Daten
Kommune
Bochum
Dateiname
Kurzfassung TK Wärmenutzung 2013-11-28.pdf
Größe
759 kB
Erstellt
25.12.14, 13:28
Aktualisiert
27.01.18, 11:04
Stichworte
Inhalt der Datei
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost
- Kurzfassung -
Konzepterarbeitung:
Fraunhofer-Institut für Umwelt-,
Sicherheits- und Energietechnik
UMSICHT
Institutsleiter
Prof. Dr.-Ing. Eckhard Weidner
Osterfelder Straße 3
46047 Oberhausen
EPC
(Unterauftragnehmer)
Dr. Ulrich Eimer
Grottenstraße 9
44789 Bochum
GERTEC Ingenieurgesellschaft mbH
(Unterauftragnehmer)
Geschäftsführer
Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing.
Jörg Probst
Martin-Kremmer-Straße 12
45327 Essen
Bearbeiterteam:
Name
Telefon
E-Mail
Simone Krause*
02 08-85 98-11 36
simone.krause@umsicht.fraunhofer.de
Boris Dresen**
02 08-85 98-11 90
boris.dresen@umsicht.fraunhofer.de
Dr. Ulrich Eimer
02 34-62 34-233
info@e-p-c.de
Dipl. Ing. Andreas
Hübner
02 01-24 56 451
andreas.huebner@gertec.de
Die vorliegende Kurzfassung wurde auf Basis des Endberichtes erstellt von der Stadt
Bochum in Abstimmung mit Fraunhofer UMSICHT
Bochum
2013
2
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
Die Erstellung des integrierten Wärmenutzungskonzeptes Bochum-Ost erfolgte unter
Mitwirkung einer Projektgruppe mit folgenden Mitgliedern:
Herr Langer (städtische Projektleitung, Stadtplanungs- und Bauordnungsamt)
Frau Dr. Renners (Wirtschaftsförderung)
Frau Herzberg (Umwelt- und Grünflächenamt)
Herr Homey (Amt für Geoinformation, Liegenschaften und Kataster)
Herr Obach (Stadtplanungs- und Bauordnungsamt)
Frau Bücker (Stadtwerke Bochum Holding GmbH)
Gefördert durch:
3
1.
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
Einleitung und Aufgabenstellung
Das Thema der nachhaltigen Wärmeerzeugung und –nutzung stellt ein zentrales Handlungsfeld
innerhalb der Bemühungen zum Klimaschutz dar. Denn der Gebäudebestand und sein
Wärmeverbrauch sind ein wichtiger Faktor für die energetische Gesamtsituation von Städten,
weil ca. 40 % der Endenergie in Deutschland auf die Wärmenutzung entfallen. Deshalb kommt
dem Gebäudebereich auch im Energiekonzept der Bundesregierung ein zentraler Stellenwert
zu. Es wird bundesweit bis 2050 ein „klimaneutraler Gebäudebestand“ angestrebt.
Um zu untersuchen, welche praktischen und wirtschaftlich machbaren Lösungen es für den
klimafreundlichen Umbau der Wärmeversorgung gibt, hat die Stadt Bochum exemplarisch für
das
Gebiet
aus
der
Bochumer
InnovationCity-Bewerbung
ein
integriertes
Wärmenutzungskonzept erstellen lassen, mit Fördermitteln aus der Nationalen
Klimaschutzinitiative des Bundes.
Ziel ist es, Lösungen für eine klimafreundliche Wärmeversorgung in den Stadtteilen
herauszuarbeiten und sowohl den demografischen Wandel, als auch die aktuellen technischen
Maßnahmen zu berücksichtigen. Das integrierte Wärmenutzungs-Konzept Bochum-Ost soll
eine Strategie / ROADMAP für die zukünftige Wärmeversorgung sein.
Im Rahmen dieses Auftrags wurden zukünftige Energieversorgungsalternativen im Hinblick auf
wirtschaftliche und ökologische Aspekte evaluiert. Die Ergebnisse liegen in Form eines
Wärmenutzungskonzeptes, eines Controlling-Konzeptes und eines Öffentlichkeits-Konzeptes
vor.
