (SERI), Wien URL: http://www.einefueralle.at/fileadmin/zf/dokumente/Footprint_background_seri.pdf

> 20 <

In der Region sind vier Kleinwasserkraftwerke vorhanden, die Gesamtengpassleistung dieser Kraftwerke beträgt 490 KW (vgl. Tabelle 5). Diese Kraftwerke produzieren jährlich etwa 1.900 MWh an elektrischer Energie.

Bilanziert man also über das ganze Kalenderjahr werden somit mehr als 41 % des im Versorgungsgebiet eingesetzten elektrischen Stroms in diesen Kraftwerken erzeugt.

Der erzeugte Strom wird zu einem großen Teil direkt vor Ort in der Brauerei, Bistum und Säge Hirt verbraucht. Der erzeugte Überschuss wird an ein EVU verkauft.

Tabelle 5: Wasserkraftwerke: Leistung und Erzeugung Leistung [kW]

Energiemenge [MW]

E-Werk Hirt I

241

E-Werk Hirt II

303

E-Werk Gurk

250

1.0004

E-Werk Metnitz

1005

400

Summe:

490

1.944

Nachfolgende Abbildung 8 veranschaulicht den derzeitigen Energiefluss im Projektgebiet und macht die Größenordnung der einzelnen Verbraucher gut sichtbar. Auftretende Verluste bei Transport oder Umwandlung wurden hier nicht berücksichtigt.

Abbildung 8: Energiefluss - Elektrische Energie

3.2.9 Zusammenfassende Beschreibung der derzeitigen Energieaufbringung Wie in den vorangegangenen Abschnitten beschrieben beträgt der Anteil der Wärmeenergie die aus regionalen Rohstoffen produziert wird etwa 17 % oder 3.000 MWh. Der gesamte Biomasseanteil am Gesamtwärmeverbrauch beträgt etwa 24 %. Abbildung 9 stellt die Anteile der einzelnen Energieträger im Überblick dar.

3 4 5

Das E-Werk wurde in 2007 auf 500 kW ausgebaut. Bei den E-Werken Gurk und Metnitz geht man von 4.000 Volllaststunden aus. Das Wasserkraftwerk an der Metnitz wird 2008 saniert und auf 500 kW ausgebaut.

> 21 <

Energieerzeugung für W ärme nach Energieträgern Micheldorf Hirt 2006

regionale Biomasse 16,6%

überregional Biomasse 7,2%

Solar 0,3%

Flüssiggas 0,8% Strom 0,3%

Koks, Kohle 1,3%

Öl 73,5%

Abbildung 9: Energiequellen Wärmeenergie

Im Elektrizitätsbereich werden etwa 54 % der Gesamtenergiemenge in der Region von vier Kleinwasserkraftwerken erzeugt.

Der Strom aus diesen vier Kraftwerken wird zum Teil in der Säge Hirt und in der Brauerei Hirt verbraucht. In Zukunft soll der gesamte Strom aus den zwei Wasserkraftwerken des Bistums und den beiden Wasserkraftwerken der Brauerei Hirt an die Säge Hirt und an die Brauerei Hirt geliefert werden.

Um zu erheben welche Energieträger welche Mengen zum Strommix der Region beitragen, wurde für die zugekaufte Strommenge (58 %) der Strommix der Kärntner Elektrizitäts- AG angenommen, da diese den überwiegenden Anteil der Verbraucher beliefert.

Abbildung 10 stellt die sich daraus ergebenden Anteile der verschiedenen Energieträger dar. Ausgehend vom regional und durch EVU’s bereitgestellten Strom werden etwa 72 % aus erneuerbaren Energieträgern, 18 % aus fossilen Energieträgern (Öl, Gas,…) und 10 % mittels Atomkraftwerken produziert.

> 22 <

Elektrizitätserzeugung nach Energieträgern Micheldorf Hirt 2006

Zukauf Erneuerbare Energie 30%

Zukauf fossile Energie 18%

regionale Wasserkraft 42%

Zukauf Elektrizität 58%

Zukauf Atomenergie 10%

Abbildung 10: Elektrizitätserzeugung nach Energieträgern

3.2.10 Erzeugungspotenziale Im folgenden Abschnitt werden die Potenziale der verschiedenen Energieträger, welche in der Region Micheldorf–Hirt nutzbar sind, genauer betrachtet und dem Verbrauch gegenübergestellt.

3.2.10.1 Waldbiomasse Die Waldfläche des Bezirkes Friesach beträgt 66.700 ha6. Geht man davon aus, dass bei einer nachhaltigen Waldbewirtschaftung zumindest 5 fm je Hektar entnommen werden können und davon etwa 20 % (Rinde, Sägespäne, Sägerestholz und aus Waldpflegemaßnahmen) für eine energetische Nutzung zur Verfügung stehen, ergibt sich eine energetisch nutzbare Gesamtmenge an Waldbiomasse von etwa 160.000 Srm.

Bei einem durchschnittlichen Energieinhalt von 750 kWh/Srm ist ein theoretisches Wärmenergiepotenzial von über 125 Mio. kWh erreichbar. Abbildung 11 veranschaulicht diese Energiemengen.

Quelle: Österreichische Waldinventur

> 23 <

Abbildung 11 :Theoretische Biomassepotenziale und Verbrauch

Das für einen nachhaltigen Energiepark zur Verfügung stehende Biomassepotenzial wurde mittels Befragung der beteiligten Projektpartner (Bistum Gurk, Brauerei Hirt) erhoben, um die „internen“ Kapazitäten abzuklären.

Folgende Biomassemengen stehen vorerst für die Errichtung des Energieparks zur Verfügung:

Tabelle 6: Biomassepotenziale7 Menge [Srm]

Geschätzte Energiemenge [kWh]

Bistum Gurk

50.000

37.500.000

Brauerei Hirt

125

93.750

50.125

37.593.750

Summe

Zu den in Tabelle 2 aufgelisteten Mengen kommen derzeit ungenützte Potenziale, die von „kleineren“ Waldbesitzern in den Energiepark eingebracht werden können, dazu. Eine mengenmäßige Abschätzung des gesamten verfügbaren Potenziales wurde wie oben beschrieben aus den Daten der Waldzustandsinventur abgeleitet. Detaillierte Analysen von externen Lieferanten wurden nicht durchgeführt, da die beteiligten Projektpartner, die auch in das Betreiberkonsortium des Energieparks eintreten möchten, den Gesamtbedarf an Biomasse decken können.

Insgesamt zeigt sich, dass ausreichend Biomassepotenzial von möglichen Lieferanten sowie auch insgesamt in der Region vorhanden ist um die gesamte benötigte Wärmeenergie bereitzustellen.

Quelle: Eigene Erhebungen

> 24 <

3.2.10.2 Biogas In der Region fallen organische Abfälle an, die grundsätzlich in dafür geeigneten Biogasanlagen anaerob vergärbar sind. Dazu gehören in erster Linie die organischen Abfälle aus der Brauerei (Trebern und Abwasser) und kommunaler Biomüll.

Biogene Reststoffe aus der Brauerei Hirt Die Brauerei Hirt hat einen jährlichen Getränkeausstoß von ca. 140.000 hl. Aus dem Produktionsprozess fallen organische Reststoffe an. Dazu gehören Treber aus dem Brauereiprozess, die derzeit an die Landwirtschaft als hochwertiges Futtermittel verkauft, sowie Hefen, Bier- und Schwemmreste, die über die Kanalisation entsorgt werden. Diese werden in der kommunalen Verbandskläranlage im Faulturm vergoren und zu Biogas umgesetzt, welches dort zur Beheizung genutzt wird.

Die organischen Reststoffmengen: •

Treber:

2.800 t/a

•

Abwasser mit Hefen, Bier- und Schwemmresten:

35.000 t/a

Energieertrag aus Biertrebern bei der anaeroben Vergärung: Die jährlich vorhandenen 2.800 t Trebern können durch anaerobe Vergärung in Biogas mit einem Energiegehalt von max. 1.600 MWh umgewandelt werden. Diese lassen sich zu ca. 38 % in Elektroenergie und weitere 40 % Wärme umwandeln. Davon wird der Energiebedarf für den Fermentationsprozess, sowie für die Zerkleinerung und Aufbereitung der Treber abgezogen.

Tabelle 7: Energieertrag aus Biertrebern bei anaerober Vergärung Ausgangsmaterial Treber: 2.800 t/a

616

t oTS/a

18,5

MJ/kg oTS

5,14

9,5

MJ/kg oTS

2,64

kWh/kg oTS

spez. Energiebedarf Fermentation und Zerkleinerung

0,43

kWh/kg oTS

Stromertrag BHKW eta = 38 %

1,00

kWh/kg oTS

Stromertrag netto (abzügl. Ferm. + Zerkleinerung)

0,57

kWh/kg oTS

Brutto-Energiegehalt der Treber: Umsetzung zu Biogas

Effizienz Energie

Stromerlöse nach Ökostromgesetz "alt" netto, bei 14 Cent/kWh

kWh/kg oTS 100 %

3.166

MW/a

1.626

MW/a

265

MW/a

20 %

618

MW/a

11 %

353

MW/a

49.396

€/a

51 %

Die erzielbare Energiemenge aus den Trebern ist im Verhältnis zum Gesamtsystem sehr klein. Die erzielbaren Erlöse aus dem Stromverkauf betragen maximal ca. 49.000 €/a, gerechnet mit 14 Cent/kWh nach dem derzeit gültigen Ökostromgesetz (Novelle 2006). > 25 <

Im Vergleich dazu werden aus dem Treberverkauf als Futtermittel in der Landwirtschaft knapp 40.000 €/a erlöst. Vergleicht man diese beiden Zahlen, so ist ersichtlich, dass eine Investition, in Verbindung mit dem Aufwand für den Betrieb der Biogasanlage aus Sicht der finanziellen Erträge, und aus der Sicht der doch geringen verfügbaren Trebermengen wirtschaftlich nicht sinnvoll ist.

Energieertrag aus dem Brauereiabwasser bei anaerober Vergärung: Durch die Vergärung der Brauereiabwässer von ca. 35.000 t/a lässt sich ebenso Biogas gewinnen. Im Brauereiabwasser ist eine organische Trockensubstanz von ca. 70 – 95 t/a enthalten. Mit einem spezifischen Gasertrag zwischen 0,3 – 0,4 m³/kg oTS ergibt sich ein Biogasertrag zwischen 21.000 und 38.000 m³ Biogas, mit einem Energiegehalt von 125 – 225 MWh/a.

Diese Abwasser- und Trebermenge ist für eine eigene Biogasanlage sehr klein. Das Abwasser wird bisher schon in der kommunalen Kläranlage vergoren und zu Energie umgesetzt. Dort ist die Kapazität entsprechend vorhanden und das belastete Abwasser auch gewünscht, daher ist hier kein Handlungsbedarf gegeben.

Kommunaler Biomüll Der Biomüll in der Region aus den Haushalten wird großteils im eigenen Garten kompostiert. Die Abfälle aus der Gastronomie werden über die gewerbliche Entsorgungsschiene entsorgt. Die Region ist sehr klein, daher fallen keine relevanten Mengen an, die eine eigene, innerregionale Verwertungsanlage rechtfertigen würden. Dies könnte nur überregional, in Zusammenarbeit mit größeren Gemeinden bzw. Abfallwirtschaftsverbänden geschehen. Im Projekt wird der kommunale Biomüll daher nicht weiter behandelt.

3.2.10.3 Wasserkraft In den vorhandenen Kraftwerken der Region, wird derzeit eine Elektrizitätsmenge von etwa 1.950 MWh erzeugt. Diese Menge entspricht etwa 42 % der verbrauchten Energiemenge der Region (vgl. Abschnitt 3.2.8.2). Der weitere technisch mögliche Ausbau der Wasserkraft ist jedoch den Gegebenheiten des Natur- und Landschaftsschutzes, der Gewässerhaushalte und der Gewässerökologie eingeschränkt.

Das Bistum Gurk hat im Jahr 2007 das Kraftwerk an der Gurk saniert und auf 500 kW Leistung ausgebaut. 2008 soll auch das Kraftwerk an der Metnitz mit derzeit 100 kW Leistung auf 500 kW Leistung ausgebaut werden. Nach dem Ausbau wird die Gesamtkapazität der Wasserkraftwerke des Bistums von 350 auf 1.000 kW erhöht. Das bedeutet eine Steigerung der Produktion auf 4.000 MWh.

Damit sind die Ausbaupotenziale der Wasserkraftnutzung in Gurk und Metnitz ausgeschöpft und erschlossen, es besteht kein weiteres Potenzial.

> 26 <

3.2.10.4 Thermische Solaranlagen Die Voraussetzungen für die Nutzung von Sonnenenergie im Projektgebiet sind als besonders gut zu bezeichnen. Die durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung beträgt 1.100 bis 1.200 kWh/m² (vgl. Abbildung 12). Weiters gibt es aufgrund der Lage des Gebietes nur sehr wenige Nebeltage.

Abbildung 12: Sonneneinstrahlung in Österreich (Quelle: Austria - Solar)

3.2.10.5 Abwärmepotenziale Es ist aufgrund der Struktur des Gebietes und des Fehlens von entsprechenden Industriebetrieben kein nutzbares Abwärmepotenzial vorhanden.

Prozesswärme in größerem Umfang wird nur in der Brauerei verwendet, dort wird die Abwärme bereits kaskadisch genützt, für Heizzwecke bzw. zur Vorwärmung von Wasser und Maische. (vgl. Detailanalyse der Brauerei Hirt, Kap. 3.2.1).

Prozesswärme wird weiters zur Holztrocknung in den Trockenkammern der Säge Hirt eingesetzt, auch dort entsteht kein nutzbares Abwärmepotenzial.

Eine Wärmerückgewinnung aus der Abluft der Trockenkammer ist derzeit aufgrund der relativ niedrigen Temperaturen der Abluft (etwa 50°C) für den Einsatz in einem Nahwärmenetz nicht nutzbar.

3.2.10.6 Photovoltaik Wie kaum einer anderen Technologie im Energiebereich werden der Photovoltaik langfristig eindrucksvolle Perspektiven zugewiesen, die allesamt dahin gehen, dieser Technologie in den kommenden Jahrzehnten einen bedeutenden Anteil am Stromträgermix zuzuordnen8.

Die durchschnittliche Sonneneinstrahlung beträgt 1.100 bis 1.200 kWh/m², weiters sind viele südlich ausgerichtete Dachflächen vorhanden, die für Photovoltaikanlagen genutzt werden können. 8

Quelle: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) „Photovoltaik Roadmap für Österreich“

> 27 <

In Zukunft werden vor allem die gesetzlichen Rahmenbedingungen (Einspeisetarife nach dem Ökostromgesetz, Strompreis, etc.) darüber entscheiden, ob und in welchem Ausmaß die vorhandenen Potenziale ausgeschöpft werden können und wie groß der Beitrag der Anlagen zu einem nachhaltigen Energiepark ist.

3.2.10.7 Windenergie Mehrere Studien beschreiben das Potenzial für Kärnten als gering und nur auf alpine Lagen beschränkt9. Nördlich an der Grenze Steiermark Kärnten bilden der Grebenzenstock und die Seetaler Alpe markante Erhebungen bis knapp 2.400 m Seehöhe. Das Nord-Süd ausgerichtete Tal von Friesach über Hirt nach St. Veit mündet in das Klagenfurter Becken. Östlich und westlich dieses Tales befinden sich Erhebungen im Projektgebiet um ca. 1.000 m Seehöhe, die sowohl bei den in höheren Lagen ausgeprägt vorherrschenden SW- bzw. NWWinden zu niedrig bzw. im Lee von größeren Gebirgsstöcken stehen.

Daher ist im Projektgebiet kein wirtschaftlich nutzbares Windpotenzial vorhanden.

3.2.11 Zukünftige Entwicklung Der zukünftige Energiebedarf im Projektgebiet wurde unter Zuhilfenahme von verfügbaren statistischen Daten, die Prognosen auf eine künftige Entwicklung zulassen, abgeschätzt.

Südlich von Hirt ist ein ausgewiesenes Gewerbegebiet vorhanden auf dem das ehemalige Fabrikgebäude der Fa. Funder steht, welches derzeit ausschließlich als Lagerhalle dient. Weiters sind dort ein Schrotthändler und ein Holzlagerplatz angesiedelt. Die Wohngebäude, die in diesem Gewerbegebiet vorhanden sind, werden bereits über eine Biomasseheizanlage versorgt. Diese Anlage ist ebenso für eine Aufnahme in den Energiepark geeignet. Über Schnittstellen zwischen Energiepark und Heizwerk müssen mit dem derzeitigen Eigentümer noch Verhandlungen geführt werden.

Im Industriegebiet stehen weitere Flächen für Betriebsansiedelungen zur Verfügung. Derzeit gibt es keine klaren Anhaltspunkte für eine baldige Ansiedelung neuer Betriebe. Ob sich in dieser Richtung in nächster Zukunft Änderungen ergeben kann derzeit nicht gesagt werden.

Die Brauerei Hirt sieht derzeit kein Wachstumspotenzial am Markt, weshalb es keine Wachstumsstrategie gibt woraus sich auf einen steigenden Energiebedarf schließen ließe.

Die Säge Hirt ist spezialisiert im Bereich des Sägens von „Starkholz“. Dieser Markt ist konstant, die verfügbare Fläche für einen Ausbau der Säge ist sehr begrenzt. Auf Grund dieser Situation versucht man sich weiterhin in dem Bereich Starkholz zu positionieren und die derzeitige Position zu sichern. Dafür ist die Errichtung einer zusätzlichen Trockenkammer vorgesehen, deren Leistungsbedarf etwa 100 kW Dauerleistung und etwa 700 kW Aufheizleistung beträgt. Diese Leistung kann mit der derzeit vorhandenen Biomasseanlage der Säge abgedeckt werden.

Quelle: Hantsch, Moidl 2007, Windkraftpotenzial in Österreich

> 28 <

Bei der Säge Hirt sind Einsparungen beim Strom möglich, wenn die Säge (Motoren) nur dann in Betrieb ist, wenn sie wirklich benötigt wird. Die ausgewerteten Daten zeigen eindeutig, dass der Stromverbrauch nicht von der Sägeleistung abhängt. Offenbar sind die Anlagen auch in Produktionspausen nicht abgeschaltet, sondern laufen leer.

Weiteres Einsparpotenzial ist bei der Säge Hirt durch die geringe Auslastung des Biomassekessels zu finden. Durch eine Einbindung des Biomassekessels in ein Fernwärmenetz kann die Auslastung und damit die Effizienz des Kessels optimiert werden.

Beim Gesundheitsresort Agathenhof sind keine Änderungen in der Infrastruktur zu erwarten. Einsparpotenziale sind hier vor allem in der Nutzung, Wartung und Instandhaltung der vorhandenen Infrastruktur zu erwarten. Durch eine Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen sind beim Wärmeverbrauch zumindest zwischen 25 und 35 % einzusparen. Eine Instandsetzung der vorhandenen Solaranlage würde den Verbrauch von Heizöl weiter senken.

Einsparungen beim Stromverbrauch können durch die eine Umstellung der bestehenden Elektroheizungen auf Solar oder Biomasse erzielt werden. Diese Umstellung setzt allerdings Investitionen voraus, die zurzeit nicht getätigt werden. Weitere Einsparungen beim Strom können erst identifiziert werden, wenn detailliert für alle Verbraucher die entsprechenden Verbrauchsmuster identifiziert worden sind.

Aufgrund der vorliegenden Tatsachen sind mittelfristig ein leichter Strom- und ein deutlicher Wärmeverbrauchsrückgang zu erwarten. Eine deutliche Reduktion des Stromverbrauchs der Region könnte dadurch erreicht werden, dass die Kompressionskälteanlagen der Brauerei auf Absorptionskälteanlagen umgestellt werden. Diese Variante ist Teil der Szenarien, die im 3.4.5.1 untersucht werden.

3.2.11.1 Wärme Auf Grund der Informationen der Gemeinde ist davon aus zu gehen, dass der Energiebedarf der bestehenden Gebäude und auch jener der vorhandenen Gewerbebetriebe stabil bleibt.

Im letzten statistisch erfassten Zeitraum von 1993 bis 2002 wurden 29 neue Gebäude errichtet. Mangels genauerer Daten wird bei den folgenden Betrachtungen davon ausgegangen, dass sich dieser Trend in abgeschwächter Form fortsetzt (negative demografische Entwicklung10).

Geht man von einem durchschnittlichen Energiebedarf je Haus (150 m² Bruttowohnfläche und 50 kWh/m²) von 7.500 kWh aus, ergibt sich bei 30 neuen Gebäuden eine zusätzliche Energiemenge von 225.000 kWh. Durch thermische Sanierung bei bestehenden Gebäuden kann im Gegensatz dazu Energie eingespart werden.

Quelle: ÖROK (2006)

> 29 <

Zusätzlich muss das thermische Sanierungs- und Optimierungspotenzial der bestehenden Wohngebäude und der Großabnehmer berücksichtigt werden. Wenn 10 % der Wohngebäude nach Maßgabe der Potenziale und Verbesserungsmaßnahmen aus dem Anhang thermisch saniert werden und jeweils etwa 50 % ihres Energiebedarfs einsparen, ergibt sich eine Einsparung von etwa 300.000 kWh. Dieser Wert kann durch Sanierungen und Optimierungen bei den vorhandenen Großabnehmern noch erhöht werden. Ferner kann davon ausgegangen werden, dass steigende Energiepreise zu einem erhöhten Bewusstsein für Energieverbrauch und Energieeinsparung führen werden.

Zusammenfassend kann abgeschätzt werden, dass der Wärmebedarf im Projektgebiet relativ stabil bleiben wird bzw. dass es keine drastischen Änderungen sowohl nach oben als auch nach unten geben wird.

3.2.11.2 Elektrizität Der Verbrauch an elektrischer Energie stieg im 10-jährigen Jahresmittel um durchschnittlich 2,3 %11. Es wird davon ausgegangen, dass sich dieser Trend fortsetzt.

Ein überdurchschnittlich starkes Ansteigen des Strompreises würde möglicherweise zur Verminderung dieses Trends beitragen, allerdings kann diesbezüglich keine genauere Prognose abgegeben werden. Ein weiterer dämpfender Effekt auf den Stromverbrauchsanstieg würde durch den derzeit diskutierten gesetzlich verpflichtenden Umstieg von Glühlampen auf energiesparende Leuchtmittel eintreten.

Insgesamt wird daher in den nächsten zehn Jahren mit einem Anstieg des Stromverbrauchs um etwa 20 % gerechnet.

3.3

Der Energiepark

In diesem Abschnitt ist das grundsätzliche Konzept des Energieparks beschrieben. Das Ziel des nachhaltigen Energieparks ist eine nachhaltige Nutzung der vorhandenen Potenziale an erneuerbarer Energie, bzw. die Integration verschiedener Energiedienstleistungen (Wärmelieferung, Biomassebereitstellung und -logistik, Anlagen- und Einsparcontracting, Energieberatung…) auf Basis regional verfügbarer, erneuerbarer Energieträger. Durch die erweiterte und verbesserte Rohstoff- und Energienutzung soll der Energiepark schließlich die Versorgung der Region zu 100 % aus regionalen erneuerbaren Energieträgern realisieren. Durch diese Selbstversorgung im Bereich Energie (Raum-/Warmwasser-/Prozesswärme und Strom) soll künftig der Einfluss minimiert und die Interessen der Region und Betriebe gewahrt werden. Dadurch sollen die Betriebe auch in ihrer Wirtschaftskraft gestärkt werden bzw. soll im Energiebereich ein weiteres strategisches Geschäftsfeld erschlossen werden.

Als Basis für das Konzept des Energieparks dient die unter Abschnitt 3.1 beschriebene Erhebung der Ausgangslage der Region hinsichtlich des Energieverbrauchs und der Rohstoffpotenziale. Welche Technologien in weiterer Folge in den Energiepark integriert werden sollen, wird auf Basis einer umfangreichen Technologieanalyse beschrieben.

Quelle: e-Control Austria, Jahresbericht 2006

> 30 <

Dabei wurden vorab die Rohstoffe und die möglichen Umwandlungstechnologien, für die Wärme und Stromproduktion, beschrieben. Diese Umwandlungstechnologien wurden daraufhin mittels Stärken - Schwächen – Analyse auf deren Eignung und deren Potenziale für die Integration in den nachhaltigen Energiepark untersucht.

Weiters wurden die einzelnen Technologien hinsichtlich der möglichen Energieerzeugungsmengen analysiert. Prinzipiell liegt den beschriebenen möglichen Energiemengen das Ziel der energetischen Selbstversorgung der Region zugrunde.

In einem weiteren Schritt werden, aufbauend auf das Energiekonzept, verschiedene Aspekte des Betreibermodells analysiert und beschrieben. Die Aufgaben, die gesellschaftsrechtlichen Rahmenbedingungen für das Zusammenspiel der AkteurInnen sowie die internen und externen Schnittstellen wurden definiert, um ein nachhaltiges Konzept zur Energieversorgung und Standortsicherung zu erreichen.

> 31 <

3.3.1 Umwandlungstechnologien Abbildung 13 stellt Rohstoffe, Umwandlungstechnologien und Endprodukte hinsichtlich Energieproduktion aus erneuerbaren Rohstoffen bezogen auf das Projektgebiet dar. Photovoltaik

Öffentliches Stromnetz oder Eigenversorgung

Sonne Solarthermie Fernwärmenetz

Wald-Biomasse -

Waldhackgut Sägerestholz

Biomasseverbrennung Thermische

Dampf

Dampfturbine

Thermoöl Gas

Vergasung

Wärme/Kälte

ORC Gasmotor, ORC oder Dampfturbine

Strom

Brennstoffzelle Treber, Abwasser

Biogas

Biogas Tankstelle

Gas

Wasserkraft

Abbildung 13: Rohstoffe – Umwandlungstechnologien

> 32 <

Treibstoffe

Die wichtigsten regional verfügbaren Rohstoffe für das Energiekonzept des Energieparks sind •

Waldbiomasse (aus Waldpflegemaßnahmen) und Sägerestholz (Rinde, Sägespäne und Hackgut)

•

Sonnenenergie

•

Treber aus dem Brauereiprozess

•

Wasserkraft

•

Trebern und Abwasser

Die Nutzung dieser Rohstoffe bzw. die Umwandlung der Rohstoffe in Wärme und Elektrizität erfolgt mittels verschiedener Umwandlungstechnologien. Ziel des Energieparks ist es Wärme und Strom möglichst effizient und nachhaltig für die Region Micheldorf-Hirt bereitzustellen.

