Daten
Kommune
Ulm
Dateiname
Anlage 3 - Klimaschutzkonzept, Energiebilanz, Entwurf.pdf
Größe
1,8 MB
Erstellt
12.10.15, 21:57
Aktualisiert
27.01.18, 11:15
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GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
A. Energiebilanz
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GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
A.1. STROM
STROMERZEUGUNG
Als Strom wird allgemein die Bewegung von Ladungen und damit die Übertragung von elektrischer Energie
vom Erzeuger zum Verbraucher bezeichnet. Während sich auf der Erzeugerseite konventionelle und regenerative Energiequellen unterscheiden lassen, ist dies auf der Verbraucherseite nicht möglich, da jeder
Haushalt in Deutschland den gleichen Strom aus einem zusammenhängenden Stromnetz erhält. Aus diesem
Grund lassen sich die Emissionen nach dem Verursacherprinzip korrekterweise nur mit einem einheitlichen
Emissionsfaktor des gesamtdeutschen Inlandsverbrauches bestimmen. Sowohl das Klima-Bündnis als auch
der Covenant Of Mayors empfehlen diese Vorgehensweise für Energiebilanzen von Kommunen.
EXKURS: DIE CRUX MIT DER ZURECHENBARKEIT
Jeder lokale Klima-Aktionsplan hat die Schwierigkeit das nachhaltige Engagement eines lokalen Energieversor-gers den Kunden
des Liefer- oder Netzgebiets auf gerechte Weise zuzuordnen. Im Bilanzjahr 2012 verkaufte die SWU Energie GmbH eine
Strommenge von 1.151 GWh Strom, von denen 648 GWh innerhalb und 503 GWh außerhalb des SWU Netzgebiets vertrieben
wurden. Dem gegenüber steht eine Stromproduktion von 560 GWh der SWU-Kraftwerke in Eigenbetrieb sowie in Beteiligung.
Es stellen sich nun die beiden Fragen, ob die Strom-produktion mit einem lokalen Emissionsfaktor bilanziert wird und ob sie nur
dem netzinternen oder auch externen Stromabsatz zuzurechnen ist.
Die erste Teilfrage lässt sich unter der Berücksichtigung, positive Beteiligungen auch quantifizierbar zu gestalten, klar mit einem
„Ja“ beantworten, auch wenn dies bedeutet, dass die eigene Stromproduktion sowohl im lokalen als auch im bundesweiten
Emissionsfaktor doppelt bilanziert wird. Bei einer Netto-Stromerzeugung in Deutsch-land von 592,8 TWh im Jahr 2012,
beschränkte sich dieser Einfluss jedoch auf weniger als 0,1 % und ist somit vernachlässigbar.
Für die zweite Teilfrage nehmen wir an, dass die SWU einen äußerst nachhaltigen Strommix im Angebot hätte. Jedem Kunden
muss dieser positive Emissionsfaktor zugeschrieben werden, unabhängig davon, ob die Lieferung innerhalb des eigenen
Netzgebietes erfolgt oder außerhalb. Dieser Aspekt kann durch die Liberalisierung der Strommärkte verdeutlicht werden. Ein
Endkunde ist nicht verpflichtet den „grünen Strom“ des lokalen Energie-versorgers zu beziehen. Er kann auch auf
Ökostromangebote von externen Drittanbietern zurückgreifen um den kommunalen Ökobilanz aufzubessern.
Aus diesem Grund wird in diesem Konzept der Stromerzeugungsmix der Stadtwerke in voller Höhe dem gesam-ten
unternehmenseigenen Stromabsatz gutgeschrieben, unabhängig davon ob auch außerhalb des Netzgebietes weitere Kunden
beliefert werden. Zwar hat diese Vorgehensweise zur Folge, dass der Anteil der kommunalen Eigenerzeugung deutlich geringer
ausfällt, verhindert aber auch eine ungerechtfertigte Verklärung des Einflusses der Stadtwerke.
Auch das Klima-Bündnis stellt fest, dass diese Vorgehensweise als kritisch zu betrachten ist, wenn es darum
geht, kommunale Potenziale zu erschließen und die Stadtwerke zu motivieren in nachhaltige Energiequellen
zu investieren. Denn nur durch quantifizierbare Ergebnisse der lokalen Bemühungen lassen sich Anreize
schaffen. Aus diesem Grund erlaubt das Klima-Bündnis auch die kommunale Bilanzierung aller beteiligten
Kraftwerke mit einer Nennwertleistung unter 20 MW, die nicht unter das Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz fallen. Dass auch diese Vorgehensweise als kritisch einzustufen ist, beweist die einfache Tatsache
dass sich der Energieversorger an klimaschädlichen Braunkohlekraftwerke beteiligen könnte, ohne dass
dies einen negativen Einfluss auf die lokale THG-Bilanz hätte. Umgekehrt werden positive Entwicklungen
genauso wenig honoriert. Aus diesem Grund geht dieses Konzept einen Schritt weiter und bilanziert die
gesamte anteilige Stromproduktion, auf die in irgendeiner Form Einfluss genommen werden kann, und
greift dabei nur als Referenzwert auf den gesamtdeutschen Emissionsfaktor zurück.
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>>> ERDGAS, STEINKOHLE & HEIZÖL
Die Stromproduktion auf Basis konventioneller Energieträger findet in Ulm zum Großteil in Kraft-WärmeKopplung statt. Darunter fallen sowohl die eigenen Kraftwerke der Stadtwerke als auch die Beteiligungen
an den Kraftwerken der FUG und dem Trianel Kohlekraftwerk Lünen.1 Einzige Ausnahme bildet die Beteiligung am Trianel Gas- und Dampfkraftwerk Hamm, das ausschließlich der Stromproduktion dient. Die
folgende Aufstellung gibt einen Überblick über den konventionellen Kraftwerkspark, an dem die Stadtwerke
direkt oder indirekt beteiligt sind (Tab. 1). Nicht aufgeführt sind 266 Anlagen, die im Rahmen von Wärmedienstleistungsverträgen (Contracting) durch die SWU betrieben werden und eine thermische Leistung von
56,2 MW besitzen. Da diese Anlagen auf Privatinvestoren zurückgehen, liegt es in der Verantwortung des
Umweltcontrollings der Stadt eine verfeinerte Aufstellung für das Stadtgebiet Ulm zu erhalten. Dazu
gehören die Anzahl der Anlagen, die eingesetzte Primärenergie sowie die Nettoerzeugung von Strom und
Wärme. In diesem Konzept wird die Stromerzeugung zusammen mit den Blockheizkraftwerken der SWU
bilanziert während die Wärmeerzeugung indirekt über den Erdgasverbrauch erfasst wird.
Tab. 1 | Konventioneller Kraftwerkspark der SWU & FUG (Stand 2013)
PRIMÄRENERGIE ANLAGE
Steinkohle
Heizöl & Erdgas
Erdgas
INBETRIEBNAHME
Kohlekraftwerk Lünen (Trianel)
2013
HKW Magirusstraße, Kessel 5
1955
HKW Magirusstraße, Kessel 1
1969
HKW Magirusstraße, Kessel 6
1978
GuD-Kraftwerk Hamm (Trianel)
2007
ELEKTRISCHE
THERMISCHE
BETEILIGUNG
LEISTUNG (MW) LEISTUNG (MW) ELEKTRISCH
750
18,2 über
Sammelschiene
850
-
5,28 %
72,7
50 %
61,2
50 %
96,5
50 %
-
9,36 %
10 x BHKW in Ulm
1999 - 2012
0,557
1,034
100 %
13 x BHKW außerhalb Ulm
1993 - 2012
10,834
12,276
100 %
4 x BHKW in Beteiligung
1994 - 2003
0,349
0,655
50 %
1997
10,4
27
Ca. 20 %
1955 - 2013
142 MW
271 MW
-
Müll
MHKW Donautal
GESAMT
32 ANLAGEN
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, FUG, TAD)
Eine Sonderstellung besitzt das Müllheizkraftwerk (MHKW) Donautal, das sowohl als Biomasse- wie auch
als konventionelles Kraftwerk bezeichnet werden kann. Statistisch gesehen bestehen etwa 50 % des Abfalls
aus biogenen Kohlenstoffen während die andere Hälfte den fossilen Energieträgern zuzurechnen ist. Das
MHKW wird vom Zweckverband Thermische Abfallverwertung Donautal (TAD) betrieben, obgleich die
Betriebsführung der FUG übertragen wurde. Da die Stadt Ulm anteilig nach Einwohnern und Müllaufkommen mit etwa 20 % am Zweckverband TAD beteiligt ist, kann eine entsprechende Leistungsscheibe dem
kommunalen Energiemix zugeordnet werden.
Die konventionelle Stromerzeugung der Kraftwerke im SWU-Eigenbetrieb lag 2013 bei 59,5 GWh und
damit leicht über dem Niveau von 2006. Hinzu kommt eine 50-prozentige Beteiligung an der NettoStromerzeugung des HKW Magirusstraße, die 2013 bei insgesamt 15,2 GWh lag. Der Ulmer Anteil von etwa
20 % an der Netto-Stromeinspeisung des MHKW Donautal schlug 2013 mit näherungsweise 7,7 GWh zu
1
Das Steinkohlekraftwerk Lünen betreibt bisher noch keine Wärme-Auskopplung besitzt aber eine Ausbaukapazität von 35 bis 140
MW thermisch.
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Buche. Die Löwenanteile der konventionellen Stromerzeugung tragen seit 2008 die Beteiligung am GuDKraftwerk Hamm und seit 2013 auch am Steinkohle-Kraftwerk Lünen, die 2013 jeweils eine anteilige
Stromerzeugung von 298,3 GWh bzw. 115,5 GWh aufweisen konnten (Abb. 1).2 Der wichtigste Primärenergieträger ist demnach in erster Linie Erdgas, wodurch der kommunale Strommix einen deutlich
niedrigeren Emissions-faktor als der deutsche Strommix aufweist. durch die Inbetriebnahme des Kohlekraftwerks Lünen verschlechtert sich dieser Faktor ab 2013 allerdings wieder.
Abb. 1 | Konventionelle Netto-Stromerzeugung mit kommunaler Beteiligung (seit 2006)
1,2
1,1
14,4
58,5
1,4
19,0
55,0
15,3
0,9
16,5
1,3
10,7
56,8
59,0
58,4
Spitzenstrom (Gasturbine)
115,5
1,2
17,4
HKW Magirusstraße + MHKW Donautal
(anteilig zu 50% bzw. 20%)
55,0
KWK-Anlagen
431,5
Gigawattstunden
359,1
2,0
372,2
Kraftwerk Lünen (Trianel)
338,9
298,3
Kraftwerk Hamm (Trianel)
232,8
19,7
1,0
13,5
54,0
52,0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Anmerkung: Die Stromerzeugung des HKW Magirusstraße für 2006 ist geschätzt. Die Stromerzeugung des MHKW Donautal für 2007
bis 2009 entstammt Sekundärdaten (Südwestpresse, ITAD e.V.).
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, FUG, TransnetBW)
>>> BIOMASSE, BIOGAS & DEPONIEGAS
Neben den konventionellen Energieträgern ist auch die Biomasse ein wichtige Primärenergiequelle zur
Stromerzeugung innerhalb der SWU Netze. So waren laut EEG-Veröffentlichungen Ende 2013 insgesamt 30
Biomasseanlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von 25,6 MW an das SWU Netz angeschlossen.
Hiervon liegen insgesamt 15 Anlagen im Stadtgebiet Ulm, die Bedeutendsten die beiden Biomasse-Heizkraftwerke der FUG und das Holzgas-Heizkraftwerk (HGA) der SWU in Senden3 sind (Tab. 2). Insgesamt 13
weitere Kleinkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 3,7 MW, mit Ausnahmen von 2 Anlagen alle in KraftWärme-Kopplung, speisen zusätzlichen Strom in das Netz. Dabei ist nicht jedes Kraftwerk als eigenständige
Anlage zu verstehen. Oftmals werden mehrere Motoren zur Strom- und Wärmeerzeugung von einer
einzigen Biogasanlage angetrieben. Die Zuordnung ist schwierig, da keine eindeutige Bestandsliste vorliegt.
2
Bei allen Erzeugungsdaten ist zu berücksichtigen, dass sie nur anteilig nach dem Stromverkauf der SWU an Ulmer Stadtgebiet
zugeteilt werden können und somit für das Jahr 2012 bspw. nur 35 % der SWU-Stromerzeugung auch für die Stadt relevant waren.
Eine Ausnahme bildet das MHKW Donautal, das direkt mit 20 % der Stadtversorgung zugerechnet werden kann.
3
Aufgrund technischer Probleme bei der Einhaltung gesetzlicher Emissionsgrenzwerte ist die HGA Senden nur testweise in Betrieb
genommen worden und produzierte dabei nur 3,6 GWh Strom. Mit Aufnahme des Regelbetriebes Ende 2014, ist das Kraftwerk in
der Lage die zehnfache Menge an Strom zu erzeugen.
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Tab. 2 | Biomasse-, Bio- & Deponiegas-Anlagen im kommunalen Strommix (Stand 2013)
INBETRIEBNAHME
ELEKTRISCHE
LEISTUNG
THERMISCHE
LEISTUNG
ANTEIL AM
STROMMIX
Biomasse-HKW I (FUG)
2004
9,6 MW
58 MW
50%
Biomasse-HKW II (FUG)
2013
5,0 MW
25 MW
50%
Holzgas-Heizkraftwerk Senden (SWU)
2013
4,96 MW
6,4 MW
100%
BHKW Aulendorf (SWU)
2003
49 kW
80 kW
100%
11 x Motoren mit KWK (Privat)
2003 - 2008
3,46 MW
k.A.
100%
2 x Motoren ohne KWK (Privat)
1998, 2010
295 kW
-
100%
2011
200 KW
-
100%
1998 - 2013
23,6 MW
K.A.
-
EEG-ANLAGE
Deponiegas-Anlage Eggingen (Privat)
18 ANLAGEN
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, FUG, TransnetBW)
Zu den wichtigsten privaten Biogaskraftwerken zählen unter anderem die Anlagen der pure power GmbH &
Co. KG in der Ulmer Siemensstraße und vier landwirtschaftlich betriebenen Mais- und Gülle-Anlagen in
Ulm-Gögglingen. Im weiteren Sinne zur Biomasse lässt sich auch eine 200 kW Anlage an der ehemaligen
Mülldeponie in Ulm-Eggingen zählen die ebenfalls von der pure power GmbH & Co. KG betrieben wird und
ausströmendes Deponiegas zu Stromerzeugung einsetzt.
Abb. 2 | Netto-Stromerzeugung (EEG) aus Biomasse mit kommunaler Beteiligung (seit 2006)
1,2
3,6
0,4
1,3
1,6
23,4
Gigawattstunden
22,1
6,8
12,6
15,8
18,3
20,1
Holzgas-Heizkraftwerk Senden
20,9
5,9
Deponiegasanlage Ulm-Eggingen
17,9
Biogasanlagen (Privat & SWU)
Biomasse HKW II (zu 50%)
Biomasse HKW I (zu 50%)
27,0
25,2
23,6
24,8
25,5
25,2
25,1
21,5
2006*
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Anmerkungen: Die Stromerzeugung aus dem Jahr 2006 basiert auf Schätzungen, da hierzu keine Daten vorliegen. Das Holzgas-HKW
Senden sowie die Biogasanlage Aulendorf der SWU befinden sich nicht auf dem Stadtgebiet von Ulm, werden aufgrund des
Gesellschafterstatus der Stadt aber als beteiligte Stromerzeugung bilanziert.
Eigene Darstellung (Quelle: TransnetBW)
2013 wurde eine Strommenge von 63,7 GWh in das kommunale Stromnetz der SWU eingespeist. Zusätzlich
wurden 3,6 GWh im Holzgas-HKW Senden und 0,2 GWh imBHKW Aulendorf in indirekter Beteiligung
erzeugt (Abb. 2). Die Stromerzeugung in Höhe von 23,2 GWh aus privaten Biogasanlagen sowie die
Erzeugung von 12, GWh in der Deponiegasanlage in Ulm-Eggingen können in voller Höhe auf die
kommunale Stromerzeugung angerechnet werden. Die Stromerzeugung aus den SWU-Anlagen und den
beiden Biomasse-Heizkraftwerken der FUG können in der kommunalen Eigenerzeugung nur anteilig
entsprechend dem Verhältnis des kommunalen Stromabsatzes zum Gesamtabsatz berücksichtigt werden.
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>>> PHOTOVOLTAIK
Ende 2013 speisten insgesamt 4.486 nach dem Erneuerbaren Energien-Gesetz (EEG) vergütete Solaranlagen mit einer Gesamtleistung von 93.279 kWp in das Stromnetz der SWU ein.4 Von diesen waren 1.865
Anlagen mit einer Gesamtleistung von 34.538 kWp dem Stadtgebiet Ulm zuzuordnen (Abb. 3).5 Weitere 28
Anlagen mit 469 kWp waren zwar bereits in Betrieb genommen, leisteten aber keinen Beitrag zur Stromerzeugung. Von den 1.865 Solaranlagen in Ulm werden 8 Anlagen mit einer Gesamtleistung von 272 kWp
von der SWU betrieben. Darüber hinaus betreibt die SWU noch zwei Großanlagen in Neu-Ulm (auf den
Gebäuden von EvoBus und der Ratiopharm-Arena) mit einer Gesamtleistung von 2.777 kWp. Da sich alle
Anlagen der SWU im unmittelbaren Gesellschaftereinfluss der Stadt Ulm befinden, können diese anteilig auf
den kommunalen Strommix angerechnet werden.
Abb. 3 | Entwicklung von Anzahl und Peak-Nennleistung der EEG-Solaranlagen in Ulm (seit 2006)
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
480
600
400
200
4,539
0
2006
1735
1521
32,879
1264
27,461
1023
35
34,538 30
25
20,195
788
186540
20
627
15
13,707
10
9,020
6,501
5
0
2007
2008
Anzahl EEG-Anlagen
2009
2010
2011
2012
2013
Installierte Nennleistung (MWp)
Quelle: SWU
EXKURS: DER ENBW SOLARPARK ULM-EGGINGEN
Nach nur dreimonatiger Bauzeit wurde im Juli 2010 der bisher größte Solarpark der EnBW Energie Baden-Württemberg AG in
Betrieb genommen. Auf etwa 9 ha Freifläche der ehemaligen Hausmülldeponie Ulm-Eggingen wurden dabei 28.336 Photovoltaikmodule mit einer Gesamt-Nennleistung von 6.517 kWp installiert. Mit einer Stromerzeugung von etwa 6,9 GWh jährlich
lassen sich damit rechnerisch bis zu 2.000 Haushalte versorgen.
Obwohl die Anlage bereits am 21.06.2010 bei der Bundesnetzagentur registriert wurde, ist der Solarpark bisher weder in den
EEG-Anlagendaten des Übertragungsnetzbetreibers TransnetBW verzeichnet noch erfasst die SWU die Anlage oder die eingespeisten Strommengen. Dieser Sachverhalt offenbart große Missstände bei der Qualität der Datenerfassung. So kommen drei
verschiedene Datenquellen zu deutlich abweichenden Bilanzdaten der installierten Photovoltaikanlagen!
Die erzeugte Strommenge wird nach dem EEG vergütet und könnte prinzipiell nach dem Territorialprinzip auch zum kommunalen Strommix der Stadt Ulm beitragen. Nicht zuletzt leistete die Stadt einen bedeutenden Beitrag zur Entstehung des Solarparks, indem sie die dafür benötigte Freifläche angeboten hatte. Jedoch bildet der Solarpark aufgrund der hohen Nennleistung
einen integralen Bestandteil einer nachhaltigen überregionalen Energieerzeugung. Zusammen mit dem fehlenden Einfluss der
Kommune auf den Betreiber EnBW sprechen somit zwei deutliche Gründe dagegen, die Anlage in der kommunalen Stromerzeugung zu berücksichtigen.
4
5
Davon 3.170 Anlagen im Übertragungsnetz der TransnetBW und 1.316 im Netz von Amprion.
EEG-geförderten Anlagen sind seit 2006 auskunftspflichtig und werden von den ÜNB zur Verfügung gestellt. Im Vergleich zu den
Primärdaten der SWU, fallen hier jedoch geringe Unterschiede auf. So werden laut TransnetBW für 2013 zwar auch 1.865 Anlagen
geführt (diese Zahl weicht in den anderen Jahren deutlich von denen der SWU ab) aber diese weisen eine leicht höhere Leistung von
34.565 kWp und erzeugen damit auch über 0,4 GWh mehr als im direkten Vergleich zur Datenerhebung der SWU.
