Beschlussvorlage (Anlage zur Beschlussvorlage 220/2015)

Energiekonzept Neubaugebiet Im Auftrag der Stadt Pulheim Oliver Donner Jörg Ottersbach Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 Inhalt Ausgangslage, Rahmenbedingungen I Teil 1 I Versorgungskonzepte I Teil 2 I Ergebnisse I Teil 3 I Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 2 | Inhalt Ausgangslage, Rahmenbedingungen I Teil 1 I Versorgungskonzepte I Teil 2 I Ergebnisse I Teil 3 I Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 3 | Ausgangslage, Rahmenbedingungen Für das Neubaugebiet Geyener Berg in Pulheim soll ein Grobkonzept für die Wärme (und Strom-) versorgung erstellt und bewertet werden.  Die Stadt Pulheim entwickelt derzeit ein Neubaugebiet am südwestlichen Stadtrand im Bereich zwischen Geyener Straße (K25) und Pulheimer Bach.  Im Rahmen der aktuellen Aktivitäten werden derzeit unterschiedliche Wärme(und Strom-) versorgungsvarianten diskutiert.  Um die verschiedenen Versorgungsvarianten zu bewerten, wird ein Grobkonzept entwickelt.  Wesentliche Ergebnisse dieser Untersuchung soll die Bewertung unterschiedlicher Versorgungsvarianten hinsichtlich der Kriterien Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und ökologische Qualität sein. Eckdaten Erschließung ab Bebauung und Nutzung ab MFH RH DHH EFH Kita Anzahl Anzahl Anzahl Anzahl Anzahl BP 113 2016 2017 19 25 20 30 1 95 BP 115 2017 2018 0 0 24 20 0 44 BP 114 2018/2021 2019/2022 1 24 81 82 0 188 Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 Summe 20 49 125 132 1 | 4 | Ausgangslage, Rahmenbedingungen Die geplanten Gebäude sollen dem KfW-Effizienzhaus-Standard 55 genügen  Der EnEV-Standard ist geltender „Mindeststandard“ für den maximalen Jahresprimärenergiebedarf und den Transmissionswärmeverlust , der für alle Neubauten gilt. Dieser wird ab 2016 verschärft.  Höhere Anforderungen stellt der „KfW-Effizienzhaus-Standard 55“ dar. Bei diesem Standard dürfen Gebäude nur 55 % der durch die Quelle: bundesregierung.de EnEV vorgeschriebenen Maximalwerte für den Jahresprimärenergiebedarf und den Transmissionswärmeverlust aufweisen.  Eine wesentliche Randbedingung für das geplante Neubaugebiet ergibt sich aus einem Antrag der Fraktionen der CDU und der Bündnis90/Grünen im Stadtrat der Stadt Pulheim. Demnach sollen die geplanten Gebäude dem KfW-Effizienzhaus-Standard 55 genügen. Dieser wird durch zusätzliche Maßnahmen bei der Dämmung und in der Heizungstechnik erreicht.  Als Vergleich wird der Energiebedarf von Neubauten nach KfW 55 und EnEV 2014 (mit Verschärfung ab 1.1.2016) betrachtet. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 5 | Ausgangslage, Rahmenbedingungen Es werden Wärmebedarfskennlinien aus Wärmebedarfswerten für Heizwärme und Warmwasserbereitung abgeleitet.  Bisher bestehen keine Praxiswerte über Energieverbräuche von Gebäude nach der ab 2016 geltenden „verschärften“ EnEV. Gewählte Ansätze:  Energiebedarf Warmwasser: 800 kWh/(a*Person) bei 3 Personen je Wohneinheit  Heizenergiebedarf KfW-55: 30-40 kWh/(m²a)1  Heizenergiebedarf EnEV: 60-80 kWh/(m²a) 1  Ein durchschnittliches Einfamilienhaus im KfW-55Standard hat somit einen Wärmebedarf von ca. 7.300 kWh/a (davon 2.400 kWh/a für Warmwasser). Bei Ansatz des EnEV-Standards liegt der Wärmebedarf bei ca. 12.200 kWh/a (davon 2.400 kWh/a für Warmwasser).  Der „Passiv-Haus-Standard“ wird hier nicht erreicht. Von diesem spricht man wenn der Heizenergiebedarf bei weniger als 15 kWh/(m²a) liegt. 