Der Bereich der Treibstofferzeugung aus erneuerbaren Rohstoffen wird im vorliegenden Projekt ausgeklammert. Dafür gibt es zwei Gründe: •

Es mangelt an der Verfügbarkeit landwirtschaftlicher Flächen für den Anbau der notwendigen Rohstoffe (Raps, Sonnenblumen, Mais, Getreide)

•

Die Biomasseanlagen sind in einer Größenordnung, wo sich eine Treibstofferzeugung nicht lohnt (z.B. ist die Wärmebereitstellung zu klein für die Investition einer Pyrolyse-Anlage, wo ein Teilstrom des Pyrolysegases in Treibstoff verwandelt werden kann, bei Biogas ebenso)

Im Folgenden werden die beschriebenen Umwandlungstechnologien einer SWOT–Analyse unterzogen und auf ihre Eignung hinsichtlich des Einsatzes und der Weiterverfolgbarkeit im Energiepark überprüft.

> 33 <

3.3.2 Stärken/Schwächen-Analyse von Umwandlungstechnologien bezogen auf das Projektgebiet Tabelle 8: Stärken/Schwächen-Analyse von Umwandlungstechnologien Umwandlungstechnologie

Stärken/Chancen Hohe Sonneneinstrahlung

Photovoltaik

Vorhandene, erprobte Technologien, vorhandene geeignete Dächer

Schwächen/Risken Hohe Investitionen Fehlende wirtschaftliche Rahmenbedingungen (Einspeisetarife nach dem Ökostromgesetz)

Einfach umsetzbar

Hohe Sonneneinstrahlung

Thermische Solarenergienutzung

Vorhandene Technologien für Warmwasser und zur Heizungsunterstützung Gute Förderungen

Hohe Investitionskosten relativ geringer Energiebeitrag zur Gesamtenergiebilanz, wenn sie nur zur Warmwasserbereitung eingesetzt wird

Großes Potenzial, da bei vielen Gebäuden anwendbar

Biomassevergasung

Biogas (aus Treber und Abwasser)

Voraussetzungen sind gut (Dächer, Sonneneinstrahlung) Projekte entwickeln und bei wirtschaftlichen Rahmenbedingungen (Einspeisetarife, Verbilligung der Technologie) umsetzen. Wichtige Technologie im Energiepark Im Sommer hoher Deckungsbeitrag für Warmwasserbereitung, Auch für teilsolare Raumheizung geeignet Besonders empfohlen für Wohngebäude

Einfach umsetzbar

Biomasseverbrennung

Weiterverfolgung/ Empfehlungen

Möglich auch für den Sommerbetrieb des Wärmenetzes

Hohes verfügbares Biomassepotenzial

Akzeptanz für Fernwärme bei Hausbesitzern

Vorhandene Technologien

Teure Investition für das Leitungsnetz

Vorhandene Erfahrungen seitens der Projektpartner (Säge Hirt und Bistum Gurk)

Geringe Siedlungsdichte erfordert hohe Anschlussquote

Großes Biomassepotenzial

Technologie befindet sich im Demonstrationsstadium

Technologien im Demonstrationsstadium vorhanden

Lastverteilung des Versorgungsgebietes (Jahreslastgang)

Treber und biologisch belastete Abwässer (Hefe, Schwemmreste) sind vorhanden

Treber ist als Futtermittel gut verkaufbar Trebermenge ist gering, Vergärung von Treber ist schwierig Abwässer sind in der Kläranlage gewünscht, und werden dort vergoren

> 34 <

BiomasseFernwärmeversorgung ist ein zentraler Bestandteil des Energieparks

Direkte Vergasung derzeit noch Demostadium Die Wärmeabnahme im Projektgebiet ist für den wirtschaftlichen Einsatz der Technologie zu klein Menge an Treber bzw. der erzielbare Gasertrag ist für eine Investition zu gering und nicht wirtschaftlich

Umwandlungstechnologie

Stärken/Chancen Gute, rentable Technologien vorhanden

Wasserkraft

Schwächen/Risken Potenzial zum Großteil ausgeschöpft Eingriff in die Gewässerökologie, hohe Umweltauflagen für neue Projekte

Weiterverfolgung/ Empfehlungen Einbindung der bestehenden Anlagen in den Energiepark Regionale Verwendung des Stroms

Akzeptanz für Neuanlagen

3.4

Energiekonzept des Energieparks

Die wichtigsten Eckpunkte für eine Realisierung des Energieparks sind die Wärmeversorgung von Häusern und Betrieben mittels regional verfügbarer Biomasse, die Einbringung und Optimierung vorhandener Anlagen, wie z.B. Wasserkraft, sowie die Nutzung weiterer vorhandener Potenziale aus Sonne, Abwärme und Reststoffen etc.

Die wesentlichen Faktoren für eine Umsetzung eines nachhaltigen Energieparks Micheldorf– Hirt sind in diesem Abschnitt beschrieben und detailliert analysiert.

3.4.1 Machbarkeitsanalyse - Nahwärmeversorgung Gemeinde Micheldorf Aufgrund der Datenerhebungen wird die Energiemenge, welche derzeit im Ortskern von Micheldorf (inkl. Agathenhof) aus fossilen Energieträgern produziert wird, mit etwa 6,8 Mio. kWh jährlich beziffert. Diese Energiemenge entspricht dem Energieinhalt von etwa 680.000 Litern Heizöl. Für eine Umsetzung eines nachhaltigen Energieparks ist die Substituierung dieses Verbrauchs von entscheidender Bedeutung.

Die Errichtung eines Nahwärmenetzes in Verbindung mit einem biomassebefeuerten Heizwerk bietet für die Gebäudebesitzer eine gute Möglichkeit, ihre Häuser mit erneuerbaren Energieträgern ökologisch und zu konkurrenzfähigen Kosten zu beheizen. Aus diesem Grunde wurde die im folgenden Abschnitt beschriebene Machbarkeitsstudie für ein Biomassefernheizwerk durchgeführt.

Als Grundlage für die Machbarkeitsanalyse und die methodische Vorgangsweise wurde das 2004 von der ARGE QM Holzheizwerke herausgegebene Planungshandbuch für Holzheizwerke herangezogen.

> 35 <

3.4.1.1

Festlegen des Wärmeversorgungsgebietes

Im ersten Schritt wurde das potentielle Wärmeversorgungsgebiet erfasst und in mehrere Versorgungsgebiete aufgeteilt. Hierzu wurde mittels eines Übersichtsplanes ermittelt welche räumlich getrennten Versorgungsgebiete definiert werden können. Letztlich wurden folgende Versorgungsgebiete abgegrenzt: 1. Micheldorf Ortszentrum (Fläche ~ 145.000 m²) 2. Micheldorf Siedlungsgebiet Weidenweg – Hubertusweg (Fläche ~ 31.000 m²) 3. Micheldorf Thierry – Siedlung (Fläche ~ 24.000 m²) 4. Hirt (Fläche ~ 21.000 m²)

Die angegebenen Flächen wurden mittels des geografischen Informationssystems Kärnten (GIS) ermittelt. Da das Gebiet 1 im Vergleich mit den weiteren Gebieten eine sehr große Fläche umfasst, wurde hier eine weitere Unterteilung in sechs Versorgungszonen vorgenommen. Abbildung 14 stellt die Gebiete und Zonen in der Übersicht dar.

Abbildung 14: Versorgungsgebiete und Zonen > 36 <

3.4.1.1.1 Gebiet 1 Dieses Versorgungsgebietgebiet umfasst im Wesentlichen das Ortszentrum von Micheldorf wobei sich auch das Wellnesshotel Agathenhof in diesem Versorgungsgebiet befindet. Die größten Abnehmer dieses Gebietes sind unter anderem das Gemeinde- und Feuerwehrgebäude, die Gasthäuser Planegger und Leikam, die Volksschule und der Kindergarten sowie das Hotel Agathenhof. Diese Großabnehmer befinden sich mit Ausnahme des Agathenhofs in Zone I. Die Zonen II bis V bestehen im Wesentlichen aus Einfamilienhäusern. Die Zone VI besteht aus dem Wellnesszentrum Agathenhof.

3.4.1.1.2

Gebiet 2

Dieses Versorgungsgebiet umfasst das Siedlungsgebiet Hubertusweg – Weidenweg welches hauptsächlich aus Einfamilienwohnhäusern besteht. Als größter Wärmeverbraucher dieses Gebietes kann das Mehrfamilienwohnhaus Hirterstraße 19 – 23 genannt werden.

3.4.1.1.3

Gebiet 3

Das Gebiet Nr. 3 kennzeichnet das Siedlungsgebiet Thierry Siedlung. Auch hier gibt es hauptsächlich Einfamilienwohnhäuser. Der größte Wärmeverbraucher dieses Versorgungsgebietes ist das Mehrfamilienwohnhaus.

3.4.1.1.4

Gebiet 4

Das Versorgungsgebiet Nr. 4 umfasst die Brauerei Hirt mit Verwaltungsgebäuden, Braukeller, Personalzimmern etc.

3.4.1.2

Energiebedarf der Versorgungsgebiete

Um den Energiebedarf der Wärmeabnehmer zu ermitteln, wurden verschiedene Methoden angewandt: 1. Fragebogen Es wurde eine Fragebogenaktionen mittels Postwurfsendung im gesamten Gemeindegebiet durchgeführt. Es wurden 370 Fragebogen versandt, die Rücklaufquote betrug 8,9 %, das heißt es konnten der Energiebedarf bzw. die Heizlast von 33 Gebäuden mit dieser Fragebogenaktion erfasst werden. 2. Direkte Datenerhebungen und Berechnungen Bei mehreren größeren Abnehmern (u. a. Brauerei Hirt, Agathenhof etc.) wurde der Energiebedarf mittels Datenerhebung durch persönlichen Kontakt und zusätzliche Berechnungen ermittelt. 3. Datenaufnahme durch Begehung vor Ort Im Rahmen einer Begehung der Versorgungsgebiete wurden die Heizlasten der bisher nicht erfassten Gebäude durch zwei erfahrene Energieberater aufgenommen und bewertet. Aufgrund dieser Heizlasten wurden mittels Vollbenutzungsstunden Rückschlüsse auf den Energiebedarf der einzelnen Objekte gezogen.

> 37 <

3.4.1.3

Wärmebezugsdichte

3.4.1.3.1 Definition Die Wärmebezugsdichte ist ein Maß für die Eignung einer Zone bzw. eines Gebietes für den Aufschluss durch ein Fernwärmenetz. Die Wärmebezugsdichte ist das Verhältnis des jährlichen Wärmebedarfs einer Zone zur Gesamtfläche der Zone.

Wärmebezugsdichte =

Jährlicher Wärmebezug einer Zone [kWh] Zonenfläche [m²]

Tabelle 9: Wärmebezugsdichte einer Zone als Eignungskriterium12 Wärmebezugsdichte [kWh/m²]

Eignung Nicht geeignet

< 50

Bedingt geeignet

50 - 70

Geeignet

> 70

Um die Wirtschaftlichkeit eines Wärmenetzes nicht zu gefährden, werden Zonen mit einer Wärmebezugsdichte kleiner als 50 kWh/m² im ersten Schritt als ungeeignet für eine Wärmeversorgung mittels Fernwärme eingestuft.

3.4.1.3.2 Wärmebezugsdichten der Gebiete / Zonen Wie in Tabelle 10 ersichtlich, liegen die Wärmebezugsdichten mehrerer Gebiete zum Teil deutlich unter dem geforderten Niveau von 50 kWh/m². Die Zonen I (Ortskern) und IV (Agathenhof) weisen eine geeignete Wärmebezugsdichte für den Anschluss an ein Fernwärmenetz auf. Diese beiden Gebiete stellen also wichtige Eckpunkte einer möglichen Fernwärmeversorgung dar. Tabelle 10: Wärmebezugsdichte der Gebiete/Zonen im Versorgungsgebiet Fläche [m²] Gebiet 1

Jahreswärmebedarf [kWh] 100 %

Wärmebezugsdichte [kWh/m²]

Zone I

12.000

995.176

Zone II

30.000

907.800

Zone III

29.000

1.176.400

Zone IV

31.000

708.700

Zone V

28.000

819.500

Zone VI

10.000

758.062

Gebiet 2

31.000

991.978

Gebiet 3

24.000

1.231.500

Gebiet 4

21.000

318.721

Quelle: Planungshandbuch ARGE QM - Holzheizwerke

> 38 <

3.4.1.4

Anschlussdichte

3.4.1.4.1 Definition Ein weiterer entscheidender Faktor für die Wirtschaftlichkeit eines Wärmenetzes ist die Anschlussdichte der Wärmeabnehmer.

Anschlussdichte Wärmenetz [ MWh / m] =

Jahreswärmebedarf der Wärmeabnehmer [ MWh / a] Trassenlänge [Trm]

Als Zielwert der Investitionskosten werden in der ersten Ausbaustufe 470 €/(MW/a) und im Endausbau 330 €/(MW/a) angenommen. Um diese Zielwerte zu erreichen sind Anschlussdichten lt. Tabelle 11 erforderlich13.

Tabelle 11: erforderliche Anschlussdichten Wärmenetz Ausbaustatus

Anschlussdichte Wärmenetz [MWh/Trm]

Erste Ausbaustufe

> 0,7

Endausbau

> 1,2

Als Förderkriterium für Biomasseheizwerke wird derzeit das ÖKL Merkblatt 67 (1999) herangezogen. Die darin geforderte Mindestanschlussdichte beträgt 1,2 MW/Trm (Trassenlaufmeter). Zusätzlich wird im Merkblatt auch darauf hingewiesen, dass auch Werte von unter 0,8 MW/Trm bei entsprechenden Rahmenbedingungen wirtschaftlich sein können.

3.4.1.4.2 Struktur des Leitungsnetzes – Trassenlängen Um die Anschlussdichte ermitteln zu können, muss die grundsätzliche Struktur des möglichen Leitungsnetzes festgelegt werden. Vorerst wurden die Lage der Hauptleitung und der Zweigleitungen festgelegt. Für die Hausanschlussleitungen wurde eine Länge von 7 m je Gebäude angenommen. Dabei wurde wieder zwischen den zuvor definierten Gebieten und Zonen unterschieden.

Die Abbildungen stellen die angenommenen Leitungsführungen dar anhand derer die Leitungslängen ermittelt wurden.

Quelle: Planungshandbuch ARGE QM - Holzheizwerke

> 39 <

Abbildung 15: Leitungsnetz Gebiet 1

Abbildung 16: Leitungsnetz Gebiet 2

> 40 <

Abbildung 17: Leitungsnetz Gebiet 3

Abbildung 18: Leitungsnetz Gebiet 4

> 41 <

Insgesamt ergaben sich folgende Trassenlängen:

Tabelle 12: Leitungslängen Micheldorf - Hirt Gebiet 1

Gebiet 2

Gebiet 3

Gebiet 4

Zone I

Zone II

Zone III

Zone IV

Zone V

Zone VI

Hauptleitung

160

130

100

250

547

929

200

Zweigleitung

200

420

500

300

180

120

384

225

Angeschlossene Objekte

Summe Trassenlänge

465

818

781

612

462

440

1.162

762

310

3.4.1.5

Standort des Heizwerkes

Der mögliche Standort des Heizwerkes beeinflusst die Anschlussdichte und somit die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage wesentlich. Um die Auswirkungen der Standorte abschätzen zu können, wurden zwei verschiedene Standorte hinsichtlich der Leitungslängen betrachtet. Abbildung 19 stellt die untersuchten Standorte dar.

Säge Hirt

Abbildung 19: mögliche Standorte des Heizwerks

> 42 <

Standort I weist den Vorteil einer geringen Entfernung zum Ortskern der Gemeinde Micheldorf auf, wodurch sich geringere Kosten für die Leitungstrasse als bei Standort II ergeben. Durch die Nähe zum Wohngebiet könnten allerdings Probleme hinsichtlich Genehmigungen oder Anrainerprotesten auftreten.

Als Standort II wurde ein Standort am Gelände Säge Hirt gewählt. Hier ist bereits eine Biomasseheizungsanlage mit 700 kW Leistung für die Beheizung einer Trockenkammer in Betrieb. Die Errichtung einer weiteren Trockenkammer ist geplant. Die Leistungsreserven, vor allem im Sommer, können durch eine Einbindung in das Nahwärmenetz effizient genutzt werden. Dieser Standort weist Vorteile hinsichtlich der erforderlichen Genehmigungen auf, da hier aufgrund des bestehenden Kessels und der Widmung keine Probleme zu erwarten sind. Zusätzlich sind Verkehrsflächen wie unter anderem der Zufahrtsweg bereits vorhanden. Die Investitionen sind durch die bestehende Infrastruktur (Genehmigungen, Kesselhaus, Widmung, Personal, Lagerplatz) am Standort II günstiger. Weitere Synergien können sich im Betrieb der Heizanlage ergeben, da nur eine Anlage zu betreiben, warten und instand zu halten ist. Nachteilig für einen Standort bei der Säge Hirt wirkt sich die relativ große Entfernung zum Ortskern aus. Diese wird durch die erwähnten Vorteile aufgehoben.

3.4.1.5.1 Anschlussdichten - Standortempfehlung Im vorliegenden Projekt wird in der ersten Ausbaustufe angenommen, dass 60 % des Gesamtenergiebedarfs einer Zone mittels Fernwärme abgedeckt werden können. Im Endausbau wurde mit 90 % des Gesamtenergiebedarfs gerechnet.

Tabelle 13 stellt die ermittelten Anschlussdichten bei Auswahl des Standortes I dar. Um eine bessere Übersichtlichkeit zu gewährleisten wurde die Bewertung der Anschlussdichten mit den Ampelfarben durchgeführt. Als Grundlage wurden die geforderten Anschlussdichten lt. Abschnitt 3.4.1.4 herangezogen, wobei davon ausgegangen wurde, dass die Anschlussdichte bei einem Versorgungsgrad von 60 % (erste Ausbaustufe) größer 0,7 MW/Trm und bei 90 % Versorgung (Endausbau) größer 1,2 MW/Trm sein soll.

Grüne Felder bedeuten gute Eignung für den Anschluss an Fernwärme, gelbe Felder sind als grenzwertig zu bezeichnen und rote Felder weisen aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten eine zu geringe Anschlussdichte auf (vgl. Kapitel 3.4.1.4). Es zeigt sich, dass die Zonen I, III, IV und V aufgrund der Anschlussdichten für eine Fernwärmeversorgung gut geeignet erscheinen.

Tabelle 13: Anschlussdichten bei Standort I

Gebiet 1

Gebiet 2 Gebiet 3 Gebiet 4

Zone I Zone II Zone III Zone IV Zone V Zone VI

Jahreswärmebedarf

Trassenmeter

[kWh]

[Trm]

90% 895.658 817.020 1.058.760 637.830 737.550 682.256 892.780 1.108.350 286.849

60% 597.106 544.680 705.840 425.220 491.700 454.837 595.187 738.900 191.233

Trassenmeter Anschlussdichte Anschlussdichte [Trm]

Standort I 60% Standort I 90% 473 505 773 844 739 808 589 644 439 494 462 483 1.320 1.389 914 988 946 957

> 43 <

[MWh/Trm]

Standort I 60% 1,3 0,7 1,0 0,7 1,1 1,0 0,5 0,8 0,2

Standort I 90% 1,6 0,9 1,2 0,9 1,3 1,3 0,6 1,0 0,3

Tabelle 14: Anschlussdichten bei Standort II

Gebiet 1

Gebiet 2 Gebiet 3 Gebiet 4

Zone I Zone II Zone III Zone IV Zone V Zone VI

Jahreswärmebedarf

Trassenmeter

[kWh]

[Trm]

90% 895.658 817.020 1.058.760 637.830 737.550 682.256 892.780 1.108.350 286.849

60% 597.106 544.680 705.840 425.220 491.700 454.837 595.187 738.900 191.233

Standort II 60% Standort II 90% 623 655 923 994 889 958 739 794 589 644 612 633 1.120 1.189 914 988 796 807

Anschlussdichte Anschlussdichte [MWh/Trm]

[MWh/Trm]

Standort II 60% 1,0 0,6 0,8 0,6 0,8 0,7 0,5 0,8 0,2

Standort II 90% 1,4 0,8 1,1 0,8 1,1 1,1 0,8 1,1 0,4

Bei Auswahl des Standortes II ergeben sich vor allem für das wichtige Gebiet 1 größere Leitungslängen, was zu niedrigeren Anschlussdichten und schlechterer Wirtschaftlichkeit führt.

Aufgrund der berechneten Anschlussdichten weist der Standort I also Vorteile auf. Die relative Nähe zum Ortskern ist wirtschaftlich von Vorteil, könnte sich jedoch im Zuge der Genehmigung als Problem erweisen.

Für den Standort II sprechen wie bereits angeführt das sicher einfachere Genehmigungsverfahren sowie teilweise bereits vorhandene Infrastruktureinrichtungen. Zusätzlich könnten sich an diesem Standort Synergien mit den Trockenkammern der Säge Hirt ergeben und eine höhere bzw. stetige Auslastung des Biomassekessels erreicht werden, was eine effiziente Nutzung des bestehenden Kessels ermöglicht.

Da nur eine Gesamtanlage zu betreiben bzw. betreuen wäre und auch nicht zwei getrennte Lagerflächen etc. geschaffen werden müssen, sind die Investitionen, Wartungs-, und Instandhaltungskosten niedriger. Bei Anbindung der Brauerei Hirt ist weiters auch die Leitungslänge von Standort II zur Brauerei geringer.

Beide Standorte weisen also gewisse Vor- und Nachteile auf.

Empfehlung für den Standort: In Anbetracht der möglichen Synergien mit den bestehenden Einrichtungen der Säge Hirt kann der Standort II trotz größerer Entfernung zum Versorgungsgebiet 1 als vorteilhaft bezeichnet werden.

Weiters wird aus der Tabelle 14 abgeleitet, dass das Projekt umsetzbar ist, sofern eine hohe Anschlussdichte erreicht wird. Im Gebiet 4 ist in dieser Darstellung nur die Beheizung der Gebäude berücksichtigt. Durch einen Umbau der Flaschenwaschanlage und des Kühlsystems steigt der Wärmebedarf, der aus dem Wärmenetz geliefert werden kann signifikant an. Unter diesen Gesichtspunkten ist auch das Gebiet 4 anschließbar. Die schwächeren Zonen im Gebiet 1, sowie das Gebiet 2 kann in ein Gesamtprojekt einbezogen werden, da sich intern Synergien ergeben (im Gebiet 2 ist zwar die Dichte gering, dafür ist die Nähe zum Hauptstrang gegeben und kann daher angeschlossen werden).

> 44 <

3.4.1.6

Ausführung des Heizwerkes

3.4.1.6.1 Allgemein Hauptsächlich muss bei der Ausführung des Heizwerkes die Entscheidung getroffen werden, ob lediglich Wärme oder auch zusätzlich Strom produziert werden soll. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass die Produktion von Ökostrom dann sinnvoll ist, wenn die anfallende Wärme ganzjährig genutzt werden kann. Vor allem in den Sommermonaten ist der Wärmebedarf üblicherweise sehr gering, wodurch der Wärmenutzungsgrad sehr gering wird. Bei der Anlagenauslegung ist daher besonders auf einen hohen Gesamtnutzungsgrad der KWK-Anlage (Wärme und Strom) zu achten, um eine hohe Gesamteffizienz der Anlage zu erreichen.

Abbildung 20 stellt eine typische Jahresganglinie eines Heizwerkes dar und zeigt den Bereich welcher mittels KWK-Anlage abgedeckt werden kann. Die KWK-Anlage ist also so zu dimensionieren, dass die Wärme aus der Stromerzeugung die erforderliche Grund- oder Bandlast des Wärmenetzes liefert und damit ganzjährig ausgelastet ist. Die gesamte Anlage wird wärmegeführt betrieben.

Abbildung 20: Jahresganglinie eines durchschnittlichen Biomasseheizwerkes14

Zur Stromerzeugung aus Holz und anderer Biomasse kommen Verfahren mit Verbrennung, Vergasung und Pyrolyse sowie den verschiedenen nachgeschalteten Prozessen in Frage. Tabelle 15 zeigt Leistungsbereich, Wirkungsgrad und Stand der Technik der wichtigsten verfahren zur Stromerzeugung aus Holz. Bei Anlagen mit Dampfmotor und Dampfturbine bestehen im Bereich der Biomassenutzung langjährige Erfahrungen. Die Technologie des Dampfschraubenmotors befindet sich derzeit im frühen Demonstrationsstadium. Anlagen mit ORC Prozess wurden in den letzten Jahren mehrfach realisiert, zeichnen sich durch einfache Anlagenbetriebsweise aus, stellen den Stand der Technik dar, weisen jedoch derzeit noch hohe spezifische Investitionskosten auf.

Quelle: QM-Holzheizwerke, Energieagentur Obersteiermark

> 45 <

Die Festbettvergasung für mittlere Leistungen und die Wirbelschichtvergasung für Großanlagen weisen Vorteile in Bezug auf den erreichbaren Wirkungsgrad auf, wobei jedoch noch Erfahrungen und Entwicklungen bei der Gasreinigung und in der Abstimmung des Gesamtsystems aus Vergaser, Gasreinigung und Motor oder Gasturbine erforderlich sind.