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Der Ausbau privater Photovoltaikanlagen auf dem Stadtgebiet Ulm hat zwischen 2006 und 2012 einen
wahren Boom erlebt, verlangsamte sich danach jedoch mit dem Rückgang der EEG-Vergütung deutlich
(Abb. 3). Die Gesamteinspeisung aller nach EEG vergüteten Solaranlagen im Stadtgebiet Ulm werden nach
dem Territorialprinzip zu 100 % der kommunalen Eigenerzeugung zugeschrieben, da ihre Installation direkt
auf kommunale Privatinvestitionen zurückzuführen ist und damit unmittelbar durch die Klimapolitik der
Kommune beeinflusst wurde. Während des Jahres 2013 wurden insgesamt 32,3 GWh Strom durch Photovoltaikanlagen in Ulm erzeugt. Die kontinuierliche Steigerung der erzeugten EEG-Strommengen zwischen
2006 und 2012 konnte im Jahr 2013 erstmalig nicht beibehalten werden (Abb. 4).
Abb. 4 | Stromproduktion aus Photovoltaikanlagen der SWU und Privatinvestoren seit 2006
3,3
2,9
Gigawattstunden
2,8
2,3
0,1
0,2
0,2
3,3
5,5
8,0
2006
2007
2008
2,5
9,9
2009
26,0
31,4
29,4
2012
2013
15,5
2010
Photovoltaik (Privatanlagen)
2011
Photovoltaik (SWU)
Quelle: SWU
Tab. 3 | Solaranlagen im Betrieb der SWU (Stand 2013)
SOLARANLAGE SWU
INBETRIEBNAHME
NENNLEISTUNG (kW Peak)
Evo Bus
2008
2.300
Ratiopharm-Arena
2011
477
2005/2009
115
SWU Energie GmbH
2005
80
SWU Verkehr, Bauhoferstraße, Dach
2001
40
SWU Verkehr, Bauhoferstraße, Fassade
2001
16
Donaustadion
1999
12
SWU Hauptgebäude
2001
6
SWU Werkstattgebäude
2001
4
Gänswiesenweg
2001
1
-
3.051
Söflingerstraße 120/124
SUMME
Quelle: SWU
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>>> WASSERKRAFT
Die beiden Flüsse Donau und Iller bieten naturgemäß die Möglichkeit Wasserkraft im Einzugsgebiet der
Stadt Ulm in die lokale Stromproduktion zu integrieren. So sind in den einhundert Jahren zwischen 1905
und 2005 insgesamt zehn Wasserkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 18,8 MW entstanden, die 2013
knapp 110 GWh Strom erzeugten und in das Netz der SWU einspeisten. Der Betreiber von neun dieser Anlagen ist die SWU selbst, nur eine kleine Anlage mit 5,5 kW befindet sich im Privatbesitz in Ulm-Eggingen,
wird aber dennoch dem Ulmer Stommix zugerechnet, da die Anlage im unmittelbaren Verwaltungsbereich
der Stadt liegt. Alle Anlagen sind Sinne des Erneuerbaren-Energie-Gesetzes (EEG) voll förderungsfähig und
erhalten Einspeisevergütungen auf Basis des jährlich eingespeisten Stroms. Einzig das größte Wasserkraftwerk an der Böfinger Halde kann nur 700 kW seiner 8,8 MW Leistung als EEG-förderungsfähig ansetzen.
Neben dem Betreiben der eigenen Kraftwerke, ist die SWU auch Gesellschafter zwei weiterer Anlagen an
der Brenz in Herbrechtingen und am Main in Mainz-Kostheim kurz vor der Rheinmündung. Beide Anlagen
werden gemäß den Gesellschafteranteilen zum Strommix der SWU hinzu-gerechnet und erhöhen damit
indirekt auch den erneuerbare Anteil der kommunalen Stromversorgung.
Tab. 4 | Wasserkraftwerke im kommunalen Strommix (Stand 2013)
ANLAGE
ORT
INBETRIEBNAHME
MODERNISIERUNG
89073
Böfinger Halde (EEG-Anteil)
Ulm
1953
2010
89073
Böfinger Halde (nicht EEG)
Ulm
1953
89077
Söflingen
Ulm
89079
Donaustetten
89079
Eggingen (Privatanlage)
89079
PLZ
NENNSWULEISTUNG BETEILIGUNG
700 kW
100%
-
8.100 kW
100%
1992
-
6 kW
100%
Ulm
1926
1974
4.500 kW
100%
Ulm
2005
-
5,5 kW
100%
Wiblingen
Ulm
1907
1969
1.250 kW
100%
89081
Glaeser
Ulm
1936
2005
16 kW
100%
89155
Ersingen
Erbach
2003
-
56 kW
100%
89231
Ludwigsfeld
Neu-Ulm
1906
1969
580 kW
100%
89231
Neu-Ulm
Neu-Ulm
1926
-
590 kW
100%
89610
Öpfingen
Oberdischingen
1923
1982
3.000 kW
100%
55246
Kostheim
Mainz-Kostheim
2009
-
4.960 kW
70%
89542
TWH Wasserkraftanlage
Herbrechtingen
1990
2011
146 kW
50%
GESAMT
12 WASSERKRAFTWERKE
6 ORTE
1905 – 2009
1969 – 2011
22.910 KW
22.349 KW
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, TransnetBW, Amprion)
Zwischen 2006 und 2013 hat sich die anteilige Stromproduktion dieser Wasserkraftwerke von 92,1 GWh
auf 121,4 GWh deutlich erhöht, was auf Effizienzsteigerungen vorhandener Anlagen, aber auch vor allem auf
den Ausbau der Böfinger Halde im Jahr 2010 und die Inbetriebnahme des Wasserkraftwerks MainzKostheim im Jahr 2009 zurückzuführen ist. 2013 erzeugten die SWU-eigenen Wasserkraftwerke insgesamt
110,0 GWh Strom. Hinzu kommen die Beteiligungen in Kostheim mit 11,1 GWh und Herbrechtingen mit einer
EEG-Menge von 333 MWh. Das private Kleinst-Wasserkraftwerk in Ulm-Eggingen produzierte knapp
7 MWh EEG-vergüteten Strom, der vollständig auf den Ulmer Strommix angerechnet werden kann. Die
erzeugte Menge der Anlagen aus SWU-Beteiligungen trägt anteilig zur kommunalen Stromerzeugung bei.
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Abb. 5 | Netto-Stromerzeugung aus Wasserkraft mit Beteiligung der Stadt Ulm
11,1
10,9
11,9
2,0
13,6
51,5
Gigawattstunden
44,7
49,1
45,3
45,8
Kostheim (EEG-gefördert, anteilig
zu 70%)
50,3
48,6
Böfinger Halde (nicht EEGförderungsfähig)
41,0
47,4
46,3
47,0
49,0
51,6
45,9
2006
2007
2008
2009
2010
2011
52,3
2012
58,8
EEG-Wasserkraft (inkl. EEG-Anteil
Böfinger Halde und Herbrechtingen
anteilig zu 50%)
2013
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, TransnetBW, Amprion)
>>> ZUSAMMENFASSUNG
Die Stadt Ulm war 2013 an einer Stromerzeugung von 709,7 GWh direkt über private Erzeugungsanlagen,
oder indirekt über eigene Anlagen oder Beteiligungen der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm beteiligt (Tab. 5).
Insgesamt 53,8 GWh der Erzeugung stammen aus privatrechtlichen Photovoltaik-, Biogas- oder Deponiegasanlagen innerhalb des Stadtgebiets Ulm und tragen in vollem Umfang zur kommunalen Eigenerzeugung
bei. Auch ein Anteil von etwa 7,7 GWh an der Stromproduktion des MHKW Donautal kann vollständig der
kommunalen Erzeugung zugerechnet werden. Der Großteil von 91,3 % der lokalen Stromerzeugung stammt
allerdings aus den eigenen Anlagen sowie Kraftwerksbeteiligungen der SWU und muss demnach jedem
Stromabnehmer der Gesellschaft anteilig zugestanden werden. Darunter fallen vor allem die BiomasseHKWs der FUG, das Holzgas-HKW Senden, alle Wasserkraftwerke und SWU-eigenen Photovoltaikanlagen
sowie die Kraftwerke mit konventionellem Energieträgereinsatz. Die Zuordnungshöhe richtet sich nach dem
Umsatzanteil des jeweiligen Stromabnehmers und lag für Ulm 2013 bei knapp 42 % (Tab. 6).
Tab. 5 | Netto-Stromerzeugungsmix mit kommunaler Beteiligung der Stadt Ulm (seit 2006)
PRIMÄRENERGIE
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Erdgas
56,0
53,3
491,5
289,0
416,1
430,0
399,2
360,0
Wasserkraft
92,1
95,4
92,3
96,9
112,2
100,6
113,5
121,4
Steinkohle
9,7
5,9
6,5
8,2
9,1
6,8
0,9
120,9
Biomasse
27,0
25,2
23,6
24,8
25,5
25,2
31,0
39,3
Photovoltaik
3,4
5,6
8,2
12,4
17,8
28,8
34,7
32,3
Bio-/Holz-/Deponiegas
6,8
12,6
15,8
18,3
20,1
21,3
25,0
28,2
Müll
9,8
7,1
7,6
9,1
9,1
9,5
9,9
7,7
Heizöl, leicht
0,2
0,2
0,1
0,1
0,3
0,2
0,0
0,1
205,0
205,2
645,4
458,7
610,2
622,4
614,1
709,7
SUMME
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, FUG, TransnetBW, Amprion)
9
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Tab. 6 | Markt- und Umsatzanteil des kommunalen Strombezugs (seit 2006)
ANTEIL
Marktanteil
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
SWU1
k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
46 %
37 %
44 %
53 %
Ulm2
40 %
40 %
40 %
40 %
39 %
32 %
35 %
42 %
Umsatzanteil
1
Entspricht hier dem Verhältnis von verkaufter zur verteilten Strommenge auf dem Stadtgebiet Ulm.
2
Entspricht hier dem Verhältnis vom kommunalen zum gesamten Stromabsatz der SWU. Werte für 2006 bis 2009 geschätzt.
Quelle: SWU
Die kommunale Strom-Eigenerzeugung der Stadt Ulm lag 2013 bei insgesamt 332,3 GWh (Abb. 6). Die
entscheidenden Primärenergieträger sind Erdgas, Wasserkraft und Steinkohle, die zusammen einen Anteil
von beinahe 76 % an der gesamten Netto-Endenergieerzeugung tragen. Weitere 22 % werden durch den
Einsatz von EEG-geförderten Energiequellen bereitgestellt. Vor allem Photovoltaik ist mit über 9 % stark
aufgestellt, aber auch Biogase leisten mit 8 % einen annähernd gleich hohen Beitrag. Der Einsatz von Holz
in den Biomasse-HKWs I und II sichert anteilig 5 % der städtischen Stromerzeugung, die Müllverbrennung
weitere 2 %. Heizöl kann im kommunalen Stromerzeugungsmix vernachlässigt werden.
Abb. 6 | Kommunale Strom-Eigenerzeugung der Stadt Ulm (seit 2006)
350
300
250
200
Gigawattstunden
150
100
50
0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Müll
9,8
7,1
7,6
9,1
9,1
9,5
9,9
7,7
Biomasse
10,8
10,1
9,4
9,9
9,9
8,0
10,7
16,4
Bio-/Holz-/Deponiegas
6,7
12,5
15,7
18,2
20,0
21,2
23,8
26,0
Photovoltaik
3,3
5,5
8,1
10,9
16,4
26,9
32,5
30,6
Steinkohle
3,9
2,4
2,6
3,3
3,5
2,2
0,3
50,5
Wasserkraft
36,8
38,1
36,9
38,8
43,6
32,0
39,3
50,7
Erdgas
22,4
21,3
196,6
115,6
161,5
137,0
138,2
150,4
Aufgrund der Geringfügigkeit wird Heizöl (HEL) in dieser Darstellung vernachlässigt
Eigene Darstellung | Quelle: SWU, FUG, TransnetBW, Amprion)
10
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
STROMVERBRAUCH
Im Netzgebiet der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH wurden 2012 insgesamt 1.504 GWh Strom
verteilt. Die Stadt Ulm ist hierbei der Hauptabnehmer und war mit 898 GWh für etwa 60% der gesamten
Stromverteilung verantwortlich. Innerhalb ihres Netzgebietes besaß die SWU im Jahr 2012 einen Marktanteil von 43 % und konnte eine Strommenge von 648 GWh an Endkunden vertreiben. Mit 398 GWh waren
Ulmer Endkunden mit über 61 % am netzinternen Stromabsatz der SWU beteiligt. Dies impliziert das 2012
insgesamt 500 GWh, und damit annähernd 56 % des Ulmer Stromverbrauches, durch netzexterne Fremdanbieter geliefert wurden. Auch die SWU tritt innerhalb externer Versorgungsnetze als Fremdanbieter auf.
So wurden 2012 insgesamt 503 GWh Strom, und damit 44 % des gesamten Stromabsatzes der SWU von
1.151 GWh, an Endkunden außerhalb des eigenen Netzgebietes geliefert. Selbst netzübergreifend war die
Stadt Ulm 2012 für 35 % des gesamten Stromabsatzes der SWU verantwortlich. Dennoch ist davon auszugehen, dass sich der Trend zur dezentralen Stromversorgung, in Folge der zunehmenden Liberalisierung
deutscher Stromnetze seit 1996, verstärken wird.
Abb. 7 | Stromverteilung an Groß- und Kleinverbraucher in Ulm (seit 2006)
65,3
272,5
254,3
268,0
63,1
67,8
263,5
415,7
Gigawattstunden
61,6
507,8
436,1
352,5
195,2
596,2
610,1
623,3
594,1
200,2
196,1
195,6
215,1
2006
2007
RLM-Kunden (SWU)
2008
2009
SLP-Kunden (SWU)
2010
131,2
2011
RLM-Kunden (Unbekannt)
202,3
2012
286,1
2013
SLP-Kunden (Unbekannt)
Anmerkungen: Der SWU-Stromverkaufsdaten an Großkunden (über Registrierende Leistungsmessung – RLM) und Kleinkunden
(über Standardlast-profile – SLP) bis 2009 liegt diesem Konzept nicht vor, sollte aber ergänzt werden. Ein Fehlen dieser Daten
verhindert die anteilsgenaue Zurechnung der SWU-Stromproduktion zum kommunalen Strommix. (Quelle: SWU)
Anhand der Unterteilung in einzelne Segmente lässt sich der Stromverbrauch auf die Verbrauchssektoren
Gewerbe, Handel und Dienstleistung (GHD), Industrie, Haushalte, Öffentliche Einrichtungen sowie Netznutzung und Eigenverbrauch aufteilen (Abb. 8).6 Dabei ist es empfehlenswert, die Klassifikation der
deutschen Wirtschaftszweige des Statistischen Bundesamtes (WZ 2008) zu übernehmen. Da diese
Systematik nicht innerhalb der SWU Datenerfassung angewandt wird, ist die Abbildung nur eingeschränkt
möglich. Ein wichtiges Merkmal zur Definition der Sektoren ist die Unterscheidung ist Großabnehmer
(RLM) und Kleinverbraucher (SLP).
6
Diese Aufteilung richtet sich im Wesentlichen nach den Vorgaben der AG Energiebilanzen. Hierbei treten jedoch insbesondere im
Sektor GHD verstärkt Schwierigkeiten in der Zuordnung auf. Auch ist der Sektor „Öffentliche Einrichtungen“, eine Untermenge des
GHD-Sektors, spezifisch in diesem Konzept verankert, um diesem einen höheren Stellenwert zu verleihen. So werden diesem Bereich
auch alle öffentlichen Dienstleistungen zugeordnet, insbesondere Krankenhäuser. Zu weiteren Unterschieden zwischen diesen
beiden Sektoren vgl. auch „Energieverbrauch des Sektors Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) in Deutschland für die Jahre
2011 bis 2013“ (Fraunhofer ISI, März 2008).
11
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 8 | Kommunaler Stromverbrauch nach Sektoren von 2010 bis 2013
2013
277,7
255,1
181,6
175,6
11,5
2012
271,3
256,8
180,2
177,8
11,5
2011
267,2
267,0
170,1
10,1
2010
260,9
173,3
11,6
181,9
258,0
192,6
Gigawattstunden
GHD
Industrie
Haushalte
Öffentliche Einrichtungen
Netznutzung & Eigenverbrauch
Eigene Darstellung (Quelle: SWU)
Ein genauer Blick offenbart die Verursacher innerhalb der einzelnen Sektoren (Abb. 9). Im Sektor GHD
werden über 52 % durch Betriebe der Dienstleistungsbranche und den Einzelhandel verursacht. Metallbearbeitende Betriebe sind zu mehr als 68 % für den Stromverbrauch der Industrie verantwortlich und
Krankenhäuser beanspruchen 56 % der Stromverteilung zu den öffentlichen Einrichtungen. Gerade diese
Segmente müssen verstärkt in die Klimaschutzarbeit verschiedenster Akteursgruppen integriert werden.
Abb. 9 | Sektor-Stromverbrauch der Stadt Ulm nach Verbrauchergruppen (2013)
GHD
INDUSTRIE
ÖFFENTL. EINRICHTUNGEN
277,7 GWh
255,1 GWh
175,6 GWh
7,4%
2,7%
3,0%
15,6%
2,9%
31,3%
8,6%
11,1%
7,3%
11,0%
47,6%
4,6%
3,6%
4,7%
5,1%
8,7%
56,3%
14,6%
11,6%
21,2%
Dienstleistungen
Einzelhandel
Großhandel
Waren-/Kaufhäuser, Supermärkte,
Baustoffhandel
Gaststätten/Hotelgewerbe
Kfz-Handwerk, Tankstellen,
Waschanlage
Sonstiges & unspezifiziertes Gewerbe
20,9%
Nichteisen-Metallindustrie
Metallindustrie
Chemische/Pharmaz. Industrie
Druck-/Papierindustrie
Lebensmittel-/Getränkeindustrie
Textil-, Kunststoff-, Holzindustrie
Unspezifizierte Industriebetriebe
Krankenhäuser
Behörden/Ämter/Post
Schulen/Hochschulen/Uni
Sozialeinrichtungen
Straßenbeleuchtungen/Anstrahlungen
Bundeswehr, Schwimm-/Sportstätten,
Kirchen
Unspezifizierte Einrichtungen
12
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A.2. ERDGAS
Auch die Erdgasbelieferung der Stadt Ulm wird durch die SWU Netze GmbH sichergestellt, die ein Versorgungsgebiet mit insgesamt 18 Kommunen abdeckt. Durch ein Leitungsnetz von 1.055 km Länge wurden
2013 insgesamt 2.460 GWh Erdgas an 28.100 Hausanschlüsse mit 33.900 Endkunden verteilt. Dabei wurden 912,6 GWh, etwa 37 % der gesamten Erdgasmenge, im Ulmer Stadtgebiet verteilt.7 Auffallend ist ein
deutlicher Anstieg des Erdgasverbrauchs im Vergleich zum Bilanzjahr 2012 (Abb. 10). Dieser ist zwar auch
auf einen strengeren Winter im Jahr 2013 zurückzuführen, wurde aber größtenteils durch den verstärkten
Einsatz von Erdgas als Primärenergieträger in der Wärmeerzeugung der Fernwärme Ulm GmbH verursacht. Um den tatsächlichen Erdgasverbrauch unabhängig von anderen Endenergieträgern zu verdeutlichen,
empfiehlt es sich die Erdgasverteilung um den Primärenergieeinsatz in wärme- oder stromerzeugenden
Anlagen auf dem Stadtgebiet zu bereinigen.8 Darüber hinaus kann eine Witterungs-korrektur durchgeführt
werden um den Einfluss schwankender Jahresmitteltemperaturen auf den Verbrauchstrend herauszufiltern.9 Die Witterungsbereinigung verfälscht absolute Mengen und sollte daher nicht als Grundlage zur
Berechnung der Höhe von Emissionen dienen.