2.
Vorgehensweise
Aufbauend
auf
den
bestehenden
Wärmeverbräuchen,
der
vorhanden
Wärmeversorgungsinfrastruktur, der Gebäudetypologie, einer Potenzialabschätzung für
Erneuerbare Energien zur Wärmeversorgung sowie Szenarien für künftige Entwicklungen
werden Handlungsempfehlungen zur CO2-Vermeidung erarbeitet und priorisiert. Es werden
Energieversorgungsvarianten auf Kosten, Akzeptanz, Umweltfreundlichkeit und Umsetzbarkeit
(begrenzt z. B. durch Infrastruktur) untersucht und Umsetzungsvorschläge erarbeitet werden.
Um diese geeignet in das Konzept einarbeiten und analysieren zu können und eine
systematische Vorgehensweise zu ermöglichen, wurde das Projekt in folgende wesentliche
Arbeitsschritte gegliedert:
3.
Bestandsaufnahme
Potenzialanalyse
Evaluierung der Handlungsempfehlungen & Erarbeitung von Vorzugslösungen
Akteursbeteiligung & Konzept für die Öffentlichkeit.
Controlling-Konzept
Untersuchungsgebiet
Das Untersuchungsgebiet des integrierten Wärmenutzungskonzeptes umfasst das östliche
Bochumer Stadtgebiet mit 69.000 Einwohnern (Stand 2010). Es umfasst etwa 9.000
Wohngebäude mit 33.000 Wohneinheiten und ca. 1.000 sonstige Gebäude. Die
4
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
Siedlungsstruktur ist dezentral geprägt und bildet verschiedene typische Siedlungsmuster des
Ruhrgebietes ab. Auf dieses Gebiet hat sich auch die Bochumer Bewerbung für den NiedrigEnergie-Modellstadtteil »InnovationCity Ruhr« im Jahr 2010 bezogen.
Abbildung 1: Untersuchungsgebiet im Stadtgebiet
Die Handlungsempfehlungen beziehen sich auf ausgewählte Cluster, in die das
Untersuchungsgebiet der Handhabbarkeit halber gegliedert wurde. Das Untersuchungsgebiet
wurde in 20 Cluster und 2 Sonderzonen gegliedert, basierend auf den
Siedlungszusammenhängen, den Gebäudestrukturen und bereits vorhandenen Wärmenetzen:
Abbildung 2: Einteilung in Cluster
5
4.
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
Handlungsempfehlungen
Das Wärmenutzungskonzept beinhaltet Handlungsempfehlungen für dezentrale und zentrale
Lösungen:
•
Die zentrale Lösung ist der Anschluss an ein Fern- oder Nahwärmenetz, entweder
durch den Aufbau eines neuen Wärmenetzes oder Verdichtung eines bestehenden
Netzes.
•
Dezentrale Lösungen bedeuten, dass an den Einzelgebäuden energetische
Maßnahmen durchgeführt werden, jeweils passend zu der Gebäudetypologie
Einfamilienhaus (EFH), Mehrfamilienhaus (MFH) und Verwaltungsgebäude (Büro).
Für jedes einzelne Cluster wurden die verschiedenen Wärmeoptionen geprüft, nach den
Kriterien CO2-Einsparung und Wirtschaftlichkeit. Zentrale Lösungen wurden prioritär geprüft.
Sollten diese Lösungen nicht möglich sein, so wurden dezentrale Möglichkeiten vorgeschlagen.
In allen Clustern können zwar Emissionsvorteile bei einer Umstellung auf Kraft-WärmeKopplung (KWK) bzw. Holz erzielt werden, aber Wirtschaftlichkeit hängt naturgemäß stark von
der räumlichen Struktur ab. Für jedes Cluster wurde ein Steckbrief angefertigt (siehe Anlage).