Tabelle 15: Leistungsbereich, Wirkungsgrad und Stand der Technik der wichtigsten Verfahren zur Stromerzeugung aus Holz. Thermischer Prozess

Maschine

Leistungsbereich [MW]

ηe

ηtot

Stand

Potenzial

Dampfmotor

0,02…2

8…20

< 80

bewährte Technik

ne gering, Kosten hoch

Dampfturbine Holz einstufig

0,5…2

10…18

< 80

bewährte Technik

ne gering, Kosten hoch

Dampfturbine Holz mehrstufig

…50

…30

< 80

bewährte Technik

ne mittel, Kosten mittel ne höher, Kosten tief, Einsatz Holz begrenzt

Dampfturbine fossil

…1000

…43

< 80

bewährte Technik

Dampfschraubenmotor

0,5…2

10…15

< 80

DemoAnlage

ne gering, Kosten hoch

ORC

0,4…2

10…18

< 90

bewährte Technik

einfache Betriebsweise, Kosten hoch

Stirlingmotor

0,001…0,15

8…20

< 90

Pilotanlagen 30 kWe bis 75 kWe

ne höher, Alternative für Kleinanlagen

Geschlossene Gasturbine

0,1…>10

Ziel 20…30

Konzept

geringe Marktchance

< 75

Pilotanlagen

ne höher, Alternative für mittlere Anlagen

< 80

DemoAnlage 2 MWe

ne höher, viel versprechende Alternative für Großanlagen

< 80

DemoAnlage 6 MWe

Verbrennung

Motor (Festbettvergaser)

Gasmotor/-turbine (Festbettvergaser)

0,05…1

1…25

20…25

20…30

Vergasung Kombiprozess mit Gasund Dampfturbine (Wirbelschicht)

5…25

Brennstoffzelle

0,01…>10

Pilotanl.: 37 Zielwert: 47 Ziel 50

Konzept

Alle Angaben beziehen sich auf holzbefeuerte Anlagen, außer wo Holz und Fossil (Kohle, Öl, Gas) unterschieden wird. Leistungsbereich = elektrische Leistung in MW, ne = elektr. Anlagenwirkungsgrad netto, ntot = ne + nNutzwärme = Wirkungsgrad der Gesamtanlage15

Quelle: QM Holzheizwerke

> 46 <

3.4.1.6.2 Ausführungsempfehlungen Wärmeerzeugungsanlagen können als monovalent (ausschließlich Biomassefeuerung) oder bivalent (Biomasse und fossil befeuerter Spitzenlastkessel), als Ein- oder Mehrkesselanlage bzw. mit oder ohne Speicher ausgeführt werden. Die genaue Festlegung wird im Zuge der Detailplanung von Gesamtleistungsbedarf, Jahresganglinie und Ausbaustufenplan bestimmt.

Weiters kann die Integration einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage unter bestimmten Voraussetzungen sinnvoll sein. Hierzu kann grundsätzlich angemerkt werden, dass die Stromerzeugung aus Biomasse in der Regel höhere spezifische Investitionskosten als vergleichbare fossile Anwendungen aufweist und daher bezüglich der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen (Einspeisetarife, Förderungen, Brennstoffkosten,…) im Detail genau geprüft werden muss. Dem gegenüber stehen aber auch höhere Erträge aus dem Verkauf der erzeugten elektrischen Energie. Der derzeitige Einspeisetarif einer Ökostromanlage auf Basis fester Biomasse beträgt bei Anlagen mit einer Leistung bis 2 MW 15,70 Cent/kWh für die ersten zehn Jahre und danach 15,65 Cent/kWh für weitere zwei Jahre. Bei größeren Leistungen verringert sich dieser Betrag.

Eine Kraft-Wärme-Kopplung kann wie bereits angeführt vor allem dann wirtschaftlich betrieben werden, wenn die erzeugte Wärme und der erzeugte Strom gleichzeitig verkauft werden können. Die KWK-Anlage wird also hauptsächlich zur Deckung der Grundlast herangezogen. Die Höhe dieser Grundlast ist hauptsächlich von der vorhandenen Abnehmerstruktur abhängig. Anzustreben ist eine ganzjährig hohe Grundlast, was die Anbindung von Abnehmern mit hohem sommerlichem Wärmebedarf erfordert. Hier sind vor allem die Brauerei Hirt mit ganzjährigem Prozesswärmebedarf und das Gesundheitsressort Agathenhof mit ganzjährig hohem Warmwasser- und somit Wärmebedarf zu nennen.

Welche Kesselstrategie für die Deckung des restlichen Bedarfes bzw. der Spitzenlast gewählt wird, hängt in erster Linie von der Abnehmerstruktur und der sich daraus ergebenden Jahresganglinie (vgl. Abbildung 20) ab.

Prinzipiell ist auf eine hohe Vollbetriebsstundenanzahl der eingesetzten Heizanlagen zu achten, was vor allem durch geeignetes Anlagensplitting erreicht werden kann.

3.4.1.6.3 Auslegung der Wärmeerzeugung Die Auslegung der Wärmeerzeugung unterliegt mehreren Einflussgrößen. Die wichtigsten sind: •

Jahreswärmebedarf der Abnehmer

•

Maximale Heizleistung der Abnehmer

•

Lastganglinie

Üblicherweise wird bei der Auslegung der Wärmeerzeugung der gesamte Leistungsbedarf der Wärmeabnehmer summiert und mit einem empirisch bestimmten Gleichzeitigkeitsfaktor der zwischen 0,5 und 1 liegt16 multipliziert. Aufgrund der Abnehmerstruktur und der Größe 16

Quelle: Obernberger 1997

> 47 <

des Versorgungsgebietes wird ein Gleichzeitigkeitsfaktor von 0,7 angesetzt. Nimmt man zum Beispiel einen Versorgungsgrad der gesamten Gemeinde Micheldorf von 60 % ergibt sich ein Gesamtleistungsbedarf von etwa 2 MW. Bei einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 0,7 kann also mit einer Heizwerkleistung von 1,4 MW gerechnet werden.

3.4.1.6.4 Integration von thermischer Solarenergie Die Integration einer thermischen Solaranlage in das Fernwärmenetz ist grundsätzlich eine interessante und ökologisch sinnvolle Möglichkeit den Wärmebedarf in den heißen Sommermonaten zu decken um dem Teillastbetrieb des Biomassekessels bzw. dem niedrigen Wirkungsgrad entgegenzuwirken. In den Sommermonaten (Juli, August) kann die Solaranlage je nach Auslegung bis zu 100 % des Wärmebedarfes decken.

Allerdings ist anzumerken, dass eine Kombination von KWK-Anlage und Solaranlage nicht sinnvoll erscheint, da damit die Jahreslaufzeit der Biomasseanlage reduziert, die Investitionskosten erhöht und die Stromerzeugung verringert werden.

3.4.1.6.5 Betriebsweise Es wird aus ökologischer Sicht eine ganzjährige Betriebsweise empfohlen, da es den Kunden die Warmwasserbereitung ohne zweites Heizsystem ermöglicht. Auch hinsichtlich KWKAnlage oder Solaranlagenintegration ist eine ganzjährige Betriebsweise wesentlich, da die Wärme als Abwärme aus der Stromproduktion verwertet werden soll.

Im vorliegenden Projekt bringt, wie bereits im vorhergehenden Abschnitt angemerkt, der hohe Warmwasserverbrauch des Gesundheitsressorts Agathenhof bzw. die Wärme- und Kältebereitstellung für Prozesse in der Brauerei Hirt eine ganzjährig relativ hohe Bandlast mit sich, die einen ganzjährigen Betrieb des Heizwerkes wirtschaftlich und ökologisch interessant machen können.

3.4.1.7

Rohstoffbedarf

Der Brennstoffbedarf der Anlage bzw. des Nahwärmenetzes kann mit folgender Formel, ausgehend vom Jahreswärmebedarf, dem Wirkungsgrad der Anlage und den Wärmeverlusten grob abgeschätzt werden:

Brennstoffbedarf =

Jahresnutzwärmebedarf [ MWh / Jahr ] [ Srm / Jahr ] Energieinhalt [ MWh / Srm] xη a we x(1 − qV WV )

Wobei qVWV die Verluste der Wärmeerzeugung (vgl.Abbildung 21) und nawe den Wirkungsgrad der Wärmeerzeugung bezeichnen.

> 48 <

Abbildung 21: Energiebedarf - Verluste – Wärmebedarf Nahwärmenetz

Der Wirkungsgrad der Wärmeerzeugungsanlage kann mit etwa 90 % angenommen werden. Der Jahresnutzwärmebedarf hängt vom Wärmebedarf der Wärmeabnehmer (Auslastung der Kesselanlage) und damit vom erzielbaren Versorgungsgrad im Versorgungsgebiet ab. Die Netzverluste machen im Jahresschnitt ca. 15 % des Energiebedarfs aus.

Brennstoffbedarf bei 60 % Versorgungsgrad Bei einem Versorgungsgrad von 60 % im gesamten Versorgungsgebiet 1 beträgt der Jahreswärmebedarf etwa 3.200 MW (Jahreswärmebedarf Gebiet 1 ~ 5.400 MW).

Rechnet man mit einem durchschnittlichen Jahresnutzungsgrad der Anlage von 90 % und etwa 10 % Verluste der Wärmeverteilung sowie einem Energieinhalt des Brennstoffes von 0,75 MW/Srm so ergibt sich:

Jahresenergiebedarf 60% =

3200 MWh = 3.950 MWh a 0,90 x (1 − 0,10 )

Jahresbrennstoffbedarf 60% =

3.950 MWh / a = 5267 Srm / a 0,75 MWh / Srm

Bei einem Versorgungsgrad von 60 % des Versorgungsgebietes 1 beträgt der Brennstoffbedarf demnach etwa 5.300 Srm pro Jahr. Diese Menge entspricht einer durchschnittlichen Rohholzmenge von etwa 2.150 fm.

Stellt man dieselbe Rechnung (mit denselben Parametern) für das gesamte Projektgebiet (Versorgungsgebiete 1 bis 4) an ergibt sich ein Energiebedarf von 4.745 MWh. Als Brennstoffbedarf ergibt sich:

Jahresenergiebedarf 60% =

4.745 MWh = 5.858 MWh a 0,90 x (1 − 0,10 ) > 49 <

Jahresbrennstoffbedarf 60% =

5.858 MWh / a = 7810 Srm / a 0,75 MWh / Srm

Der Bedarf beträgt in diesem Falle insgesamt 7.810 Srm/Jahr. Das entspricht einer Rohholzmenge von etwa 3100 fm.

Brennstoffbedarf bei 90 % Versorgungsgrad Bei einem Versorgungsgrad von 90 % Jahreswärmebedarf knapp 4.830 MWh.

Versorgungsgebiet

beträgt

der

Mit den gleichen Werten wie zuvor ergibt sich für den Brennstoffbedarf:

Jahresenergiebedarf 90% =

4.830 MWh = 5.963 MWh a 0,90 x (1 − 0,10 )

Jahresbrennstoffbedarf 90% =

5.963 MWh / a = 7950 Srm / a 0,75 MWh / Srm

Der Brennstoffbedarf bei 90 % Versorgung beträgt also etwa 7950 Srm pro Jahr. Diese Menge entspricht einer durchschnittlichen Rohholzmenge von etwa 3.200 fm im Jahr.

Stellt man dieselbe Rechnung (mit denselben Parametern) für das gesamte Projektgebiet (Versorgungsgebiete 1 bis 4) an ergibt sich ein Energiebedarf von 7.117 MWh. Als Brennstoffbedarf ergibt sich:

Jahresenergiebedarf 90% =

7.117 MWh = 8.786 MWh a 0,90 x (1 − 0,10 )

Jahresbrennstoffbedarf 90% =

8.786 MWh / a = 11.715 Srm / a 0,75 MWh / Srm

Der Bedarf beträgt in diesem Falle insgesamt 8.786 Srm/Jahr. Das entspricht einer Rohholzmenge von etwa 11.700 fm.

3.4.1.8

Brennstofflager

Das Brennstofflager soll aus Kostengründen so klein als möglich ausgelegt werden. Die Dimensionierung des Brennstofflagers ist abhängig von Jahresbrennstoffbedarf und Energieholzbezug. > 50 <

Bei externem Energieholzbezug erwiesen sich bisher Lagervolumina die etwa 20-mal im Jahr umgesetzt werden als wirtschaftlich17. Bei einem Versorgungsgrad von 60 % bedeutet dies ein Lagervolumen von etwa 330 m³.

Speziell für die Standortvariante 2 empfiehlt es sich den Lagerraum mit der Säge abzustimmen. Dabei spielen der Erweiterungsbedarf für die Trockenkammern und auch der Anfall an Hackgut in der Säge eine Rolle.

3.4.2 Brauerei Hirt 3.4.2.1

Wärmeversorgung

Derzeit wird die Wärme von zwei ölbefeuerten Dampfkesseln (Fabrikat Hoval) bereitgestellt. Als Heizmittel für diese beiden Kessel dient Heizöl leicht. Die Nennleistungen der Kessel betragen 2.837 kW (Dampfmenge: 3.200 kg/h) bzw. 1.810 kW (Dampfmenge 2.500 kg/h).

Kessel 1 ist als Grundlastkessel ausgeführt, Kessel 2 dient zur Abdeckung der Spitzenlast und ist zu diesem Zweck mit einem modulierenden Ölbrenner ausgestattet.

Abbildung 22: Schema Wärmeversorgung Brauerei Hirt18

17 18

Quelle: QM - Holzheizwerke - Planungshandbuch Quelle: Gebenetter 2001

> 51 <

3.4.2.2

Wärmeverbraucher

Die Wärmeverbraucher in der Brauerei können in drei Gruppen unterteilt werden. 1)

Dampfdirektverbraucher Wasserdampf wird im Sudhaus, in der Schnapsbrennerei und zum Dämpfen der Fässer bei der Fassabfüllung verwendet.

Warm/Heißwasser (über Wärmetauscher) Warm- bzw. Heißwasser wird zur Beheizung von Braukeller, Personal- und Herrenhaus verwendet. Ferner wird Heißwasser in der Flaschenhalle zum Waschen der Flaschen und zum Sterilisieren des Füllers und im Filterkeller sowie für die CIP-Anlage (Sud-Haus, Flaschenhalle) benötigt.

Brauwasser (indirekte Dampfnutzung)

3.4.2.3

Kälteversorgung

Die NH3–Kälteanlage besteht aus einem Verbundsystem mit drei Schraubenkompressoren und zwei Kolbenkompressoren. Letztere werden hauptsächlich zum Hochfahren des Systems genutzt. Die Schraubenkompressoren sind derart verschaltet, dass die Laufzeiten der Kompressoren möglichst gleich sind.

Als Kältemittel wird Ammoniak verwendet.

Abbildung 23: Schema Kälteversorgung Brauerei Hirt19

Quelle: Gebenetter 2001

> 52 <

3.4.2.4

Kältebedarf

Hauptsächlich wird die erzeugte Kälte für Kühlungen in Gär-, Lager-, Druck- und im Hefekeller verwendet. Weiters wird Eiswasser zur Würzekühlung mit einer Temperatur von etwa 0,5°C mittels Direktverdampfung erzeugt.

3.4.2.5

Gesamtenergiebedarf

Zur Versorgung des Betriebes mit Wärme werden jährlich ca. 680.000 l Heizöl eingesetzt und für den Betrieb der Stapler werden jährlich 18.350 l Gas benötigt.

An elektrischer Energie werden ca. 650 kW elektrischer Leistung vom Netz bezogen. Der Gesamtstromverbrauch der Brauerei und der angeschlossenen Gebäude beträgt etwa 2,49 GWh.

3.4.2.6

Einsparpotenziale

3.4.2.6.1 Wärmerückgewinnung Um die Einsparpotenziale der Brauerei zu ermitteln wurden die Massenströme der Wärmebzw. Dampfversorgung und deren Temperaturbereiche erfasst. Abbildung 24 stellt die diesbezüglichen Composite Curves dar.

Composite Curves mit Gebäudeheizung und Brauwasser Temperatur [°C] 120 100 80 Hot composite

Cold composite

40 20 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

Leistung [kW] Abbildung 24: Composite Curves Brauerei Hirt

> 53 <

6000

7000

Die Energie des Würzekühlers wird in die Brauwasservorwärmung gesteckt. Als weitere Abwärmequelle fällt in Hirt der Pfannendunst an. Dieser wird in einem Pfannendunstkondensator niedergeschlagen und zur Warmwassererzeugung genutzt. Dieses wird als Reinigungswasser genutzt. Weiters wird die Wärme des Pfannendunstkondensators zum Nachheizen des Brauwassers auf die Einsatztemperatur zum Maischen eingesetzt.

Damit könnten folgende Ströme über einen Biomasseheizkessel mit Wärme versorgt werden: Ströme mit Wärmebedarf auf einem Temperaturniveau unter 100 °C sind das Brauwasser (wird wie oben beschrieben erwärmt) und das Reinigungswasser (für die CIP Anlagen). Diese Ströme werden heute schon aus Abwärme beheizt.

Eventuell könnte die Abwärme der Druckluftkompressoren nach einer entsprechenden Nachrüstung der Kompressoren zur Vorwärmung des Spülwassers der Flaschenwäsche herangezogen werden. Nach Angaben des Kompressorherstellers liegt die statische Amortisation dieser Maßnahme bei sechs bis zehn Jahren. Bei einem Ersatz der Kompressoren wäre diese Option jedenfalls zu berücksichtigen.

Als Wärmesenken, die von einem zukünftig vorzusehenden Biomassewarmwasserheizkessel beheizt werden könnten, verbleiben die Gebäudeheizung, die Spülwasservorwärmung im Flaschenkeller und die Flaschenwaschanlage. Dazu könnten die heute eingesetzten dampfbeheizten Wärmetauscher in den Gebäuden und an der Flaschenwaschmaschine vergrößert werden.

Das betrifft zusätzlich zur Raumheizung ca. 700 kW Leistung bei 4.000 Volllaststunden pro Jahr und somit eine Wärmmenge von 2.800 MWh/a.

Als Abwärmeströme, die heute an die Umgebung abgegeben werden, fallen die Kühlenergie der Druckluftkompressoren und die Kühlung der Kälteanlagen an. Das Temperaturniveau dieser Abwärmeströme beträgt etwa 50 °C. Damit sind sie innerbetrieblich praktisch nicht weiter nutzbar.

3.4.2.6.2 Kälteenergie Die elektrische Leistung der Kälteanlagen der Brauerei beträgt 225 kW, der jährliche Stromverbrauch beträgt ca. 600 MWh. Da die vorhandenen Kältemaschinen teilweise älter sind, kann davon ausgegangen werden, dass die Effizienz der vorhandenen Anlagen gegenüber neuen Maschinen niedrig ist.

Bei Austausch der Kompressionskältemaschinen sollten Absorptionskältemaschinen eingesetzt werden. Dadurch entfällt der Strombedarf für die Kälteproduktion. Die benötigte Wärmeenergie für die Absorptionskältemaschinen kann durch das Heizwerk produziert werden. Da Kälteenergie im Produktionsprozess ganzjährig mit Spitzenlast im Sommer benötigt wird, kann so auch die Auslastung des Heizwerks und somit die Effizienz der Stromproduktion verbessert werden.

> 54 <

3.4.2.6.3 Treber (Biogas) Die Trebermenge beträgt 2.800 t/a, woraus sich Biogas mit einem maximalen Energiegehalt von ca. 1.600 MWh/a erzeugen lässt. Eine Investition in eine Biogasanlage für diese geringe Menge erscheint nicht sinnvoll und auch wirtschaftlich nicht vertretbar.

Durch den Treberverkauf als Futtermittel an die Landwirtschaft lassen sich ähnlich hohe Erträge erwirtschaften als durch die Verstromung nach dem Ökostromgesetz (vgl. Kap. 3.2.10.2). Daher wird der energetischen Verwertung der Treber im gegenständlichen Projekt kein Potenzial eingeräumt.

3.4.2.7

Einbindung der Brauerei in den nachhaltigen Energiepark

Wärmeenergie Die Substituierung der insgesamt etwa 672.000 l Öl, die jährlich in der Brauerei für Prozesswärme und Heizung verbraucht werden, gehört zu einem vorrangigen Ziel des nachhaltigen Energieparks. In der Brauerei wird von den Ölkesseln hauptsächlich Dampf produziert, nur ein geringer Teil von 27.000 l wird für die Beheizung der Gebäude verwendet. Der Dampf kann nicht über das Fernwärmenetz bereitgestellt werden. Durch die oben beschriebenen Umbauten der Flaschenwaschanlage und der Kälteversorgung können weitere 4.000 kWh in einem Temperaturbereich kleiner 100 °C versorgt werden.

Für die Integration der Brauerei in das Wärmenetz gibt es daher folgende Möglichkeiten: •

Umbau der beschriebenen Maßnahmen von Dampf bzw. Kälte auf die Wärmeversorgung im Bereich bis 100 °C. Damit kann dieser Teil an das Nahwärmenetz angeschlossen werden. Leistungsdaten wie oben.

•

Der bestehende ölbetriebene Dampfkessel wird weiterhin für die Dampfbereitstellung betrieben.

•

Alternativ denkbar: der Dampfkessel wird durch einen Biomasse-Dampfkessel ersetzt. Biomassedampfkessel haben einen wesentlichen Nachteil gegenüber Gas- oder Öldampfkesseln: sie benötigen zwischen 10 und 20 Minuten, um die Leistung von 30 % auf Volllast (100 %) zu erhöhen. Dasselbe gilt für die Leistungsdrosselung von 100 % auf 30 %. Öl- bzw. gasbefeuerte Dampfkessel benötigen im Vergleich dazu nur etwa 1 bis 2 Minuten um die Leistung in derselben Größenordnung anzupassen. Daher ergibt sich bei Brauereibetrieben ein Nachteil für die Biomasse. Durch Dampfspeicher lassen sich die prozessbedingten Lastspitzen und -schwankungen theoretisch ausgleichen.

Bei der letzten Variante ist wirtschaftlich zu überprüfen, ob die Kombination BiomasseNahwärme mit einem Biomassedampfkessel verbunden werden soll, oder ob es wirtschaftlicher ist, nur die Brauerei aus der Biomasse-Dampfanlage zu versorgen und die Kosten für die Fernwärmeleitung einzusparen.

> 55 <

3.4.2.7.1 Errichtung einer Biomasse-Dampfkesselanlage für die Brauerei Die Einbindung der Biomasse-Dampfkesselanlage in das Betreibermodell kann als Contractingmodell umgesetzt werden. Unter Contracting ist im vorliegenden Fall die Errichtung, Finanzierung und der Betrieb einer neuen Biomasse–Dampfkesselanlage von der Betreibergesellschaft und der Verkauf der Wärme an die Brauerei zu verstehen. Die Übernahme von Planung, Ausführung, Betriebsführung, Wartung, Reparaturen etc. wird von den Betreibern übernommen.

Folgende Vorteile ergeben sich für die Brauerei durch eine Contractinglösung20: •

Investitionen ohne Belastung des Budgets, die Maßnahmen werden vom Contractor vorfinanziert und vorhandenes Kapital kann für das Kerngeschäft eingesetzt werden

•

langfristige Kostensenkung bei der Bewirtschaftung von Gebäuden

•

vertraglich garantierte Einsparung und/oder vereinbarte Obergrenze für die Energiekosten

•

Risikoauslagerung an den Contractor; er übernimmt das Risiko für die technische und wirtschaftliche Zuverlässigkeit der Anlagen

•

umfassendes Spezialwissen, professionelle Planung und Realisierung aus einer Hand, die technischen Möglichkeiten werden voll ausgeschöpft

•

ein Ansprech- und Vertragspartner für die gesamte Projektdurchführung, d.h. deutlich weniger Koordinationsaufwand für den Auftraggeber während der Umsetzung

•

Entlastung von Organisationsaufgaben

•

Konzentration auf eigene Kernaufgaben

Da der Energieverbrauch der Brauerei für Wärme über 40 % des gesamten Wärmeverbrauchs des Projektgebietes ausmacht, liegt hier hinsichtlich energetischer Selbstversorgung der Region großes Potenzial. Die Einbindung der Brauerei in das Fernwärmenetz ist für die wirtschaftliche Umsetzung des Energieparks zur Versorgung der Region mit Strom und Wärme sehr wichtig. Durch den Anschluss der Brauerei erhöht sich die Grundlast im Fernwärmenetz, damit steigt auch die Stromausbeute in der ORC-Anlage. Daher ist zurzeit eine Anbindung der Brauerei an das Fernwärmenetz für die Realisierung ein wichtiger Faktor.

3.4.2.7.2 Strom Der Strom aus den beiden Kraftwerken der Brauerei wird in der Brauerei und den anhängenden Gebäuden verbraucht.

Eine Anbindung der Brauerei Hirt an das vorhandene private Stromnetz des Bistum Gurk ist möglich. Dazu ist eine Übergabestation zu errichten und die Leitung von der Brauerei zur Übergabestation zu legen.

Quelle: www.contracting-portal.at

> 56 <

Als mögliche Vorteile können dabei das Wegfallen der Netzgebühren und die Senkung der hohen Netzanschlusskosten an das öffentliche Netz genannt werden. Diese positiven Aspekte gelten sowohl für das Bistum Gurk als auch für die Brauerei Hirt.

3.4.3 Einbindung Wasserkraft Wie bereits in Abschnitt 3.2.10.3 beschrieben befinden sich im betrachteten Projektgebiet bereits vier Kleinwasserkraftwerke in Betrieb. Eine dieser Anlagen wurde kürzlich modernisiert und ausgebaut, die zweite wird 2008 modernisiert und ausgebaut. Das bereits ausgebaute Kraftwerk wurde von 250 kW auf 500 kW ausgebaut und das zweite Kraftwerk wird von 100 kW auf 500 kW ausgebaut.