Abb. 10 | Kommunaler Erdgasverbrauch der Stadt Ulm (seit 2006)
748,5
743,0
708,6
699,8
681,4
679,4
210,4
676,9
231,0
266,3
671,5
245,5
518,3
468,0
493,6
507,9
544,1
2006
2007
2008
2009
2010
286,0
697,2
741,8
778,4
767,8
744,4
in GWh (Heizwert)
nicht witterungsbereinigt
736,7
710,6
644,1
239,7
395,2
443,8
500,0
517,4
2011
2012
2013
230,5
Normalverbraucher (SLP)
Großverbraucher (RLM)
Erdgasverbrauch (bereinigt)
Erdgasverbrauch (bereinigt) witterungskorrigiert
Eigene Darstellung (Quelle: SWU)
Anmerkung: Aufgrund der Abrechnungsmethodik im Standardlastprofil (SLP) kommt es vor, das negative Jahressaldi bilanziert werden, wenn der
Vorjahreswert zu hoch berechnet wurde. Hat der Negativwert eine Differenz von > 50 MWh zum Vorjahreswert wurden die Daten korrigiert, indem der
Durchschnittswert für beide Jahre angesetzt wird. Für 2010 ist der Unterschied marginal, in den Jahren 2011 und 2012 ändern sich die SLP-Daten aber
um ca. 18 GWh und für 2013 um etwa 1 GWh. Diese Korrektur hat damit durchaus Einfluss auf die Vergleichbarkeit der Daten.
7 Mehr als die Hälfte dieser Menge (56,7 %) wurde im Standardlastprofil (SLP) an Klein- und Normalverbraucher mit einem Anschluss-
wert von unter 500 kW oder einer entnommenen Jahresarbeit von weniger als 1,5 GWh geliefert.
8
Bereinigt wird um den Erdgasverbrauch durch SchwabenGas mobil an der Tankstelle am Hindenburgring sowie den Primärenergieeinsatz im HKW Magirusstraße, im Heizwerk Daimlerstraße und den 10 Blockheizkraftwerken der SWU im Ulmer Stadtgebiet. Zu
dem Primärenergieeinsatz in Anlagen der Wärmedienstleistung liegen keine Daten vor und eine Bereinigung ist hier nicht möglich.
9
Die Witterungsbereinigung wird in diesem Konzept mit Hilfe durch die IWU bereitgestellter Gradtagzahlen auf Grundlage vom
Deutschen Wetterdienst erfasster Temperaturmittel der Wetterstation Augsburg durchgeführt, kann aber auch mit Gradtagzahlen
der FUG erfolgen. Die Innentemperatur liegt bei 20°C, die Heizgrenztemperatur wird bei 15°C festgesetzt.
13
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Private Haushalte verursachen den Großteil des Erdgasverbrauchs. So waren Ulmer Haushalte für fast 48 %
des Erdgasabsatzes 2013 verantwortlich, gefolgt vom Sektor GHD mit knapp 22 %, der Industrie mit 16 %
und den öffentlichen Einrichtungen mit 9 % (Abb. 11). Der Eigenverbrauch ist im Wesentlichen auf die
Versorgung der SWU Firmengebäude und die Energieversorgung durch Blockheizkraftwerke (BHKW)
zurückzuführen. Da dieser Wert bereits sowohl um das im Verkehrssektor eingesetzte Erdgas als auch um
den Energieeinsatz in SWU-eigenen BHKWs bereinigt wurde, ist davon auszugehen, dass hier neben dem
tatsächlichen Eigenverbrauch der SWU-Gebäude auch Contracting-Anlagen im Rahmen von Wärmedienstleistungen erfasst werden.
Abb. 11 | Kommunaler Erdgasverbrauch (bereinigt) nach Sektor (seit 2010)
2013
374,7
2012
366,2
2011
172,4
119,5
322,3
2010
105,9
395,5
129,0
126,8
124,7
111,0
67,0
63,0
35,3
35,1
61,2 30,0
122,2
70,9
37,1
in GWh (Heizwert), nicht witterungsbereinigt
Haushalte
GHD
Industrie
Öffentliche Einrichtungen
Eigenverbrauch
Eigene Darstellung (Quelle: SWU)
EXKURS: DIE WITTERUNGSBEREINIGUNG
Als Witterungsbereinigung wird die künstliche Absenkung bzw. Anhebung temperaturabhängiger Energieverbrauchswerte auf
ein langjähriges Temperaturmittel bezeichnet. Sie wird vor allem dann verwendet, wenn Heizenergieverbräuche über mehrere
Jahre oder verschiedene Standorte miteinander verglichen werden sollen. Die Bereinigung geschieht dann mit Hilfe sogenannter
Gradtagzahlen (GTZ), die die Abweichung der durchschnittlichen Außentemperatur von der Raumtemperatur (20°C) angeben.
Sie werden nach der Richtlinie VDI 2067 bestimmt. Gemessen wird an Gradtagen, üblicherweise Tage, an denen die
durchschnittliche Außentemperatur unter 15°C liegt. Die jährliche GTZ ergibt sich aus der Summe aller Messungen eines Jahres.
Kalte Jahre weisen eine hohe GTZ (> 4.000 Kd) und warme Jahre eine niedrige GTZ (< 4.000 Kd) auf.
Durch das Verhältnis der Jahres-GTZ zu einem langjährigen oder periodenbezogenen Durchschnittswert kann ein
Klimakorrekturfaktor bestimmt werden, mit dem der jeweilige Energieverbrauchswert nach oben oder unten korrigiert wird.
Gemessen werden GTZ an den Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Die nächste Station findet sich in
Augsburg und bezieht sich auf ein langjähriges Mittel von 4.041 Kd (1970 bis 2013, bei einer Heizgrenztemperatur von 15°C).
Auch die Fernwärme Ulm GmbH (FUG) und das Institut Wohnen und Umwelt (IWU) stellt lokale GTZ bereit.
GRADTAGZAHLEN
IWU (Augsburg)
FUG (Ulm)
2006
4.019
4.257
2007
3.706
3.390
2008
3.829
3.938
2009
3.923
3.950
2010
4.398
4.263
2011
3.733
3.823
2012
3.871
3.833
2013
4.097
4.185
Möchte man das Maß der absoluten Energieverbräuche und tatsächlichen Emissionen eines Jahres bestimmen, sollte keine
Witterungsbereinigung durchgeführt werden, da es die THG-Konzentration in der Luft nicht interessiert, ob wir viel Heizen
mussten oder wenig. Soll der Trend im Zentrum einer Analyse stehen, muss eine Bereinigung durchgeführt werden, um Erfolge
validieren oder Negativentwicklungen rechtzeitig erkennen zu können.
14
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Der Detailblick auf die relevanten Sektoren offenbart auch hier die größten Verursacher, auch wenn
Teilmengen nicht hinreichend untergliedert vorliegen (Abb. 12). Der Dienstleistungssektor sowie Einzelund Großhandel war insgesamt für 70 % des Erdgasverbrauchs 2013 im GHD-Sektor verantwortlich. Die
Standorte der Bundeswehr sin ein Großverbraucher im Sektor der öffentlichen Einrichtungen. Im Industriesektor ist ein Viertel des Verbrauchs auf die Metallindustrie zurückzuführen. Auffällig ist, dass hier beinahe
die Hälfte des Erdgasverbrauchs nicht ihrer Herkunft zugeordnet werden kann. Auch etwa 20 % in den
anderen Sektoren lassen sich nicht detaillierter darstellen.
Abb. 12 | Kommunaler Erdgasverbrauch (bereinigt) nach Verbrauchergruppen (2013)
GHD
INDUSTRIE
ÖFFENTL. EINRICHTUNGEN
172,4 GWh
129,0 GWh
67,0 GWh
21,0%
24,7%
44,4%
3,0%
6,3%
46,6%
19,7%
26,2%
8,1%
14,3%
7,3%
11,2%
23,3%
18,1%
Dienstleistungen
Handel
Waren-/Kaufhäuser, Supermärkte,
Baustoffhandel
Gaststätten/Hotelgewerbe
Kfz-Handwerk, Tankstellen,
Waschanlagen
Sonstiges & unspezifiziertes Gewerbe
4,4% 10,0%
Metallindustrie
Lebensmittel-/Getränkeindustrie
11,5%
Schulen/Hochschulen/Uni
Bundeswehr
Sozialeinrichtungen
Chemische/Pharmaz. Industrie
Schwimm-/Sportstätten
Nichteisen-Metall-, Druck/Papierindustrie
Unspezifizierte Industrie
Behörden/Ämter/Post, Kirchen,
Krankenhäuser
Unspezifizierte Einrichtungen
Eigene Darstellung (Quelle: SWU)
15
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
A.3. FERNWÄRME
Die Fernwärmeversorgung der Stadt Ulm blickt auf eine über 100-jährige Geschichte zurück und ist ein
integraler Bestandteil der Wärmebedarfsdeckung. Der Großteil der beinahe flächendeckenden Versorgung
wird durch die Fernwärme Ulm GmbH (FUG) gedeckt, aber auch die SWU selbst, die neben der EnBW zu
50% der Inhaber der FUG ist, bietet eigene Nahwärme innerhalb von Inselnetzen im Stadtgebiet Ulm an.
Der Endenergieabsatz der FUG lag 2013 bei 670,9 GWh Wärme sowie 9,5 GWh Kälte und 93,7 GWh Strom
aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Dabei versorgt sie ein Fernwärmenetz mit 152 km Länge und 2.848
Abnahmestellen, die einen Anschlusswert von 392,8 MW aufweisen. Die Hauptliefergebiete der SWU liegen
am Eselsberg, in der Stadtmitte und. Weststadt sowie in Böfingen. Insgesamt verteilte die SWU 2013 eine
Wärmemenge von 36,6 GWh in dezentralen Inselnetzen, die durch BHKWs versorgt werden (Abb. 13).
Abb. 13 | Kommunaler Fernwärmeverbrauch der Stadt Ulm nach Versorger (seit 2006)
5,9 761,7
15,4
690,5
in GWh (Heizwert)
nicht witterungsbereinigt
6,1
6,1
774,9
4,8 742,4
6,6
760,6
9,1 734,7
9,5 707,2
27,3
30,6
36,6
23,7
28,1
676,8 7,4
32,3
600,6
589,0
614,8
571,6
573,3
588,8
17,8
639,4
521,6
96,8
87,8
103,9
98,8
82,8
96,3
90,8
82,1
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Netzverluste (FUG)
Fernwärmeabsatz (FUG)
Fernwärmeabsatz (SWU)
Fernkälteabsatz (FUG)
Fernwärmeabsatz (witterungsbereinigt)
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, FUG)
Mit Ausnahme des Jahres 2007, das durch einen sehr milden Winter geprägt war, lag der Fernwärmeabsatz
der beiden Versorger auf einem relativ konstanten Niveau, mit einer leicht rückläufigen Tendenz des
Absatzes der FUG und einem deutlichen Anstieg des Nahwärmeabsatzes der SWU. Die Erhöhung der
Versorgungsleistung der SWU ist auf die Errichtung neuer Blockheizkraftwerke und den Ausbau der
Wärmedienstleistungen im Rahmen von Contracting-Anlagen und damit auf die Erschließung neuer
Versorgungsgebiete zurückzuführen. Der Rückgang im Wärmeabsatz der FUG ist aller Wahrscheinlichkeit
nach durch Einsparungen im Heizwärmebedarf und dem vermehrten Einbau alternativer Heizanlagen wie
Wärmepumpen, Holzfeuerungen und Solarthermie zu erklären. Hier kann der stagnierende Ausbau des
vorhandenen Fernwärmenetzes nicht mit der Entwicklung von Energieeinsparmaßnahmen mithalten.
16
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Tab. 7 | Kraftwerkspark zur kommunalen Fernwärmeversorgung von Ulm (Stand 2013)
PRIMÄRENERGIE
ANLAGE
Steinkohle
HKW Magirusstraße, Kessel 5
ELEKTRISCHE
LEISTUNG [MW]
INBETRIEBNAHME
THERMISCHE
LEISTUNG [MW]
EU-ETS
HKW Magirusstraße, Kessel 1
1969
HKW Magirusstraße, Kessel 6
1978
Heizwerk Daimlerstraße, HEL
1977 - 2004
-
90
Heizwerk Universität Ulm
1972 - 1977
-
58
Heizwerk Fort Albeck
2003
-
19,4
Erdgas
10 x BHKW der SWU
(im Stadtgebiet Ulm)
1999 - 2012
0,056
1,034
Abfall
MHKW Donautal
1997
10,4
27
Biomasse
Biomasse-HKW I
2004
9,6
58
Biomasse-HKW II
2013
5,0
25
Biogas
5 x Privatanlagen
k.A.
1,58
1,65
GESAMT
24 ANLAGEN
1955 - 2013
45 MW
511 MW
Heizöl/Erdgas
Heizöl
1955
72,7
18,2 MW über
Sammelschiene
61,2
96,5
Eigene Darstellung
Abb. 14 | Kommunaler Fernwärmeverbrauch nach Primärenergieträger (seit 2006)
9,0
0,5
55,8
122,0
11,6
0,3
50,2
11,3
7,7
65,9
131,5
6,9
11,0
47,8
15,9
11,7
50,0
119,2
119,1
16,6
9,8
38,1
11,9
12,2
37,6
121,6
120,7
in GWh (Heizwert)
nicht witterungsbereinigt
109,8
136,0
109,1
308,1
3,0
11,7
243,9
254,8
275,8
218,7
271,8
258,8
167,4
262,2
243,4
274,0
281,0
264,1
244,7
262,6
289,2
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Biomasse
Steinkohle
Abwärme Müll
Erdgas
Abwärme Biogas + Industrie
Heizöl
Eigene Berechnungen (Quelle: FUG, SWU)
Anmerkungen: Daten über den Primärenergieverbrauch liegen für jede Erzeugungseinheit kumuliert vor, unabhängig ob damit Strom oder Wärme
erzeugt wurde. Der Anteil der eingesetzten Primärenergie für KWK- Wärme wird hier mit der „finnischen Methode“ berechnet (entsprechend der AGEB
Energiebilanzen). Dabei wurde für alle FUG-Kraftwerke ein gemeinsamer Primärenergieeinsparfaktor (PEE) bestimmt, da keine detaillierteren Daten
vorliegen. Zu beachten ist, dass die leitungsgebundenen Energieträger Strom und Erdgas nicht doppelt bilanziert werden. // Die eingespeiste
Verbrennungswärme des MHKW Donautal wird zugleich als eingesetzte Primärenergie angesetzt. Etwa 50% hiervon sind als regenerativ zu bewerten.
17
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Der Fernwärmeabsatz wird durch die beiden Versorger bedarfsgerecht erzeugt. So produzierten die
Erzeugungsanlagen der FUG im Jahr 2013 zusammen 523,2 GWh und stellten 9,5 GWh Absorptions- und
Kompressionskälte für den Science Park II bereit. Unter Beauftragung des Zweckverbandes TAD obliegt der
FUG auch die Betriebsführung des Müllheizkraftwerks im Donautal, das 2013 eine Wärmeauskopplung von
136,0 GWh einspeiste. Mit der Inbetriebnahme der Verbindungsleitung zwischen Donautal und Weststadt
Ende 2008 muss die Fernwärmeversorgung vom Donautal und Wiblingen nicht mehr allein durch das
MHKW sichergestellt werden und Wärmemengen können nach Bedarf zwischen den Versorgungsgebieten
verschoben werden. Zusätzlich zum MHKW Donautal speisen drei Biogas- und eine Pflanzenölanlage in das
Fernwärmenetz der FUG ein und werden im Wärmeabsatz bilanziert. Die Abwärmeeinspeisung eines holzverarbeitenden Industriebetriebes10 in der Blaubeurer Straße wurde mit Betriebsschließung im Jahr 2013
eingestellt. Die Wärmeerzeugung der Blockheizkraftwerke im Eigenbetrieb der SWU auf dem Stadtgebiet
Ulm ist hingegen nicht ausreichend um den eigenen Wärmeabsatz vollständig zu decken. So steht einer
Wärmeversorgung von 36,6 GWh im Jahr 2013 nur eine Eigenproduktion von 5,9 GWh gegenüber. Es ist
davon auszugehen, dass die Differenz durch BHKW Dritter erzeugt wird, die im Rahmen der SWU Wärmedienstleistungen im Contracting geführt werden.
Abb. 15 | Kommunaler Fernwärmeverbrauch nach Bereitstellungsart (seit 2006)
15,4
0,5
122,0
5,9
17,8
0,3
109,1
23,7
7,7
28,1
11,0
32,3
11,7
131,5
119,2
119,1
6,1
4,8
6,6
565,3
557,7
2008
2009
27,3
9,8
30,6
12,2
36,6
11,7
121,6
120,7
136,0
7,4
9,1
9,5
566,9
536,5
531,3
523,2
2010
2011
2012
2013
in GWh (Heizwert)
nicht witterungsbereinigt
6,1
613,7
500,0
2006
2007
Wärmeproduktion (FUG)
Absorptions-/Kompressionskälte (FUG)
Abwärme Müllverbrennung (MHKW Donautal)
Blockheizkraft (Biogas) + Industrieabwärme (MOCO)
Blockheizkraft + Wärmedienstleistungen (SWU)
Eigene Darstellung (Quelle: SWU, FUG)
Aus Erzeugersicht wird der Fernwärmebedarf der Stadt vor allem durch den Primärenergieeinsatz von
Biomasse und Steinkohle sowie der Abfallverbrennung gedeckt. Biomasse und regenerativer Anteil des
Abfalls bildeten 2013 zusammen 53 % des gesamten Primärenergieeinsatzes zur Fernwärmeerzeugung
(Abb. 14). Über 25 % werden nach wie vor durch Steinkohle gedeckt, auch wenn dessen Anteil durch die
Inbetriebnahme des Biomasse HKW II im Vergleich zu 2012 deutlich zurückging. Dieser Rückgang ist
allerdings nicht nur der Biomasse zu verdanken sondern auch dem Anstieg des Erdgasverbrauchs im HKW
10
Holzhobelwerk „MOCO“ (J.A. Molfenter GmbH & Co. KG)
18
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Magirusstraße. Genau dieser plötzliche durch die FUG verschuldete Nachfrageanstieg sorgte auch für die
deutliche Erhöhung der Ulmer Erdgasbilanz vom Jahr 2013. Dagegen spielt Heizöl für die Fernwärmeversorgung der Stadt nur eine unbedeutende Rolle.
EXKURS: DER PRIMAERENERGIEEINSATZ BEI KWK
In Kraftwerken mit Kraft-Wärm-Kopplung (KWK) wird Strom und Wärme durch den gemeinsamen Einsatz von
Primärenergieträgern erzeugt. Bei der anschließenden Endenergiebilanzierung stell sich die Frage, wie die eingesetzte
Primärenergie auf die erzeugte Endenergie aufzuteilen ist. Hierzu gibt es im Wesentlichen die drei folgenden Methoden:
Aufteilung des Energieeinsatzes unter Berücksichtigung des elektrischen bzw. thermischen
Wirkungsgrades (Methode der Internationalen Energieagentur oder Wirkungsgradmethode)
Aufteilung der Primärenergie unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade
der Anlage sowie eines Referenzkraftwerks (Finnische Methode)
Aufteilung der Primärenergie unter der Annahme einer getrennten
Wärme-/Stromproduktion (Wärmegutschrift- oder Stromgutschriftmethode)
Laut VDI 4661 gibt es "keine Methode, die insgesamt, d.h. nach thermodynamischen, wirtschaftlichen und ökologischen
Kriterien, gleichermaßen zwingend anzuwenden wäre". Alle Methoden haben ihre Vor- und Nachteile. Deshalb empfiehlt es sich
entsprechend der monatlichen Energieberichte der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) die Finnische Methode unter
Berechnung des Primärenergieeinsparfaktors (PEE) zu verwenden.
Für einen Vergleich der Allokationsmethoden siehe auch „Allokationsmethoden für spezifische CO2-Emissionen von Strom und Wärme aus KWKAnlagen“, Fachzeitschrift Energiewirtschaftliche Tagesfragen 2010, Heft 9 der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. (FfE)
19
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
A.4. HEIZÖL
Nach den Diesel- und Ottokraftstoffen steht extra leichtes Heizöl (HEL) an dritter Stelle der wichtigsten
Mineralölprodukte im Endenergiebereich und war 2012 mit 208,3 TWh (17,5 Mio. Tonnen) für 8,4 % des
gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland verantwortlich.11 Die wesentlichen Verbrauchs-sektoren
waren die deutschen Haushalte mit insgesamt 67,7 % und der GHD-Sektor mit 25,7 %, während nur 6,6 %
durch Industriebetriebe in Anspruch genommen wurden. Die Anwendungsbereiche untergliedern sich in
Raumwärme, Warmwasser, sonstige Prozesswärme (Prozesse zum Erhitzen, Trocknen, Schmelzen, u.ä.)
sowie mechanische Energie und unterscheiden sich deutlich zwischen den Sektoren. Während die Haushalte
HEL ausschließlich für Raumwärme (84 %) und Warmwasser (16 %) verwendeten, wurde im GHD-Sektor
nach der Raumwärme (51,6 %) ein großer Teil der Energie durch Verbrennungsmaschinen in mechanische
Arbeit (33,9 %) und sonstige Prozesswärme (9,7 %) umgesetzt, während die Erzeugung von Warmwasser
(4,8 %) relativ unbedeutend war.12 In der Industrie war 2012 die Erzeugung von Prozesswärme (69,5 %) der
entscheidende Einsatzgrund, gefolgt von Raumwärme (23,0 %) und mechanischer Energie (5,6 %).