Für die Zentrale Wärmeversorgung wurden zwei verschiedene
betrachtet:
Erzeugungsvarianten
1. Blockheizkraftwerk (BHKW) mit Gaskessel in Kraft-Wärme-Kopplung
2. Heizwerk mit Holz-Hackschnitzeln.
Dabei wurden die Erzeugungs- und die Verteilungskosten je Cluster ebenso errechnet wie die
Wärmekosten aus Sicht eines Kunden und die CO2-Emissionen. Die Wirtschaftlichkeit ist in
hohem Maße abhängig von der Anschlussquote. Hier wurde eine erreichbare Anschlussquote
von 70% angenommen - bezogen auf einen Zeitraum bis 2030.
Bei den zentralen Lösungen schneidet der Energieträger Holz (in Form von Holz-Hackschnitzeln
oder Holzpellets) als beste Variante ab, da hier das beste Verhältnis von Wirtschaftlichkeit und
Ökologie festgestellt wurde.
Im Ergebnis wird für 13 der 20 Cluster vorgeschlagen, eine Verdichtung der vorhandenen
Fernwärme zu prüfen.
In 12 eher dicht bebauten Clustern ist ein Neubau von Fern- oder Nahwärmenetzen (gespeist
aus BHKW- oder Holzheizwerk) möglich, oder eine Erweiterung von bestehenden
Fernwärmenetzen.
Cluster 6 und 9 können nur dezentral mit Wärme versorgt werden:
6
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
Überblick über die Empfehlungen von zentralen bzw. dezentralen Lösungen für das Untersuchungsgebiet
Cluster
Nummer
Name des Clusters
Zentrale Lösung
Verdichtung
Dezentrale
Lösung
Neubau
1
Ümminger Feld
x
2
Kaltehardt
x
x
3
Langendreer
x
x
4
Langendreer Ost
x
x
5
Langendreer Bahnhofstraße
6
Gewerbegebiet Mansfeld
7
Werne Süd - Nordteil
x
8
Werne Süd - Südteil
x
9
Gewerbegebiet Robert Müser
10
Kirchharpen
x
11
Rosenberg
x
x
12
Kornharpen Nord
x
x
13
Kornharpen Süd
x
x
14
Castroper Straße
x
x
15
Laer
x
x
16
Nordhausenring Nord
17
Nordhausenring Süd
x
18
Steinkuhl/Laerheide
x
x
19
Hustadt/Querenburg
x
x
20
Außenbereich
x
x
x
x
x
x
x
x
Sind die Cluster benachbart, wie z. B. die Cluster 1 bis 5, so könnten diese zu einer großen
Versorgungseinheit zusammengeschlossen werden. Die spezifischen Kosten würden
tendenziell sinken. Eine Steigerung der Wechselbereitschaft hin zum zentral erzeugten
Energieträger Fernwärme ist möglich.
Option Verdichtung vorhandener Fernwärme
In allen Clustern, in denen Fernwärme bereits vorhanden ist (Cluster 2 bis 4, 10 bis
15 und 17 bis 20), sollte geprüft werden, inwieweit diese verdichtet und ausgebaut
werden kann.
Insbesondere in den Clustern 11, 13, 18 und 19 liegt ein bereits sehr gut
ausgebautes und verdichtetes Wärmenetz vor. Eine weitere Verdichtung des
Wärmenetzes liegt hauptsächlich im Entscheidungsbereich der Stadtwerke
Bochum. Eine Miteinbeziehung weitere zentraler Entscheidungsträger sowie die
Unterstützung aller an der Umsetzung der Fernwärmeverdichtung Beteiligten
sollte angestrebt werden.
Solange eine Verdichtung der bereits existierenden Fernwärme nicht
ausgeschlossen werden kann, wäre es ratsam in den oben genannten Clustern
7
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
vorerst keine konkurrierenden Wärmeversorgungsprojekte umzusetzen, um eine
mögliche Verdichtung nicht zu verhindern.
Option Neubau von Fern- und Nahwärmenetzen und Erzeugern
Eine neue zentrale Wärmeversorgung durch eine BHKW- oder Holzanlage ist für
die Cluster 1 bis 5, 7 und 8, 10 und 14 bis 17 denkbar.