Damit sind die Ausbaupotenziale der Wasserkraftnutzung in Gurk und Metnitz ausgeschöpft und erschlossen, es besteht kein weiteres Potenzial.

Durch die Integration bzw. die Vernetzung und dem gemeinsamen Betrieb der vorhandenen Wasserkraftwerke könnten Synergien hinsichtlich Effizienzsteigerung und besserer Vermarktung des Stromes realisiert werden. Es bestehen drei Möglichkeiten, den Strom zu verwerten: •

Einspeisen nach dem Ökostromgesetz

•

Verkauf an Stromhändler zu Marktbedingungen

•

Versorgung von Kunden im Projektgebiet

Die Entscheidung muss nach den jeweiligen Rahmenbedingungen (Ökostromgesetz, Marktpreise) getroffen werden.

Die Wasserkraft ist demnach als wichtiger Eckpunkt für den Energiepark zu verstehen, deren Integration in das Betreibermodell einen entscheidenden Beitrag zur Vervollständigung des Energieparks beiträgt.

3.4.4 Einbindung von Sonnenenergie Die Nutzung von Solarenergie in ihren verschiedenen Aspekten soll in den nachhaltigen Energiepark bestmöglich integriert werden.

Es wurden bereits Gespräche über Investitionsmöglichkeiten in Photovoltaikanlagen geführt. Da die Brauerei Hirt sehr große Dachflächen zur Verfügung hätte, würde sich die Errichtung einer PV-Anlage anbieten. Allerdings waren zum Zeitpunkt der Berichtslegung keine für einen wirtschaftlichen Betrieb einer PV-Anlage geeigneten Einspeisetarife nach dem Ökostromgesetz gegeben.

> 57 <

3.4.4.1

Solarthermie

Thermische Solaranlagen sind ein wichtiger Energielieferant der vor allem in den Sommermonaten einen großen Anteil des Energiebedarfs für die Warmwasserbereitung decken kann.

Vor allem in Gebäuden mit hohem Warmwasserbedarf bestehen gute Voraussetzungen für den Betrieb einer thermischen Solaranlage. Diese Voraussetzungen sind vor allem im Gesundheitsresort Agathenhof gegeben. Hier ist bereits eine thermische Solaranlage mit etwa 80 m² Kollektorfläche installiert, die aber derzeit nicht in Betrieb ist. Alleine durch die Wiederinbetriebnahme und durch optimierte Betriebsweise könnte diese Anlage bis zu 32.000 kWh/a an Energie liefern und somit über 3.200 l Heizöl substituieren.

3.4.4.2

Solare Kühlung

Derzeit wird die Kälteenergie in der Brauerei von Kompressionskältemaschinen bereitgestellt. Diese Kältemaschinen könnten durch Absorptionskältemaschinen, die einerseits Solarenergie und andererseits Abwärme nutzen, ersetzt werden. Diese Variante wäre vor allem bei nötigen Ersatzinvestitionen sehr interessant, da die derzeit vorhandenen Kompressionskältemaschinen hohen Energieverbrauch aufweisen und sich hier durch Absorptionskältemaschinen Einsparungspotenziale realisieren ließen. Die notwendigen Technologien hierfür sind auf dem Markt erhältlich und einsatzfähig. Diese Maßnahme kommt nur dann zum Tragen, wenn die Kälteversorgung weder an die Fernwärme noch an eine Biomasse-Dampfkesselanlage angeschlossen wird.

3.4.4.3

Photovoltaik

PV-Anlagen zählen zu den wichtigsten Energieumwandlungstechnologien der Zukunft. Deshalb ist die Integration dieser Technologie in einen nachhaltigen Energiepark notwendig. Die technologischen Voraussetzungen für die Umsetzung bzw. die Installation von Photovoltaikanlagen sind gegeben, dass heißt, dass Technologien vorhanden und auch am Markt erhältlich sind. Der wesentliche Hemmnisfaktor liegt derzeit in mangelnden wirtschaftlichen Rahmenbedingungen (Einspeisetarife nach dem Ökostromgesetz), die es ermöglichen würden, Photovoltaikanlagen unproblematisch zu finanzieren bzw. die Investitionen in Projekte wirtschaftlicher darstellen zu können.

Die derzeitige Einbindung dieser Technologie in den nachhaltigen Energiepark kann in der Ausarbeitung umsetzungsreifer Projekte bestehen, die bei entsprechenden Rahmenbedingungen (geeignete Einspeisetarife, geringere Anlagenkosten) sofort umgesetzt werden können.

> 58 <

3.4.5 Zusammenfassung Energiekonzept Die Umsetzung eines nachhaltigen Energieparks soll als längerfristiger dynamischer Prozess gestaltet werden, um flexibel auf neue Gegebenheiten reagieren zu können. Vor allem auf etwaige Änderungen der Rahmenbedingungen für verschiedenen Technologien bzw. auf Änderungen am Energiemarkt (Preise, etc.) muss schnell reagiert werden können. Weiters muss gewährleistet sein, dass auf Änderungen des Energiebedarfs z.B. durch Ansiedelung neuer Betriebe rasch reagiert werden kann bzw. dass neue Abnehmer rasch und unkompliziert mit Energie versorgt werden können. Die nutzbaren Ressourcen und Technologien werden daher in kurz-, mittel- und langfristig einzubindende Technologien bzw. Ziele eingeteilt

Als kurzfristige Ziele des Energieparks können folgende Umsetzungsschritte genannt werden; 1)

Organisation des Energieparks als Einheit Ein einheitlicher Auftritt der Betreiber des Energieparks ist unerlässlich, um die angestrebten Zielsetzungen gemeinsam erreichen zu können und auch um potenzielle Kunden von den Vorteilen einer nachhaltigen Energieversorgung zu überzeugen.

Nahwärmeversorgung Gemeindegebiet Micheldorf Die Nahwärmeversorgung der Gemeinde Micheldorf ist einer der wichtigsten Eckpunkte bzw. Meilensteine auf dem Weg zur Energieautarkie. Da sich ein Großteil der privaten Wohngebäude, alle Gemeindegebäude sowie das Gesundheitsresort Agathehof in relativer Nähe zum Ortskern befinden, ist hier eine hohe Anschlussrate bis hin zur Komplettversorgung anzustreben.

Wärmeversorgung Brauerei Hirt Da die Brauerei Hirt mehr als 37 % des Gesamtwärmebedarfes des Projektgebietes benötigt, liegt hier großes Potenzial. Im Brauereiprozess wird hauptsächlich Wasserdampf benötigt, dessen Herstellung mittels eines Biomassekessels problematisch ist. Hier sollte die Möglichkeit der Lieferung einer Grundwärmelast im Temperaturbereich von knapp 100 °C durch eine Fernwärmeleitung in Betracht gezogen werden, um so einen Großteil der Wärme der Brauerei aus Biomasse zu produzieren.

Wasserkraftanlagen einbinden und integriert betreiben Die vorhandenen Wasserkraftanlagen sollen in den Energiepark eingebunden werden, um die erzeugte Elektrizität bestmöglich vor Ort zu nutzen. Sollte nicht der gesamte erzeugte Strom von den Abnehmern (Brauerei, Säge, etc.) benötigt werden, soll der überschüssige Strom gemeinsam vermarktet werden, um gemeinsam eine bessere Verhandlungsposition erreichen zu können.

Als mittelfristige Ziele des Energieparks werden jene Umsetzungsschritte bezeichnet, die erst im Zuge der Realisierung Schritt für Schritt eingebunden werden. 1)

Biomasseverstromung Die Verstromung von regional verfügbarer hölzerner Biomasse sollte bereits im Zuge der Planung der Nahwärmeversorgung miteinbezogen werden. Die Umsetzung einer KWKAnlage sollte jedoch erst bei Erreichen einer gewissen Größe der Wärmeabnahme erfolgen, da ansonsten ein wirtschaftlicher Betrieb einer solchen Anlage sehr problematisch ist. > 59 <

Photovoltaikanlagen bei entsprechenden Rahmenbedingungen umsetzen Um die Stromerzeugung aus Sonnenlicht einzubinden, sollten in einem ersten Schritt mögliche Interessenten der Region gefunden werden. Die Betreiberorganisation des Energieparks soll die Anlagen umsetzungsreif ausarbeiten lassen und realisieren. Die Organisation und Umsetzung solcher Anlagen bringt vor allem finanzielle Vorteile, wie günstigere Preise, zentrale Verwaltung, Contracting Modell, ...

Die langfristigen Ziele des Energieparks sind jene Ziele, die sich bei einer erfolgreichen Umsetzung und bei einem erfolgreichen und akzeptierten Betrieb des Energieparks einstellen sollen und werden. 1)

100 % Selbstversorgung der Region für Wärme und Strom Diese Energieautarkie ist das oberste Ziel des Energieparks. Bei einer 100 %-igen Umsetzung ergäben sich durch diese Selbstversorgung zahlreiche Vorteile für die gesamte Region. Eine erhöhte Wertschöpfung in der Region, die Unabhängigkeit vom weltweiten Energiemarkt sowie eine damit einhergehende Erhöhung der Standortattraktivität gehören zu den wichtigsten Argumenten, die für eine rasche und konsequente Umsetzung des Energieparks sprechen. Am Wärmesektor sorgt hier die regional verfügbare Biomasse für genügend Potenzial, um die Autarkie realisieren zu können.

Im Elektrizitätsbereich müssen zusätzlich zu einer Verstromung von Biomasse, PV-Potenziale ausgeschöpft werden, um den Strombedarf der Region mit regionalen Energieträgern abdecken zu können.

Abgeleitet aus diesem Energiekonzept wurden folgende Varianten und Businesspläne entwickelt.

3.4.5.1

Varianten und Businesspläne für die zukünftige Energieversorgung der Region Micheldorf-Hirt

3.4.5.1.1

Beschreibung der Alternativen zur konventionellen Energieversorgung Grundsätzlich kann eine nachhaltige Energieversorgung für die Region auf der Basis folgender technisch ausgereifter, am Markt erhältlicher Module aufgebaut werden: •

Biomasseheizwerk für die Region Micheldorf-Hirt

•

ORC-Modul zur Stromerzeugung im Heizwerk

•

Absorptionskälteanlage in der Brauerei Hirt

•

Prozessdampferzeugung durch einen Biomassedampfkessel

> 60 <

Folgende Technologien wurden überprüft, kommen aber aufgrund der beschriebenen Rahmenbedingungen nicht zum Einsatz: •

Biogasanlage

•

Stirlingmotor

•

Holzvergasungsanlage

•

Solarkollektoren

•

Photovoltaik

•

Windkraft

Ein Biomasseheizwerk in der vorgeschlagenen Größe wird mit Hackschnitzeln beheizt, da diese regional leicht aus Waldhackgut und Sägerestholz aufzubringen sind. Für eine Pelletserzeugung besteht nur ein geringes Potenzial aus den Sekundärrohstoffen aus der Säge.

Zur Stromerzeugung würde ein Organic Rankine Cycle zum Einsatz kommen. Dieses System gilt bereits als erprobt und würde gegenüber einem Stirlingmotor bevorzugt.

Für eine Biogasanlage ist der Substratanfall aus der Brauerei (Treber, Hefe) zu gering, es fehlen weitere regionale Substrate und Co-Substrate. Treber wird als hochwertiges Eiweißfutter an die Landwirtschaft verkauft. Das Potenzial der organischen Abwässer der Brauerei wird heute bereits im Faulturm der Verbandskläranlage zur Biogasanlage genutzt, das entstehende Biogas wird zur Herstellung von Strom zur Versorgung der Anlage verwendet. Eine alternative Biogasanlage würde energetisch und wirtschaftlich gegenüber der Ist-Situation keine Vorteile bringen.

Der Einsatz einer Holzvergasungsanlage wird aufgrund des technischen Entwicklungsstandes und der Größe dieser Anlagen zum heutigen Zeitpunkt für nicht Erfolg versprechend gehalten.

Der Einsatz von Solarkollektoren erscheint unter den regionalen Rahmenbedingungen und unter Berücksichtigung der Wärmebedarfsganglinien in Kombination mit dem vorgeschlagenen Biomasseheizwerk wenig Erfolg versprechend. Solaranlagen kommen aber in einzelnen Objekten in der Gemeinde sowie im Agathenhof zur Warmwasserbereitung im Sommer zum Einsatz.

Der Einsatz von Windkraft kommt aufgrund der regionalen Gegebenheiten nicht in Frage. Für Photovoltaik gilt, in Zusammenhang mit den momentan gültigen Einspeisetarifen nach dem geltenden Ökostromgesetz, dass ein wirtschaftlicher Betrieb nicht möglich ist.

Zwei Kleinwasserkraftwerke befinden sich derzeit im Ausbau, damit ist das vorhandene Potenzial an Wasserkraft ausgeschöpft.

> 61 <

3.4.5.1.2 Auswahl der Varianten Grundlagen der Variantenbildung Zur Energieversorgung der Region Micheldorf-Hirt auf der Basis regional verfügbarer erneuerbarer Energie wurden vier gangbare Varianten gebildet: •

Versorgung der Zonen mit hoher Wärmebedarfsdichte mit einem Biomasseheizwerk

•

Einsatz eines Heizwerkes mit einem integrierten ORC zur Stromerzeugung

•

Einsatz eines Heizwerkes mit integriertem ORC und Einbindung der Brauerei Hirt (Abdeckung des Energiebedarfs für zusätzliche Raumheizung im Winter, Umbau der Flaschenwaschanlage und Beheizung über Heißwasser)

•

Zusätzlicher Einsatz einer Absorptionskälteanlage zur Unterstützung der Kühlung der Brauerei und teilweisem Ersatz von Kälte aus den heute eingesetzten Kompressionskälteanlagen

•

Theoretisch könnte dann noch der ölbefeuerte Dampfkessel durch einen Biomasse– Dampfkessel ersetzt werden.

Eine Zusammenfassung der verwendeten Kostenfunktionen zeigt nachfolgende Tabelle 16.

Tabelle 16: Für die Variantenrechnung eingesetzte Kostenfunktionen Investitionskosten Biomasseheizanlage komplett

[€/kW]

500

Fernwärmetrasse

[€/lfm]

200

ORC-Anlage

[€/kW]

7.000

[€/kWh]

0,025

Anschlusskosten

[€/kW]

200

Verkaufspreise Wärme

[€/kWh]

0,07

Verkaufspreis Strom lt. Ökostromgesetz 2002 (Novelle 2006)

[€/kWh]

0,157

Energiekosten für Heizwerk Biomassekosten Erlöse aus Energieverkauf

Förderquote bezogen auf Gesamtinvestition

Die Berechnung der Varianten erfolgte auf der Basis der in dieser Arbeit ermittelten Energiebedarfsdaten über die Region (vgl. Tabelle 17).

> 62 <

Tabelle 17: Energiebedarf der Region Hirt/Micheldorf

Gebiet 1

Anschlussleistung

Jahreswärmebedarf

[kW]

[kWh]

[Trm]

100 %

90 %

60 %

90 %

Trassen- Trassenmeter meter

Zone I

700

995.176

895.658

597.106

473

505

Zone II

534

907.800

817.020

544.680

773

844

Zone III

692

1.176.400

1.058.760

705.840

739

808

Zone IV

421

708.700

637.830

425.220

589

644

Zone V

475

819.500

737.550

491.700

439

494

Zone VI

446

758.062

682.256

454.837

462

483

Gebiet 2

566

991.978

892.780

595.187

1.320

1.389

Gebiet 3

691

1.231.500

1.108.350

738.900

914

988

Gebiet 4

187

318.721

286.849

191.233

946

957

Brauerei Kälte

700

900.000

810.000

Brauerei Wärme

700

2.800.000

2.520.000

Die Varianten und Businesspläne sind im Anhang beschrieben.

Für die Konkretisierung der Umsetzung ist diese Machbarkeitsanalyse in eine Detailplanung überzuführen. Dazu sind im Wesentlichen folgende Schritte notwendig: •

Detailplanung der gesamten Dampfkesselanlage inklusive Leittechnik im Hinblick auf eine effiziente Systemintegration

•

Ermittlung der Kosten durch Einholung von Richtangeboten

•

Ermittlung der Kosten für Betrieb, Wartung und Instandhaltung

•

Risikoanalyse (Betriebsausfallsicherheit)

•

Sensitivitätsanalyse zwischen beiden Kesselvarianten und der Einbindung in das regionale Fernwärmenetz

> 63 <

3.4.6 Betreibermodell für den Energiepark 3.4.6.1

Aufgaben des Betreibermodells

Es soll ein Energiepark aufgebaut werden. Für den operativen Betrieb des Energieparks und für das gesamte Energiemanagement in der Region Micheldorf-Hirt soll ein Betreibermodell (Contractingmodell) erstellt werden. Darin sollen die relevanten Akteure (Energie-Erzeuger und Verbraucher) entsprechend vertreten sein. Die Aufgaben sind im Folgenden aufgelistet: •

Aufbau und Betrieb des Wärmenetzes Micheldorf-Hirt -

Wärmeversorgung des Ortes Micheldorf

Wärmeversorgung der Brauerei Hirt

Wärmeversorgung Agathenhof

•

Biomassebereitstellung und Biomasselogistik für den Energiepark und Verkauf für Betreiber von Heizanlagen – Einbindung bzw. Aufbau einer überregionalen Biomasselogistik (Hackgut)

•

Betrieb bzw. Management der Kleinwasserkraftwerke, einschließlich Stromverkauf (Direktverkauf an Endverbraucher oder Einspeisung nach dem Ökostromgesetz)

•

Treber- und Abwasserverwertung aus der Brauerei (Biogas)

•

Errichtung von Photovoltaikanlagen, (Ökostromgesetz)

•

Energieplanung und -management für die Region

•

Energieberatung für die Verbraucher

•

Energieanalysen an bestehenden Gebäuden und Entwicklung von Projekten zur Optimierung des Energieverbrauches in Gebäuden und der Region, bis hin zu Energieeinsparcontracting-Projekten

wenn

die

Rahmenbedingungen

passen

Für die Umsetzung dieser Aufgaben ist es notwendig, Partner mit Know-how in den Bereichen Unternehmensführung, Betriebswirtschaft, Energiemanagement, Energieplanung und Energieeffizienz einzubinden.

> 64 <

3.4.7 Rollen und Aufgaben der möglichen Partner/Schnittstellendefinition Die Gesellschafter im Betreibermodell und ihre Aufgaben sind: Brauerei: •

Wärmebezug aus dem Wärmenetz, Strombezug?

•

Bereitstellung der biogenen Reststoffe, wie Treber und belastete Abwässer für die Biogasgewinnung (in kommunaler Kläranlage)

•

Zur Verfügung stellen von Dachflächen für eine allfällige Solarenergienutzung

•

Einbringen von Eigenkapital in die Betreibergesellschaft

Bistum Gurk: •

Bereitstellung und Lieferung von Biomasse, speziell Waldhackgut

•

Bereitstellung und Lieferung von Scheitholz für Kachel- und Einzelöfen

•

Biomasselogistik, Lagerung und Trocknung der Biomasse

•

Betrieb der Kleinwasserkraftwerke

•

Lieferung von Ökostrom

•

Einbringen von Eigenkapital in die Betreibergesellschaft

Säge Hirt: •

Bereitstellung des Standortes für das Biomasseheizwerk und Lager

•

Einbringen des vorhandenen Biomassekessels (z.B. als Spitzenlastkessel, für Splitting der Kesselleistung auf 2 Kessel) und der Infrastruktur (Radlader zur Beschickung…)

•

Operativer Betrieb des Heizwerkes (Brennstoffbeschickung, Wartung…)

•

Einbringen des am Standort verfügbaren Sägerestholzes

•

Übernahme der Biomasse vom Bistum Gurk und anderen regionalen Lieferanten

•

Lagerung waldfrischer Biomasse zur Trocknung

•

Hacken der gelagerten Biomasse (stationärer oder mobiler externer Hacker)

•

Einbringen von Eigenkapital in die Betreibergesellschaft

Organisatorische Aufgaben wie Verwaltung, Verrechnung, Buchhaltung, usw. können von einem der Gesellschafter übernommen werden.

> 65 <

3.4.8 Partner und Kunden in der Region Gemeinde •

Unterstützt das Gesamtprojekt ideell und durch positive Bewusstseinsbildung in der Bevölkerung

•

Energiebezug (Wärme, Strom)

•

Inanspruchnahme von Beratungsdienstleistungen, speziell zur Einsparung von Energie (Sanierungskonzepte, Thermografie,…)

Nutzer und Eigentümer von Wohn- und Geschäftsgebäuden, Gasthäuser: •

Energiebezug (Wärme, Strom)

•

Inanspruchnahme von Beratungsdienstleistungen, speziell zur Einsparung von Energie, Sanierungskonzepte, Thermografie…)

Waldbauern •

Lieferung, Bereitstellung von Biomasse

3.4.9 Rechtsformen für das Betreibermodell Im Workshop wurden den Partnern die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Rechtsformen von Gesellschaften vorgestellt und darüber diskutiert. Dabei wurde auf die in der Praxis am meisten angewandten Rechtsformen eingegangen.

Aus der Diskussion ergaben sich folgende kurzfristig umzusetzende Schritte: Kurzfristig wird eine Partnerschaft auf Vertragsbasis zwischen den Partnern ausverhandelt, die Synergien und Potenziale aus der Stromproduktion und der Stromverteilung nutzbar macht.

Für die operative Umsetzung der Betreibergesellschaft wird eine Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH) als Rechtsform empfohlen. Damit wird das neue Geschäftsfeld Energieversorgung/Energiemanagement von den Kerngeschäftsfeldern der Gesellschafter getrennt. Weitere Vorteile sind steuerliche Aspekte und Haftungsfragen. Die Haftung ist auf das Stammkapital limitiert.

Um Biomasselieferanten in die Betreibergesellschaft einzubinden, bietet sich die Form der GmbH & Co KG an. In dieser Lösung sind die beschränkt haftenden Gesellschafter der GmbH die Brauerei Hirt, die Säge Hirt und das Bistum Gurk.

Diese GmbH bildet in der Kommanditgesellschaft den Komplementär und übernimmt die volle Haftung. Die Biomasselieferanten stellen anteilig, nach der längerfristig verfügbaren Biomassemenge, die Kommanditisten. Damit werden diese an die Betreibergesellschaft gebunden, sie haben Eigentumsrechte und Verpflichtungen und sind auch gewinn- und verlustbeteiligt > 66 <

Weiters wird durch diese Form der Partizipation der Biomasselieferanten an der Betreibergesellschaft die Versorgungssicherheit mit Biomasse erhöht, da sie einen Anreiz haben, diese zu beliefern.

Schlussfolgerungen

Die im Rahmen dieser Arbeit erstellten Varianten des Einsatzes von erprobten Technologien zur Energiebereitstellung für den regionalen Bedarf sind zusammenfassend in Tabelle 18 gegenübergestellt:

Tabelle 18:Vergleich der Varianten % regionale Wärmeerzeugung

% regionaler Strom

5.900

1.200

9.640

1.800

2.250

Variante

Beschreibung

Investition [Mio €]

Statische Amortisation [a]

Wärme

Strom

[MWh]

Heizwerk

1,2

8,7

3.400

Heizwerk mit ORC

3,1

9,7

Einbindung Brauerei Wärme

4,6

8,9

Einbindung Brauerei Wärme und Kälte

5,0

8,6

10.450 (inkl. Kälte)

Bei der Berechnung wurde angenommen, dass die Fernwärmeversorgung der Regionen 1, 3, 5, und 6 mit 90 % Anschlussdichte erfolgt. Der regionale Wärmebedarf wird mit 18.000 MWh (davon heute bereits 25 % auf der Basis von Biomasse bereitgestellt), der regionale Strombedarf mit 4.700 MWh jährlich angenommen (davon bereits heute 40 % auf der Basis von Wasserkraft bereitgestellt). Bei Variante 4 wurde berücksichtigt, dass der regionale Stromverbrauch durch die Reduktion des Strombedarfs zur Kältebereitstellung der Brauerei deutlich sinkt (600 MWh).

Der Vergleich der Daten zeigt, •

dass eine regionale Versorgung mit Strom und Wärme größtenteils mit verfügbarer Technik möglich ist, ausgenommen der Hochtemperaturwärme, die heute in Form von Dampf von der Brauerei benötigt wird

•

dass mit den im Rahmen dieser Arbeit verwendeten globalen Kostenfunktionen für alle Varianten grundsätzlich vertretbare Amortisationszeiten errechnet werden

•

dass aus der Kostenabschätzung grundsätzlich vertretbare Investitionskosten resultieren

Die Einbindung der Brauerei würde aufgrund des höheren Wärmebedarfes auch das Potenzial zur Stromerzeugung deutlich erhöhen. > 67 <

Die für eine solche Lösung benötigten Brennstoffmengen sind aus regional verfügbaren Hackschnitzeln aus Waldhackgut verfügbar. Im nächsten Schritt wäre eine detaillierte Auswahl der eingesetzten Aggregate notwendig. Insbesondere für die erforderlichen Änderungen in der Brauerei sind eine detaillierte Planung und eine Optimierung des apparativen Aufwandes vorzunehmen, um die Wirtschaftlichkeit der Investitionen zu verbessern.

In den bisherigen Varianten 3 und 4 ist das Projektteam davon ausgegangen, dass der Wärmebedarf < 100 °C für die Raumwärme und Warmwasser in der Brauerei über das Fernwärmenetz bereitgestellt wird. In Variante 4 wurde auch die Kälteversorgung über die Fernwärme einbezogen.

In Variante 5 wurde nur die Substitution der bestehenden ölbefeuerten Dampfkesselanlage betrachtet und diese durch Biomasse teilweise (Grundlastkessel) oder als Gesamtes substituiert. Grundsätzlich erscheint diese Lösung als sehr wirtschaftlich (Amortisationszeit unter fünf Jahren).