>>> HEIZÖLBEDARF DES VERARBEITENDEN GEWERBES
Das Statistische Bundesamt führt deutschlandweit jährlich Erhebungen bei bis zu 60.000 Betrieben ab 20
Beschäftigten des Verarbeitenden Gewerbes sowie des Bergbaus und der Gewinnung von Steinen und Erden
durch. Diese Kategorie entspricht dem oftmals geläufigeren Begriff des Sektors „Industrie“ und kann unmittelbar auf den kommunalen Energieverbrauch übertragen werden. Ergebnisse auf Ebene der Kreise werden
jährlich durch die Statistischen Ämter der Länder veröffentlicht. Eine Validierung der Daten kann über den
Vergleich zwischen den erhobenen leitungsgebundenen Energieverbrauchswerten und den Primärdaten der
Stadtwerke erfolgen. So wurden 2012 laut Statistischem Bundesamt in Ulmer Betrieben 124,5 GWh Erdgas
und 283,9 GWh Strom verbraucht. Die Primärdaten sprechen hier von 126,8 GWh Erdgas bzw. 255,1 GWh
Strom und liegen äußerst nahe an den statistischen Erhebungen, zumal die Kategorisierung der SWUKunden nicht der Klassifikation der Wirtschaftszweige des Statistischen Bundesamtes (WZ 2008) folgt. Die
Erhebungen des Heizölbedarfs für die Jahre 2007 und 2010 bis 2012 werden in Abb. 16 dargestellt.
Abb. 16 | Kommunaler Heizölverbrauch des verarbeitenden Gewerbes (2007, 2010 bis 2013)
2013
24,2 GWh
2012
27,7 GWh
29,4 GWh
31,3 GWh
30,2 GWh
2011
2010
2007
Quelle: Statistisches Bundesamt
Anmerkungen: Für das Bilanzjahr 2007 richtet sich die Klassifizierung der Wirtschaftszweige nach der WZ2003, ab 2010 nach der WZ2008.
Heizölbilanzen für nichtgenannte Jahre ab 2005 sind nicht vorhanden. Daten für 2013 sind vorläufig.
11
Vgl. Auswertungstabellen der (AGEB 2012)
12
Vgl. „Anwendungsbilanzen für die Endenergiesektoren in Deutschland“ (AGEB 2012)
20
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
>>> HEIZÖLBEDARF DER KOMMUNALEN EINRICHTUNGEN
Der Endenergiebedarf der kommunalen Einrichtungen wird vom Zentralen Gebäudemanagement der Stadt
Ulm erfasst. Dabei werden alle Gebäude erfasst die eine kommunale Aufgabe erfüllen und nicht Eigentum
des Landes sind. Vor allem Forschungseinrichtungen und die Hochschule/Universität fallen nicht darunter.
Auch schließt diese Bilanz keine Krankenhäuser, Volkshochschulen, Alten- und Pflegeheime oder
Freizeitbäder mit ein.
in MWh (Heizwert),
nicht witterungsbereinigt
Abb. 17 | Heizölverbrauch der kommunalen Gebäude in Ulm (seit 2002)
842
2002
899
2003
807
2004
897
892
762
2005
2006
2007
700
2008
780
2009
744
2010
761
684
699
2011
2012
2013
Quelle: Stadt Ulm
>>> HEIZÖLBEDARF DER HAUSHALTE UND SONST. KLEINVERBRAUCHER
Die Bestimmung des Heizölverbrauchs der Haushalte ist äußerst schwierig, da es sich hierbei nicht um
einen leitungsgebundenen Energieträger handelt. Eine einfache erste Abschätzung für Haushalte einschliesslich des GHD-Sektors lässt sich durch landesspezifische Bilanzdaten vom Länderarbeitskreis Energie-
bilanzen bestimmen. So lag der statistische Pro-Kopf-Verbrauch der Haushalte und sonstige Verbraucher 13
in Baden-Württemberg 2011 bei etwa 3.077 kWh HEL. Dies würde einem Ulmer Gesamtverbrauch von
377,8 GWh entsprechen (ohne Industrie). Dass diese einfache Abschätzung eine natürliche obere Grenze des
realen Heizölverbrauchs bedeutet, lässt sich durch eine genauere Untersuchung des Stadtgebietes erklären.
Die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) berechnet jährliche Energieverbrauchsdaten auf regionaler Ebene für die Erstellung eines Emissionskatasters, das alle
zwei Jahre veröffentlicht wird. Darin erfasst sie u.a. den Heizölverbrauch von kleinen und mittleren
Feuerungsanlagen, die der 1.BImSchV unterliegen, kategorisiert nach Haushalten und sonstigen Kleinverbrauchern.14 Für das Jahr 2010 schätzt die LUBW den Anteil von Heizöl auf 24,8 % des gesamten
Endenergieverbrauchs der kleinen und mittleren Feuerungsanlagen in Ulm. Mit 72,1 % sei der Großteil auf
Erdgas zurückzuführen während die restlichen 3,1 % Holz, Kohle und sonstigen Festbrennstoffen zuzurechnen wären. Damit lag Ulm 2010 auf Platz 4 der erdgasabhängigsten Stadt- und Landkreise in BadenWürttemberg, hinter Heilbronn, Stuttgart und Karlsruhe. Für den Stadtkreis Ulm geht die LUBW von einem
Heizölverbrauch von 190,1 GWh für Haushalte und 54,5 GWh für sonstige Kleinverbraucher im Jahr 2010
und von 153,6 GWh bzw. 44,3 GWh im Jahr 2011 aus.
Von 1994 bis 2011 wurden auch im Rahmen der von der Stadt Ulm in Auftrag gegebenen Energiebilanzen
durch einen externen Dienstleister Abschätzungen des Heizölbedarfs erstellt, die darauf basieren, dass
Erhebungen für die Startbilanz von 1994 fortgeschrieben werden. Dabei wird der Übergang zu leitungs-
13
Inkl. Sektor GHD. Aufgrund der schwierigen Abgrenzbarkeit wird dieser auf regionaler Ebene nicht mehr explizit erfasst.
14
Diese entsprechen im Wesentlichen dem GHD-Sektor
21
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
gebundenen Energieträgern, Effizienzsteigerungen und Heizungserneuerungen in die Betrachtung mit
einbezogen. So wird für 1994 ein Heizölverbrauch von knapp 395 GWh berechnet, der 2005 auf 323 GWh
und 2011 auf 306 GWh fortgeschrieben wurde. Damit liegt diese Schätzung etwa 80 GWh über der berechneten Summe der Kleinverbraucher nach LUBW und Großverbraucher nach Statistischem Bundesamt.
Aufgrund dieser Abweichung und der fehlenden Replizierbarkeit, ist eine weitere Analyse unumgänglich,
um den Heizölverbrauch näher einzugrenzen.
Für eine genauere Berechnung müsste durch eigene empirische Untersuchungen jedes Gebäude mit
Heizöltank erfasst und die jährlichen Verbrauchsmengen bestimmt werden. Da eine Erhebung solcher
Primärdaten der Güte A unverhältnismäßig viel Aufwand verursacht, lässt sich eine Hochrechnung des
Verbrauchs in Güte B erhalten, indem Lokaldaten vom Bezirksschornsteinfeger über den jeweiligen
Landesinnungsverband (LIV) bezogen werden. Dieser besitzt Daten über alle kleine und mittlere
Ölfeuerungsanlagen, die nach der 1. BImSchV regelmäßig messpflichtig sind15 sowie alle Anlagen die
einmalig durch den Schornsteinfeger abgenommen werden mussten, also auch moderne Kessel mit
Brennwerttechnik (Tab. 8).
Tab. 8 | Bestand an Ölfeuerungsanlagen in Ulm (Stand 2011)
MESSPFLICHTIGE
KESSEL
VOR
31.12.78
01.01.79 31.12.82
01.01.83 30.09.88
01.10.88 31.12.97
01.01.98 31.12.10
01.01.11 31.12.11
SUMME
DURCHSCHNITT
4 kW - 11 kW
19
12
57
117
160
7
372
7,5 kW
11 kW - 25 kW
83
21
303
1079
1059
27
2572
18 kW
25 kW - 50 kW
232
119
425
868
550
3
2197
37,5 kW
50 kW - 100 kW
60
19
65
111
82
3
340
75 kW
> 100 kW
41
22
36
100
51
1
251
150 kW
GESAMT
435
193
886
2275
1902
41
5732
34 kW
SUMME
DURCHSCHNITT
BRENNWERTKESSEL
BIS
30.09.88
BIS
31.12.10
01.01.11 31.12.11
4 kW - 11 kW
0
0
0
0
7,5 kW
> 11 kW
0
408
38
446
37,5 kW
GESAMT
0
408
38
446
37,5 kW
Quelle: LIV Baden-Württemberg 2011
Die in Tab. 8 gewählte Aufteilung ist zwar allgemein üblich aber unglücklich gewählt. Da die jährlich veränderlichen Bestände der Ölfeuerungsanlagen der einzige direkte Bezug zum Heizölverbrauch einer Region
darstellen, sollte es ein Ziel des Umweltcontrollings sein, eine genauere Aufteilung zu beauftragen. So ist es
u.a. sinnvoll die Zeiträume ab 1998 bis zum Inkrafttreten der EnEV 2002 zu begrenzen. Für eine solide
Startbilanz, sollten die Anlagen ab 2005, spätestens aber ab der EnEV 2009, jährlich erfasst werden. Darüber hinaus ist es auch zu empfehlen, die großen Leistungsklassen in 100 kW bis 200 kW und 200 kW bis
400 kW aufzuschlüsseln. Die wenigen Anlagen von 400 kW bis 20 MW sollten einzeln nach der jeweiligen
Leistung aufgeführt werden, da diese einen großen Einfluss auf die Gesamtbilanz haben. Nicht zuletzt
erscheint es auch notwendig die Leistungsklassen der Brennwertanlagen zu verfeinern.
15
Alle Feuerungsanlagen ohne Brennwerttechnik und mit einer Leistung zwischen 4 kW und 20 MW unterliegen der 1. BImSchV.
22
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Der Endenergiebedarf kann nun grob durch Verwendung von Vollbenutzungsstunden der Leistungs- oder
Altersklassen angenähert werden. Gibt es hierzu keine Erhebungen des LIV lässt sich nach DIN 4701 von
1.200 bis 1.400 Stunden ausgehen.16 Für 2011 würde sich damit ein Heizölbedarf der messpflichtigen
Anlagen zwischen 234 GWh und 272 GWh ergeben, ein Wert, der für 2010 zwar sehr gut vergleichbar, aber
für 2011 bereits deutlich über dem Ergebnis der LUBW liegt. Zudem muss dieser Wert bei gleicher Anzahl
der Vollbenutzungsstunden noch um etwa 20 GWh nach oben korrigiert werden, um den, auch durch die
LUBW, nicht beachteten Brennwertanlagen Rechnung zu tragen.
Das diese Abschätzung dennoch deutlich unter dem statistischen Landeswert liegt, ist damit zu begründen,
dass Ulm einen deutlich höheren Anteil an Fernwärmeheizungen besitzt als der Landesdurchschnitt. Nach
dem Zensus 2011 des Statistischen Bundesamtes weist Baden-Württemberg einen recht niedrigen fernbeheizten Anteil von 12,3 % aller Wohnungen auf, während diese Zahl in Ulm bei 29,1 % liegt. Auch wenn
nur Mikrozensusdaten17 einen Aufschluss über die verwendete Heizenergie der anderen Wohnungen geben,
lässt sich dies dennoch über die verwendete Heizart abschätzen. So entspricht der Anzahl aller Öl- und GasKleinfeuerungsanlagen in Ulm in etwa der Anzahl zentral- und blockbeheizter Gebäude zuzüglich aller
Wohnungen mit Etagenheizung (siehe Tab. 9).
Tab. 9 | Gebäude in Ulm mit Etagen-, Block- oder Zentralheizung (Mai 2011)
BAUJAHR
EFH
RH
MFH
GMH
GESAMT
Vor 1919
1919 - 1948
1949 - 1978
1979 - 1986
1987 - 1990
1991 - 1995
1996 - 2000
2001 - 2004
2005 - 2008
Nach 2009
GESAMT
237
636
2076
643
325
299
282
194
239
157
5.088
391
554
2176
735
423
565
515
173
122
43
5.697
598
593
1608
225
91
218
139
54
33
19
3.578
3
0
66
39
6
15
12
0
4
3
148
1.229
1.783
5.926
1.642
845
1.097
948
421
398
222
14.511
Quelle: Zensus/Mikrozensus 2011
Anmerkung: In dieser Aufstellung können 352 zentral-, 74 etagen- und 3 blockbeheizte Gebäude nicht zeitlich zugeordnet werden und können daher
in der Gesamtbilanz nicht berücksichtigt. Die Zuordnung der Einfamilienhäusern (EFH), Doppel- und Reihenhäuser (RH), Mehrfamilienhäuser (MFH)
und große Mehrfamilienhäuser (GMH) wird gemäß IWU-Gebäudetypologie definiert.
Dieser Gebäudebestand spiegelt insgesamt über 14.500 Gebäude und mehr als 35.000 Wohnungen mit
einer geschätzten Wohnfläche von etwa 3,2 Mio. m² wider. Legt man für Gebäude bis einschließlich 2008
die Energiekennwerte der IWU-Typologie zu Grunde und bewertet Gebäude ab 2009 mit dem Heizwärmebedarf eines KFW-Effizienzhauses 85 der EnEV 2009, impliziert dieser Bestand einen Wärmebedarf von
insgesamt 526 GWh, der durch Erdgas, Heizöl, Holz und Strom zu decken ist. Abzüglich eines Erdgasverbrauchs der Haushalte von über 300 GWh verbleiben nach dieser Ausführung nur etwa 200 GWh
Heizölverbrauch zuzüglich des Heizölbedarfs für Warmwasser.
16
Die Norm DIN 4701 wurde 2003 durch die DIN EN 12831 abgelöst, die der Tatsache Rechnung trägt das Altanlagen stets zu große
dimensioniert wurden und deshalb die Heizlast mit einer Jahresvollbenutzung von ca. 2000 Stunden berechnet. Umgekehrt würde
diese Vorgehensweise bei Altbeständen aber zu einem überhöhtem Heizölbedarf führen.
17
Ein Mikrozensus zum Thema „Bauen und Wohnen“ wird alle 4 Jahre vom Statistischen Bundesamt erhoben, zuletzt 2010 und
2014. In diesem werden auch detaillierte Angaben zur verwendeten Heizenergie erhoben. Auch wenn Mikrozensusdaten kostenpflichtig sind, ist es Aufgabe des Umweltcontrollings, diese Strukturdaten in kommende Energiebilanzen zu integrieren.
23
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Für die Erstellung einer belastbaren Heizölbilanz der Stadt Ulm sind die zuvor genannten Primärdaten nicht
ausreichend. Neben einer genauen Auflistung der Feuerungsanlagen der 1. BImSchV nach Leistungsklassen
und Baujahr, ist diese Vorgehen auch für Anlagen mit Brennwerttechnik entscheidend. Zudem ist zu überprüfen, ob es möglich ist die Anlagen auch nach ihrem Einsatz nach Raumwärme, Warmwasser, Raumwärme/Warmwasser in Kombination oder Prozesswärme zu kategorisieren. Werden in diesem Rahmen
auch Gasfeuerungsanlagen erfasst, kann der Energiebedarf der erdgas- und damit in Näherung auch der
ölbeheizten Wohnungen mit Hilfe von Versorgungsdaten der Stadtwerke kalibriert werden.
Um nicht nur den Heizungsbestand sondern auch Strukturmerkmale wie beheizte Wohnfläche und Energiebedarf der Gebäude in die Betrachtung mit einzubeziehen, muss eine Gebäudetypologie der Stadt Ulm mit
Erfassung der Heizenergie vorliegen. Zudem ermöglichen die Ergebnisse des Mikrozensus 2010 und 2014
Einblicke in die Zahl der beheizten Wohnungen nach Energieträger, woraus sich Rückschlüsse auf die beheizte Wohnfläche und dem damit verbunden Energiebedarf ziehen lassen. Durch die Statistik der Ulmer
Baugenehmigungen und Baufertigstellungen kann die Veränderungen des jährlichen Bestandes verfolgt
werden. Allerdings zeigt sich auch hier das Problem einer unvollständigen Dokumentation, da über die
Hälfte der Heizsysteme im Wohnungsneubau nicht bekannt sind. Übergeordnetes Ziel muss es sein, aus
Kombination der beheizten Fläche (evtl. nach Baujahr), dem Heizungsbestand nach Baujahr und Leistungsklasse sowie dem Gebäudestandard als Ergebnis einer Gebäudetypologie, fundierte Aussagen über den
Wärmebedarf des Ulmer Gebäudebestandes nach Energieträger treffen zu können.
Als vorübergehende dennoch statistisch belastbare Lösung ist es sinnvoll, die ermittelten kommunalen
Energieverbrauchswerte der LUBW anzusetzen, die nach den hier gemachten Näherungsberechnungen
zwar als relativ niedrig, aber dennoch realistisch einzustufen sind. So lässt sich aus dem Emissionskataster
2006 ein Anteil von 68 % Erdgas und 26 % Heizöl am Endenergieverbrauch kleiner und mittlerer
Feuerungsanlagen des Sektors Haushalte und GHD ausmachen. Bezogen auf einen Erdgasverbrauch im
Standardlastprofil (SLP) von 518 GWh im Basisjahr 2006, ergibt sich damit rechnerisch ein Heizölverbrauch
von 198 GWh. Für die Bilanzjahre 2010 und 2011 liegt der durch die LUBW geschätzte Heizölverbrauch für
beide Jahre bei etwa 45 % des im SLP gemessenen Ulmer Erdgasverbrauchs aus SWU-Daten. Für die
Bilanzjahre 2012 und 2013 geht dieses Konzept daher vorerst von einem gleich bleibenden Anteil aus.
Aufgrund der schlechten Datenlage werden Brennwertkessel hierbei nicht berücksichtigt. Eine detaillierte
Bestandsauskunft des LIV nach Baujahr und Leistungsklasse würde es ermöglichen, den Heizölverbrauch
nach LUBW um einen Pauschalbetrag nach installierter Nennleistung an Brennwertkesseln zu erhöhen.
GWh
Abb. 18 | Heizölverbrauch der Haushalte und sonstigen Kleinverbraucher (2006 bis 2013)
53,1
187,1
2006
48,9
50,6
49,3
54,5
44,3
46,2
48,9
172,5
178,3
173,1
190,1
153,6
159,5
168,8
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Heizöl (Sonst.
Kleinverbraucher)
Heizöl (Haushalte)
Eigene Darstellung (Quelle: LUBW)
Anmerkungen: Die Jahre 2006 und 2010 waren etwa gleich kalt. Der große Unterschied im Verbrauch erklärt sich aber u.a. dadurch, dass ab 2010 auch
Feuerungsanlagen mit einer Leistung zwischen 10 MW und 20 MW der 1.BImSchV zugeordnet wurden. Die Jahre 2006, 2007 und 2013 wurden
klimakorrigiert extrapoliert.
24
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
A.5. KRAFTSTOFFE
Der Kraftstoffverbrauch im Straßen-, Schienen, Luft sowie Binnen- und Küstenschifffahrtsverkehr war 2012
mit 710,7 TWh für insgesamt 28,7 % des Endenergieverbrauchs in Deutschland verantwortlich, davon allein
der Straßenverkehr für 82,8 %. Die wesentlichen Energieträger sind vor allem Dieselkraftstoffe (48,8%),
Ottokraftstoffe (29,0 %) und Flugturbinenkraftstoffe (14,5 %), aber auch Biomasse ist in Form von BioEthanol- und Bio-Diesel-Beimischungen bereits mit 4,7 % vertreten. Darüber hinaus tragen Strom (1,7 %),
Flüssiggas (0,9 %) und Erdgas (0,3 %) in geringen Mengen zum Endenergieverbrauch im deutschen
Verkehrssektor bei.