Grundsätzlich muss in den Clustern, in denen zur zentralen Wärmeversorgung ein
Holzheizwerk angedacht ist, die Feinstaubproblematik überprüft werden. Dies
betrifft insbesondere die Cluster 1, 3 bis 5, 7 und 8, 10 und 15.
Liegen die Cluster in der Nähe von Gebieten in denen die bereits bestehende Fernwärme
verdichtet werden soll, wie beispielsweise Cluster 17 und 18, so könnte ein Anschluss an diese
Netze erfolgen. Ein Neubau der zentralen Wärmeversorgung wäre dann nicht mehr vonnöten.
Für
eher
locker
bebauten
Cluster
stehen
dezentrale
Lösungen,
also
Wärmeversorgungsmaßnahmen an den einzelnen Gebäuden bzw. Gebäudegruppen im
Mittelpunkt. In folgender Aufstellung sind beispielhafte Maßnahmen für die einzelnen
Gebäudetypen dargestellt:
Variante 1
Gas-BW-Kessel +
Solar
Variante 2
Pelletkessel
Variante 3
Blockheizkraftwerk
Variante 4
FW-Anschluss
Versorgung
von
EFH, MFH, MFHGruppe
EFH, MFH, MFH-Gruppe
und Gewerbe
EFH, MFH, MFH-Gruppe
und Gewerbe
EFH, MFH und Gewerbe
Vorteile
-Nutzung EE +
-Höchster Anteil an EE +
-Energieeinsparung durch
Verbesserung CO2Bilanz,
hohe CO2-Minderung
Substitution konv.
Strombezugs
-Geringere Investitionen
-Platzersparnis (kein
-Einfaches System +
-Einfaches System
ausreichend erprobt,
-Geringer Aufwand für
-Verbesserung CO2-Bilanz
-Hohe
Brennstoffausnutzung
Wartung & Bedienung
Nachteile
-Hohe Investitionen
-Hohe Investitionen
(Kollektor)
(Erzeuger, Lager) + LKWZufahrt
-Höherer Aufwand für
Wartung & Bedienung
(Ascheentsorg.)
-Diskontinuierliche
Anlieferung +
schwankende Qualität des
Brennstoffes
-hohe Investition (Erzeuger)
-Höhere Wartungskosten
-Anforderungen an
Kessel / Lagerraum)
-Einfaches System
-Geringerer Aufwand für
Wartung & Bedienung
-Geringere
Energieeffizienz aufgrund
Verluste beim Transport
Schallschutz
-Bei Eigennutzung Strom
Anforderung an Verteilung,
Zählung + Abrechnung
Neben den vorstehend beschriebenen Perspektiven für die Cluster existieren noch weitere
Möglichkeiten, die Energieversorgung innerhalb einer Kommune modern und
zukunftsorientiert zu gestalten [AfEE-2008], die hier stichpunktartig genannt werden:
•
Energieliefer-Contracting
•
Ausnutzung der Möglichkeiten in der Regional- und Bauleitplanung
•
Ausweitung der Öffentlichkeitsarbeit
8
5.
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
•
Förderung von Bürgeranlagen
•
Förderung privater Solarthermieanlagen
•
Biomassenutzung in Kraft-Wärme-Kopplung
Fallstudie Stennerskuhlstraße
Als konkretes Ergebnis aus den durchgeführten Akteursgesprächen wurde eine vertiefende
Fallstudie für die Wohnsiedlung der Baugenossenschaft Bochum an der Stennerskuhlstraße in
Langendreer erarbeitet. Das ausgewählte Gebiet ist in der räumlichen Ausdehnung wesentlich
kleiner als ein Cluster, zusätzlich stellt die Eigentumsstruktur eine hohe Umsetzungschance
sicher. Dabei wurde das Gebiet für die Nahwärmeversorgung (als separates Nahwärmenetz)
untersucht.