Die Variante, die ölbefeuerte Dampfkesselanlage durch eine biomassebefeuerte Dampfkesselanlage im Betrieb einer Brauerei zu ersetzen, gilt unter Experten zur Zeit als nicht sinnvoll, aufgrund der hohen Anforderungen an die Integration des Kessels in die Produktion, der Vorausplanung des Kesselbetriebes sowie der Notwendigkeit, (teure) Dampfspeicher einzusetzen, die in der Berechnung der Variante 5 noch nicht berücksichtigt sind.

Aufgrund der wirtschaftlichen Perspektiven sollte diese fünfte Variante aber einer detaillierten Untersuchung unterzogen werden, im Bezug auf die Möglichkeiten der Systemintegration (Weiterentwicklung der Nutzung von internen Wärmepuffern) durch den Einsatz moderner Prozessleitsysteme, eventuell auf der Basis wissensbasierter Regler oder von lernfähigen Reglern auf der Basis von Fuzzy-Logic-Ansätzen Reglern.

In einer konsequenten Analyse muss dann auch die auftretende Konkurrenz verschiedener Technologien angesprochen werden.

Entwickelt man die Variante 5 weiter, so ergibt sich auch die Möglichkeit, die Raumwärme und das Warmwasser über die Dampfkesselanlage und verschiedene Abwärmestufen bereitzustellen. Die Kälteversorgung der Brauerei könnte über eine Absorptionswärmepumpe erfolgen, die aufgrund der höheren Antriebstemperaturen wirtschaftlicher ausgeführt sein kann als in der Variante 4 angenommen.

Diese erweiterte Variante steht in Konkurrenz mit der Fernwärmeanbindung der Brauerei an das Fernwärmenetz. Die Konsequenz für das Fernwärmenetz und deren Varianten wären: •

Varianten 3 und 4 entfallen, die Kosten für die Leitung könnten eingespart werden

•

Die Grundlast für das Fernwärmenetz reduziert sich auf die Variante 2, d.h. die über die Kraft-Wärmekopplung geplante Ökostromproduktion reduziert sich auf diese Variante. Im Sinne der Gesamteffizienz der KWK-Anlage ist nur ein wärmegeführter Betrieb zu empfehlen, daher verringert sich die Stromausbeute. > 68 <

Ausblick/Empfehlungen

Im Rahmen des Projektes NAWE konnte gezeigt werden, dass alle vier untersuchten Varianten (reines Biomasseheizwerk für die Fernwärmeversorgung der Region ohne oder mit ORC zur Stromerzeugung, Integration des Heizbedarfs der Brauerei auf Temperaturniveaus unter 100 °C ohne und mit Absorptionswärmepumpe zur Kühlung der Brauerei) auf der Basis von erprobten Komponenten technisch und wirtschaftlich realisierbar sind.

Auch die skizzierte Versorgung der Brauerei mit einem Biomassedampfkessel mit einer nachgeschalteten Dampfturbine, einer Absorptionswärmepumpe und Auskoppelung von Wärme hat ein hohes wirtschaftliches Potenzial, auch wenn bei dieser Lösung noch einige technische Fragen der Systemintegration, insbesondere der Regelung des Dampfkessels in Abhängigkeit von Sudprozess, Wärme- und Kältebedarf, der Frage der wirtschaftlichen Zwischenspeicherung von zeitweise anfallenden Dampfüberschüssen und der Integration dieses Systems mit dem Nahwärmenetz offen sind.

Diese Fragen sollten in einem Folgeprojekt gemeinsam von einem Biomassekesselhersteller, der Brauerei und einem Prozessleitsystemanbieter gelöst werden.

Die regionale Verfügbarkeit der Rohstoffe, in Form von Hackschnitzeln aus den nahe gelegenen Wäldern, konnte nachgewiesen werden.

Die nächsten Schritte zur Umsetzung der regionalen Energieversorgung auf Basis von regional verfügbaren erneuerbaren Energieträgern anhand des vorhandenen Grundsatzbeschlusses der Partner Brauerei Hirt, Säge Hirt und Bistum Gurk sowie der Bereitschaft der Gemeinde Micheldorf, das Projekt zu unterstützen, sind nach der Abklärung der Biomassedampfkesselvariante folgende: •

Gesellschaftsgründung der Betreibergesellschaft

•

Einbindung der Rohstofflieferanten in die Betreibergesellschaft

•

Kalkulation eines verbindlichen Wärmepreises

•

Abschluss der Kundenverträge für die Wärmelieferung

•

Behördliche Genehmigungsverfahren einleiten

•

Detailplanung des Heizwerkes und des Fernwärmenetzes (in Kooperation mit QMQualitätsbeauftragten)

•

Beantragung der möglichen Förderungen

•

Ausschreibungsplanung

•

Ausschreibung und Vergabe

•

Ausführung und Abnahme

•

Betrieb und Optimierung

Grundsätzlich wird empfohlen, die weitere Vorgehensweise mit dem QualitätsmanagementProgramm der „ARGE QM – Holzheizwerke; www.qm-holzheizwerke.at“ abzustimmen, um einerseits hohe technische Qualitätsstandards zu erreichen und andererseits eine zufriedenstellende wirtschaftliche Betriebsweise sicherzustellen. > 69 <

Die Erweiterung des Energieparks um eine Photovoltaikanlage zur Erweiterung der regionalen Stromversorgung ist abhängig von möglichen zukünftigen Novellen zum Ökostromgesetz zur Gewährleistung wirtschaftlich interessanter Einspeisetarife. Dies ist auf Basis des Ökostromgesetzes 2002 in der Novelle von 2006 nicht der Fall.

Moderationsleitfaden

Ein Moderationsleitfaden wurde nicht erstellt, da eine Standardisierung der Moderation in einem Projekt dieser Art nicht möglich ist. Durch sich ständig ändernde Situationen und Umstände ist eine flexible Moderation und rasche Anpassung an sich ändernde Umstände gefragt. Daher wurde anstelle eines Moderationsleitfaden eine Checkliste mit wichtigen Punkten für die Abwicklung dieses Projekt erstellt.

6.1

•

Checkliste und Tipps zur Vermeidung von Komplikationen bei der Projektabwicklung Projektmanagement

Neben der Projektplanung und Einhaltung des Projektplans (Termine, Milestones, usw.) ist die Koordination der Projektpartner wichtig. Vereinbarte Termine können auf Grund des Tagesgeschäftes schwer verschoben werden, daher empfiehlt es sich Termine wenn möglich einzuhalten und Verschiebungen nur im Notfall zu zulassen.

•

Kommunikation

Sie ist das wichtigste Instrument zur Erreichung von Projekterfolgen. Durch die richtige Kommunikation haben alle Projektpartner das gleiche Verständnis vom zu erreichenden Ziel. Missverständnisse, falsche Zielvorstellungen oder nicht ein können Projekte mit unterschiedlichsten Partnern verzögern oder nicht zum gewünschten Erfolg führen. Folgend Punkte die bei der Kommunikation zu berücksichtigen sind: 1. Kommunikationsgruppen (Projektteam, Projektpartner, Verantwortliche für das Projekt, Entscheidungsträger, Eigentümer, öffentliche Vertreter, ...) 2. Kommunikationsmittel (Präsentationen, E-Mails, Fragebogen, Besprechungen, Berichte, ...) Die Auswahl der Kommunikationsmittel auf den Informationsempfänger abgestimmt werden. 3. Inhalte der Kommunikation Mit den einzelnen Kommunikationsgruppen werden unterschiedliche Informationen ausgetauscht. Es müssen die Inhalte der Kommunikation für die einzelnen Gruppen klar festgelegt werden, um nicht zielführende Diskussionen, über Themen die in anderen Gruppen bereits abgehandelt worden sind, führen zu müssen. Die Inhalte der Kommunikation hängt meist von der Kommunikationsgruppe ab und können folgende sein: •

Berichte, Ergebnisse oder Auswertungen

•

Daten oder Datenanalysen > 70 <

•

To do Listen

•

Fragebögen, Datenerhebungsbögen

•

Präsentationen

Nicht in der Kommunikation berücksichtigte Gruppen können einerseits die Durchführung des Projektes verzögern, Konflikte auf Grund differenter Zielvorstellungen hervorrufen oder Entscheidungen für Maßnahmen verhindern. Bei schlecht durchgeführter Kommunikation verfolgen die Projektbeteiligten vorrangig ihre eigenen Interessen und vernachlässigen die gemeinsam vereinbarten Ziele. Es ist daher wichtig alle Kommunikationsgruppen zu identifizieren und entsprechend der Erfordernisse aus dem Projekt in die Kommunikation einzubinden. Die Einbindung der Gruppen erfolgt auf Grund der in der Projektplanung festgelegten Milestones bzw. Arbeitspakete und wird mit den festgelegten Inhalten informiert.

> 71 <

7 7.1

Verzeichnisse Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Karte der Region Micheldorf Hirt...................................................................8 Abbildung 2: Lastgang- und Stromverbrauchdiagramm 2007............................................11 Abbildung 3: Lastgang der Säge Hirt ..............................................................................13 Abbildung 4: Stromverbrauchsentwicklung 2006/2007 der Säge Hirt.................................14 Abbildung 5: Spezifischer Stromverbrauch Säge Hirt 2007 ...............................................15 Abbildung 6: Gesundheitsresort Agathenhof – Übersichtplan ............................................16 Abbildung 7: Energiefluss..............................................................................................20 Abbildung 8: Energiefluss - Elektrische Energie ...............................................................21 Abbildung 9: Energiequellen Wärmeenergie....................................................................22 Abbildung 10: Elektrizitätserzeugung nach Energieträgern ...............................................23 Abbildung 11 :Theoretische Biomassepotenziale und Verbrauch .......................................24 Abbildung 12: Sonneneinstrahlung in Österreich (Quelle: Austria - Solar) ..........................27 Abbildung 13: Rohstoffe – Umwandlungstechnologien .....................................................32 Abbildung 14: Versorgungsgebiete und Zonen ................................................................36 Abbildung 15: Leitungsnetz Gebiet 1 ..............................................................................40 Abbildung 16: Leitungsnetz Gebiet 2 ..............................................................................40 Abbildung 17: Leitungsnetz Gebiet 3 ..............................................................................41 Abbildung 18: Leitungsnetz Gebiet 4 ..............................................................................41 Abbildung 19: mögliche Standorte des Heizwerks............................................................42 Abbildung 20: Jahresganglinie eines durchschnittlichen Biomasseheizwerkes .....................45 Abbildung 21: Energiebedarf - Verluste – Wärmebedarf Nahwärmenetz ............................49 Abbildung 22: Schema Wärmeversorgung Brauerei Hirt ...................................................51 Abbildung 23: Schema Kälteversorgung Brauerei Hirt ......................................................52 Abbildung 24: Composite Curves Brauerei Hirt ................................................................53 Abbildung 25: Glasdach im Eingangsbereich ...................................................................78 Abbildung 26: Stromverbrauch 2006 ..............................................................................83 Abbildung 27: Lastgangauswertung 06.12.2006 ..............................................................84 Abbildung 28: Wärmebrücken im Bereich der Rollokästen ................................................88 Abbildung 29: Wärmebrücken bei den Wohnhäusern Pfarrstraße 1 und 3..........................89 Abbildung 30: Nordfassade – Übersicht ..........................................................................92 Abbildung 31: Ostfassade - Teilansicht ...........................................................................92 Abbildung 32: Vorhandensein von Thermostatventilen und einer Heizungsregelung ......... 104 Abbildung 33: Verwendete Energieträger für die Bereitstellung der Heizenergie ............... 105 Abbildung 34: Interesse an einer Fernwärmenutzung und an weiteren Informationen ...... 107 > 72 <

7.2

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Messergebnisse Dampfkonsum.......................................................................12 Tabelle 2: Energieverbrauch Wärmeenergie Micheldorf-Hirt .............................................18 Tabelle 3: Wärmeenergiebereitstellung nach Energieträgern ............................................19 Tabelle 4: Energieeinsatz Elektrizität Micheldorf-Hirt........................................................20 Tabelle 5: Wasserkraftwerke: Leistung und Erzeugung ....................................................21 Tabelle 6: Biomassepotenziale .......................................................................................24 Tabelle 7: Energieertrag aus Biertrebern bei anaerober Vergärung ...................................25 Tabelle 8: Stärken/Schwächen-Analyse von Umwandlungstechnologien ............................34 Tabelle 9: Wärmebezugsdichte einer Zone als Eignungskriterium......................................38 Tabelle 10: Wärmebezugsdichte der Gebiete/Zonen im Versorgungsgebiet........................38 Tabelle 11: erforderliche Anschlussdichten Wärmenetz ....................................................39 Tabelle 12: Leitungslängen Micheldorf - Hirt ...................................................................42 Tabelle 13: Anschlussdichten bei Standort I....................................................................43 Tabelle 14: Anschlussdichten bei Standort II...................................................................44 Tabelle 15: Leistungsbereich, Wirkungsgrad und Stand der Technik der wichtigsten Verfahren zur Stromerzeugung aus Holz.........................................................................46 Tabelle 16: Für die Variantenrechnung eingesetzte Kostenfunktionen ...............................62 Tabelle 17: Energiebedarf der Region Hirt/Micheldorf ......................................................63 Tabelle 18:Vergleich der Varianten.................................................................................67 Tabelle 19: Einsparungspotenziale Verwaltungsgebäude ..................................................77 Tabelle 20: Heizölverbrauch lt. übergebener Aufzeichnungen: ..........................................81 Tabelle 21: Stromverbrauch 2006 ..................................................................................82 Tabelle 22: Übersicht Heizwärmebedarf und flächenbezogener Heizwärmebedarf ..............85 Tabelle 23: Übersicht Einsparungspotenziale Gesundheitsresort Agathenhof ......................86 Tabelle 24: Heizölverbrauch Gemeindeamt Micheldorf .....................................................87 Tabelle 25: Heizölverbrauch Volksschule Micheldorf.........................................................88 Tabelle 26: Einsparungspotenziale Wohnhäuser Pfarrstraße 1 und 3 .................................91 Tabelle 27: Heizölverbrauch Wohnhäuser Pfarrstraße 1 und 3 ..........................................91 Tabelle 28: Einsparungspotenziale Pfarrhaus Micheldorf ..................................................94 Tabelle 29: Sanierungspotenziale Pfarrhaus Hohenfeld ....................................................96 Tabelle 30: Übersicht der Einsparungspotenziale Gasthaus Planegger ............................. 100 Tabelle 31: Energieverbräuche .................................................................................... 105 Tabelle 32: Einschätzung des flächenbezogenen Heizwärmebedarfs................................ 106 Tabelle 33: Übersicht der ermittelten Energieverbräuche ............................................... 108 Tabelle 34: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 1 ...................................... 109 Tabelle 35: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 2 ...................................... 110 > 73 <

Tabelle 36: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 3 ...................................... 111 Tabelle 37: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 4 ...................................... 112 Tabelle 38: Vorherrschende Dampfproduktion Brauerei Hirt ........................................... 115 Tabelle 39: Biomassedampfkessel & Kombination Biomasse - Öl..................................... 115

7.3

Literaturverzeichnis

Aste C., Waldhackgutproduktion in Kärnten, Chancen für den Waldeigentümer, 3/05 Vom Energieholz zur Bioenergie, Workshop 11/05 Holz als Primärenergieträger in Kärnten, Eine Chancen für Süd- und Osteuropa?, Ossiach Energy Talks 4/05 Behrens A., Giljum S., Hinterberger F.(2005): „Beschreibung der wissenschaftlichen Daten zur Berechnung ökologischen Fußabdrucks“, Sustainable Europe Research Institute (SERI) 2005 Wien, http://www.einefueralle.at/fileadmin/zf/dokumente/Footprint_background_seri.pdf BUCAR G. ET. AL., EdZ–Projekt „Dezentrale erneuerbare Energie für bestehende Fernwärmenetze“ Nr.: 807718, 2005 Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft 2007: BFW Praxisinformation Nr. 13 Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft, Ergebnisse der Österreichischen Waldinventur 2000 bis 2002, http://bfw.ac.at/i7/oewi.oewi0002bfi?geo=202&isopen=12&display_page=0 European Commission, Solar Air Conditioning in Europe, SACE, NNE5/2001/25, Evaluation Report, Aug. 2003, (www.ocp.tudelft.nl/ev/res/sace.htm) Gebenetter, „Optimierung der Wärmeversorgung einer Brauerei am Beispiel der Brauerei Hirt Ges.m.b.H, Diplomarbeit an der Technischen Universität Graz, Fakultät für Wirtschaftsingenieur / Maschinenbau, Institut für Wärmetechnik, 2001 HANDLER F., ROTHENEDER E.: Moderne Hackgutlogistik - Lieferung just in time; Tagungsband "Landtechnik im Alpenraum" am 10. - 11. Mai 2006 in Feldkirch, FATSchriftenreihe Nr. 68 Heinrich P., Jahraus B.: „Technik und Wirtschaftlichkeit biogener Festbrennstoffe zur Wärmeund Stromerzeugung: Wirtschaftlichkeit marktgängiger Verfahren, technische und ökonomische Potenziale neuer Technologien“ VDI-Fachtagung, Salzburg 15.17.05.2001 Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V., Duisburg, 2002 „Auswirkungen von nationalen Biomasse-Rahmenbedingungen auf Investitionskosten von Biomasseheizwerken“ Endbericht O. Starzer, Wien, 2000 Jüngling G., Obernberger I., Rakos C., Stockinger H.: ÖKL-Merkblatt Nr. 67 1999: Technischwirtschaftliche Standards für Biomasse-Fernheizwerke 1. Auflage Könighofer K., Lesch K. H., Handbuch für Kommunale und regionale Energieplanung KREP 2000 Obernberger I., Nutzung fester Biomasse in Verfahrenstechnik TU-Graz Band 1, 1997

Verbrennungsanlagen,

Abteilung

für

Podesser E., Peitler J., Meißner E., Türschweller S., Enzinger P.: Einsatz von Sonnenenergie und Bioenergie zur Kühlung von vergärenden Weintraubensaft und zur Weinlagerraumkühlung, Endbericht Nr.: IEF-B-09/03, Dezember 2003. > 74 <

Podesser E., Solare Kühlung, Dissertation an der Technischen Universität Graz, Fakultät für Maschinenbau, Institut für Wärmetechnik (Prof. P. V. Gilli), 1984. PREISATLAS, Kostenfunktionen für Komponenten der rationellen Energienutzung, K. Lucas QM-Holzheizwerke, Planungshandbuch Arge QM-Holzheizwerke Band 4, ISBN 3-937441-948, 2004 Ramesohl S., Arnold K., Kaltschmitt M., Scholwin F., Hofmann F., Plättner A., Kalies M., Lulies S., Schröder G., Althaus W., Urban W., Burmeister F. (2005): Analyse und Bewertung der Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse. Band 3: Biomassevergasung, Technologie und Kosten der Gasaufbereitung und Potenziale der Biogaseinspeisung in Deutschland. Fraunhofer Institut Umsicht. Wuppertal, Leipzig, Oberhausen, Essen, August 2005. Recknagel H., Sprenger e., Schramek E. (2002): Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. Oldenburg Industrieverlag München 70. Auflage Rohrmoser C. und Stampfer K., 2003: Optimierung der Bereitstellungskette von Waldhackgut. Teilstudie im Projekt ELWOG-Umsetzung-Rohstoffforschung. Herausgeber: Agrar Plus GmbH, St. Pölten Rotheneder E., Handler F., „Moderne Hackgutlogistik-Lieferung Just in Time“ FJ-BLTWieselburg 2006 Statistik

Austria 2001: Gebäude und Wohnungszählung http://www.statistik.gv.at/blickgem/gemList.do?bdl=2

15.

Mai

2001,

Streißelberger J.: „Optimierung der Bereitstellungskette für Waldhackgut“ AGRAR PLUS GmbH, 2003 Trautner T., Schuhbauer C.: „Wärme und Strom aus Biomasse Technik – Wirtschaftlichkeit – Potenzial“ FH - Deggendorf Tagung 11.05.2007

> 75 <

Anhang (nicht öffentlich zugänglich und nicht zu veröffentlichen)

8.1

Detailanalyse des Energiebedarfs der untersuchten Gebäude

8.1.1 Brauerei Hirt Die Berechnung des Heizwärmebedarfs wurde für folgende Gebäude durchgeführt: •

Verwaltungsgebäude

•

Personalzimmer

•

Braukeller

•

Herrenhaus

Derzeit werden der Braukeller, die Personalzimmer und das Herrenhaus von der Brauerei mit Wärmeenergie versorgt. Der Wärmeverbrauch für diese drei Gebäude betrug im Jahr 2005 196.167,5 kWh. Über den Wärmeverbrauch für die Beheizung des Verwaltungsgebäudes liegen keine Messungen und Aufzeichnungen vor.

8.1.1.1

Verwaltungsgebäude

Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 127,22 kWh/(m².a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 62.975 kWh betragen.

Dieser mittlere bis hohe flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

Die Außenwand ist ohne Wärmedämmung ausgeführt und in Form einer 38 cm Ziegelwand mit Innen- und Außenputz aufgebaut (u = 0,95 W/m2K).

•

Der u-Wert der Fenster wurde mit 3,0 W/m2K eingeschätzt, weil lediglich eine Doppelverglasung ohne Beschichtung vorliegt und in den Thermografieaufnahmen ein gesteigerter Wärmeverlust über den Fensterrahmen und die Glasflächen ersichtlich wurde.

•

Decke zum unbeheizten Dachraum ist ohne Wärmedämmung ausgeführt und wurde aufgrund der erhobenen Daten mit einem u-Wert von 1,01 W/m2K eingeschätzt.

•

Wand zum unbeheizten Stiegenhaus wurde aufgrund des Aufbaues mit einem u-Wert von 0,95 W/m2K eingeschätzt.

Verwaltungsgebäude Einsparungs- und Sanierungspotenziale Dämmung der Außenwand: Durch die Anbringung von Polystyrol-Hartschaumplatten mit einer Dicke von 12 cm kann ein u-Wert von 0,22 W/m2K erreicht werden.

> 76 <

Fensteraustausch: Bei einem Austausch der vorhandenen Fenster ist darauf zu achten, dass die bestehenden Fenster durch Fenster mit einem u-Wert von 0,9 W/m²·K ersetzt werden. Dämmung der obersten Geschoßdecke: Durch die Ausbringung eines Wärmedämmfilzes mit einer Stärke von 18 cm kann ein u-Wert von 0,19 W/m2K erreicht werden.

In Tabelle 19 werden die Einsparungspotenziale der oben genannten Sanierungsmaßnahmen dargestellt.

Tabelle 19: Einsparungspotenziale Verwaltungsgebäude Maßnahme

Einsparungspotenzial [kWh/a]

Dämmung der Außenwand

14.817

Austausch der Fenster

12.506

Dämmung der obersten Geschoßdecke

11.120

Gesamteinsparungspotenzial

38.443

Bei Umsetzung aller Maßnahmen würde der jährliche Heizwärmebedarf von 62.975 auf 24.532 kWh gesenkt werden. Der flächenbezogene Heizwärmebedarf würde dann 49,56 kWh/(m²·a) betragen und kann als niedrig eingeschätzt werden.

8.1.1.2

Personalzimmer

Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 140,37 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 15.160 kWh betragen.

Personalzimmer - Einsparungs- und Sanierungspotenziale •

Austausch der vorhandenen Fenster bzw. Ersatz der bestehenden Verglasung durch beschichtete Doppelverglasung mit Gasfüllung. Generell sollte eine Fenstersanierung oder ein Fenstertausch niemals ohne andere begleitende Maßnahmen durchgeführt werden. Durch die Abdichtung der Fenster wird der Dampfdiffusionsfluss verändert und es kann zu Durchfeuchtung und Schimmelbildung an thermischen Schwachstellen (Zimmerecken usw.) kommen, daher ist eine bauphysikalische Beurteilung erforderlich und meist ist ein Fenstertausch nur im Zusammenhang mit einer kompletten thermischen Sanierung des Gebäudes sinnvoll.

•

Änderung des Lüftungsverhaltens, d.h. keine überlang geöffneten Fenster. Lange geöffnete Fenster führen zur Auskühlung der speicherwirksamen Masse und damit zu einem erhöhten Bedarf an Wärmeenergie. In den Wintermonaten ist eine Lüftungszeit von maximal 10 min. pro Tag für einen Luftaustausch ausreichend.

> 77 <

Rechenbare Einsparungspotenziale sind mit dem Austausch der vorhandenen Fenster zu erzielen. Werden die vorhandenen Fenster durch Fenster mit einem u-Wert von 0,9 W/m²·K ersetzt, ergibt sich eine Energieeinsparung von 1.430 kWh/a. Der flächenbezogene Heizwärmebedarf wird auf 127,13 kWh/(m².a) gesenkt.

Eine komplette energetische Sanierung ist aufgrund des großen Aufwandes und des geringen Nutzens nicht anzuraten.

8.1.1.3

Braukeller

Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 99,59 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 120.607 kWh betragen.

Bei diesem Gebäude ist bereits eine kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung installiert. Der Wirkungsgrad bzw. die Effizienz der Wärmerückgewinnung sind nicht eruierbar. Mit der Annahme von 70 % Wärmerückgewinnung können jährlich 26.438 kWh an Heizenergie eingespart werden.

Einsparungs- und Sanierungspotenziale Im Eingangsbereich an der Westseite wurde im Zuge von Umbauarbeiten ein Glasdach angebracht (siehe Abbildung 25). In den Thermografieaufnahmen wurde kein deutlich erhöhter Wärmedurchgang festgestellt. Hinsichtlich der Behaglichkeit wurde von den darin arbeitenden Personen eine sommerliche Überhitzung angegeben.