>>> VERKEHRSINFRASTRUKTUR
Von den knapp 11.869 ha Gemeindefläche der Stadt Ulm wurden Ende 2013 knapp 1.238 Hektar der
Verkehrsfläche zugeschrieben. Während die Gemeindefläche seit dem Jahr 2000 konstant geblieben ist, hat
die Verkehrsfläche ihren Anteil von 9,9 % leicht auf 10,4 % ausgebaut. Das Straßennetz im Gemeindegebiet
besaß Ende 2013 eine Länge von insgesamt 475 km und wuchs seit 2000 im Schnitt um ein Prozent
jährlich. Dabei bilden Gemeindestraßen mit 320 km den längsten Teil des Straßennetzes, während nur 7 km
der Bundesautobahnen dem Stadtgebiet zugerechnet werden müssen. Sehr erfreulich ist, dass auch das
Radverkehrsnetz seit 2000 um durchschnittlich 1 % jährlich ausgebaut wurde und nun bereits eine Gesamtlänge von 267 km aufweist, auch wenn diese im Vergleich zum Vorjahr leicht rückläufig war. Die Zahl der
PKW-Stellplätze im Bereich der Innenstadt von Ulm ist seit 2000 um 106 auf mittlerweile 7.645 Stellplätze
verringert. Diese Reduktion ist allerdings auf aktuelle Entwicklungen zurückzuführen, da die Zahl der
Stellplätze 2012 noch um 370 höher lag.
25
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 19 | Verkehrsinfrastruktur von Ulm (Stand 2013)
Straßenverkehrsnetz (km)
21,2
Radverkehrsnetz (km)
7,0
20,4 3,4
53,9
PKW-Stellplätze (Anzahl)
1.241
112
22,8
98,1
72,9
1.126
52,6
3.880
320,4
1.286
70,1
Gemeindestraßen
Kombinierte Geh- und Radwege
Kreisstraßen
Verkehrsberuhigte und Tempo 30
Zonen
Asphaltierte Feldwege
In Parkhäusern & Tiefgaragen
Anwohner-Parkplätze
Nicht bewirtschaftete Parkplätze
Bundesstraßen
Freigegebene Gehwege
Landesstraßen
Bundesautobahnen
Seperate Radwege
Gebührenpflichtige
Kurzzeitparkplätze
Radfahrspuren
Zeitweilig verfügbare
gebührenpflichtige Parkplätze
Quelle: Statistisches Jahrbuch Ulm 2013
>>> KRAFTFAHRZEUGBESTAND
Das Kraftfahrbundesamt (KBA) veröffentlicht jährlich Daten über den Fahrzeugbestand und die Neuzulassungen von Kraftfahrzeugen in Deutschland unter Aufschlüsselung nach einer Vielzahl von Merkmalen.
Eine kleine Auswahl dieser Daten liegt bereits räumlich aufgelöst auf Ebene der Zulassungsbezirke vor, eine
erweiterte Darstellung kann bei Bedarf für eine Mehraufwands-entschädigung angefordert werden.
So gab es in Ulm zum 01. Januar 2014 insgesamt 71.353 zugelassene Kraftfahrzeuge (KFZ). Diese Anzahl ist
seit 2008 jährlich um durchschnittlich 1,4 % gestiegen18. Den mit Abstand größten Anteil am Bestand haben
die Personenkraftwagen (PKW) mit insgesamt 60.974 zugelassenen Fahrzeugen19. In dieser Kategorie
werden seit 2006 sowohl private und gewerbliche Fahrzeuge als auch Wohnmobile und Krankenwagen
berücksichtigt. Die Zahl der reinen PKW (ohne Wohnmobile) ist hierbei seit 2008 im Schnitt um 1,3 %
jährlich gestiegen. Krafträder (KRAD) können als Luxusgut angesehen werden und eine starke Steigerungsrate von 2,6 % jährlich seit 2008 unterstreicht das starke wirtschaftliche Wachstum der Stadt. Zu dem
starken Anstieg der Zahl von zugelassenen Nutzfahrzeugen tragen sowohl Lastkraftwagen (LKW) als auch
Zugmaschinen mit einem jährlichen Wachstum von über 2 % bei, während die Zahl der Busse insgesamt
rückläufig ist (Abb. 20).
18
Die Bestandsdaten sind nicht mit den Jahren vor 2008 vergleichbar, da vorübergehend stillgelegte Fahrzeuge bis zum 01.01.2008
in den Statistiken des KBA enthalten waren. Um langfristige Trends zu untersuchen müssen provisorische Korrekturen für Daten vor
2008 in Kauf genommen werden. So waren laut KBA zum 01.01.2007 etwa 11,9% des PKW-Bestands in Deutschland vorübergehend
stillgelegt.
19
Darunter 575 Wohnmobile
26
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 20 | Entwicklung des KFZ-Bestands in Ulm seit 2007
0,38
0,39 0,41
0,39 0,39
1,96
2,25
1,99
2,37
1,97
2,34
18,10
18,76
19,74
0,35
0,38
0,38
0,38
0,38
0,31
0,27
0,35
0,32
2,02
2,34
2,16
2,37
2,15
2,40
2,24
2,54
20,23
Omnibusse
20,87
22,74
21,70
Sonstige Nutzfahrzeuge
Schwere Nutzfahrzeuge
(über 3,5 Tonnen)
Leichte Nutzfahrzeuge
(bis 3,5 Tonnen)
38,05
38,20
38,24
38,30
38,63
38,57
PKW Diesel
38,24
TAUSEND
PKW Otto*
Krafträder
4,25
4,40
4,56
4,62
4,69
4,81
4,95
01/2008
01/2009
01/2010
01/2011
01/2012
01/2013
01/2014
* Inklusive Alternativer Antriebe
Quelle: KBA 2014
Von Bedeutung ist neben dem Bestand vor allem die Zusammensetzung der Fahrzeuge nach umweltrelevanten Merkmalen. So weist z.B. der Einsatz von Diesel und Benzin unterschiedliche spezifische THGEmissionen auf. Nach wie vor bilden Benzinfahrzeuge mit Ottomotoren zum 01.01.2014 mit 61,6 % den
größten Anteil aller PKW, Tendenz seit 2008 allerdings von 67,5 % fallend, während der Anteil an PKW mit
Dieselmotoren deutlich auf 37,3 % anstieg (Abb. 21). Nur 678 PKW fahren in Ulm mit alternativen Antrieben, darunter 345 mit Flüssiggas, 202 mit Autogas, bereits 97 mit elektrischem Hybridantrieb und 34 mit
reinem Elektromotor. Von den Elektrofahrzeugen sind etwa 15 smart fortwo electric drive dem Betrieb von
car2go zuzurechnen, die mit Aufgabe des Standortes Ulm wegfallen werden. Weitere 3 smarts wurden für
den städtischen Fuhrpark geleast, 2 Mitsubishi MiEV befinden sich im Bestand des SWU e-Fuhrparks. Laut
Zulassungsstelle gab es zum Juni 2014 von 37 zugelassenen Elektrofahrzeugen nur 5 mit privaten Haltern.
TAUSEND
Abb. 21 | Entwicklung des PKW-Bestands in Ulm nach Antriebsart seit 2007
0,19
0,33
0,41
0,51
0,57
0,65
0,68
38,05
37,86
37,64
37,80
38,06
37,92
37,56
18,10
18,76
19,74
20,23
20,87
21,70
22,74
01/2008
01/2009
01/2010
01/2011
01/2012
01/2013
01/2014
Diesel
Benzin
Andere
Quelle: KBA 2014
27
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Im direkten Bezug zum Schadstoffausstoß stehen die europäischen Abgasnormen, die für alle Kraftfahrzeuge Grenzwerte für den Ausstoß der gängigen Schadstoffe festlegen. Ab September 2015 müssen hierbei
alle neu zugelassenen PKW die Schadstoffklasse EURO 6 erfüllen. Zum 01.01.2014 konnten insgesamt
60.154 PKW einer Abgasnorm zugerechnet werden, davon konnten 38,6 % die Schadstoffklasse EURO-4
und 32,1 % die EURO-5-Norm erfüllen (Abb. 22). Trotz Umweltzone Ulm, die seit dem 01.01.2013 das
Befahren mit einer nicht-grünen Plakette verbietet, besaßen immer noch 14,5 % aller in Ulm zugelassener
PKW eine schlechtere Schadstoffklasse als die EURO-4-Norm. 151 Fahrzeuge haben zwar einen Katalysator
konnten aber keine Norm erfüllen und 669 Fahrzeuge konnten keine Emissionsgruppe aufweisen.
Abb. 22 | Entwicklung des PKW-Bestands in Ulm nach Schadstoffklassen (seit 2007)
0,14
20,96
11,89
TAUSEND
16,13
24,53
11,56
14,86
0,01
2,30
27,10
0,04
0,05
0,22
0,89
6,23
11,11
15,66
19,29
26,61
11,27
10,66
12,71
11,41
25,25
10,00
10,08
24,22
8,97
23,20
7,99
6,16
4,90
3,51
2,77
2,21
8,65
1,74
7,38
1,40
01/2008
01/2009
01/2010
01/2011
01/2012
01/2013
01/2014
Euro 1
Euro 2
Euro 3
Euro 4
Euro 5
Euro 6
Quelle: KBA 2014
Eine detailliertere Auflösung des PKW-Bestands ist nur möglich, wenn diese Daten unter Kosten-aufwand
vom KBA angefragt werden. Eine Auskunft über Bestandsdaten ähnlicher Güte lässt sich allerdings auch von
der gemeinsamen Zulassungsstelle Alb-Donau-Kreis/Ulm beziehen. Aus den Rohdaten einer Anfrage vom
Juni 2014 lassen sich 60.446 PKW und 570 Wohnmobile eindeutig den Kategorien Postleitzahl, Fahrzeugtyp, Antriebsart sowie Halter zuordnen und ermöglichen es einen genaueren Blick auf den Fahrzeugbestand
zu werfen. Anhand des Fahrzeugtyps kann der PKW-Bestand nach KBA-Fahrzeugsegmenten in Größenklassen einsortiert werden (Abb. 23). Diese Darstellung ermöglicht es Aussagen über Emissionen, Kaufverhalten und Entwicklungspotenziale zu machen. Dabei fällt auf, dass in Ulm knapp 50 % aller zugelassenen
PKW den Fahrzeugsegmenten Minis, Kleinwagen und Kompaktklasse angehören, die die geringsten spezifischen Emissionen aufweisen. Naturgemäß schlechtere Emissionswerte besitzen Fahrzeuge der Oberklasse
sowie Geländewagen, die zusammen mit Sportwagen und Special Utility Vehicles (SUVs) etwa 9 % des PKWBestandes ausmachen.
28
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 23 | PKW-Bestand in Ulm nach Fahrzeugsegmenten (Juni 2014)
Minis
3%
6%
Kleinwagen
11%
17%
2%
6%
Kompaktklasse
Mittelklasse
3%
Obere Mittelklasse
7%
Oberklasse + Sportwagen
Geländewagen + SUVs
26%
19%
Vans/Mini-Vans + Großraum-Vans
Utilities
Sonstige
Eigene Darstellung (Quelle: Gemeinsame Zulassungsstelle Alb-Donau-Kreis/Ulm, Juni 2014)
Mit den Daten der Zulassungstelle lässt sich auch ein genaues Bild über die Zusammensetzung von 721
Fahrzeugen gewinnen, die in Ulm mit alternativen Antrieben unterwegs sind (Abb. 24). Vor allem der
bivalente Betrieb von Benzin/Flüssiggas-Motoren besitzt in Ulm einen hohen Stellenwert, gefolgt von
reinen Erdgasmotoren. Auch hybride Technologien mit Benzin/Elektro-Antrieben gewinnen an Bedeutung.
Vorhanden, aber vernachlässigbar sind reine Autogasmotoren, hybride Diesel/Elektro-Antriebe sowie Plugin-Hybridmotoren.
Abb. 24 | PKW-Bestand in Ulm nach alternativen Antriebsarten (Juni 2014)
37 10
Bivalent Benzin/Flüssiggas (LPG)
77
Erdgas (NG)
4
100
Hybrid Benzin & Diesel/Elektro
359
Bivalent Benzin/Erdgas (NG)
Elektro
Gemischt Benzin/Ethanol
134
Flüssiggas (LPG) + Plug-In-Hybrid
Eigene Darstellung (Quelle: Gemeinsame Zulassungsstelle Alb-Donau-Kreis/Ulm, Juni 2014)
Von den 60.974 PKW und Wohnmobilen, die laut KBA zum 01.01.2014 zugelassen waren, werden 19 %
gewerblich und 81 % privat gehalten. Unter den Privathaltern sind 36,8 % weiblich und 63,2 % männlich.
Während der Anteil der männlichen privathalter seit Beginn 2008 kontinuierlich gesunken ist, hat sowohl
der Anteil der gewerblichen Halter als auch der Anteil der weiblichen Privathalter jeweils um einen Prozentpunkt zugenommen. Insgesamt ist der PKW-Bestand schneller gestiegen als der Einwohnerstand der
über 18-Jährigen (Abb. 25). Interessanterweise hat sich dabei das Verhältnis der männlichen Privathalter zu
den männlichen Einwohnern über 18 Jahre seit 2008 nicht verändert, wohl aber die PKW-Dichte der weiblichen Privathalter bezogen auf weibliche Einwohner über 18 Jahre. Diese Entwicklung spricht für eine
verstärkte Unabhängigkeit der Frauen und es ist davon auszugehen, dass diese mittelfristig anhalten wird.
29
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 25 | Anzahl PKW in Ulm pro 1000 Einwohner über 18 Jahre (seit 2008)
646
648
582
586
591
646
594
654
604
653
609
643
609
318
324
328
335
343
348
352
105
107
109
109
111
113
116
01/2008
01/2009
01/2010
01/2011
01/2012
01/2013
01/2014
PKW/1000 EINW. AB 18 JAHRE
649
PKW je 1000 Einw.
Gewerbliche Halter je 1000 Einw.
Männliche Halter je 1000 m. Einw.
Weibliche Halter je 1000 w. Einw.
Abb. 26 stellt die beliebtesten Fahrzeugmodelle der Ulmer Bevölkerung nach KBA-Fahrzeugsegment dar.
Die genannten Modelle sind in Ulm so häufig vertreten, dass ihr aufsummierter Bestand weit über die
Hälfte des jeweiligen Segments ausmacht. Eine solche Aufstellung ermöglicht die Abschätzung eines Austauschpotenzials durch alternative Antriebsarten. So ist es denkbar, dass der Halter eines smart fortwo sein
Fahrzeug auch gegen einen smart fortwo electric drive austauschen würde, jedoch unwahrscheinlicher, dass
der Fahrer eines BMW X3 in naher Zukunft auf ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb wechseln wird.
Abb. 26 | Die beliebtesten Fahrzeugmodelle der Ulmer (Stand 2014)
Minis
Kleinwagen
Kompaktklasse
Mittelklasse
Obere Mittelklasse
Smart Fortwo
VW Polo
VW Golf
Mercedes C
Mercedes E
Renault Twingo
Opel Corsa
Opel Astra
VW Passat
BMW 5er
Fiat Panda
Ford Fiesta
Mercedes A
BMW 3er
Audi A6
Oberklasse & Sportwagen
Geländewagen & SUVs
Porsche 911
VW Tiguan
Mercedes SLK
BMW X3
Mercedes CLK
Mercedes ML
Vans/Mini-Vans
Mercedes B
Opel Meriva
Großraum-Vans
Utilities
VW Touran
VW Caddy
Opel Zafira
VW Transporter
VW Multivan
Renault Kangoo
Eigene Darstellung (Quelle: Gemeinsame Zulassungsstelle Alb-Donau-Kreis/Ulm, Juni 2014)
>>> JAHRESFAHRLEISTUNG
Aufgrund einer fehlenden kontinuierlichen Erhebung der Fahrleistungen auf Gemeindeebene müssen diese
über landesweite oder bundesweite Durchschnittswerte bestimmt werden. Damit ist der Kraftfahrzeugbestand die einzige lokale Größe, die einen Einfluss auf die regionale Klimabilanz hat. Um diesem Missstand
entgegenzuwirken, empfiehlt es sich stichprobenartig auf regionale Statistiken und Erhebungen zurück-
30
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
zugreifen, die in unregelmäßigen Abständen veröffentlicht werden. Im Wesentlichen beschränken sich diese
auf Daten des Statistischen Landesamtes Baden-Württemberg (StaLaBW), das alle zwei Jahre rudimentäre
Jahresfahrleistungen auf Gemeindeebene veröffentlicht, der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und
Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW), die alle zwei Jahre20 ein Emissionskataster mit kleinräumiger
Auflösung von Fahrleistungen und Schadstoffemissionen erstellt und dem System repräsentativer Verkehrsbefragungen (SrV) der TU Dresden, im Rahmen dessen in den Jahren 2003, 2008 und 2013 lokale
empirische Erhebungen zum Verkehrsverhalten der Einwohner auf dem Gebiet Ulm/Neu-Ulm durchgeführt
wurden21. Ergebnisse, die auf Basis stichprobenartige Querkontrollen verschiedener Verkehrserhebungen
berechnet werden, können zwar nicht unmittelbar miteinander verglichen werden, ermöglichen es aber im
Zeitverlauf deutliche Entwicklungsunterschiede des lokalen Verkehrsverhaltens zum bundesweiten
Durchschnittsverhalten aufzudecken.
Abb. 27 | Spezifische KFZ-Jahresfahrleistung in Deutschland (seit 2006)
50
45
40
Busse (Diesel)
35
LKW (Diesel)
30
PKW (Diesel)
TSD. KILOMETER
25
Zugmaschinen (Diesel)
20
Sonstige KFZ (Diesel)
15
PKW (Otto)
10
Kraftrad (Otto)
5
0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Quelle: DIW Berlin 2013
Anmerkung: Die Fahrleistung der Zugmaschinen ist das mit dem KFZ-Bestand gewichtete Mittel der Fahrleistungen von den
Unterkategorien „Sattelzugmaschinen“ und „Sonstige Zugmaschinen“ die vom DIW gesondert ausgewiesen werden. Bis 2006
beziehen sich die Zahlen auf den KFZ-Bestand inkl. vorübergehend stillgelegter Fahrzeuge.
Dieser Bericht verwendet die bundesweiten durchschnittlichen Jahresfahrleistungen und Durchschnittsverbräuchen der Verkehrserhebungen des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin), die
im Rahmen des jährlichen statistischen Berichtes „Verkehr in Zahlen“ des BMVI22 veröffentlicht werden
(Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.). Ein genaueres Bild der PKW-Fahrleistungen lässt
sich auch durch Verwendung der kontinuier-lichen Erhebungen des Deutschen Mobilitätspanels (MOP) des
Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) erstellen. Hierdurch ist es möglich die Fahrleistungen nicht nur
nach Benzin und Diesel zu unterteilen, sondern auch nach Hubraum sowie gewerblichen und privaten
Haltern. Auch hierbei gilt, dass diese Erge-bnisse nicht unmittelbar mit den Ergebnissen des DIW
vergleichbar sind. Ergänzend ist es möglich, mit Hilfe der Referenzstudie Mobilität in Deutschland 2008
(MiD 2008) die PKW-Fahrleistungen nach Fahrzeug-segmenten aufzuschlüsseln. Eine Aktualisierung dieser
Studie ist für 2015 geplant.
20
Die letzte Aktualisierung des Emissionskatasters 2010 der LUBW im Jahr 2012 liegt bereits deutlich zurück und es ist nicht
ersichtlich, wann mit einer Aufarbeitung zu rechnen ist. Die Daten der LUBW gehen unmittelbar in die des StaLaBW ein. Aufgelöste
Daten auf Gemeindeebene sind nur teilweise öffentlich zugänglich.
21
Die Ergebnisse der SrV 2013 lagen zum Januar 2015 noch nicht vor.
22
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI)
31
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Man erkennt, dass die spezifischen Jahresfahrleistungen der Kraftfahrzeuge nur minimal im Laufe der Zeit
variieren und es kann davon ausgegangen werden, dass sich diese auch in naher Zukunft sehr unelastisch
verhalten und nur auf starke externe Zwangsbedingungen (bspw. hohe Benzinpreise) reagieren werden
(Abb. 27). Eine Steigerung der Gesamtfahrleistung ist demnach unmittelbar auf eine Bestandserhöhung an
Kraftfahrzeugen zurückzuführen. So ist die Gesamtfahrleistung aller KFZ in Ulm seit 2005 von 983 Mio.
km leicht auf insgesamt 1.013 Mio. km im Jahr 2012 gestiegen (Abb. 28). Den mit Abstand größten Anteil
hieran hat der Motorisierte Individualverkehr mit insgesamt 885 Mio. km im Jahr 2012.