Das günstigste Verhältnis von Mieterhöhung zu Heizkosteneinsparung ergibt sich bei der
reinen Umstellung des Heizsystems von Gas auf Nahwärme aus Holz. An zweiter Stelle steht
die konventionelle Sanierung in Verbindung mit dem Heizsystem Nahwärme aus Holz. Der
Primärenergieverbrauch wird dabei auf ein Drittel reduziert.
Die Maßnahme wird für den Fall empfohlen, dass die Wohnungsgenossenschaft eine Sanierung
durchführen wird. Falls im näheren Umfeld, z.B. am Hallen-/Freibad Maßnahmen geplant
werden, ist eine Koordinierung mit dem Umbau der Wärmeversorgung für die Siedlung
Stennerskuhlstraße anzustreben.
Abbildung 3: Wohnsiedlung der Baugenossenschaft (in blau dargestellt)
9
6.
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
CO2-Bilanz, Controllingkonzept und Öffentlichkeitsarbeit
Um präzise darzustellen, wie sich die Treibhausgasemissionen des Untersuchungsgebiets in
Zukunft entwickeln könnten, sind auch Einschätzungen zum allgemeinen Endenergieverbrauch
zu berücksichtigen.
Für die Berechnung der CO2-Bilanz wurde in 12 Clustern eine Umstellung auf eine zentrale
Wärmeversorgung favorisiert, in 8 Clustern sind dezentrale Versorgungsoptionen die bessere
Wahl. Das dargestellte „Szenario 50-%-Umsetzung“ zeigt die Auswirkungen wenn die Hälfte
alle Handlungsoptionen komplett in Maßnahmenumsetzungen münden würden. Das
dargestellte Szenario „maximale Umsetzung“ zeigt die Auswirkungen wenn alle
Handlungsoptionen komplett in Maßnahmenumsetzungen münden würden. Die
Treibhausgasemissionen der Wärmeversorgung des Jahres 2012 würden sich halbieren.
Konkret in Zahlen ausgedrückt ergibt sich folgendes Bild:
•
Der Wärmeverbrauch des Jahres 2012 liegt bei 471.671 MWh aus dem
Gesamtemissionen von 87.625 t CO2-Äquivalente resultieren.
•
Durch eine allgemeine Energieeinsparung von jährlich 2,3 % würde der Verbrauch bis
zum Jahr 2025 auf 349.017 MWh sinken und gleichzeitig Treibhausgasemissionen von
69.236 t CO2-Äquivalente resultieren, was einer prozentuellen Einsparung von 16 %
gegenüber den Ausgangswert entspräche.
•
Im „Szenario 50%-Umsetzung“ sinken die Treibhausgasemissionen auf 56.716 t CO2Äquivalente, was einer Einsparung von 35% gegenüber dem Ausgangswert entspräche.
Prozentual gesehen sinken die Emissionen durch die Umstellung der Wärmeversorgung
damit wesentlich stärker als durch die reine Energieeinsparung im gleichen Zeitraum.
•
Im „Szenario maximale Umsetzung“ sinken die Treibhausgasemissionen auf 46.797 t
CO2-Äquivalente, was einer Einsparung von 47% gegenüber dem Ausgangswert
entspräche. Prozentual gesehen sinken die Emissionen durch die Umstellung der
Wärmeversorgung damit wesentlich stärker als durch die reine Energieeinsparung im
gleichen Zeitraum. Dieses Szenario ist jedoch im Zeitraum bis 2025 wahrscheinlich
nicht zu realisieren.
10
Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
Bild 0-1:
Szenarien der Entwicklung der Treibhausgasemissionen im Untersuchungsgebiet
Das Controlling-Konzept beinhaltet die Nachverfolgung der Handlungsempfehlungen und der
zu erarbeitenden Maßnahmen und eine praktische handhabbare Projektsteuerung mittels
einer Excel®-Datei.
Für den Projektfortschritt sind Prüfindikatoren festgelegt worden, anhand derer die
Empfehlungen/Maßnahmen hinsichtlich Klimaschutz und Zieljahr geprüft werden.