Abbildung 25: Glasdach im Eingangsbereich

Aufgrund der sommerlichen Überhitzung ist es anzuraten, die Möglichkeiten der Anbringung einer Jalousie zu prüfen. Mit dieser Maßnahme könnten ca. 20 % der Abstrahlungsverluste über die Glasflächen reduziert werden.

Dämmung der obersten Geschoßdecke: Die oberste Geschoßdecke ist als Gewölbedecke mit Schüttung ausgeführt und weist keine sonstige Wärmedämmung auf. Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, den Wärmeverlust in diesem Bereich zu reduzieren, besteht in der Anbringung einer 2 mal 8 cm dicken Wärmedämmung. Damit könnte ein u-Wert von 0,19 W/m2K erreicht werden. Die Einsparung pro Jahr würde 31.005 kWh betragen.

Türen: Durch die Thermografieaufnahmen wurden deutliche Wärmeverluste im Bereich der Türen, sowohl im Bereich der Westseite als auch im Bereich der Ostseite, festgestellt.

> 78 <

Folgende Maßnahmen können den Energieverlust reduzieren: •

Abdichtung der Türen

•

Beim Austausch der Türen ist darauf zu achten, dass sowohl die Rahmen als auch die Glasflächen einen u-Wert von 0,9 W/m²K aufweisen.

Weitere Einsparungen sind sicherlich mit der kompletten Gebäudesanierung zu erreichen. Das würde eine Außendämmung und eine Dämmung der Decke zum nicht beheizten Keller beinhalten. Diese Maßnahmen sind jedoch sehr aufwendig, kostenintensiv und der Nutzen ist minimal im Vergleich zum Aufwand.

Im Zuge einer kompletten energetischen Sanierung ist weiters die derzeit vorhandene Wärmebrücke im Bereich der Mauerbank zu berücksichtigen. Außerdem ist eine thermografische Beurteilung der Innenräume, mit dem Ziel thermische Schwachstellen zu identifizieren, anzuraten.

8.1.1.4

Herrenhaus

Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 111,75 kWh/(m².a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 71.520 kWh betragen.

Einsparungs- und Sanierungspotenziale Kippfenster sind „Dauerlüfter“ und heizen buchstäblich zum Fenster hinaus: Stattdessen öfter kurz (höchstens 10 Minuten), kräftig und am besten mit Durchzug, lüften. Die Heizung sollte während des Lüftens mittels Thermostatventil herunter gedreht sein.

Thermostatventile: Mit einem Thermostatventil kann die gewünschte Temperatur eingestellt werden, mit Handventilen dagegen nur ein bestimmter Heizwasserdurchfluss. Das Thermostatventil misst laufend die Raumtemperatur und regelt danach den Heizwasserdurchfluss automatisch, sodass die eingestellte Temperatur gehalten wird, auch wenn die Sonne ins Zimmer scheint. Durch die richtige Nutzung von Thermostatventilen können 4 bis 8 % Heizenergie gespart werden.

Dämmung der Heizkörpernischen: Eine nachträgliche Wärmedämmung, z.B. eine 5 mm dicke, aluminiumkaschierte Styroporplatte, spart bis zu 6 % Heizenergie. Das ist eine kostengünstige Investition, die sich nach spätestens zwei bis drei Heizperioden rechnet.

Nachts Jalousien, Fensterläden und Vorhänge schließen: Bei tiefen Außentemperaturen treten die höchsten Wärmeverluste über Glas und Rahmen auf. Allein Jalousien können Wärmeverluste um mehr als 20 % verringern, Vorhänge um weitere 10 %.

Räume nur nach Bedarf beheizen: Die Raumtemperatur sollte im Wohnbereich möglichst nicht mehr als 20 °C betragen. Jedes Grad weniger spart etwa 6 % Heizenergie.

> 79 <

Rechnerisch erfassbare Einsparungspotenziale: Austausch der Fenster: Bei einem Austausch der vorhandenen Fenster ist darauf zu achten, dass die bestehenden Fenster durch Fenster mit einem u-Wert von 0,9 W/m²·K ersetzt werden. Die Einsparung pro Jahr würde 11.791 kWh betragen.

Dämmung der obersten Geschoßdecke: Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit den Wärmeverlust in diesem Bereich zu reduzieren, besteht in der Anbringung einer 2 mal 8 cm dicken Wärmedämmung. Damit könnte ein u-Wert von 0,19 W/m2K erreicht werden. Die Einsparung pro Jahr würde 9.369 kWh betragen.

Weitere energetische Sanierungsmaßnahmen, wie z.B. die Dämmung der Außenwand, sind aufgrund des großen Aufwands im Vergleich zum Nutzen nicht anzuraten. Deshalb sollten bei diesem Gebäude die Energieeinsparungen hauptsächlich durch die zu Beginn genannten einfachen Einsparungsmaßnahmen gesehen werden.

8.1.2 Säge Hirt Die Säge Hirt hat keine Gebäude, die einen nennenswerten Wärmeenergiebedarf haben.

8.1.3 Gesundheitsresort Agathenhof 8.1.3.1

Heizungssystem

Für die Beheizung von Neubau, Altbau, Mandalahaus, Sternzeichenhaus Verbindungsgänge ist eine Ölheizung im Gebäude „Altbau“ installiert. •

Kesselleistung: 2 Kessel mit jeweils 320 kW

•

Einbaujahr: 2005

•

Vorlauftemperatur: 100 °C

und

Anmerkung: Temperaturmessungen haben ergeben, dass die Warmwassertemperatur im Mandala- und Sternzeichenhaus max. ca. 54 °C beträgt. Laut Angaben des Haustechnikers sind die Rohrleitungen ungedämmt bzw. nur mit einem Anstrich versehen.

Das Gebäude „Oasebad“ wird mit einer im Gebäude installierten Ölheizung beheizt. •

2 Heizkessel – Einbaujahr: ca. 1990

•

Kesselleistung: 50 – 63 kW

•

Kontrollierte Be- und Entlüftung ohne Wärmerückgewinnung

> 80 <

Tabelle 20: Heizölverbrauch lt. übergebener Aufzeichnungen: Jahr

Heizölverbrauch [l]

Heizölverbrauch [kWh/a]

2005

97.26521

972.650

2006

189.743

1.897.430

Der steigende Heizölverbrauch wird dadurch begründet, weil im Dezember 2005 durch die Inbetriebnahme des Neubaus ein Zuwachs an Kurgästen zu verzeichnen ist und nicht nur der Heizwärmebedarf steigt, sondern auch der Warmwasserbedarf. Der Warmwasserbedarf pro Tag beträgt 40 – 42 m3 (Neubau, Altbau, Mandala- und Sternzeichenhaus), das sind 14.112 m3 pro Jahr. Der Warmwasserbedarf setzt sich folgendermaßen zusammen: •

40 – 45 Therapiebäder mit jeweils 400 l Wasser pro Tag

•

Brauchwasser für die angeführten Gebäude

Der Vergleich der eingesetzten Heizölmenge mit der Wärmemenge, die laut Wärmebedarfsberechnung zur Beheizung der Gebäude notwendig ist, und jener Wärmemenge, welche zur Erwärmung des Brauchwassers benötigt wird, weist eine hohe Übereinstimmung auf.

Am Dach des Altbaues ist eine Solaranlage installiert. Die Anlage ist aufgrund eines Defektes derzeit außer Betrieb. Die gesamte Warmwasserbereitstellung erfolgt mit dem Heizungssystem.

Die Wärmeübertragung in den einzelnen Gebäuden erfolgt folgendermaßen:

•

Neubau: Dieses Gebäude verfügt über eine kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung. Zusätzlich zu dieser Wärmequelle werden Radiatoren, welche mit Thermostatventilen versehen sind, eingesetzt.

•

Altbau: Hauptsächlich Fußbodenheizung

•

Mandalahaus: Radiatoren, in den Bädern ist eine Fußbodenheizung installiert. Die Radiatoren sind nicht mit Thermostatventilen ausgestattet und die Mauerflächen hinter den Radiatoren weisen keine reflektierenden Matten auf.

•

Sternzeichenhaus: Wand- und Fußbodenheizung, ein Raum im Dachgeschoß ist mit Radiatoren ausgestattet.

•

Oasebad: Wand- und Fußbodenheizung: Die Wandheizung in diesem Bereich weist sehr dünne Rohrleitungen auf. Bei diesem Gebäude ist eine kontrollierte Be- und Entlüftung eingerichtet. Diese Anlage verfügt jedoch über keine Wärmerückgewinnung.

•

Villa Agathe, Melisse (2 Gebäude), weiße Häuser (2 Gebäude), 15 kleine Häuser werden mit Strom beheizt. Die Warmwasserbereitstellung erfolgt mit Hilfe von Strom.

Radiatoren

und

Umrechnungsfaktor: 10 kWh/l

> 81 <

Teilbereichen

(Therapieräumen)

8.1.3.2

Strombedarf

Der Strombedarf betrug im Jahr 2006 insgesamt 958.828 kWh. In Tabelle 21 wird der Stromverbrauch in den einzelnen Monaten dargestellt.

Tabelle 21: Stromverbrauch 2006 Monat

Gesamt [kWh]

Tag [kWh]

Nacht [kWh]

55.630

15.400

Februar

93.984

71.627

22.357

März

97.730

75.325

22.405

April

81.800

64.137

17.663

Mai

76.367

60.854

15.513

Juni

66.532

52.926

13.606

Juli

65.534

51.575

13.959

August

75.276

58.496

16.780

September

71.777

55.766

16.011

Oktober

79.110

61.306

17.804

November

86.357

65.966

20.391

Dezember

93.331

70.968

22.363

958.828

744.576

214.252

Jänner

71.030

Summe

Wesentliche Verbraucher werden nachfolgend angeführt: •

•

Umwälzpumpen -

Das Gesundheitsresort verfügt über 3 Schwimmbäder (2 Hallenbäder und 1 Freibad)

Anzahl der Umwälzpumpen im gesamten Areal: 50

Be- und Entlüftungsanlage im Neubau und Oasebad

Neubau: Motorleistung beträgt 1,5 kW

Oasebad: Motorleistung unbekannt

Beheizung von folgenden Gebäuden: -

Villa Agathe: 12.595 kWh/a

15 kleine Häuser: 135.345 kWh/a

2 Häuser vom Typ Melisse: 37.164 kWh/a

2 weiße Häuser: 48.682 kWh/a

Gesamt: 233.786 kWh/a 24 % vom ges. Stromverbrauch

Stromverbrauch Jänner 2007 bis 21.1.2007, da kein Wert vom Jänner 2006 vorliegt. Rechnerisch (basierend auf dem bisherigen Verbrauch) würde sich für den gesamten Monat Jänner 2007 ein Wert von ca. 93.000 kWh ergeben.

> 82 <

•

Warmwasseraufbereitung in jenen Gebäuden, welche auch mit Strom beheizt werden -

•

Die max. Belegung beträgt in diesen Gebäuden max. 20 Personen. Der Strombedarf wird bei diesen Rahmenbedingungen auf 20.000 kWh23 geschätzt.

Küche -

2 Elektroherde

1 Gasherd

3 Teekocher mit 3,2 kW Leistung

Hauseigene Wäscherei -

2 Waschmaschinen, angeschafft in den Jahren 2005 und 2003 mit 230 bzw. 105 l Füllgröße

Betriebsstunden: 8 Std. pro Tag

Beleuchtung: Energiesparlampen Außenbeleuchtung

sind

vorhanden,

Zeitschaltung

für

die

Der Stromverbrauch ist während der Heizperiode erwartungsgemäß höher als in den Sommermonaten. In Abbildung 26 wird der Stromverbrauch entsprechend der Monatsverteilung und die Aufteilung zwischen Tag- und Nachtstrom dargestellt. 100000

Tag

Nacht

90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0

Abbildung 26: Stromverbrauch 2006

In weiterer Folge wurde eine Monatsauswertung der Lastgangkurven durchgeführt, wobei keine signifikanten Schwankungen erkennbar waren. Die exemplarisch durchgeführte Tagesauswertung (siehe Abbildung 27) zeigt, dass auch nachts ein hoher Stromverbrauch vorliegt.

Pro Person wurden 1000 kWh/a für die Warmwasseraufbereitung angenommen

> 83 <

190 180 170 160 150 140 130 120

[kW]

110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Abbildung 27: Lastgangauswertung 06.12.2006

Der Vergleich des Stromverbrauchs der bekannten Verbraucher mit dem Gesamtstromverbrauch zeigt, dass gegenwärtig nur ca. 50 % des Stromverbrauchs zuordenbar sind. Dieser Sachverhalt wird zurzeit weiterverfolgt und zu klären versucht.

8.1.3.3

Heizwärmebedarf

In Tabelle 22 wird der rechnerisch ermittelte Heizwärmebedarf in den einzelnen Gebäuden angeführt. Erwartungsgemäß weist der im Jahr 2006 fertig gestellte Neubau einen niedrigen flächenbezogenen Heizwärmebedarf auf. Einen sehr hohen Heizwärmebedarf weisen hauptsächlich jene Gebäude auf, welche mit Strom beheizt werden.

Für die Berechnung des Heizwärmebedarfs mussten Annahmen hinsichtlich der uWerteinschätzung getroffen werden. Dies wurde notwendig, weil keine Aufzeichnungen hinsichtlich der Gebäudesubstanz existieren.

> 84 <

Tabelle 22: Übersicht Heizwärmebedarf und flächenbezogener Heizwärmebedarf Gebäude

Heizenergiebedarf [kWh/a]

Flächenbezogener Heizwärmebedarf [kWh/(m²·a)]

Neubau

124.146

41,72

Altbau

170.559

149,09

Mandalahaus

130.437

142,09

99.549

122,90

133.545

206,09

12.595

83,97

135.345

410,14

Melisse (2 Gebäude)

37.164

309,70

Weiße Häuser (2 Gebäude)

48.682

289,77

Verbindungsgänge

35.285

542,84

Sternzeichenhaus Oasebad Villa Agathe 15 kleine Häuser

SUMME

8.1.3.4

927.307

Einsparungspotenziale

Die vorhandenen Radiatoren sind mit Thermostatventilen ausgestattet, jedoch kann nur durch die richtige Handhabung Heizenergie eingespart werden. Nachfolgend wird auf einige wesentliche Punkte hingewiesen, weil generell gesagt werden kann, dass durch die richtige Nutzung 4 bis 8 % an Heizenergie eingespart werden können: •

Thermostatventile dürfen nicht von Gardinen verdeckt werden, da sie ansonst nicht ordnungsgemäß funktionieren.

•

Die Raumtemperatur sollte im Wohnbereich möglichst nicht mehr als 20 °C betragen. Jedes Grad weniger spart etwa 6 % Heizenergie.

•

Bei Abwesenheit bis zu zwei Tagen sollte die Temperatur auf 15 °C, bei längerer Abwesenheit auf 12 °C oder die Frostschutzposition des Thermostatventils eingestellt werden.

Beim Rundgang durch das Gebäude und auch im Rahmen der Thermografieaufnahmen (nachts) wurden viele gekippte Fenster vorgefunden. Kippfenster sind „Dauerlüfter“ und es wird buchstäblich zum Fenster hinaus geheizt. Deshalb sollte ein kurzes und kräftiges Lüften (höchstens 10 Minuten) durchgeführt werden, weil auf diese Weise auch ein Auskühlen der speicherwirksamen Masse im Raum verhindert wird und die Aufheizzeiten wesentlich verkürzt werden.

Im Rahmen der Thermografieaufnahmen wurden Undichtheiten bei verschiedenen Fenstern identifiziert, was zu Wärmeverlusten führt. Deshalb sollte die Dichtheit der Fenster durch eine Fachfirma überprüft und ggf. mit Dichtungsprofilen verschlossen werden.

> 85 <

Bei allen Gebäuden wurde ein erhöhter Wärmedurchgang über die Glasflächen festgestellt. Der Wärmeverlust kann durch Jalousien um 20 % verringert werden, aber auch geschlossene Vorhänge können den Wärmeverlust um 10 % verringern.

•

Besonders empfohlen werden kann das Anbringen von Außenjalousien im Bereich der großen Glasflächen bei den Verbindungsgängen.

Im Mandalahaus erfolgt die Wärmeübertragung mit Radiatoren, die Wandflächen hinter den Radiatoren weisen jedoch keine Wärmedämmung auf. Eine nachträgliche Wärmedämmung (z.B. bei Platzmangel eine 5 mm dicke, aluminiumkaschierte Styroporplatte) verringert den Energieverlust und reduziert so den Heizenergiebedarf um bis zu 6 %. Eine solche Investition amortisiert sich in 2 bis 3 Heizperioden.

Rechenbare Einsparungspotenziale im Hinblick auf den Heizenergiebedarf sind in Tabelle 23 dargestellt.

Tabelle 23: Übersicht Einsparungspotenziale Gesundheitsresort Agathenhof Gebäude

Einsparungspotenzial [kWh/a]

Altbau

Dämmung der obersten Geschoßdecke: 39.789

15 Kleine Häuser

Dämmung der obersten Geschoßdecke: 22.415

SUMME

62.204

Die Häuser „Melisse“ und die beiden weißen Häuser weisen massive Feuchteschäden auf. Der flächenbezogene Heizenergiebedarf ist in diesem Bereich als hoch einzuschätzen, jedoch ist hier eine energetische Sanierung nicht in Erwägung zu ziehen, sondern wenn die Gebäude weiter genutzt werden, sollte die Sanierung der Feuchte im Vordergrund stehen.

Der Agathenhof weist einen sehr hohen Wärmebedarf für die Bereitstellung von Warmwasser auf, was auf schlechte Isolierungen des weitläufigen Rohrleitungsnetzes hinweist.

8.1.4 Gemeinde Micheldorf 8.1.4.1

Gemeindeamt Micheldorf

Das Gemeindeamt wurde 1970 gebaut und 1998 wurden neue Fenster eingebaut und 2000 ein Vollwärmeschutz aufgetragen. Das Amt ist 1971 vom alten Gemeindeamt in Hirt 20 in das jetzige eingezogen. 2004 wurde ein neuer Heizkessel eingebaut

8.1.4.1.1 Heizungssystem Das Gemeindeamt wird über eine Zentralheizung mit Heizöl extra leicht betrieben. Der Heizkessel hat eine Nennleistung von 35 kW und wird auch für die Warmwasserbereitung verwendet. Die Regelung der Heizung erfolgt über Außentemperaturfühler.

> 86 <

Tabelle 24: Heizölverbrauch Gemeindeamt Micheldorf Jahr

Heizölverbrauch [l]

Heizölverbrauch in [kWh]

2005

7.000

70.000

2006

8.705

87.050

Der gestiegene Heizölbedarf wird mit dem langen Winter 2006 begründet.

8.1.4.1.2 Heizenergieverbrauch Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 100,28 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 49.640 kWh betragen.

Dieser mittlere bis hohe flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

nicht isolierte Decke zum unbeheizten Keller

•

nicht isolierte Eingangstüre bzw. hat die Eingangstüre durch das verwendete Glas und die Alubauweise schlechte Dämmwerte

8.1.4.1.3 Einsparungspotenziale • Die Raumtemperatur sollte im Wohnbereich möglichst nicht mehr als 20 °C betragen. Jedes Grad weniger spart etwa 6 % Heizenergie. •

Bei Abwesenheit bis zu zwei Tagen sollte die Temperatur auf 15 °C, bei längerer Abwesenheit auf 12 °C oder die Frostschutzposition des Thermostatventils eingestellt werden.

•

Kippfenster sind „Dauerlüfter“ und heizen buchstäblich zum Fenster hinaus: Stattdessen öfter kurz (höchstens 10 Minuten), kräftig und am besten mit Durchzug lüften.

•

Schließen der Oberlichten bei der hinteren Gemeindeamtstür

•

Isolierung bzw. Austausch der Eingangstüre

•

Regelmäßige Überprüfung der Fenster (Dichtung, Schließfunktion, alle 5 Jahre)

> 87 <

8.1.4.2

Volksschule Micheldorf

Die neue Volksschule wurde 1996 fertig gestellt und der Wärmeschutz wurde bei der Planung und beim Bau berücksichtigt.

Es bestehen Wärmebrücken im Bereich der Rollokästen durch offene Kippfenster und durch feuchte Mauerstellen.

Abbildung 28: Wärmebrücken im Bereich der Rollokästen

8.1.4.2.1 Heizungssystem Das Gebäude wird mit einem Heizölkessel beheizt und die Steuerung erfolgt über Außentemperaturfühler.

Tabelle 25: Heizölverbrauch Volksschule Micheldorf Jahr

Heizölverbrauch [l]

Heizölverbrauch [kWh]

2004

8.702

87.020

2005

5.000

50.000

2006

20.106

201.060

Der angegebene Heizölverbrauch entspricht nicht dem tatsächlichen Verbrauch der einzelnen Jahre, da das Heizöl abhängig vom Ölpreis eingekauft wurde und daher die Einkaufsmengen schwanken.

8.1.4.2.2 Heizenergieverbrauch Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 72,45 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 105.217 kWh betragen.

> 88 <

Dieser mittlere bis niedrige flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

Alter des Gebäudes

•

entsprechende Wärmeschutzmaßnahmen beim Bau des Gebäudes

•

Wärmebrücken im Gebäude (Außenwände, Rollokästen der Fenster)

•

Feuchtstellen in den Außenwänden

8.1.4.2.3 Einsparungspotenziale • Die Raumtemperatur sollte im Wohnbereich möglichst nicht mehr als 20 °C betragen. Jedes Grad weniger spart etwa 6 % Heizenergie. •

Bei Abwesenheit bis zu zwei Tagen sollte die Temperatur auf 15 °C, bei längerer Abwesenheit auf 12 °C oder die Frostschutzposition des Thermostatventils eingestellt werden.

•

Kippfenster sind „Dauerlüfter“ und heizen buchstäblich zum Fenster hinaus: Stattdessen öfter kurz (höchstens 10 Minuten), kräftig und am besten mit Durchzug lüften.

•

Regelmäßige Überprüfung der Fenster (Dichtung, Schließfunktion, Rollokästen, alle 5 Jahre)

•

Beseitigung von Wärmebrücken bei den Außenwänden und Rollkästen

•

Sanierung der vorhandenen Feuchtstellen in den Außenwänden

8.1.4.3

Wohnhäuser in der Pfarrstraße 1 und 3

Die beiden Gebäude wurden ca. 1950 gleichzeitig fertig gestellt und sind nahezu identisch. Es gibt kein zentrales Heizungssystem, weshalb die Wohneinheiten einzeln beheizt werden. Es hat noch nie eine Sanierung gegeben.

Die Außenwände und Fenster weisen gravierende Wärmebrücken auf.

Abbildung 29: Wärmebrücken bei den Wohnhäusern Pfarrstraße 1 und 3

> 89 <

8.1.4.3.1 Heizungssystem Die Wohneinheiten werden dezentral mittels Holzöfen, Gasetagenheizungen oder mit Strom beheizt. Es gibt keine automatische Steuerung für die Raumtemperatur der einzelnen Wohnungen. Die Temperatur wird daher durch Lüftung über Fenster und Balkontüren geregelt.

Über den Energieressourcenverbrauch gibt es keine Aufzeichnungen, daher kann dieser nur rechnerisch nachvollzogen werden.

8.1.4.3.2 Heizenergieverbrauch Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand der Gebäude ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 140,34 kWh/(m²·a) bei Pfarrweg 1 und 140,42 kWh/(m²·a) bei Pfarrweg 3 ermittelt. Jährlich würde somit ein Bedarf von 111.153 und 111.213 kWh anfallen.

Dieser hohe flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

fehlende Sanierungsmaßnahmen, wie Vollwärmeschutz, Abdichtung der obersten Geschoßdecke und der Decke zum unbeheizten Keller, Abdichtung der Wände zum unbeheizten Stiegenhaus und Einbau von Wärmeschutzfenstern.

•

Wärmebrücken in den Außenwänden

8.1.4.3.3 Einsparungspotenziale • Vollwärmeschutz für beide Gebäude •

Abdichtung der obersten Geschoßdecke und des Kellers

•

regelmäßige Instandhaltung der vorhandenen Fenster oder Austausch durch Wärmeschutzfenster

•

Sanierung von Wärmebrücken

•

Die Raumtemperatur sollte im Wohnbereich möglichst nicht mehr als 20 °C betragen. Jedes Grad weniger spart etwa 6 % Heizenergie.

•

Kippfenster sind „Dauerlüfter“ und heizen buchstäblich zum Fenster hinaus: Stattdessen öfter kurz (höchstens 10 Minuten), kräftig und am besten mit Durchzug, lüften.

Das Anbringen eines Vollwärmeschutzes mit 12 cm Polystyrol-Hartschaumplatten führt zu einem u-Wert von 0,23 W/m²K. Die Einsparung pro Jahr würde 35.606 kWh betragen.

Dämmung der obersten Geschoßdecke: Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, den Wärmeverlust in diesem Bereich zu reduzieren, besteht in der Anbringung einer 2 mal 8 cm dicken Wärmedämmung. Damit könnte ein u-Wert von 0,19 W/m2K erreicht werden. Die Einsparung pro Jahr würde 19.448 kWh bei Pfarrweg 1 und 36.075 kWh bei Pfarrweg 3 betragen. > 90 <

Der Austausch der Fenster durch Fenster mit Gasfüllung würde den u-Wert auf 0,9 W/m²k senken und somit zu einer Einsparung von 14.314 kWh und 13.260 kWh pro Jahr führen.

Tabelle 26: Einsparungspotenziale Wohnhäuser Pfarrstraße 1 und 3 Maßnahme

Einsparungspotenzial [kWh/a]

Dämmung der Außenwände

35.606 und 36.075

Dämmung der obersten Geschoßdecke

19.448

Austausch der Fenster

14.214 und 13.260

Gesamteinsparungspotenzial

8.1.4.4

69.268 und 68.783

Gemeindegebäude Hirt 20

Das Gebäude wurde ca. 1950 errichtet und diente als Gemeindeamt. Nachdem das neue Gemeindeamt 1971 bezogen wurde, sind die Amtsräumlichkeiten und das Dachgeschoß zu Wohneinheiten umgebaut worden. Das Gebäude wurde von 2003 bis 2005 saniert. Hierbei sind neue Fenster eingebaut, ein Vollwärmeschutz angebracht und ein neues Dach inkl. Abdichtung der obersten Geschoßdecke aufgesetzt worden.