Abb. 28 | Geschätzte Jahresfahrleistung des kommunalen Kraftfahrzeugbestands(seit 2006)
6,1
16,5
96,5
7,4
18,4
9,3
17,1
10,0
15,1
10,9
15,1
11,6
14,0
12,4
13,3
102,5
106,5
100,8
101,0
104,3
102,2
351,0
390,5
394,9
412,7
426,6
432,7
447,9
SONSTIGE*
BUS (Diesel)
LKW + ZUGM (Diesel)
PKW (Diesel)
PKW (Otto)
MIO. KILOMETER
KRAD (Otto)
487,1
453,1
449,4
441,6
433,5
436,6
422,5
16,2
12,9
13,4
13,9
14,0
14,3
14,6
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Eigene Berechnungen (Quelle: StaLaBW 2014, KBA 2014, DIW Berlin 2013)
* SONSTIGE = PKW mit Gasantrieb (als Ottomotor gerechnet) + PKW mit sonstigen Antrieben (als Ottomotor gerechnet) + Sonstige
KFZ (10% der sonstigen KFZ werden nach bundesweitem Schnitt als Benzin- und 90% als Dieselfahrzeuge angerechnet)
Diese Berechnungen lassen sich stichprobenartig validieren, indem Erhebungsdaten des StaLaBW sowie der
LUBW für 2010 verglichen werden. So stehen den hier berechneten 1.001 Mio. Kilometern etwas höhere
1.047 Mio. Kilometer des StaLaBW gegenüber wohingegen die LUBW für das gleiche Jahr von deutlich
geringeren 938 Mio. Kilometern ausging. Das StaLaBW rechnet mit 9 % deutlich höheren PKW-Fahrleistungen während die Gesamtfahrleistung der Nutzfahrzeuge und Busse um 16% deutlich niedriger
eingeschätzt wird. Sonstige KFZ werden nicht berücksichtigt. Dieser Aussage entgegen schätzt die LUBW
sowohl die PKW-Fahrleistung um knapp 3 % als auch die Gesamtfahrleistung von Nutzfahrzeugen um 13 %
niedriger ein. Die LUBW berücksichtigt hierbei keine Busse oder sonstige KFZ. Einzig die Fahrleistung der
Krafträder wird in allen drei Erhebungen gleich angesetzt.
>>>> ENDENERGIEVERBRAUCH
Ausgehend von den Jahresfahrleistungen und Durchschnittsverbräuchen lässt sich der Diesel-, Benzin- und
Autogasverbrauch des Straßenverkehrs ableiten. Dazu wird auf die Statistik des DIW zurückgegriffen. Der
Verbrauch von Autogas sowie Erdgas ist in Ulm bisher hauptsächlich auf bivalent umgerüstete PKW-
32
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Ottomotoren sowie eigenständige Erdgasantrieben zurückzuführen. Halter von bivalent betreibbaren
Fahrzeugen werden im Wesentlichen den kostengünstigeren Treibstoff tanken, was in diesem Fall Autogas
und Erdgas ist. Damit lassen sich diese Mengen über die jeweiligen Benzinäquivalente bestimmen.23 Hybride Benzin/Elektrofahrzeuge tanken nach wie vor gewöhnlich, reduzieren insgesamt aber den Flottenverbrauch. Diese werden hier wie auch Bio-Ethanol-Antriebe als gewöhnliche Ottofahrzeuge bilanziert.
Aufgrund dieser Abgrenzungsproblematik wird einzig die Straßenbahn als Stromverbrauch des Verkehrssektors berücksichtigt. Reine Elektrofahrzeuge sowie Plug-in-Hybride werden dennoch in Zukunft an
Bedeutung gewinnen. Ihr Endenergieverbrauch lässt sich dann über den Stromverbrauch der Ladeinfrastruktur abschätzen. Bisher ist dieser Verbrauch so gering, dass er keinen Beitrag zur Klimabilanz des
Verkehrs leistet und wird daher mit der gewöhnlichen Stromverteilung des Stadtgebietes bilanziert. 24
Abb. 29 | Endenergieverbrauch des kommunalen Verkehrssektors nach Kraftstoffen (seit 2006)
2,6
3,7
5,7
6,5
7,0
7,2
7,1
365,1
334,8
328,3
319,0
309,5
311,7
298,3
295,9
534,5
575,4
574,6
567,9
577,6
578,6
580,5
601,0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
GWh
2,1
Dieselkraftstoff
Ottokraftstoff
Flüssiggas (LPG), Erdgas (CNG) & Strom
Eigene Berechnungen (Quelle: KBA, DWI, SWU, GEMIS)
Anmerkungen: Die Jahresfahrleistungen und Durchschnittsverbräuche für das Bilanzjahr 2013 wurden von 2012 übernommen. Der
Dieselverbrauch des SWU Nahverkehrs 2006 und 2007 wurde geschätzt. Die Jahresfahrleistung des SWU Nahverkehrs 2012 wurde
geschätzt.
Der Endenergieverbrauch des kommunalen Verkehrssektors lag 2013 bei geschätzten 904 GWh. Dies
entspricht einem ungefähren Verbrauch von mehr als 102 Mio. Litern Benzinäquivalenten. Der motorisierte
Individualverkehr (MIV) trug 2013 mit 611 GWh den größten Anteil zum Endenergieverbrauch (Abb. 30).
Nur etwa 1 % hiervon wird durch Krafträder verursacht, während PKW mit 47 % durch Benzinmotoren und
51 % durch Dieselmotoren die überdeutlichen Hauptverursacher sind. Der Endenergieverbrauch von
bivalenten Autogasantrieben mit geschätzten 2,6 GWh und reinen sowie bivalenten Erdgasmotoren mit
1,6 GWh spielt bisher nur eine unbedeutende Rolle. Dabei lag der Absatz von Erdgas an der Esso-Tankstelle
Hindenburgring über SchwabenGas mobil mit 7,9 GWh deutlich über dem geschätzten kommunalen
Verbrauch. Ein bedeutender Anteil von 0,66 GWh wurde dabei vom eigenen Fuhrpark der SWU verbraucht.
In Anbetracht der zentralen Lage der Tankstelle an der Bundesstraße 10, ist es allerdings als realistisch
einzuschätzen, dass der Großteil des Erdgasverbrauchs durch Transitverkehr entsteht und nicht als
kommunaler Verbrauch übertragen werden kann.
23
Benzin (Super) besitzt einen Heizwert von 8,85 kWh/l, Diesel 9,90 kWh/l, Autogas (LPG) 12,78 kWh/l und Erdgas (H-Gas) in Ulm
durchschnittlich 11,18 kWh/m³. Damit besitzt ein Liter Autogas etwas das Benzinäquivalent von 0,7 Liter und ein Kubikmeter Erdgas
entspricht etwa 1,3 Litern Super.
24
Die SWU betreibt in Ulm derzeit 47 Ladesäulen für Elektrofahrzeuge. 2012 wurde an diesen eine Lademenge von 19,1 MWh
abgegeben, die sich 2013 auf 25,2 MWh steigerte. Hiervon fällt allerdings fast 49 Prozent dem Betrieb von car2go zu, der Ende 2014
eingestellt wurde. Ob die Ladeninfrastruktur überhaupt weiter betrieben wird bleibt abzuwarten.
33
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 30 | Endenergieverbrauch des kommunalen Verkehrssektors nach Kraftstoffen (seit 2006)
22,2
22,1
26,9
28,2
28,8
28,5
28,4
274,2
288,2
288,4
266,4
265,9
266,4
258,5
264,8
605,2
602,3
596,1
599,3
599,4
602,1
599,0
610,8
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
GWh
22,2
Motorisierter Individualverkehr
Nutzfahrzeuge (inkl. Busse)
SWU Nahverkehr
Eigene Berechnungen (Quelle: KBA, DWI, SWU, GEMIS)
Anmerkungen: Die Jahresfahrleistungen und Durchschnittsverbräuche für das Bilanzjahr 2013 wurden von 2012 übernommen. Der
Dieselverbrauch des SWU Nahverkehrs 2006 und 2007 wurde geschätzt. Die Jahresfahrleistung des SWU Nahverkehrs 2012 wurde
geschätzt.
Der öffentliche Personennahverkehr (ÖPNV) der Stadt Ulm wird durch die SWU Verkehr GmbH betrieben.25
Die SWU verbindet hierbei das gesamte Stadtgebiet Ulm sowie die Stadt Neu-Ulm und deren Ortsteil
Ludwigsfeld. Mit 18 Buslinien auf einem Liniennetz von 199,3 km und einer Straßenbahnlinien auf 10,3 km
Linienlänge, werden insgesamt 438 Haltestellen und annähernd 150.000 Einwohner26 zum Nahverkehrsbund Ulm/Neu-Ulm zusammengeschlossen. Im Geschäftsjahr 2013 legte der Fuhrpark der SWU mit jedem
Bus des Fuhrparks durchschnittlich 65.812 km und mit jeder Straßenbahn etwa 68.487 km zurück27 und
transportierte dabei knapp 34,6 Mio. registrierter Fahrgäste. Dabei wurden mehr als 2,5 Mio. Liter Diesel
und 2,9 GWh Strom verbraucht. Jeder der 63 Omnibusse des SWU Verkehrsnetzes biete im Schnitt 45 Sitzund 97 Stehplätze an. Bei einem Dieselverbrauch von etwa 40.500 Liter pro Bus bedeutet das einen Dieselverbrauch von knapp 62 Litern Diesel pro 100 Kilometer. Bei Vollbesetzung würde dies einem Verbrauch
von knapp 1,4 Litern Diesel pro sitzendem Fahrgast entsprechen. Ein Bus, der mit 14 Fahrgästen unterwegs
ist, fährt damit bereits klimafreundlicher als ein durchschnittlich besetztes Diesel-Privatfahrzeug.28
25
Andere Teilnehmer des ÖPNV aus dem Donau-Iller Nahverkehrsverbund (DING) werden hier aufgrund der Datenlage nicht
berücksichtigt.
26
Bevölkerungsstand Ulm: 119.218 | Neu-Ulm: 17.063 | Ludwigsfeld: 11.100 (Quelle: Statistisches Landesamt BW, Stand
31.12.2013)
27
Jahresfahrleistung aller Omnibusse: 4.146.151 km, Straßenbahnen: 684.870 km | Fahrzeugbestand 2013: 6 Standard- und 57
Gelenkbusse sowie 10 Straßenbahnen | Anzahl registrierter Fahrgäste: 34.555.672 (Quelle: SWU Umweltbericht 2014)
28
Durchschnittlicher PKW-Dieselverbrauch: 6,7 Liter pro 100 km; durchschnittliche Besetzung: 1,5 Personen pro Weg
34
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
A.6. SONSTIGE ENERGIETRAE GER
Neben den bisher aufgeführten Energieträgern gibt es eine Reihe kleinerer Energiequellen, die zwar nach
wie vor eine untergeordnete Rolle spielen, im Rahmen der Energiewende aber immer stärker utilisiert
werden. Von Bedeutung für die Kommune sind vor allem Holzheizungen, solarthermische Anlagen sowie
Wärmepumpen, die bereits einen verhältnismäßig großen Beitrag zur Wärmebereitstellung der Stadt Ulm
leisten. Laut Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW) wurden 2013 bereits 22,5 %
aller neu gebauten Wohneinheiten mit Wärmpumpen beheizt und haben ihren Anteil damit innerhalb der
letzten zehn Jahre mehr als verdoppelt. Auch Holz- und Holzpellet-Heizungen erfreuen sich steigender
Beliebtheit. Während ihr Anteil im Wohnungsneubau 2004 noch bei 1,2 % lag, wurden 2013 bereits 6,4 %
aller neu gebauter Wohnungen mit Holz beheizt. Solarthermische Anlagen werden in diesem Rahmen nicht
erfasst, da sie nur zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden können. Nach dem Bundesverband
Solarwirtschaft e.V. (BSW) waren Ende 2013 deutschlandweit mehr als 1,9 Mio. solarthermische Anlagen
mit einer Kollektorfläche von 17,5 Mio. Quadratmetern in Betrieb. Auch wenn die jährliche Neubaurate seit
2008 gesunken ist, wird das Potenzial für Solarthermie bei weitem noch nicht ausgeschöpft.
>>> BIOMASSE (HOLZHEIZUNGEN)
Biomasseheizungen fassen eine große Spannweite verschiedenster Feuerungsanlagen mit Holz als
Primärenergie zusammen. Dazu gehört sowohl der Kamin im Wohnzimmer als auch die mit Holzpellets
betriebene Zentralheizung im Keller. Da alle Holzheizungen eine Zu- und Ablufteinrichtung benötigen, sind
sie abnahmepflichtig und müssen vom Schornsteinfeger kontrolliert werden. Demnach kann der Landesinnungsverband eine fundierte Datenbasis zum kommunalen Holzheizungsbestand bereitstellen. Unter
bestimmten Bedingungen fördert das BAFA mit Holz-Pellets und Holzhackschnitzeln automatisch
beschickte sowie mit Scheitholz handbeschickte Feuerungsanlagen mit einer Nennwärmeleistung zwischen
5 kW und 100 kW. Zwischen Januar 2001 und Juli 2014 wurden hierbei insgesamt 127 Holz-Pellet-, 21
Scheitholz- und 2 Holzhackschnitzel-Heizungsanlagen im Postleitzahlenbereich Ulm bezuschusst. Bis auf 5
Ausnahmen wurden dabei alle Anlagen in privaten Wohngebäuden installiert.
Abb. 31 | Installierte Wärmeleistung der geförderten Holzheizungen in Ulm (seit 2001)
2.944 3.079
2.642
2.396
2.115
2.201
in kW (Heizlast)
1.478
12/2000
1.014
1.113
654
49
67
12/2002
142
207
12/2004
12/2006
12/2008
12/2010
12/2012
Quelle: www.biomasseatlas.de
35
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Die kumulierte thermische Nennleistung dieser 150 Anlagen liegt bei knapp 3.079 kW. Dabei benötigt eine
Pellet-Heizung pro Jahr zwischen 400 kg und 500 kg Holz-Pellets für jedes Kilowatt Heizlast und wird
zwischen 1.600 und 1.800 Vollbenutzungsstunden betrieben. Übertragen auf den Bestand der geförderten
Holzheizungen in Ulm bedeutete dies einen Beitrag von 4,4 GWh bis 5,0 GWh zum Wärmeverbrauch der
Stadt im Jahr 2013.
>>> UMWELTWÄRME (WÄRMEPUMPEN)
Nach Förderungsstatistik des BAFA wurden zwischen Januar 2007 und August 2014 insgesamt 82 Wärmepumpen auf Ulmer Postleitzahlengebiet installiert. Hiervon wurden 70 in Wohnhäusern, 11 in Gebäuden des
Sektors GHD und eine in einer öffentlichen Einrichtung in Betrieb genommen. Im Durchschnitt weist die
Jahresarbeitszahl der installierten Anlagen mit 4,1 einen sehr guten Wert auf. Wird der bundes-deutsche
Strommix nach EnEV 2014 mit einem Primärenergiefaktor von 2,4 bewertet und auf die Ökobilanz des
Ulmer Wärmepumpenbestandes angewendet, impliziert dies einen regenerativen Anteil von 41 %.
Abb. 32 | Anzahl der geförderten Wärmepumpen in Ulm (seit 2007)
80
59
62
65
12/2009
12/2010
12/2011
70
28
2
12/2006
12/2007
12/2008
12/2012
12/2013
Quelle: www.waermepumpenatlas.de
Exkurs: Wie funktionieren Wärmepumpen?
Wärmepumpen arbeiten nach dem gleichen Funktionsprinzip wie Kühlschränke: Einem Wärmereservoir mit niedriger
Temperatur wird Wärme entzogen und an ein Wärmereservoir mit höherer Temperatur wieder abgegeben. Hierzu wird ein
Kältemittel mit relativ niedrigem Siedepunkt (meist Fluorkohlenwasserstoffe – FKWs) bei niedrigem Druck in einem
Verdampfer durch die im Erdreich, in der Luft oder im Grundwasser vorhandene Restwärme (die „Umweltwärme“) erhitzt und
anschließend in das zu beheizende Gebäude geleitet. Dort verdichtet ein Kompresser das Kältemittel bis es sich wieder
verflüssigt und die transportierte Wärme in einem Kondensator an die Zentralheizung abgeben kann. Bevor das Kältemittel
das Gebäude wieder verlässt um einen neuen Kreislauf zu beginnen, passiert es ein Drosselventil, dass den Druck wieder so
weit herabsetzt, dass es wieder fähig weitere Umweltwärme aufzunehmen.
Je nach verwendeter Umweltwärme unterscheidet man Luft-, Wasser und Erdwärmepumpen. Der Kompressor sowie
notwendige Pumpen werden elektrisch betrieben. Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch die Jahresarbeitszahl (JAZ)
beschrieben. Eine Jahresarbeitszahl von 4 bedeutet, dass viermal so viel Wärme gewonnen wird, wie Strom für den Antrieb
der Anlage verbraucht wurde. Aufgrund des deutschen Strommixes, sind Wärmepumpen daher keine rein regenerativen
Erzeugungsanlagen. Um den erneuerbaren Anteil zu bestimmen muss der Primärenergiefaktor für Strom von der JAZ
abgezogen werden. Nach EnEV 2014 muss dieser seit Mai 2014 mit 2,4 angesetzt werden und sinkt ab Januar 2016 auf 1,8.
Eine Umweltwärmeheizung mit einer JAZ von unter 2,4 ist aktuell daher unter Umständen energetisch schlechter als eine
konventionelle Gas- oder Ölbrennwertheizung zu bewerten.
36
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Die Höhe der Endenergiebereitstellung der installierten Wärmepumpen, lässt sich durch die Annahme
abschätzen, dass ein durchschnittliches, zentralbeheiztes Wohngebäude mit Wärmepumpe einen
ungefähren Wärmebedarf von 15.000 kWh bis 30.000 kWh jährlich decken muss. Mit 80 installierten
Anlagen Ende 2013 konnten damit geschätzte 1,1 GWh bis 2,3 GWh Wärme bereitgestellt werden. Hierzu
wurden allerdings nur etwa 0,3 GWh bis 0,6 GWh Strom verbraucht während der Rest durch die
verwendete Umweltwärme gedeckt werden konnte.
>>> SOLARTHERMIE
Die solare Strahlungsleistung kann nicht nur zur Stromerzeugung sondern auch zur Wärmegewinnung
nutzbar gemacht werden. Dies geschieht in sogenannten Kollektoren, die wie Photovoltaikanlagen auf
Dachflächen installiert werden und die Sonneneinstrahlung auf einen Wärmeträger übertragen. Von
Bedeutung sind hierbei vor allem Flach- und Röhrenkollektoren. Während Röhrenkollektoren zwar einen
höheren Wirkungsgrad aufweisen, sind Flachkollektoren deutlich günstiger und werden häufiger installiert.
Nach Regionalstatistik des BAFA wurden im Postleitzahlengebiet Ulm zwischen Januar 2001 und September
2014 insgesamt 917 solarthermische Anlagen mit Flach- und 153 Anlagen mit Röhrenkollektoren
gefördert29. Die Brutto-Kollektorfläche dieser 1.070 Anlagen summiert sich auf knapp 9.672 Quadratmeter
(Abb. 33). Bis auf 14 Ausnahmen wurden hierbei alle Anlagen auf privaten Wohngebäuden installiert.
Kollektorfläche (Brutto) in m²
Abb. 33 | Installierte Fläche geförderter Solarkollektoren in Ulm (seit 2001)
12/00
8.215
8.490
12/09
12/10
8.961
9.212
12/11
12/12
9.573 9.672
6.675
4.859
3.996
2.771
1.951
459
12/01
819
12/02
1.223
12/03
12/04
12/05
12/06
Flachkollektoren (kumuliert)
12/07
12/08
12/13
Röhrenkollektoren (kumuliert)
Quelle: www.solaratlas.de
Alle solarthermischen Anlagen werden in Kombination einer konventionellen Gas-/Ölbrennwerttechnik,
Pellet-Heizung oder Wärmepumpenanlage verbaut, die meist die Hauptlast der Wärmebereitstellung
tragen. Sowohl das BAFA als auch die KfW fördern die Installation, auch wenn das BAFA seit 2010 nur
direkte Förderungsgelder für Anlagen bewilligt, die sowohl der Warmwasserbereitung als auch der
Heizungsunterstützung dienen. Zuvor waren reine Warmwasseranlagen äußerst populär und hatten in
Ulm Ende 2009 einen Anteil von 68 % aller geförderten Anlagen, der bis Ende September 2014 allerdings
bereits auf 60 % gesunken ist. Nach wie vor können reine Warmwasseranlagen über Bonussysteme
Fördergelder erhalten.
29
Solarthermische Anlagen, die vor 2001 installiert wurden, können nicht dargestellt werden und werden vernachlässigt.