Das Öffentlichkeitskonzept beinhaltet allgemeine Grundlagen für eine gezielte
Öffentlichkeitsarbeit und mögliche Beteiligungsverfahren. Für den Raum Bochum-Ost werden
in dem Öffentlichkeitskonzept konkrete Handlungsempfehlungen gegeben. Neben den PRInstrumenten, wie die Einrichtung einer Online-Beratungsstelle werden die langfristige
Etablierung eines Klimaschutzmanagers und die Schaffung eines kommunalen Beratungsteams
vorgeschlagen. Für die Beteiligung und Kooperation sind je nach Zielstellung verschiedene
Instrumente denkbar, wie z. B. eine Fokusgruppe, eine Planungs-/Zukunftswerkstatt, ein
Onlinedialog oder ein Runder Tisch.
7.
Umsetzung / weiterer Ablauf
Das Konzept bildet eine langfristige Strategie für den energetischen Umbau im
Untersuchungsgebiet. Es dient als Basis für eine abgestimmte Vorgehensweise zwischen den
Akteuren (Wohnungsbaugesellschaften, Einzeleigentümer, Stadtwerke Bochum, weitere
Versorger und Stadt Bochum). Es dient zudem als Basis für eine systematische
Berücksichtigung der energetischen Aspekte bei der Planung von neuen Baugebieten aber auch
im Bestandsumbau.
Die konkrete Planung und Umsetzung von zentralen Wärmelösungen (Nahwärmenetze) oder
dezentralen Varianten an den Gebäuden ist aber von den Gebäudeeigentümern, den
Stadtwerken oder weiteren Versorgern vorzunehmen, während die Stadt selbst nur beratend
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Integriertes Wärmenutzungskonzept Bochum-Ost | KURZFASSUNG
und koordinierend tätig werden kann. Dies wird vorrangig durch den oder die zweite(n)
Klimaschutzmanager/in zu übernehmen sein.
Aus den o. a. allgemeinen Handlungsempfehlungen für die einzelnen Cluster sind noch
konkrete Maßnahmen zu entwickeln. Für die systematische Erfassung dieser
Umsetzungsmaßnahmen wurde ein Maßnahmenformular (siehe Anlage) entwickelt.
Exemplarisch wurde dieses Maßnahmenformular für eine Maßnahme des Clusters 3 ausgefüllt.
Folgende „Roadmap“ für die Umsetzung ist denkbar:
•
Eine kurzfristige Umsetzung dieses Wärmenutzungskonzeptes könnte in Cluster 3
»Langendreer« beginnen, da hier die Untersuchung der Detailbetrachtung
Stennerskuhlstraße in enger Abstimmung mit dem Entscheidungsträger durchgeführt
wurde und die Ergebnisse auf reges Interesse stoßen. Die unter Punkt 5. aufgezeigten
Berechnungen und Ergebnisse liegen der Wohnungsgenossenschaft Bochum e.G. vor
und werden geprüft. Konkrete Entscheidungen liegen diesbezüglich noch nicht vor.
•
Neben der Siedlung »Stennerskuhlstraße« könnten als nächster Schritt die
benachbarten Einzelobjekte betrachtet und einbezogen werden. Hierzu ist eine
vorausschauende Planung mit einer größeren Wärmeerzeugungsanlage und groß
dimensionierter Nahwärmeleitung, welche die »Stennerskuhlstraße« und weitere
besondere Einzelobjekte versorgt, anzustreben. Es bieten sich u. a. die folgenden
Objekte mit räumlicher Nähe zueinander für eine Detailbetrachtung an:
Hallenfreibad Langendreer,
Albert-Schweizer-Schule,
öffentliche Verwaltungsgebäude im Zentrum von Langendreer (z.B. Jobcenter
Bochum-Ost am Carl-von-Ossietzky-Platz),
Lessing-Schule,
Franz-Dinnendahl Realschule sowie
Stadtbücherei Bochum.
Eine Miteinbeziehung dieser Wohnsiedlung hätte den Vorteil, dass in den
Sommermonaten neben dem Freibad auch die Warmwasserversorgung in der Siedlung
einen Grundlastwärmebedarf aufweisen würde.