8.1.4.4.1 Heizungssystem Bis 2002 wurde ein Heizkessel, der mit Stückholz oder Kohle beschickt werden konnte, verwendet. 2002 wurde ein zusätzlicher Kessel eingebaut, der mit Heizöl betrieben wird. Der Kessel hat eine Nennleistung von 36 kW.

Die Heizungsregelung erfolgt über Außentemperaturfühler und über Thermostatventilen an den Heizkörpern.

8.1.4.4.2

Heizenergieverbrauch

Tabelle 27: Heizölverbrauch Wohnhäuser Pfarrstraße 1 und 3 Jahr

Heizölverbrauch in l

Heizölverbrauch in kWh

2004

6.894

68.940

2005

5.621

56.210

2006

9.710

97.100

Der Anstieg des Heizölverbrauches wird mit dem langen Winter 2006 begründet.

Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand der Gebäude ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 69,92 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde ein Bedarf an 28.778 kWh anfallen.

> 91 <

Dieser mittlere bis niedrige flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

Dachsanierung

•

Vollwärmeschutz

•

Fensteraustausch

8.1.4.4.3 Einsparungspotenziale • Die Raumtemperatur sollte im Wohnbereich möglichst nicht mehr als 20 °C betragen. Jedes Grad weniger spart etwa 6 % Heizenergie. •

Kippfenster sind „Dauerlüfter“ und heizen buchstäblich zum Fenster hinaus: Stattdessen öfter kurz (höchstens 10 Minuten), kräftig und am besten mit Durchzug lüften.

•

Beseitigung von Wärmebrücken der Außenwände zwischen Erdgeschoß und Keller

•

Regelmäßige Überprüfung der Fenster (Dichtungen, Schließfunktion, alle 5 Jahre)

8.1.5 Pfarre Micheldorf 8.1.5.1

Pfarrhaus in Micheldorf

8.1.5.1.1 Allgemeines Im Rahmen der Datenerhebung für die Wärmebedarfsberechnung wurden Feuchteschäden im Bereich der Nord- und Südfassade festgestellt (siehe Abbildung 30 und Abbildung 31).

Abbildung 30: Nordfassade – Übersicht

Abbildung 31: Ostfassade - Teilansicht

Eine Durchfeuchtung von Mauerwerk tritt auf, wenn die Abdichtungen nicht oder mangelhaft ausgeführt wurden. Die nassen Flecken an der Mauer steigen hoch auf, bis an der Oberfläche so viel Wasser verdunstet, wie unten ins Mauerwerk eindringt und kann ohne entsprechende Sanierungsmethode nicht behoben werden.

Deshalb sollte, bevor an eine energetische Sanierung des Gebäudes herangegangen wird, die Ursache für die Durchfeuchtung des Mauerwerks identifiziert werden.

> 92 <

Ursachen für die Durchfeuchtung sind sehr mannigfaltig und deshalb sollte die Ursachenfindung durch eine Fachfirma durchgeführt werden, bevor eine Trockenlegungsmethode ausgewählt werden kann.

Aufgrund des durchfeuchteten Mauerwerks kann auch davon ausgegangen werden, dass ein erhöhter Energieverlust an den durchfeuchteten Stellen auftritt.

Weitere wesentliche Schwachstellen des Gebäudes sind die Fenster. Die Rahmen der Kastenfenster weisen bei optischer Betrachtung deutliche Mängel auf und es kann davon ausgegangen werden, dass Undichtheiten in diesem Bereich zu erheblichen Wärmeverlusten führen.

Das Pfarrhaus in Micheldorf wird mit einer Ölheizung beheizt. Da das Pfarrhaus derzeit nicht ständig bewohnt ist, wird lediglich soviel Heizungsenergie zugeführt, um ein Einfrieren des im Heizungssystem zirkulierenden Wassers zu verhindern und ein Raum wird auf ca. 18 °C erwärmt.

8.1.5.1.2 Heizungssystem • Jahr des Einbaus: 1996 •

Kesselleistung: 17 - 21 kW

•

Brennstoff: Heizöl

•

Jahresverbrauch 2005: ca. 19.800 kWh/a

8.1.5.1.3 Heizenergieverbrauch Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 120,23 kWh/(m².a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 37.693 kWh betragen.

Dieser mittlere bis hohe flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

Die Außenwand ist ohne Wärmedämmung ausgeführt, jedoch weist sie eine Dicke von ca. 0,8 m – 1 m auf, was grundsätzlich auf einen geringen Wärmedurchgang schließen lässt. Die u-Werteinschätzung erfolgte jedoch aufgrund der beschriebenen Durchfeuchtung und dem damit höheren Wärmedurchgang mit u=0,6 W/m²K.

•

Der u-Wert der Kastenfenster wurde mit 3,0 W/m²K eingeschätzt.

8.1.5.1.4 Einsparpotenziale Die Identifikation der Durchfeuchtungsursache und in weiterer Folge die Auswahl der geeigneten Sanierungsmaßnahmen stehen an oberster Stelle.

> 93 <

Um gezielt thermische Schwachstellen identifizieren zu können, ist es ebenfalls anzuraten, die Innenräume thermografisch zu beurteilen, um ggf. thermische Schwachstellen, wie z.B. an Zimmerecken, zu identifizieren und so eine Schimmelbildung zu verhindern.

Im Zuge dieser Sanierung kann in weiterer Folge auch die thermische Gebäudesanierung vorgenommen werden. In diesem Zusammenhang werden folgende Maßnahmen als sinnvoll erachtet: •

Austausch der vorhandenen Kastenfenster und ersetzen durch Fenster mit Verglasung durch beschichtete Doppelverglasung mit Gasfüllung (u = 0,9 W/m²K).

•

Generell sollte eine Fenstersanierung oder ein Fenstertausch niemals ohne andere begleitende Maßnahmen durchgeführt werden. Durch die Abdichtung der Fenster wird der Dampfdiffusionsfluss verändert und es kann zu Durchfeuchtung und Schimmelbildung an thermischen Schwachstellen (z.B. Zimmerecken) kommen, daher ist eine bauphysikalische Beurteilung erforderlich und meist ist ein Fenstertausch nur im Zusammenhang mit einer kompletten thermischen Sanierung des Gebäudes sinnvoll.

•

Dämmung der Außenwand in Form einer Außendämmung mit 12 cm PolystyrolHartschaumplatten (u = 0,2 W/m²K).

•

Sanierung des erdanliegenden Fußbodens, um Wärmeverluste über diesen Bereich zu reduzieren (u = 0,15 W/m²K).

In Tabelle 28 werden die Einsparungspotenziale der einzelnen Sanierungsmaßnahmen dargestellt. Bei Umsetzung aller Maßnahmen würde der jährliche Heizwärmebedarf von 37.693 auf 17.095 kWh gesenkt werden. Der flächenbezogene Heizwärmebedarf würde dann 54,53 kWh/(m²·a) betragen und kann als niedrig eingeschätzt werden.

Tabelle 28: Einsparungspotenziale Pfarrhaus Micheldorf Maßnahme

Einsparungspotenzial [kWh/a]

Austausch der Fenster

6.207

Dämmung der Außenwand

10.682

Erdanliegender Fußboden

3.710

Gesamteinsparungspotenzial

20.599

Weitere Maßnahmen: •

Im Zuge einer ggf. notwendigen Dachsanierung kann am Dach eine Solaranlage installiert werden, mit dem Ziel, die Warmwasserbereitstellung mit Sonnenenergie durchzuführen.

•

Austausch der vorhandenen Radiatoren und Ausstattung dieser mit Thermostatventilen, um eine bedarfsgerechte Beheizung der Räume gewährleisten zu können, mit dem Ziel, Energie einzusparen.

•

Anbringung von reflektierenden Matten in den Heizkörpernischen, um einen erhöhten Wärmedurchgang und Verlust in diesem Bereich zu reduzieren.

> 94 <

8.1.5.2

Pfarrhaus in Hohenfeld

8.1.5.2.1 Heizungssystem Das Pfarrhaus in Hohenfeld wird mit Scheitholz beheizt und derzeit von 2 Personen bewohnt. Das Pfarrhaus wird nur zur Hälfte bewohnt und von einem Scheitholzofen zentral beheizt. Die Wärmeübertragung erfolgt mit Radiatoren, welche nicht mit Thermostatventilen ausgestattet sind.

Heizungssystem: •

Jahr des Einbaus: ca. 1960

•

Kesselleistung: nicht bekannt

•

Brennstoff: Scheitholz

•

Jahresverbrauch 2005: ca. 30 Fm 66.000 kWh/a

Warmwasser: Die Warmwasserbereitstellung erfolgt mit elektrischer Energie. •

Leistung: 2,8 kW

•

Speicherkapazität: 120 l

8.1.5.2.2 Heizenergieverbrauch Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 128,08 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 48.670 kWh betragen.

Dieser mittlere bis hohe flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

Die oberste Geschoßdecke ist als Dippelbaumdecke ausgeführt und weist keine Wärmedämmung auf. (u = 0,91 W/m²K)

•

Der u-Wert der Kastenfenster wurde mit 3,0 W/m²K eingeschätzt.

•

Der Aufbau der Außenwände ist historisch unverändert geblieben und weist eine Wandstärke von 0,8 – 1 m auf (u = 0,49 W/m²K). Der optische Zustand der Außenfassade weist keine Feuchteschäden auf und kann als gut eingeschätzt werden.

8.1.5.2.3 Einsparpotenziale Gebäudesubstanz •

Einfache, kostengünstige und leicht zu realisieren, ist die Dämmung der obersten Geschoßdecke mit 2 mal 8 cm Dämmmatten (u = 0,22 W/m²K).

•

Austausch der vorhandenen Kastenfenster und Ersatz durch Fenster mit Verglasung durch beschichtete Doppelverglasung mit Gasfüllung (u = 0,9 W/m²K).

> 95 <

Tabelle 29: Sanierungspotenziale Pfarrhaus Hohenfeld Maßnahme

Einsparungspotenzial [kWh/a]

Dämmung der obersten Geschoßdecke

10.783

Austausch der Fenster

5.805

Gesamteinsparungspotenzial

16.588

Heizungssystem Das Heizungssystem ist veraltet und entspricht nicht mehr dem Stand der Technik. Für die Wärmeübertragung werden Radiatoren verwendet. Thermostatventile sind nicht vorhanden.

Warmwasser Die Warmwasseraufbereitung wird mit elektrischer Energie durchgeführt. Im Zuge einer generellen Sanierung und der genügend vorhandenen Dachflächen kann daran gedacht werden, die Warmwasserbereitstellung mit Solarenergie durchzuführen.

8.1.6 Gasthäuser und private Wohnhäuser 8.1.6.1

Gasthaus Leikam

8.1.6.1.1 Heizungssystem Das Gebäude wird mit Biomasse (Scheitholz) beheizt. •

Scheitholzbedarf im Jahr 2005: 50 Rm24

•

Kesselnennleistung: 60 kW

•

Jahr des Einbaus: 2002

Derzeitige Energieverbräuche: •

Stromverbrauch: ca. 4.000 kWh/a

•

Heizenergieverbrauch: ca. 70.000 kWh/a Warmwasserbereitstellung im Wohnbereich)

(davon

2.00025

kWh/a

für

die

Im Anschluss an das Gasthaus ist ein Veranstaltungsraum angebaut. Der Veranstaltungsraum ist eingeschoßig gebaut und weist eine beheizte Fläche von ca. 140 m2 auf. Dieser Raum wird ca. 10 Mal pro Jahr auf 20 °C beheizt. Über die Wintermonate wird lediglich soviel Heizenergie zugeführt, um ein Einfrieren des zirkulierenden Heizungswassers im Leitungssystem zu verhindern. Aus diesem Grund wurde für dieses Gebäude auch keine gesonderte Wärmebedarfsberechnung durchgeführt.

Umrechnungsfaktor: 1400 kWh/Rm Für die Warmwasserbereitstellung werden 2.000 kWh/a angenommen. Dieser Wert ergibt sich aus der Tatsache, dass 5 Personen im Wohnhaus leben und der Annahme, dass pro Person 400 kWh/a für die Warmwasserbereitstellung benötigt werden.

> 96 <

Am Dach des Veranstaltungsraums befindet sich eine Solaranlage mit 12 m2 Kollektorfläche. Die Solaranlage verfügt über einen 1.000 l Warmwasserspeicher. Die mit der Solaranlage erzeugte Energie wird für die Beheizung des hauseigenen Schwimmbads verwendet.

Die Warmwassererzeugung erfolgt ebenfalls zentral mit der Heizungsanlage.

8.1.6.1.2 Heizenergiebedarf Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 87,35 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 53.284 kWh betragen.

Der Veranstaltungsraum wird durchschnittlich 10 Mal pro Jahr beheizt.

Hinsichtlich der Gebäudesubstanz ergeben sich energetische Schwachstellen an den Außenwänden. Die vorhandenen Außenwände sind in Form einer 25 cm Ziegelwand mit Innen- und Außenverputz, ohne Wärmedämmung ausgeführt.

Die vorhandenen Fenster weisen eine Doppelverglasung ohne Beschichtung auf und die Fensterrahmen sind aus Holz. Aufgrund dieser Tatsachen kann davon ausgegangen werden, dass auch in diesem Bereich Wärmeverluste auftreten.

Sanierungspotenziale liegen im Bereich der Außenwand, indem eine Wärmedämmung an der Außenseite angebracht wird und im Austausch der vorhandenen Fenster. Im Fall eines Fenstertausches sollte bei der Beschaffenheit des Glases auf eine Doppelverglasung mit Gasfüllung und Innenbeschichtung geachtet werden.

Aufgrund der nur sporadischen Beheizung auf 20 °C des Raumes stehen die Kosten für die Sanierung in keiner Relation zur Energieeinsparung.

8.1.6.1.3 Einsparpotenziale Einsparungs- und Sanierungspotenziale werden in folgenden Bereichen gesehen: •

Identifikation der Ursache für die Durchfeuchtung des Mauerwerks an der Westseite des Gasthofes. Ursachen für die Durchfeuchtung können als sehr mannigfaltig angesehen werden und daher ist vor der Wahl einer Trockenlegungsmethode eine genaue Mauerwerksanalyse durch eine Fachfirma erforderlich.

•

Austausch der vorhandenen Fenster bzw. Ersatz der bestehenden Verglasung durch beschichtete Doppelverglasung mit Gasfüllung.

•

Generell sollte eine Fenstersanierung oder ein Fenstertausch niemals ohne andere begleitende Maßnahmen durchgeführt werden. Durch die Abdichtung der Fenster wird der Dampfdiffusionsfluss verändert und es kann zu Durchfeuchtung und Schimmelbildung an thermischen Schwachstellen (Zimmerecken, Balkonanschlüssen usw.) kommen, daher ist eine bauphysikalische Beurteilung erforderlich und meist ist

> 97 <

ein Fenstertausch nur im Zusammenhang mit einer kompletten thermischen Sanierung des Gebäudes sinnvoll. •

Rechenbare Einsparungspotenziale sind mit dem Austausch der vorhandenen Fenster zu erzielen. Werden die vorhandenen Fenster durch Fenster mit einem u-Wert von 0,9 W/m²·K ersetzt, ergibt sich eine Energieeinsparung von 6.172 kWh/a. Der flächenbezogene Heizwärmebedarf wird auf 77,23 kWh/(m².a) gesenkt.

8.1.6.2

Wohnhaus Wurzer

8.1.6.2.1 Heizungssystem Das Wohnhaus stellt ein Mehrfamilienhaus dar und wird mit Heizöl beheizt. •

Heizölverbrauch im Jahr 2005: 12.000 l26

•

Kesselnennleistung: 60 kW

•

Jahr des Einbaus: 2003

Zusätzlich zur Zentralheizung besteht für die Bewohner des Hauses die Möglichkeit, die Wohneinheit dezentral mit Scheitholz zu beheizen. Über diesen Verbrauch existieren keine Aufzeichnungen. Die Warmwassererzeugung erfolgt zentral mit dem Heizungssystem. Die Heizkörper sind mit Thermostatventilen ausgestattet.

Derzeitige Energieverbräuche: •

Stromverbrauch: 42.000 kWh/a27

•

Heizenergieverbrauch: 120.000 Warmwasserbereitstellung)

kWh/a

(davon

16.00028

kWh/a

für

die

8.1.6.2.2 Heizenergiebedarf Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 95,57 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 71.963 kWh betragen.

Umrechnungsfaktor: 10 kWh/l Im Wohnhaus befinden sich 12 Wohneinheiten. Insgesamt leben 40 Personen in diesem Wohnhaus. Basierend auf diesen Angaben wurde ein durchschnittlicher Stromverbrauch von 3500 kWh/a pro Wohneinheit angenommen. 28 Für die Warmwasserbereitstellung werden 16.000 kWh/a angenommen. Dieser Wert ergibt sich aus der Tatsache, dass 40 Personen im Wohnhaus leben und der Annahme dass pro Person 400 kWh/a für die Warmwasserbereitstellung benötigt werden. 27

> 98 <

8.1.6.2.3 Einsparungspotenziale • Rechenbare Einsparungspotenziale sind mit dem Austausch der vorhandenen Fenster zu erzielen. Werden die vorhandenen Fenster durch Fenster mit einem u-Wert von 0,9 W/m²·K ersetzt, ergibt sich eine Energieeinsparung von 9.202 kWh/a. Der flächenbezogene Heizwärmebedarf wird auf 83,35 kWh/(m².a) gesenkt. •

Durch die Installation einer Solaranlage für die Warmwasseraufbereitung würde die Warmwasserbereitstellung nicht mehr mit dem Heizungssystem erfolgen und es könnten ca. 16.000 kWh/a eingespart werden. In Litern Heizöl ausgedrückt, würde das eine Einsparung von 1.600 l Heizöl pro Jahr bedeuten.

8.1.6.3

Gasthaus Planegger

8.1.6.3.1 Heizungssystem • Einbau: 2002 •

Kesselleistung: 60 kW

•

Brennstoff: Pellets mit einem Jahresverbrauch von 20.000 kg29 im Jahr 2005

Das Heizungssystem verfügt über eine vollautomatische Regelung. Die Wärmeübertragung erfolgt durch Radiatoren, welche mit Thermostatventilen ausgestattet sind. Die Möglichkeit einer Zusatzheizung in Form von Kachelöfen (in 2 Wohneinheiten) und Zusatzherden wird laut Herrn Planegger seit der Installation der neuen Heizungsanlage nicht mehr genutzt.

Heizenergieverbrauch: ca. 98.000 kWh/a

Stromverbrauch: •

Gasthaus: ca. 35.600 kWh/a

•

Wohneinheiten: ca. 47.900 kWh/a

•

Privatwohnung, Hr. Planegger: ca. 13.500 kWh/a

Für die Warmwasseraufbereitung steht jeder Wohneinheit ein eigener Boiler zur Verfügung und wird mit Strom durchgeführt. Auch in der Privatwohnung und im Gasthof erfolgt die Warmwasserbereitstellung mit elektrischer Energie. Nachfolgend wird der Stromverbrauch in den einzelnen Abschnitten dargestellt. Wobei diese eine grobe Schätzung, basierend auf den Stromkosten, darstellt, weil von Herrn Planegger keine Angaben hinsichtlich des Verbrauches in kWh/a gemacht werden konnten.

8.1.6.3.2 Heizenergiebedarf Rechnerisch wurde basierend auf dem derzeitigen Zustand des Gebäudes ein flächenbezogener Heizwärmebedarf von 107,22 kWh/(m²·a) ermittelt. Jährlich würde der Bedarf 123.513 kWh betragen.

Umrechnungsfaktor: 4,9 kWh/kg

> 99 <

Dieser mittlere bis hohe flächenbezogene Heizwärmebedarf kann auf folgende Gründe zurückgeführt werden: •

Die Außenwand (1. und 2. OG) ist ohne Wärmedämmung ausgeführt und in Form einer 38 cm Ziegelwand mit Innen- und Außenputz aufgebaut (u = 0,91 W/m2K).

•

8.1.6.3.3 Einsparungspotenziale Einsparungspotenziale durch Sanierungen der Gebäudesubstanz: •

Außendämmung mit 16 cm Polystyrol-Hartschaumplatten: Der Heizwärmebedarf wird auf 72.280 kWh/a gesenkt. Der flächenbezogene Heizwärmebedarf verringert sich mit dieser Maßnahme auf 62,74 kWh/(m²·a).

•

Austausch der Fenster: Austausch der vorhandenen Fenster bzw. Ersatz der bestehenden Verglasung durch beschichtete Doppelverglasung mit Gasfüllung (u = 0,9 W/m2K).

Der Heizwärmebedarf wird auf 114.884 kWh/a Heizwärmebedarf verringert sich auf 99,73 kWh/(m²·a).

gesenkt.

Der

flächenbezogene

Generell sollte eine Fenstersanierung oder ein Fenstertausch niemals ohne andere begleitende Maßnahmen durchgeführt werden. Durch die Abdichtung der Fenster wird der Dampfdiffusionsfluss verändert und es kann zu Durchfeuchtung und Schimmelbildung an thermischen Schwachstellen (Zimmerecken, Balkonanschlüssen usw.) kommen, daher ist eine bauphysikalische Beurteilung erforderlich und meist ist ein Fenstertausch nur im Zusammenhang mit einer kompletten thermischen Sanierung des Gebäudes sinnvoll.

Tabelle 30: Übersicht der Einsparungspotenziale Gasthaus Planegger Maßnahme

Einsparungspotenzial [kWh/a]

Dämmung der Außenwand mit 16 cm PolystyrolHartschaumplatten (gemäß dem vorliegenden Angebot eines Bauunternehmens)

51.233 kWh/a

Austausch der Fenster

8.629 kWh/a

Gesamteinsparungspotenzial

59.862 kWh/a

Daraus ergibt sich, dass der jährliche Heizwärmebedarf von dzt. 123.513 auf 63.651 kWh/a gesenkt werden kann. Der flächenbezogene Heizwärmebedarf würde mit diesen Sanierungsmaßnahmen 54,15 kWh/(m²·a) betragen. Das Gebäude könnte dann aus energetischer Sicht mit einem niedrigen Heizwärmeverbrauch eingeschätzt werden.

> 100 <

Einsparungspotenziale hinsichtlich des Stromverbrauchs Aufgrund der Tatsache, dass die Warmwasseraufbereitung mit Strom durchgeführt wird, ist aus ökologischer Sicht eine solare Warmwasseraufbereitung zu empfehlen.

Durch folgende Maßnahmen kann Warmwasseraufbereitung reduziert werden:

der

Energieeinsatz

für

die

•

Warmwassertemperatur nicht zu hoch einstellen (60 °C reicht)

•

Tropfende Wasserhähne abdichten, da ein tropfender Wasserhahn monatlich bis zu 180 l (Warm-)Wasser verschwendet.

•

Einbau von Wasserspararmaturen, denn diese senken den (Warm-)Wasserverbrauch bei gleichem Komfort

•

Duschen statt Baden hilft den Energieeinsatz für die Warmwasserbereitung zu senken.

8.1.7 Daten aus privaten Haushalten 8.1.7.1

Ziel der Befragung

Intention der Fragenbogenrecherche war es, den Energiebedarf für die Wärme- und Warmwasserbereitstellung sowie den Strombedarf in der Region Micheldorf-Hirt zu erheben, um in weiterer Folge - auf diesen Erkenntnissen aufbauend - eine Einschätzung hinsichtlich des Energiebedarfs und des Interesses der Gemeindebewohner am Aufbau eines Fernwärmenetzes treffen zu können. Die Schwerpunkte der Fragen lagen in folgenden Bereichen: •

Heizungssystem, Energieträger und Wasserbereitstellung

•

Angaben zur Gebäudesubstanz

•

Strombedarf

•

Interesse an Fernwärme

8.1.7.2

Ablauf und Vorgehensweise

8.1.7.2.1 Fragebogen Für die Durchführung der Erhebung wurde ein Fragebogen erstellt. Mit Frage 1 (Allgemeine Angaben) werden Name, Adresse und Telefonnummer sowie E-Mail-Adresse, falls vorhanden, erhoben. Frage 2 (Heizungssystem, Energieträger und Wasserbereitstellung) wird in die Bereiche Wärmebereitstellung, Warmwasserbereitstellung und Energieträger unterteilt. Mit dieser Frage sollten Aussagen hinsichtlich des Heizungssystems (dezentrale/zentrale Wärmebereitstellung), Heizungsregelung und das Vorhandensein von Thermostatventilen erfasst werden. Im Bereich der Warmwasserbereitstellung liegt das Hauptaugenmerk auf der Bereitstellungsart (zentral/dezentral), der Art der Warmwassererwärmung und ob ein Interesse hinsichtlich solarer Warmwassererzeugung besteht. Im letzten Abschnitt dieser Frage wird erhoben, welche Energieträger im Haushalt zum Einsatz kommen, wie hoch der jährliche Energieverbrauch ist und es wird der flächenbezogene Heizwärmebedarf erfasst.

> 101 <

Für die Ermittlung des flächenbezogenen Heizwärmebedarfs wurde den Gemeindebewohnern ein Energie-Check geschickt, worin die Möglichkeit bestand, unter Einbezug der derzeitigen Verbräuche an Energieträgern und Berücksichtigung der Art der Warmwasseraufbereitung, die Berechnung grob durchzuführen. Mit Frage 3 (Angaben zur Gebäudesubstanz) werden der Zeitpunkt der Gebäudeerrichtung, die ggf. durchgeführten energetischen Sanierungsmaßnahmen und ein Interesse an weiteren Informationen zum Thema „Gebäudesanierung und Energieeinsparungen“ erhoben. In Frage 4 (Strombedarf) wird der Strombedarf in kWh/a (gemäß der Stromrechnung 2005) erfasst. Mit Frage 5 (Fernwärme) wird das Interesse an einer Umstellung auf Fernwärme erhoben.