37
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Exkurs: Kenngrößen solarthermischer Anlagen
Wirtschaftlich wird eine Warmwasseranlage so dimensioniert, dass sie einen solaren Deckungsgrad, also der Heizwärme-anteil
der jährlich durch den Kollektorertrag bereitgestellt werden kann, zwischen 40 % und 70 % aufweist. Dabei ist eine südliche
Ausrichtung mit einer Dachneigung zwischen 30° und 50° optimal. Kombinations-anlagen, die sowohl der Warmwasserbereitstellung als auch der Heizungsunterstützung dienen, weisen einen deutlich niedrigeren Deckungsgrad zwischen
15 % und 30 % auf und werden am wirtschaftlichsten auf einem südlichen Dach mit einer Neigung zwischen 45° und 70°
betrieben.
Die eingesetzte Technik bestimmt den Wirkungsgrad und damit die Kollektorfläche. Der Wirkungsgrad ist abhängig von der
Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Außenluft und liegt bei Flachkollektoren zwischen 40 % und 80 % und bei
Röhrenkollektoren zwischen 60 % und 75 %. Der Maximalwirkungsgrad wird durch optische Verluste beschränkt. Die
Kollektorfläche bezieht sich meist auf die Bruttofläche der Anlage. Während diese entscheidend für den Förderungsantrag des
BAFA ist, bezieht sich das EEWärmeG auf die sogenannte Aperturfläche, die die aktive Lichteinfallsfläche zur Wärmeübertragung beschreibt.
Für die Berechnung der Wärmebereitstellung durch solarthermische Anlagen kann auf eine Methode der
Internationalen Energieagentur zurückgegriffen werden, die vom Bundesverband Solarwirtschaft e.V.
unterstützt wird und auch im Umweltministerium Baden-Württemberg Verwendung findet30. Dazu wird die
Kollektorfläche für Warmwasseranlagen bzw. Kombianlagen mit einem Wirkungsgrad von 44 % bzw. 33 %
bewertet und mit der örtlichen Globalstrahlung multipliziert (siehe Abb. 34). Hierzu muss die Kollektorfläche zunächst über einen Korrekturfaktor (0,8 bis 0,9) in die Aperturfläche umgerechnet werden.
Abb. 34 | Globalstrahlung am Standort Ulm zwischen Januar 2005 und Dezember 2013
200
175
kWh/Monat
150
125
100
75
50
25
0
01/05
01/06
01/07
01/08
01/09
01/10
01/11
01/12
01/13
Quelle: Deutscher Wetterdienst (DWD)
30
Siehe „Erneuerbare Energien in Baden-Württemberg 2013“ (UMBW)
38
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
A.7. TREIBHAUSGASE
KUMULIERTE ENDENERGIEBILANZ
Der kommunale Endenergieverbrauch der Stadt Ulm lag Ende 2013 absolut und nicht witterungsbereinigt
bei 3.519GWh. Davon entfallen knapp 50 % auf die Deckung des Wärmebedarfs und jeweils 25 % sind dem
Strom- sowie Verkehrssektor zuzuordnen sind (Abb. 35). Sowohl der Verkehrs- als auch der Strom-sektor
zeichnen sich durch einen relativ konstanten jährlichen Verbrauch von jeweils etwa 900 GWh aus. Während
sich der Stromverbrauch wesentlich durch ein statisches Konsumentenverhalten erklären lässt, werden
Effizienzsteigerungen im Verkehrssektor durch einen steigenden Kraftfahrzeugbestand kompensiert. Im
Wärmeverbrauch erkennt man deutlich die zwei relativ warmen Jahre 2011 und 2012 während sich in dem
konstant hohen Niveau der Jahre 2006, 2012 und 2013 sehr ähnliche Gradtagzahlen widerspiegeln.
Insgesamt liegt der Endenergieverbrauch seit 2006 auf einem etwa gleichbleibenden Niveau von 3,5 TWh.
Abb. 35 | Kommunaler Endenergieverbrauch der Stadt Ulm nach Verbrauchssektor
902
894
897
886
904
893
895
899
1728
1560
1632
1716
2010
2011
2012
2013
913
907
893
863
890
855
893
1761
1554
1648
1634
2006
2007
2008
2009
868
Verkehr
Strom
GWh
Wärme
Eigene Darstellung
Erdgas besaß 2013 mit einem Anteil von annähernd 50 % die wichtigste Rolle im kommunalen Wärmeverbrauch, gefolgt von Biomasse mit knapp 17 %, Heizöl mit 15 % und Fernwärme aus Steinkohle mit 10 %.
Die Abwärme vom Müllheizkraftwerk Donautal sowie privaten Biogasanlagen tragen 9 % zur Wärmebereitstellung bei. Ein kleiner Teil von unter einem Prozent des Endenergieverbrauchs im Wärmesektor
wird durch Holzheizungen sowie solar- und umweltthermische Anlagen gedeckt.
Im Stromsektor werden über 63 % des Endenergieverbrauchs durch nicht beeinflussbare Drittanbieter des
bundesdeutschen Strommixes geliefert. Die restlichen 37 % werden anteilig aus der direkten und indirekten
Stromerzeugung der Stadtwerke sowie aus privaten Solar- und Biogasanlagen auf dem Stadtgebiet Ulm
bereitgestellt. Photovoltaik war 2013 mit etwas über 3 % am Stromverbrauch beteiligt.
Im Verkehrssektor wird der Bedarf zu knapp zwei Dritten durch Dieselkraftstoffe gedeckt. Annähernd ein
Drittel ist auf Ottokraftstoffe zurückzuführen. Flüssiggas (LPG), komprimiertes Erdgas (CNG) und
Fahrstrom (Straßenbahn) machen zusammen weniger als ein Prozent des Endenergieverbrauchs aus.
39
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
>>> ENDENERGIEVERBRAUCH NACH PR IMÄRENERGIETRÄGER
Der wichtigste Primärenergieträger für den kommunalen Endenergieverbrauch der Stadt Ulm sind
Mineralöle, die in Form von Kraftstoffen und Heizöl annähernd den gesamten Verkehrs- sowie einen Teil
des Wärmesektors versorgen und seit 2006 einen Anteil von etwas unter einem Drittel des Gesamtenergieverbrauchs behaupten (Abb. 36). Erdgas hat seinen Stellenwert seit 2006 deutlich auf über 28 % ausgebaut,
was hauptsächlich auf eine verstärkte kommunale Stromerzeugung der SWU durch den Einsatz von Blockheizkraftwerken und der Beteiligung am GuD-Kraftwerk Hamm zurückzuführen ist. Eine erfreuliche
Entwicklung weist die Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energiequellen auf. So konnte die
Energieerzeugung aus allen regenerativen Quellen deutlich gesteigert werden. Durch die Inbetriebnahme
des Biomasse-Heizkraftwerks II der FUG, konnte 2013 sowohl die Strom- als auch die Wärmeerzeugung
aus Biomasse deutlich gestärkt werden. Auch die Energiebereitstellung aus Wasserkraft, Solarenergie und
Umweltwärme konnte zwischen 2006 und 2013 verdoppelt werden. Neben der Wasserkraft konnte vor
allem die Photovoltaik ihren Energiebeitrag deutlich ausbauen.
Abb. 36 | Endenergieverbrauch der Stadt Ulm nach Primärenergieträger (Basisjahr 2006)
1,9%
1,2%
8,8%
9,8%
22,0%
1,7%
1,4%
6,6%
2,0%
1,4%
7,2%
1,9%
1,6%
7,6%
1,8%
1,8%
2,0%
1,9%
1,9%
2,0%
2,3%
7,9%
8,2%
7,6%
2,4%
6,2%
9,8%
11,0%
11,4%
10,6%
10,5%
11,1%
11,9%
23,0%
17,8%
Abfall (nicht biogen)
Wasserkraft, Solarenergie &
Geothermie
19,3%
18,0%
19,7%
18,8%
16,2%
Steinkohle
22,9%
22,2%
26,6%
24,3%
26,3%
23,9%
25,4%
28,8%
Biomasse (inkl. biogener Abfall,
Bio- & Deponiegas)
Strom (Bundesmix)
Erdgas
33,4%
35,2%
34,1%
33,9%
33,5%
33,9%
32,9%
32,5%
Mineralöle (inkl. biogener
Kraftstoffanteil)
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Quelle: Eigene Darstellung
>>> ENDENERGIEVERBRAUCH ERNEUERBARER ENERGIETRÄGER
Der Endenergieverbrauch im Wärmesektor der Stadt Ulm lag 2013 bei 1.716,0 GWh. Hiervon wurden 78 %
durch Erdgas, Heizöl, Steinkohle und nicht biogener Müllverbrennungswärme bereitgestellt. Der Anteil der
regenerativen Wärmebedarfsdeckung, hauptsächlich durch Verwendung von Biomasse, konnte zwischen
2006 und 2013 von 19 % auf 22 % ausgebaut werden. Der Stromverbrauch (inkl. Verkehrsstrom) lag in Ulm
2013 bei 901,6 GWh. Hiervon konnten bereits 37 % durch die anteilige kommunale Stromerzeugung
abgedeckt werden, während rechnerisch 63 % durch den bundesdeutschen Strommix bereitgestellt wurden.
40
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Der erneuerbare Anteil der kommunalen Strom-Eigenerzeugung lag 2013 bei 38,5 % und damit deutlich
über dem bundesweiten Schnitt von 25,4 % am Bruttostromverbrauch in Deutschland. In Kombination trug
der erneuerbare Anteil damit bei über 30 % zum gesamten kommunalen Stromverbrauch 2013 bei.
Gemessen am kommunalen Strom- und Wärmeverbrauch, lag der Beitrag regenerativer Energiequellen bei
24,8 % (Abb. 37) und damit deutlich über dem bundesweiten Schnitt von 13,8 %. Die erneuerbare Energiebereitstellung im Verkehrssektor kann über die jährlichen Auswertungen der Arbeitsgemeinschaft Energie-
bilanzen e.V. abgeschätzt werden. So wurden 2013 bspw. 4,3 % des Energieverbrauchs durch Mineralölderivate zusätzlich in Form von Biomasseprodukte (Bio-Ethanol/-Diesel) in Anspruch genommen.
Abb. 37 | Anteil erneuerbarer Energien am Strom- & Wärmeverbrauch in Ulm (Basisjahr 2006)
2,4%
1,2%
3,4%
2,9%
1,1%
4,5%
26,1%
27,2%
12,4%
12,5%
2,9%
3,3%
3,6%
3,8%
4,4%
4,9%
8,0%
3,7%
5,0%
4,3%
6,5%
4,1%
5,9%
5,5%
5,7%
6,0%
7,8%
5,5%
20,5%
21,9%
20,0%
21,4%
19,4%
16,2%
Strom-Eigenerzeugung
(Konventionell)
13,9%
14,4%
13,1%
13,2%
13,6%
14,4%
Strom-Bundesmix
(Erneuerbar)
Strom-Eigenerzeugung
(Erneuerbar)
Strom-Bundesmix
(Konventionell)
54,5%
51,8%
51,0%
51,2%
52,8%
50,3%
50,9%
51,1%
Wärme-Eigenerzeugung
(Erneuerbar)
Wärme-Eigenerzeugung
(Konventionell)
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Quelle: Eigene Darstellung
>>> ENDENERGIEVERBRAUCH NACH VERURSACHERN
Die Zuordnung des Endenergieverbrauchs auf die vier Verursachergruppen Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD), Haushalte sowie Industriebetriebe ist für Ulm nur näherungsweise möglich und mit vielen
Unsicherheiten behaftet. Zu groß sind die Schnittmengen und Abgrenzungsschwierigkeiten, gerade auch
zwischen den Sektoren GHD und den privaten Haushalten. Verschärft wird diese Problematik durch die Art
der Datenerfassung leitungsgebundener Energieträger von SWU und FUG. Eine Klassifizierung der
Kundengruppen nach amtlichen Wirtschaftszweigen (WZ 2008) würde sowohl die Vergleichbarkeit als auch
die Abbildung offizieller Statistiken und regionaler Datenerhebungen ermöglichen. Die SWU erfasst
allerdings leitungsgebundene Datenträger nach einer eigenen Klassifizierung, die sich nur teilweise
eindeutig den Sektoren zuordnen lässt. Die vorliegenden Primärdaten der FUG beschränken sich auf
Liefergebiete. Eine Einschränkung auf den Sektor Industrie ist nur näherungsweise über das Liefergebiet
Donautal möglich. Die Universität wird als Großverbraucher extra ausgewiesen. Letztendlich lässt sich aber
kein Sektor eindeutig abgrenzen, vor allem im heterogenen Versorgungsgebiet der Innenstadt. Abhilfe
schafft hier vorübergehend die amtliche Regionalstatistik der Energieverwendung des verarbeitenden
Gewerbes, die neben Heizöl und Erdgas auch den Fernwärmeverbrauch von Industriebtrieben mit mehr als
20 Beschäftigten erhebt.
41
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 38 | Endenergieverbrauch der Stadt Ulm nach Verursachern (seit 2010)
25,4%
26,8%
26,0%
25,7%
19,8%
21,2%
20,4%
19,7%
24,7%
22,1%
23,3%
23,4%
4,6%
3,6%
3,8%
4,2%
25,5%
26,3%
26,6%
27,0%
2010
2011
2012
2013
GHD
Haushalte & GHD (FUG)
Haushalte
Industrie
Verkehr
Eigene Darstellung
Anmerkungen: Der Sektor Verkehr entspricht den bisherigen Energiebilanzen. Die leitungsgebundenen Energieträger Strom und Erdgas werden gemäß
der SWU-Klassifizierung auf die jeweiligen Sektoren abgebildet. Die Industrie umfasst den Heizöl- und Fernwärmeverwendung nach amtlicher Statistik
sowie den Strom- und Erdgasverbrauch von industriellen RLM-Kunden (außer Bauindustrie). Die nicht leitungsgebundene geschätzte
Wärmeversorgung durch Heizöl, Holzheizungen, Wärmepumpen und Solarthermie wird dem Sektor Haushalte zugeschrieben. Auch die FUGLiefergebiete Böfingen, Eichberg, Eichenplatz und Eselsberg werden vollständig den Haushalten zugerechnet. Die Fernwärmeabgabe an die Universität,
sonstige Kleinverbraucher von Heizöl, öffentliche Einrichtungen, Netzverluste und Eigenverbräuche sind Teilmengen des Sektors GHD. Der restliche
Fernwärmeabsatz der FUG bildet eine Schnittmenge von Haushalten und GHD.
Abb. 38 stellt die ungefähre Aufteilung des Endenergieverbrauchs der Stadt Ulm auf die verursachenden
Sektoren auf Basis der vorhandenen Daten seit 2010 dar. Den größten Verbrauch weist erwartungsgemäß
der GHD-Sektor auf, der sowohl alle im Standardlastprofil abgerechneten Kleinbetriebe als auch öffentlichen und kommunalen Einrichtungen beinhaltet. Mit über 48 % ist der Stromverbrauch ausschlaggebend
für die Energiebilanz des Sektors im Jahr 2013, gefolgt von Erdgas mit annähernd 26 % sowie Fernwärme
und Fernkälte mit zusammen 20 %. Die Haushalte zeichnen sich durch einen hohen Erdgasverbrauch mit
einem Anteil von 45 % am Endenergieverbrauch des Sektors aus. Der Heizöl und Stromverbrauch liegt mit
jeweils 22 % auf etwa gleichem Niveau. Die eindeutig zuzurechnende Fernwärme-versorgung beschreibt
nur 11 % der Endenergie. Es ist davon auszugehen, dass hier noch ein Großteil der nicht abgrenzbaren
Fernwärmeverteilung zu berücksichtigen ist. Der Industriesektor wird zu etwa gleichen Teilen von
Fernwärme- und Stromverwendung bestimmt, die zusammen 78 % des Endenergieverbrauchs ausmachen.
Erdgas findet zu 19 % Verwendung, während Heizöl mit 3 % eine untergeordnete Rolle für den Industriesektor in Ulm spielt.
EMISSIONEN
Die kommunalen Treibhausgasemissionen lagen 2013 bei über 1.128 Tsd. Tonnen CO2-Äquivalenten. Absolut
betrachtet lagen diese damit über dem Niveau der Vorjahre, aber etwa 75 Tsd. Tonnen (6 %) unter dem
Ausgangsniveau im Basisjahr 2006. Witterungskorrigiert fällt dieser Unterschied mit 65 Tsd. Tonnen zwar
noch höher aus, es ist aber hiermit auch festzustellen, dass in den letzten vier Jahren keine Reduktion
erfolgen konnte. Mit 457 Tsd. Tonnen war der Stromverbrauchssektor für 40 % der kumulierten THGEmissionen verantwortlich (Abb. 35). Der Wärmebedarf verursachte 34 % der Emissionen, die restlichen
26 % fallen dem Verkehrssektor zu. Sowohl im Strom- als auch im witterungsbereinigten Wärmeverbrauch
konnten die Emissionen um jeweils 30 Tsd. Tonnen gegenüber 2006 reduziert werden.
42
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Tsd. Tonnen CO2-Äquivalente
Abb. 39 | Kommunaler THG-Emissionen nach Verbrauchssektor (Basisjahr 2006)
288
291
290
285
285
283
287
289
Verkehr
489
495
451
432
432
447
440
Strom
457
Wärme
426
365
384
385
415
369
384
383
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Eigene Darstellung (nicht witterungsbereinigt)
>>> SPEZIFISCHE EMISSIONSFAKTOREN
Das vorliegende Konzept übernimmt veröffentlichte Emissionsfaktoren des Umweltbundesamtes und des
Emissionsmodells GEMIS (Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme). Für die Verbrennung von Müll
wird auf Werte des Interessenverbandes ITAD zurückgegriffen (Tab. 10).
Tab. 10 | Spezifische Emissionsfaktoren der kommunalen Energieversorgung Ulm
EMISSIONSFAKTOREN (in g/kWh)
PRIMÄRENERGIEEINSATZ VON…
…Steinkohle (roh)
…Erdgas (NG)
…Erdgas (CNG)
…Heizöl (HEL)
…Holz (Industriell)
…Müll (Gesamt)
…Dieselkraftstoff
…Ottokraftstoff
…Flüssiggas (LPG)
ENDENERGIE WÄRME AUS…
…Biogas (Mais)
…Biogas (Gülle)
…Holzheizung (Pellets)
…Holzheizung (Scheitholz)
...Solarthermie (Flachkollektor)
...Solarthermie (Röhrenkollektor)
ENDENERGIE STROM AUS…
...Erdgas (GuD-Kraftwerk)
…Erdgas (Spitzenstrom)
…Erdgas (BHKW)
…Steinkohle
…Biogas (Mais)
…Biogas (Gülle)
…Photovoltaik
…Holzgas
…Deponiegas
HEIZWERT
DIREKT
INDIREKT
GESAMT
QUELLE
7,64 kWh/kg
9,88 kWh/m³
9,75 kWh/m³
11,84 kWh/kg
3,89 kWh/kg
2,89 kWh/kg
11,84 kWh/kg
11,85 kWh/kg
12,78 kWh/kg
339
202
202
266
342
129
266
259
234
47
38
49
42
9
0
53
61
29
386
239
251
309
351
129
320
320
263
UBA 2013 / GEMIS 4.93
UBA 2013 / GEMIS 4.93
UBA 2013 / GEMIS 4.96
UBA 2013 / GEMIS 4.93
UBA 2013 / GEMIS 4.93
ITAD
UBA 2013 / GEMIS 4.93
UBA 2013 / GEMIS 4.93
UBA 2013 / GEMIS 4.93
-
0
0
0
0
0
0
122
56
32
12
22
31
122
56
32
12
22
31
UBA 2013
UBA 2013
UBA 2013
UBA 2013
UBA 2013
UBA 2013
-
351
556
556
777
472
216
55
60
0
54
90
38
112
0
0
0
19
26
406
646
593
888
472
216
55
79
26
GEMIS 4.93
GEMIS 4.93
GEMIS 4.93 / SWU
GEMIS 4.93
UBA 2013
UBA 2013
UBA 2013
GEMIS 4.93
UBA 2013
43
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
GEMIS wird seit 1989 laufend aktualisiert, basiert auf belastbaren Quellen und wird unter anderem auch
vom Umweltbundesamt bei der Berechnung der Emissionen für erneuerbare Energien verwendet, die
wiederum in dieser Energiebilanz Verwendung finden. Für die Bilanzierung direkter Emissionen von
Primärenergieträgern werden brennstoffbezogene CO2-Emissionsfaktoren des Umweltbundesamts (UBA)
verwendet. Dies sind die einzigen Faktoren, die sich nur auf bei der Verbrennung entstehendes Kohlenstoffdioxid beziehen. Alle anderen Faktoren der Vorketten- und Endenergiebilanzierung umfassen auch Methan
und Lachgas als Kohlendioxid-Äquivalente. Emissionsfaktoren für die Endenergiebilanzierung basieren auf
vordefinierten Prozessen der GEMIS-Datenbank in der aktuellsten Version. Das UBA veröffentlicht jährliche
Aktualisierungen der bundesweiten Emissionsfaktoren für erneuerbare Energieträger. Unter Umständen
weichen die Emissionsfaktoren aus der GEMIS-Datenbank und UBA-Veröffentlichungen voneinander ab.31
Bei Festlegung der Emissionsfaktoren gibt es eine Vielzahl von Stolpersteinen. Zunächst muss definiert
werden, ob die Bilanz über den Einsatz von Primärenergie oder Endenergie erstellt wird. Grundsätzlich ist
die Bilanzierung der Primärenergie zu bevorzugen und findet Verwendung in der Erstellung der Emissionsbilanzen für Länder und Bundesrepublik. Auf kommunaler Ebene kann der Verbrauch von Primärenergie
allerdings nur in der lokalen Wärmerzeugung erfasst und im Kraftstoffeinsatz des kommunalen Kraftfahrzeugbestandes abgeschätzt werden. Sowohl die Stromversorgung als auch Strom-und Wärmeeinspeisungen
von Privatanlagen können nur als Netto-Endenergie bilanziert werden.