8.1.7.2.2 Aussendung Die Versendung der Fragebögen wurde in Form einer Postwurfsendung an alle Bewohner der Gemeinde Micheldorf durchgeführt. Zusätzlich zum Fragebogen wurden folgende Begleitschreiben beigelegt: •

Anschreiben, um den Hintergrund und das Ziel der Befragung darzustellen

•

Fragebogen – Energiebedarf

•

Informationsblatt zum Thema „Fernwärme“, in dem das Grundprinzip Wärmebereitstellung und die Vorteile der Fernwärmenutzung dargestellt wurden

•

Energie-Check, indem selbständig der flächenbezogene Heizwärmebedarf, basierend auf dem derzeitigen Jahresenergieverbrauch, ermittelt wurde. Als Einleitung dazu wird auf Seite 1 dargestellt, in welchen Bereichen eines Einfamilienhauses die meisten Energieverluste auftreten

•

Rücksendekuvert (Postgebühr bezahlt der Empfänger)

der

Diese Aussendung wurde in der Kalenderwoche 48 als Postwurfsendung an alle Haushalte (370) der Gemeinde Micheldorf versandt. Als späteste Möglichkeit für die Rücksendung der Fragebögen wurde der 22.12.2006 festgelegt.

8.1.7.2.3 Informationsveranstaltung Vorbereitung Am 10.01.2007 wurde eine Informationsveranstaltung mit dem Ziel durchgeführt, den Gemeindebewohnern die Inhalte der Aussendung nochmals zu erklären und ihnen die Möglichkeit zu geben, gezielte Fragen zu folgenden Themen zu stellen: •

Energiepark Micheldorf–Hirt

•

Darstellung der Ausgangssituation, der Grundidee, der Vorgehensweise und des aktuellen Standes des Projektes.

•

Fernwärme – einfache und sichere Wärme

•

Erläuterung des Grundprinzips eines Fernwärmenetzes und Darstellung der Vorteile für die Nutzer.

•

Energiekosteneinsparungen

•

Darstellung von häufig auftretenden Energieverlusten, Ergebnisse der ermittelten Daten aus dem Energie-Check und Energiespartipps in den Bereichen Heizenergie und Strom

•

Diskussion und Beantwortung individueller Fragen > 102 <

Um möglichst viele Teilnehmer zu erreichen, wurde in der Kalenderwoche 52 nochmals ein Erinnerungsschreiben an die Gemeindebewohner versandt.

Durchführung An der Informationsveranstaltung nahmen ca. 60 Personen teil. Im Anschluss an die Präsentation der Themen wurden von den Teilnehmern hauptsächlich Fragen zur Vorgehensweise und Umsetzung des geplanten Fernwärmenetzes gestellt. An die Gemeindebewohner wurde auch ein Informationsfolder mit Energiespartipps ausgeteilt.

Vereinzelt wurden auch Fragen zum Thema „Energieverluste“ gestellt und konnten geklärt werden. Weiters wurde den Gemeindebewohnern nochmals die Möglichkeit gegeben, den Fragebogen auszufüllen und den Energie-Check durchzuführen. Zu diesem Zweck wurden 40 Fragebögen und 40 Energie-Checks in der Gemeinde Micheldorf aufgelegt.

8.1.7.3

Fragebogenauswertung

8.1.7.3.1 Rücklaufquote Von den 370 versendeten Fragebögen wurden 33 Fragebögen zurückgesandt. Das entspricht einer Rücklaufquote von 8,9 %.

8.1.7.3.2 Heizungssystem, Energieträger und Warmwasserbereitstellung Die Wärmebereitstellung erfolgt in 32 Haushalten zentral. Ein Haushalt machte zu diesem Punkt keine Angaben. Zusatzheizungen in Form von Einzelöfen und Kachelöfen sind in 3 Haushalten installiert.

Angaben zum Einbaujahr des Heizungssystems wurden lediglich von 14 Haushalten gemacht. Am längsten zurückliegend wurde 1975 angegeben und am kürzesten zurückliegend wurde 2006 angegeben. Wobei mehrheitlich der Einbau des derzeit verwendeten Heizungssystems in den Jahren 1993 – 2004 erfolgte.

Hinsichtlich der Kesselleistung haben 9 Haushalte Angaben gemacht. Die Kesselleistung wurde zwischen 17 kW und 28 kW angegeben.

In Abbildung 32 werden die Angaben hinsichtlich des Vorhandenseins von Thermostatventilen an den Heizkörpern und ob das Heizungssystem mit einer automatischen Regelung ausgestattet ist, dargestellt. In einem Haushalt erfolgt die Wärmeübergabe durch eine Fußbodenheizung und verfügt deshalb über keine Thermostatventile.

> 103 <

0 Ja

Nein Automatische Heizungsregelung

Keine Angaben Thermostatventile

Abbildung 32: Vorhandensein von Thermostatventilen und einer Heizungsregelung In 32 Haushalten erfolgt die Warmwasserbereitstellung zentral. Ein Haushalt machte zu diesem Punkt keine Angaben. In 21 Haushalten erfolgt die Warmwasserbereitstellung mit dem Heizungssystem, ein Haushalt machte zu diesem Punkt keine Angaben und in den restlichen 11 Haushalten erfolgt die Warmwasserbereitstellung folgendermaßen: •

Solarenergie: 6 Haushalte

•

Elektrische Energie: 3 Haushalte

•

Wärmepumpe: 2 Haushalte

Auf die Frage, ob ein Interesse für die Installierung einer Solaranlage besteht, antworteten 9 der befragten Haushalte mit „Ja“, 17 der befragten Haushalte mit „Nein“, 5 machten dazu keine Angaben und bei 2 Haushalten ist eine Solaranlage in Planung.

An weiteren Informationen über solare Warmwasserbereitstellung sind 10 der befragten Haushalte interessiert, 11 antworteten mit „Nein“ und 12 machten dazu keine Angaben.

In Abbildung 33 werden die verwendeten Energieträger für die Bereitstellung der Heizenergie dargestellt. Mehrheitlich werden Heizöl und Scheitholz als Energieträger verwendet. Die restlichen Energieträger kommen nur vereinzelt zum Einsatz bzw. kann aufgrund der geringen Stichprobe keine generelle Aussage über die in der Region verwendeten Energieträger gemacht werden.

> 104 <

keine Angaben; 2 Pellets; 3 Hackgut; 1

Heizöl; 19

Scheitholz; 12

Erdgas; 1

Kohle; 5

Strom; 3

Abbildung 33: Verwendete Energieträger für die Bereitstellung der Heizenergie In einzelnen Haushalten werden mehrere Energieträger verwendet. Beispielsweise werden Scheitholz mit Kohle oder eine Ölheizung mit Kachelöfen kombiniert.

Die Bereitstellung von Heizenergie in Form von Strom erfolgt in drei Haushalten. In einem Haushalt erfolgt dies ausschließlich mit Strom, in den 2 weiteren Haushalten, soweit es aus den Fragebögen ersichtlich wurde, zusätzlich zu anderen Energieträgern.

Nicht alle Haushalte machten Angaben zu den derzeitigen Energieverbräuchen oder ermittelten den flächenbezogenen Heizwärmebedarf anhand des beiliegenden EnergieChecks.

Aufgrund der nur eingeschränkt gemachten Angaben ist die Aussagekraft der in Tabelle 31 dargestellten Energieverbräuche, zugeordnet zu den Energieträgern, sehr eingeschränkt.

Tabelle 31: Energieverbräuche Heizöl Erdgas Strom Kohle Scheitholz Hackgut Pellets

324.750 kWh/a k. A. 18.038 kWh/a 25.200 kWh/a 166.800 kWh/a k. A. k. A.

> 105 <

Ergebnisse bei der Ermittlung des flächenbezogenen Heizwärmebedarfs, welchen 11 Haushalte durchgeführt haben, werden nachfolgend aufsteigend nach dem ermittelten Wert aufgelistet: •

116 kWh/m2.a, 117 kWh/m2.a, 119 kWh/m2.a, 137 kWh/m2.a, 147 kWh/m2.a, 155 kWh/m2.a, 191 kWh/m2.a, 192 kWh/m2.a, 195 kWh/m2.a, 250 kWh/m2.a, 280 kWh/m2.a

In Tabelle 32 wird der niedrigste Wert der ermittelten flächenbezogenen Heizwärmebedarfe dargestellt und es wird ersichtlich, dass selbst der niedrigste Wert gemäß dieser Einschätzung einen mittleren bis hohen flächenbezogenen Heizwärmebedarf darstellt, d.h. der Heizenergieverbrauch ist durchschnittlich und es können weitere Energieeinsparungen erreicht werden.

Tabelle 32: Einschätzung des flächenbezogenen Heizwärmebedarfs

Wärmeschutzklassen

Skalierung

Niedriger Heizwärmebedarf

Energiekennzahl HWBBGF

HWBBGF ≤ 30 kWh/(m²·a) HWBBGF ≤ 50 kWh/(m²·a) HWBBGF ≤ 70 kWh/(m²·a) HWBBGF ≤ 90 kWh/(m²·a) 116 kWh/(m²·a) HWBBGF ≤ 120 kWh/(m²·a) HWBBGF ≤ 140 kWh/(m²·a) HWBBGF >160 kWh/(m²·a) Hoher Heizwärmebedarf

Ab einem flächenbezogenen Heizwärmebedarf von 140 kWh/m2.a kann der Brennstoffverbrauch als hoch eingeschätzt werden und es sollte ernsthaft über Sanierungsmaßnahmen nachgedacht werden.

Aussagen nach dem Grund des durchwegs hohen flächenbezogenen Heizwärmebedarfs können, basierend auf dieser Befragung, nicht getroffen werden und würden eine individuelle Erhebung in den betreffenden Haushalten notwendig machen.

8.1.7.3.3 Angaben zur Gebäudesubstanz Die Errichtung der Gebäude erfolgte zwischen 1954 und 1999. Die Frage, ob wärmetechnische Sanierungen an den Gebäuden bereits vorgenommen wurden, beantworteten 21 der Haushalte mit „Ja“, 8 mit „Nein“, bei einem Haushalt sind Sanierungsmaßnahmen in Planung und 3 Haushalte machten zu diesem Punkt keine Angaben. > 106 <

Die Art der Sanierungsmaßnahmen wurde nur teilweise angegeben und nachfolgend zusammengefasst, wobei Mehrfachnennungen möglich waren: •

Neue Fenster (7 Nennungen)

•

Dämmung der Außenwand (6 Nennungen)

•

Dämmung der Dachschräge (5 Nennungen)

Auf die Frage, ob ein Interesse an weiteren Informationen zur energetischen Gebäudesanierung besteht, antworteten 15 Haushalte mit „Ja“, 12 mit „Nein“ und 6 Haushalte machten keine Angaben.

8.1.7.3.4 Strombedarf Angaben zum Stromverbrauch im Jahr 2005 wurden lediglich von 17 Haushalten gemacht. In Summe ergeben sich in diesen Haushalten 88.780 kWh/a. Diese Summe beinhaltet den Strombedarf für die Bereitstellung der Heizenergie in 3 Haushalten.

8.1.7.3.5 Fernwärme In Abbildung 34 werden die Ergebnisse auf die Fragen, ob ein Interesse an einer Umstellung auf Fernwärme und an weiteren Informationen besteht, dargestellt. Bei dieser Stichprobe ist ein deutliches Interesse der Gemeindebewohner an der Fernwärmenutzung erkennbar.

0 Ja

Nein

Keine Angaben

Umstellung auf Fernwärme

Vielleicht

Weitere Informationen

Abbildung 34: Interesse an einer Fernwärmenutzung und an weiteren Informationen

> 107 <

In Tabelle 33 werden die ermittelten Energieverbräuche in einer Übersicht dargestellt.

Tabelle 33: Übersicht der ermittelten Energieverbräuche Heizöl Strom Kohle Scheitholz SUMME

324.750 kWh/a Heizenergie: 18.038 kWh/a Allgemeinstrom für Haushalt: 88.780 kWh/a 25.200 kWh/a 166.800 kWh/a 623.568 kWh/a

> 108 <

8.2

Varianten und Businesspläne

8.2.1 Variante 1: Biomasseheizwerk In der Variante 1 wird der Heizbedarf der in dieser Arbeit gebildeten Zonen 1, 3, 5 und 6 über in einem Biomasseheizwerk mit Hackschnitzelfeuerung erzeugte Wärme in einem Fernwärmenetz gedeckt. Die Berechnungen erfolgten für eine Anschlussdichte von 60 und 90 %.

Auf Basis der notwendigen Leistungen und Leitungslängen erhält man einen Investitionsbedarf von etwa 900.000 € (für eine Anschlussdichte von 60 %), bzw. von ca. 1.200.000 € (bei einer Anschlussdichte von 90 %).

Mit den zugrunde gelegten Kosten für Wärmeträger und aus eigenem Wald erzeugten Hackschnitzeln bzw. Sägerestholz erhält man Amortisationszeiten von 14 Jahren (bei einer Anschlussdichte von 60 %) bzw. 9 Jahren (bei einer Anschlussdichte von 90 %). Tabelle 34: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 1 Energiedaten

60 %

90 %

Energieverbrauch:

2.249.483

3.374.224 kWh

Anschlussleistung:

1.388

2.082 kW

Trassenlänge

2.113

2.289 lfm

Gleichzeitigkeit

0,7

Heizwerkleistung

971

0,7 1.457 kW

Investitionskosten Heizwerk

485.713

728.569 €

Trasse bzw. Netz

422.560

457.840 €

Gesamtinvestition

908.273

1.186.409 €

Einnahmen Anschlussgebühren

277.550

416.325 €

Förderung 20 %

181.655

237.282 €

AfA auf 20 Jahre

45.414

59.320 €

Betriebskosten 2 %

18.165

23.728 €

Brennstoffkosten

56.237

84.356 €

Erlöse Wärme

152.329

228.494 €

Nettoerlöse

32.513

61.089 €

Jahre Amortisation

13,8

> 109 <

8,7 Jahre

8.2.2 Variante 2: Biomasseheizwerk mit ORC zur Stromerzeugung Bei der Einbindung eines ORC zur kombinierten Erzeugung von Strom erhöht sich das Investitionsvolumen gegenüber der Variante 1 auf beinahe 3.000.000 €, die Amortisationszeit beträgt knapp 10 Jahre. Aufgrund der besseren Wirtschaftlichkeit wurde die Rechnung für eine Anschlussdichte von 90 % durchgeführt.

Tabelle 35: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 2 Energiedaten Energieverbrauch:

5.937.424 kWh

Anschlussleistung:

3.563 kW

Trassenlänge

4.765 lfm

Gleichzeitigkeit

0,7

Leistung Heizwerk gesamt

2.494 kW

Elektr. Leistung ORC

300 kW

Investitionskosten Heizwerk inkl. ORC

2.100.000 €

Trasse bzw. Netz

952.940 €

Gesamtinvestition

3.052.940 €

Energieerzeugung Strom

1.200.000 kWh

Einnahmen Anschlüsse

712.605 €

Förderung

610.588 €

AfA auf 15 a

203.529 €

Betriebskosten 2 %

61.059 €

Brennstoffkosten

148.436 €

Erlöse Wärme

402.067 €

Erlöse Strom

188.400 €

Nettoerlöse

177.443 €

Jahre Amortisation

> 110 <

9,7 Jahre

8.2.3 Variante 3: Biomasseheizwerk mit ORC und Einbindung der Heizung der Brauerei Bei Variante 3 steigen, durch die Kosten der Umbauten in der Brauerei zur Versorgung der Flaschenwaschanlage mit Heißwasser anstelle des heute eingesetzten Dampfes und der Gebäudeheizung, die Investitionen auf 4,5 Mio. €. Die statische Amortisationszeit beträgt in diesem Fall etwa 9 Jahre.

Tabelle 36: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 3 Energiedaten Energieverbrauch:

9.637.053 kWh

Anschlussleistung:

5.074 kW

Trassenlänge

7.110 lfm

Gleichzeitigkeit

0,8

Leistung Heizwerk gesamt

4.059 kW

Elektr. Leistung ORC

450 kW

Kosten Heizwerk inkl. ORC

3.150.000 €

Trasse bzw. Netz

1.422.020 €

Gesamtinvestition

4.572.020 €

Einnahmen Anschlüsse

1.014.732 € Förderung

914.404

AfA auf 15 a

304.801 €

Betriebskosten 2 %

91.440 €

Brennstoffkosten

240.926 €

Erlöse Wärme

652.596 €

Erlöse Strom

282.600 €

Nettoerlöse

298.028 €

Jahre Amortisation

8,9 Jahre

> 111 <

€

8.2.4 Variante 4: Biomasseheizwerk mit ORC, Einbindung der Brauerei (Heizung und Kühlung) Bei zusätzlicher Einbindung einer Absorptionskälteanlage steigen die benötigten Investitionen auf 5 Mio. €. Aufgrund der Einbindung von Kältemaschinen und der damit verbundenen höheren Sommerauslastung erhöhen sich auch die Vollbetriebsstunden der ORC-Anlage. Die Amortisationszeit beträgt in diesem Fall rund 11 Jahre.

Tabelle 37: Energiedaten, Kosten und Erlöse für die Variante 4 Energiedaten Energieverbrauch Wärme:

9.637.053 kWh

Energieverbrauch Kälte:

810.000 kWh

Anschlussleistung:

4.444 kW

Trassenlänge

7.110 lfm

Gleichzeitigkeit

0,8

Leistung Heizwerk gesamt

3.555 kW

Elektr. Leistung ORC

450 kW

Kosten Heizwerk inkl. ORC

3.150.000 €

Absorptionskälte

450.000 €

Trasse bzw. Netz

1.422.020 €

Gesamtinvestition

5.022.020 €

Einnahmen Anschlüsse

888.732 €

Förderung

1.004.404 €

AfA auf 15 a

334.801 €

Betriebskosten 2 %

100.440 €

Brennstoffkosten

261.176 €

Erlöse Wärme

652.596 €

Erlöse Kälte

54.851 €

Erlöse Strom

353.250 €

Nettoerlöse

364.279 €

Jahre Amortisation

8,6 Jahre

> 112 <

8.2.5 Variante 5: Ersatz des Dampfkessels in der Brauerei In der Brauerei Hirt werden für die Prozessdampferzeugung zwei ölbefeuerte Sattdampferzeuger eingesetzt. Die installierte Gesamtkapazität beträgt 5,7 t Dampf pro Stunde, aufgeteilt auf zwei Kessel mit Leistungen von 2.837 kW (Dampfmenge: 3.200 kg/h) bzw. 1.810 kW (Dampfmenge 2.500 kg/h). Kessel 1 ist als Grundlastkessel ausgeführt, Kessel 2 dient zur Abdeckung der Spitzenlast und ist zu diesem Zweck mit einem modulierenden Ölbrenner ausgestattet. Für die Prozessdampferzeugung werden jährlich 650.000 l Heizöl leicht verfeuert.

Aus der Dampfmessung ist ersichtlich, dass die Dampfleistung im Regelbetrieb ca. 4 t/h beträgt. Für zukünftige Produktionserweiterungen wird eine Leistungsreserve von 0,5 t/h angesetzt, wodurch sich eine Gesamtleistung von 4,5 t/h ergibt. Diese Größe wird für die zukünftigen Planungen herangezogen.

Für die Umrüstung der Dampferzeugung auf Biomasse bestehen prinzipiell zwei Möglichkeiten: a.

Ersatz beider Dampferzeuger durch einen Biomasse-Sattdampferzeuger mit einer Leistung von 4,5 t/h

Installation eines Biomasse-Sattdampferzeugers mit einer Leistung von 3 t/h zur Abdeckung der Grundlast, der bestehende Kessel 2 wird als Spitzenlastkessel weiterbetrieben

Technische Bewertung dieser beiden Varianten: Zu a.) Biomassekessel: Als Brennstoff für den Biomassekessel wurde Waldhackgut ausgewählt, da – im Sinne der regionalen Gesamtstrategie – bei dieser Variante die höchste regionale Wertschöpfung erzielt wird (im Gegensatz zu Industriepellets, die von außerhalb der Region zugekauft werden müssten).

Im Vergleich zu den bestehenden ölbefeuerten Dampfkesseln besitzt der BiomasseDampferzeuger folgende Nachteile: •

höhere Investitionskosten (teurere Technologie, Rauchgasreinigung erforderlich)

•

größerer Platzbedarf (die Grundfläche des Kessels ist größer als bei einem Ölkessel, es ist ein größerer Lagerraum für Hackgut erforderlich als für einen Öltank)

•

höherer Aufwand für Wartung und Betreuung

•

trägere Regelbarkeit (Zeitspannen für Leistungsänderungen)

Der gravierende Nachteil ist das Regelverhalten des Biomassekessels im Vergleich zum Ölkessel. Produktionsbedingt treten bei Brauprozessen starke Leistungsschwankungen mit unvermeidbaren Leistungsspitzen im Dampf-Lastprofil auf.

> 113 <

Mit Biomasse-Sattdampferzeugern ist ein Teillastbetrieb von ca. 30 % der Nennlast erreichbar. Die Regelbarkeit im Vergleich zu heizölbetriebenen Dampfkesseln verhält sich wie folgt: Biomasse-Sattdampferzeuger

Öl-Sattdampferzeuger

Anfahrzeit von 30 auf 100 %

10 – 15 Minuten

1 - 2 Minuten

Abfahrzeit von 100 auf 30 %

15 – 20 Minuten

1 - 2 Minuten

Aus diesem Regelverhalten und den Anforderungen aus dem Brauprozess kann abgeleitet werden, dass ein Biomasse-Dampfkessel besonders gut als Grundlastkessel einsetzbar ist.

Eine Gesamtversorgung mit einem Biomassekessel ist möglich, allerdings stellt das hohe Anforderungen an die Prozessleittechnik im Hinblick auf die Vorausplanung des zu erwarteten Dampflastprofils, da die Kesselleistung mit den entsprechenden Vor- und Nachlaufzeiten geregelt werden muss. Anderenfalls müsste mit teuren Dampfspeichern gearbeitet werden. Speziell die Dampfproduktion in der Nachlaufzeit müsste in Dampfform gespeichert werden, der Warmwasserbedarf ist – zumindest in den Sommermonaten – über Abwärme aus anderen Bereichen gedeckt.

Zu b.) biomassebefeuerter Grundlastkessel mit 3 t/h und Weiterbetrieb des vorhandenen Spitzenlastkessels. In dieser Variante könnten ca. 75 % des Dampfes über den Biomassekessel bereitgestellt werden, der ölbefeuerte Dampferzeuger würde die notwendige Flexibilität in der Leistungsmodulation gewährleisten. Weiters würden die Investitionskosten im Vergleich zum reinen Biomassekessel geringer ausfallen.

Wirtschaftliche Bewertung dieser beiden Varianten: In den folgenden Tabelle 38 und Tabelle 39 sind die beiden Varianten mit der Ist-Situation vergleichend dargestellt. Dabei wurde eine vereinfachte Berechnung auf Basis der erforderlichen Energiemengen und Brennstoffkosten für diese Überlegungen herangezogen. Wartungs- und Instandhaltungskosten wurden nicht berücksichtigt. Die Investitionskosten wurden durch Richtpreisanfragen bei Herstellern ermittelt.

> 114 <

Tabelle 38: Vorherrschende Dampfproduktion Brauerei Hirt IST - Situation Öl-Dampfkessel 5,7 t/h Brennstoffenergie; kWh

6.500.000

Brennstoffmenge

650.000

Brennstoffpreis Brennstoffkosten je Kessel Brennstoffkosten je Variante

kWh kg

0,65

€/kg

422.500

€/a

422.500

€/a

Einsparung geg. Ist-Situation

Nur Betrachtung der Brennstoffkosten, Wartung und Instandhaltung wurde in dieser Abschätzung nicht berücksichtigt!!! Investitionskosten

keine

Amortisation statisch

Tabelle 39: Biomassedampfkessel & Kombination Biomasse - Öl Variante A

Variante B

BM-Dampfkessel 4,5 t/h Brennstoffenergie; kWh Brennstoffmenge Brennstoffpreis Brennstoffkosten je Kessel

BM-Dampfkessel 3 t/h

Öl-Dampfkessel 2,5 t/h

6.500.000

kWh

4.875.000

kWh

1.625.000

kWh

8.667

srm

6.500

srm

162.500

15 €/srm

€/srm

0,65

€/kg

105.625

€/a

130.000

€/a

97.500

€/a

Brennstoffkosten je Variante

130.000

€/a

203.125

€/a

Einsparung geg. IstSituation

292.500

€/a

219.375

€/a

Nur Betrachtung der Brennstoffkosten, Wartung und Instandhaltung wurde in dieser Abschätzung nicht berücksichtigt, auch keine Verluste für schlechtere Regelbarkeit des Biomassekessels!!! Investitionskosten

1.300.000

€

880.000

€

Amortisation statisch

4,44

Jahre

4,01

Jahre

keine

Mit dieser Analyse wurde prinzipiell nachgewiesen, dass in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht die grundsätzliche Machbarkeit für den Ersatz der ölbefeuerten Sattdampferzeuger durch biomassebefeuerte Sattdampferzeuger gegeben ist. Nachteile sind der hohe Investitionsbedarf und die relativ schwierige Systemintegration.

Im Sinne der ökologischen Ziele der Region - zu 100 % energieautark zu werden – wäre die Variante A zu bevorzugen. Variante B ist nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten interessanter, weil sich für den Grundlastkessel eine geringere Investition ergibt. Dadurch ergibt sich auch eine kürzere statische Amortisationszeit.

> 115 <