>>> EMISSIONEN DES WÄRMESEKTORS
Die Emissionsfaktoren der kommunalen Wärmebereitstellung können größtenteils unmittelbar über den
Einsatz von Primärenergieträgern bestimmt werden. Ausnahmen hiervon bilden die Abwärme aus privaten
Biogas- und Industrieanlagen sowie solarthermische Anlagen oder Holzheizungen sonstiger Verbraucher.
Diese Energieträger müssen als Endenergie angesehen und dementsprechend bilanziert werden. 32 Die
Bilanzierung des Stromverbrauchs von Stromheizungen wie Wärmepumpen und Nachtspeicheröfen erfolgt
aufgrund der fehlenden Abgrenzbarkeit indirekt über den Stromverbrauch. Das BAFA gibt die durchschnittliche Jahresarbeitszahl des geförderten Wärmepumpenbestandes in Ulm mit 4,1 an. Bei einer
geschätzten Wärmebereitstellung von 1,2 GWh im Jahr 2013 lag der Strombedarf demnach bei gerade
einmal 0,3 GWh und kann innerhalb des Wärmesektors vernachlässigt werden. Deutlich höher dürfte der
Endenergieverbrauch von Nachtspeicheröfen einzuschätzen sein. Dieser ist aufgrund der schlechten
Datenlage allerdings nicht darstellbar. Für die Bilanzierung des Wärmesektors in Ulm müssen somit nur
folgende Energieträger berücksichtigt werden:
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
Primärenergieeinsatz (Heizwert) von Erdgas (SWU & FUG)
Primärenergieeinsatz (Heizwert) von Steinkohle (FUG)
Primärenergieeinsatz (Heizwert) von Heizöl (FUG, LUBW)
Primärenergieeinsatz (Heizwert) von Biomasse (FUG)
Wärmebereitstellung aus Biogasanlagen (FUG)
Wärmebereitstellung aus Biomasse-Heizungsanlagen (BAFA/Schornsteinfeger)
Wärmebereitstellung aus solarthermischen Anlagen (BAFA)
Kommunales Müllaufkommen zur thermischen Weiterbehandlung (EBU)
Exkurs: Die Bilanzierung des MHKW Donautal
31
Generell ist es schwierig allgemeingültige Emissionsfaktoren zu bestimmen. Leider werden diese nur ungenügend spezifiziert und
festgelegt. So ist es auch nicht verwunderlich, dass verschiedene Quellen fast immer zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen.
32
Auf eine separate Erfassung der Industrieabwärme kann bis auf weiteres verzichtet werden, da es zum aktuellen Stand keine gibt.
44
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Die thermische Abfallbehandlung im Müllheizkraftwerk (MHKW) Donautal durch den Zweckverband TAD spielt eine besondere
Rolle, da sie einer Entsorgungsaufgabe nachkommt, die unabhängig vom Endenergiebedarf anfällt. Diese Aufgabe erfüllt das
MHKW nicht nur für die Stadt Ulm sondern auch für einen weiteren Stadtkreis sowie drei Landkreise. Aus wirtschaftlichen
Gründen wird das Kraftwerk dabei unabhängig vom Müllaufkommen in Ulm möglichst stark ausgelastet. Aufgrund der
geografischen Lage bleibt der Abnehmer des lokalen Produkts „Wärme“ dennoch immer der Stadtkreis Ulm. Das bedeutet dass
Ulm indirekt an ein emissionsintensives Müllaufkommen der anderen Mitglieder gebunden ist, während sich der Einfluss
jedoch auf das eigene Müllaufkommen beschränkt. Es stellt sich daher die Frage, ob die Treibhausgasemissionen des eigenen
Müllaufkommens oder der Wärmeabnahme bilanziert werden sollen. Da sich ein kommunales Klimaschutzkonzept
hauptsächlich auf kommunale Einflussbereiche konzentriert, wird hier konsequenterweise das städtische Müllaufkommen, das
der thermischen Abfallbehandlung zugeführt wird, bilanziert.
Die hierzu benötigten Primärdaten zur Fernwärmeversorgung können jährlich von der FUG und der SWU
bereitgestellt werden. Während es sich bei den Anlagen der SWU ausschließlich um Erdgas-Blockheizkraftwerke handelt, verheizt die FUG neben Erdgas auch Steinkohle, Heizöl und Biomasse und übernimmt die
Abwärme des MHKW Donautal sowie privater Biogasanlagen und ehemals auch eines Industriebetriebes.
Während es sich bei letzteren um Endenergie handelt, besitzt die Abwärme der thermischen Abfallbehandlung eine Sonderrolle und wird nur in der Endenergiebilanz berücksichtigt. Für die Emissionsbilanz wird
das städtische Müllaufkommen, das der thermischen Abfallbehandlung zugeführt wird, als Primärenergieträger angesetzt.33 Die Allokation des kumuliert vorliegenden Primärenergie-einsatzes auf Strom- und
Wärmeerzeugung in KWK-Anlagen kann vereinfacht über die thermischen und elektrischen NettoWirkungsgrade der Endenergieerzeugung durchgeführt werden.34 Gerade bei den Primärdaten der FUG lag
bisher allerdings das Problem vor, dass die erzeugten Wärmemengen des HKW Magirusstraße sowie der
Biomasse-HKWs I und II nur als kumulierte Energiemenge dargestellt wurde. Die daraus festgelegte
Allokation auf Strom und Wärme über den Gesamtwirkungsgrad impliziert einen konstanten elektrischen
und thermischen Wirkungsgrad über einen heterogenen Kraftwerkspark.
Tab. 11 | Emissionsfaktoren des kommunalen Endenergieverbrauchs im Wärmesektor (seit 2006)
EMISSIONSFAKTOREN [g/kWh]
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Erdgas (NG)
239
239
239
239
239
239
239
239
Heizöl (HEL)
309
309
309
309
309
309
309
309
Fernwärme (FUG)
259
235
240
246
257
254
250
214
Fernwärme (SWU)
312
315
314
311
307
305
297
297
31
37
34
33
32
31
29
32
109
109
109
109
109
109
109
109
Biomasse-Heizungsanlagen
(82% Pellets, 18% Scheitholz)
28
28
28
28
28
28
28
28
Solarthermische Anlagen
(87% Flach-, 13% Röhrenkollektoren)
23
23
23
23
23
23
23
23
1
Müllwärme
Biogasanlagen (80% Mais, 20% Gülle)
1
Die direkten Emissionen der nicht-biogenen Anteile aus dem städtischen Müllaufkommen bezogen auf die Wärmebereitstellung
des MHKW.
Von den 383 Tsd. Tonnen CO2-Äquivalenten, die durch die Wärmebereitstellung 2013 verursacht wurden,
sind 48 % auf den Einsatz von Erdgas zurückzuführen (Abb. 40). Insgesamt 30 % der Emissionen werden
33
Das MHKW Donautal ist Mitglied der Interessengemeinschaft der Thermischen Abfallbehandlungsanlagen in Deutschland e.V.
(ITAD). Diese veröffentlicht jährlich statistische Berichte zur thermischen Abfallbehandlung in Deutschland. Laut Jahresbericht 2012
weist der in Müllverbrennungs-anlagen eingesetzte Restmüll einen durchschnittlichen Heizwert von 2,9 kWh/kg auf und emittiert
Treibhausgase in Höhe von 373 kg pro Tonne.
34
Diese Methode der Internationalen Energieagentur (IEA) bestimmt zunächst die beiden Netto-Wirkungsgrade für Strom ηe und
Wärme ηt deren Summe dem Netto-Gesamtwirkungsgrad η entspricht. Der Primärenergieeinsatz wird auf Strom und Wärme gemäß
dem jeweiligen Anteil der Einzelwirkungs-grade am Gesamtwirkungsgrad aufgeteilt.
45
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
durch den Fernwärmeabsatz erzeugt, annähernd 20 % durch den Einsatz von Heizöl. Die Verbrennung des
städtischen Müllaufkommens erzeugte 2013 relativ geringe 4.300 Tonnen Treibhausgase. Holz-Heizungen
sowie Biogas- und solarthermische Anlagen waren nur für 1.500 Tonnen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die deutlichste Entwicklung kann die Fernwärmebereitstellung verzeichnen. So wurden 2013 über
45 Tsd. Tonnen weniger Treibhausgase als im Basisjahr 2006 emittiert. Insgesamt fällt die Reduktion an
Treibhausgasen durch die Inbetriebnahme Biomasse-HKW II allerdings geringer aus als erwartet. Ein hoher
Erdgaseinsatz und damit einhergehende geringe Auslastung der Biomasse-Kraftwerke verhindern hier den
deutlichen Abschlag an Emissionen.
Abb. 40 | THG-Emissionen des kommunalen Wärmeverbrauchs von Ulm (Basisjahr 2006)
4
83
4
78
1
4
1
4
80
78
1
4
1
4
85
70
2
4
1
4
72
75
TSD. TONNEN CO2-ÄQUIVALENTE
Holz, Biogas & Solarthermie
161
120
138
139
149
140
137
116
Abwärme Müll (FUG)
Heizöl (BImSchV)
Fernwärme (FUG & SWU)
Erdgas (bereinigt)
178
163
161
163
176
2006
2007
2008
2009
2010
154
170
186
2011
2012
2013
Eigene Berechnungen (nicht witterungsbereinigt)
>>> EMISSIONEN DES STROMSEKTORS
Für eine vergleichbare und amtliche Treibhausgasbilanzierung des Stromsektors muss der gesamte Stromverbrauch mit dem Emissionsfaktor bundesweiten Strominlandsverbrauches bilanziert werden. Im Rahmen
eines kommunalen Klimaschutzkonzeptes ist es allerdings sinnvoll, auch die kommunale Stromerzeugung
zu berücksichtigen, damit den Investitionen der Stadtwerke und Bürger in erneuerbare oder saubere
Energiequellen Rechnung getragen werden kann. Für den Stadtkreis Ulm führt diese Art der Bilanzierung
zu deutlich geringeren Emissionsfaktoren im Vergleich zum bundesweiten Faktor (Tab. 12). Der SWUKommunalmix berücksichtigt die gesamte Stromerzeugung aus eigenen Anlagen sowie allen Kraftwerken in
Beteiligungen, abhängig von der Höhe der jeweiligen Beteiligung. Diese Stromerzeugung gehört zur
Angebotspalette der SWU Energieversorgung und kann Ulm daher nur anteilig in Höhe des Stromverkaufes
an das Stadtgebiet zugerechnet werden. Im Kommunalmix Ulm werden anteilig 20 % der Nettostromeinspeisung des MHKW Donautal bilanziert sowie die volle Höhe der Stromerzeugung aus den privaten
Photovoltaik- und Biogasanlagen sowie der Deponiegasanlage Eggingen.
46
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Tab. 12 | Emissionsfaktoren des kommunalen Endenergieverbrauchs im Stromsektor (seit 2006)
EMISSIONSFAKTOREN [g/kWh]
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Bundesmix (Strominlandsverbrauch)
609
623
588
573
559
564
586
595
Kommunalmix (SWU)1
154
139
329
288
307
316
302
392
Kommunalmix (Ulm)1
277
300
282
284
260
222
209
214
1
Inklusive der Emissionen aus eventuellen Vorketten
Die geringeren Emissionen der kommunalen Eigenerzeugung führen zu einer Treibhausgasreduktion von
über 78 Tsd. Tonnen gegenüber der Bilanzierung mit dem Emissionsfaktor des deutschen Strommixes
(Abb. 41). Die mit diesem Faktor berechneten Emissionen des Stromverbrauchs im Jahr 2013 liegen auf
dem zweithöchsten Niveau seit 2006. Unter Berücksichtigung des Kommunalmixes kann absolut gesehen
eine Verringerung der Emissionen gegenüber dem Basisjahr 2006 um über 30 Tsd. Tonnen ausgemacht
werden. Insgesamt sorgen sich verschlechternde Emissionsfaktoren und ein leicht steigender kommunaler
Stromverbrauch seit 2009 allerdings für einen kontinuierlichen Anstieg der Emissionen.
Abb. 41 | THG-Emissionen des Stromverbrauches (mit Verkehr) nach Bilanzierungsart
529,1
526,0
524,1
495,6
TSD. TONNEN CO2
488,9
538,5
491,4
501,0
450,9
2006
2007
2008
432,6
432,5
2009
2010
Bundesmix
536,4
505,5
441,4
2011
447,7
2012
457,9
2013
Kommunalmix
Eigene Darstellung (Quelle: UBA, Eigene Berechnungen)
Die Inbetriebnahme des Trianel GuD-Kraftwerks Hamm im Jahr 2008 verursacht einen abrupten Anstieg
der kommunalen Strom-Eigenerzeugung und geht mit einer deutlichen Reduktion der THG-Emissionen
einher (Abb. 42). Bei gleichem Stromverbrauch wurde ein großer Teil des bundesweiten Strommixes durch
die relativ saubere Verbrennung von Erdgas ersetzt. Seit 2008 stagniert die nachhaltige Entwicklung und
hat erst wieder im Jahr 2013 mit Inbetriebnahme des Trianel Steinkohlekraftwerks Lünen an Fahrt gewonnen. Hier allerdings aufgrund des schlechten Emissionsfaktors in die falsche Richtung. Dennoch lag der
Anteil der kommunalen Strom-Eigenerzeugung 2013 bei annähernd 37 % während dem nur 26 % der
emittierten Treibhausgase entgegensteht. Auch die reine kommunale Eigenerzeugung aus Privatanlagen hat
ihren Anteil zwischen 2006 und 2013 von 2 auf 7 Prozent deutlich erhöhen können, während gleichzeitig
die anteiligen THG-Emissionen nur von 1 auf 3 Prozent anstiegen.
47
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Abb. 42 | THG-Emissionen des kommunalen Stromverbrauchs (ohne Verkehr) seit 2006
Tausend Tonnen CO2eq
5,5
11,3
472,0
2006
7,5
9,8
10,6
11,6
12,6
13,5
13,1
80,5
47,8
66,5
55,9
56,6
105,0
361,3
373,5
353,4
371,9
376,7
2008
2009
2010
2011
2012
8,8
478,1
2007
Bundesmix
Kommunalmix SWU (ohne Verkehr)
338,7
2013
Kommunalmix Ulm
Eigene Berechnungen
>>> EMISSIONEN DES VERKEHRSSEKTORS
Die Treibhausgasemissionen des Verkehrssektors liegen seit 2006 unverändert bei annähernd 290 Tsd.
Tonnen CO2-Äquivalenten. Dabei lässt sich erkennen, dass eine kontinuierliche Verringerung von Emmissionen aus Ottokraftstoffen annähernd vollständig durch eine Erhöhung der Emissionen aus Dieselkraftstoffe einhergeht. Der Anteil der anderen Kraftstoffe Flüssiggas, Erdgas und Strom konnte absolut
betrachtet zwar stark zunehmen, ist aber nach wie vor mit einem Anteil von unter einem Prozent relativ
unbedeutend für die Gesamtemissionen im Verkehrssektor. Ziemlich genau zwei Drittel der Treibhausgase
werden durch die Verbrennung von Dieselkraftstoffen emittiert, während annähernd ein Drittel durch die
Verbrennung von Ottokraftstoffen entsteht (Abb. 43).
Tausend Tonnen CO2eq
Abb. 43 | THG-Emissionen des kommunalen KFZ-Bestandes nach Kraftstoffart (seit 2006)
0,4
0,5
1,0
1,5
1,8
2,0
2,0
2,2
116,7
107,0
105,0
102,0
98,9
99,7
95,4
94,6
170,8
183,9
183,7
181,5
184,6
184,9
185,5
192,1
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Dieselkraftstoffe
Ottokraftstoffe
Sonstige (Flüssiggas, Erdgas, Strom)
Eigene Darstellung auf Basis von Jahresfahrleistungen, Durchschnittsverbräuchen und Emissionsfaktoren
48
GD 164/15 ANLAGE 3 | KSK ULM – A. ENERGIEBILANZ
Erwartungsgemäß stellt der motorisierte Individualverkehr mit 68 % den Hauptverursacher der Verkehrsemissionen 2013 dar (Abb. 44). Nutzfahrzeuge erzeugten 29 % der Treibhausgase, der SWU Nahverkehr
war für etwa 3 % verantwortlich. Von den insgesamt 9.300 Tonnen sind 1.100 Tonnen auf den Stromverbrauch der Straßenbahn zurückzuführen, die einen deutlich geringeren Verkehrsanteil im Vergleich zu
Bussen aufweist. Dies verdeutlicht die Relevanz des Strommixes für den Einsatz elektrifizierter Verkehrsmittel. Denn selbst der Stromerzeugungsmix der SWU, obgleich deutlich besser als der deutschlandweite
Strommix, besitzt immer noch einen schlechteren Emissionsfaktor als Diesel oder Benzin.
Tausend Tonnen CO2eq
Abb. 44 | THG-Emissionen des kommunalen KFZ-Bestandes nach Nutzungsart (seit 2006)
6,9
6,9
7,1
8,5
9,0
9,2
9,1
9,3
87,6
92,1
92,2
85,1
85,0
85,1
82,6
84,6
193,4
192,5
190,4
191,4
191,4
192,2
191,2
195,0
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Motorisierter Individualverkehr
Nutzfahrzeuge (inkl. Busse)
SWU Nahverkehr
Eigene Darstellung auf Basis von Jahresfahrleistungen, Durchschnittsverbräuchen und Emissionsfaktoren
Exkurs: Die neue Straßenbahnlinie 2
Als „Linie 2“ wird der völlige Neubau einer 9,3 Kilometer langen Straßenbahn-Gleisstrecke zwischen dem Science Park II und
dem Schulzentrum Kuhberg in Ulm beschrieben. Das 122 Mio. Euro Projekt soll Ende 2017 abgeschlossen werden und wurde
in zwei Teilstücke aufgeteilt, die jeweils 2016 und 2018 in Betrieb gehen sollen. Die Streckenlänge von insgesamt 10,5 km wird
21 Haltestellen bedienen, von denen 18 vollständig neu gebaut werden. Dabei wird die Straßenbahn mit Ökostrom aus
Wasserkraft betrieben.
Um das Klimapotenzial der zweiten Straßenbahnlinie abzuschätzen, kann in einfacher Näherung angenommen werden, dass
jede Strecke die elektrisch gefahren wird, die Fahrleistung des Busverkehrs in gleicher Höhe reduziert. In progressiver
Vorgehensweise kann auch angenommen werden, dass die Strecke im Jahresschnitt alle 10 Minuten bedient wird. Daraus
ergibt sich eine Gesamtfahrleistung von geschätzten 550.000 Kilometern, eine annähernde Verdopplung der bisherigen
Gesamtfahrleistung aller Straßenbahnen. Bei einem Bus-Dieselverbrauch von 62 Litern auf 100 Kilometer wären das im
Optimalfall 340 Tsd. eingesparte Liter, was einem Energiegehalt von etwa 3 GWh entspräche. Das TreibhausgasEinsparpotenzial durch die Inbetriebnahme der Straßenbahnlinie 2 kann demnach auf maximal 1.000 Tonnen, oder 0,3 % der
Gesamtemissionen des Verkehrssektors, abgeschätzt werden.
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