1abhängig vom Gebäudetyp Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 6 | Inhalt Ausgangslage, Rahmenbedingungen I Teil 1 I Versorgungskonzepte I Teil 2 I Ergebnisse I Teil 3 I Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 7 | Versorgungskonzepte Die Versorgung mit Wärme kann grundsätzlich zentral oder dezentral erfolgen, dabei können jeweils unterschiedliche Energieerzeuger gewählt werden dezentral  Jedes Gebäude verfügt über eigene Wärmeerzeugung auf Basis von z. B.:  Erdgas (Brennwerttherme), Bau eines Erdgasnetzes erforderlich  Strom-Wärmepumpen, kein zusätzlicher Netzbau erforderlich zentral  Jedes Gebäude ist über ein Nahwärmenetz mit der Heizzentrale verbunden. Dort erfolgt die Wärmeerzeugung z. B. auf Basis von:  Erdgas mit BHKW und/oder Brennwerttherme  HHS-Hackschnitzel-Heizung Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 8 | Versorgungskonzepte Die Entscheidung für eine dezentrale oder zentrale Versorgungslösung bietet jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile zentral dezentral   Vorteile:  Eigenständigkeit und „klassische“ Besitzverhältnisse aus Sicht der Hausbesitzer  Individuelle Entscheidung für Energieträger (Erdgas, Strom, Holz, Sicht Hausbesitzer) Nachteile:  Aufgrund des geringen Energieabsatzes Wirtschaftlichkeit von Erdgasnetzbau oftmals nicht gegeben, 100 % Anschlussdichte erforderlich (Sicht Versorger)  Vorteile:   Durch Gemeinschaftslösung Nutzung innovativer Energiesysteme (KWK) möglich, da Energieerzeuger mit wachsender Größe spezifisch günstiger werden. Nachteile:  Bau eines Wärmenetzes mit 100 % Anschlussdichte erforderlich  Anlaufverluste zur Zeitungleichheit Wärmeerlöse und Investitionen  Lange Vertragslaufzeiten für Wärmelieferung (10 Jahre und länger)  Hoher administrativer Aufwand  Akzeptanzprobleme Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 9 | Versorgungskonzepte Es werden fünf verschiedene Versorgungsvarianten untersucht  Variante 1: dezentrale Brennwertthermen, Warmwassererzeugung mit Solarthermie, Aufbau eines Erdgasnetzes erforderlich  Variante 2: dezentrale Luft/Wasserwärmepumpen, kein Aufbau eines Erdgasnetzes erforderlich  Variante 3: dezentrale Luft/Wasserwärmepumpen mit dezentraler Stromerzeugung aus Photovoltaik, kein Aufbau eines Erdgasnetzes erforderlich  Variante 4: Aufbau Nahwärmenetz mit zentraler Wärmeerzeugung mit einem BHKW  Variante 5: dezentrale Versorgung von je 3 MFHBlöcken über Mini-BHKW, Versorgung des Restgebietes mit Vorzugslösung aus Variante 1 bis 3. Quelle: heizungsfinder.de Quelle: Agentur für erneuerbare Energien Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 10 | Versorgungskonzepte Variante 1: Brennwertkessel Erdgas mit Solarthermie dezentral Steckbrief  Beschreibung:  Verbrennung von Erdgas für Wärmeerzeugung mit Brennwerttechnik  Abdeckung des Warmwasserbedarfs im Sommer und in der Übergangszeit durch Solarthermie möglich  Etablierte Technologie  Gewählter Ansatz: 60 % solare Deckung des Warmwasserbedarfs  Vorteile:  Einsparung von Erdgas durch Erneuerbare Energien (10-15 %)  Brennstoffbeschaffung im Wettbewerb möglich  Quelle: Agentur für erneuerbare Energien Nachteile:  Anbindung ans Erdgasnetz erforderlich, d.h. Bau eines Erdgasnetzes notwendig (100 % Anschlussdichte erforderlich)  Anschaffungskosten höher als Gasbrennwerttechnik  Investition im EFH (Anhaltswert): 8.000 € (netto) Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 11 | Versorgungskonzepte Variante 2: Elektrische Wärmepumpe dezentral Steckbrief  Beschreibung:  Verdichtung und Entspannung eines Kältemittels (Prinzip Kühlschrank), zur Wärmeerzeugung für Raumwärme und Brauchwarmwasserbereitung  Antrieb durch Strom  Nutzung von Umweltwärme (hier: Luft)  Flächenheizung (Fußboden, Wand) nötig Quelle: heizung-neumann.de  Ansatz: JAZ (Verhältnis von erzeugter Wärmemenge zur eingesetzten Strommenge): 2,9  Vorteile:  Kein direkter Einsatz fossiler Energien  Bei Einsatz von Ökostrom CO2-neutral  Nachteile:  Hohe Anschaffungskosten  Bei steigenden Strompreisen hohe Betriebskosten  Investition im EFH (Anhaltswert): 12.000 € (netto) Quelle: heizungsfinder.de Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 12 | Versorgungskonzepte Variante 3: Elektrische Wärmepumpe mit PV dezentral Steckbrief  Beschreibung:      Ansatz: Nutzung eines Tagesspeichers, tagesscharfe Abbildung der PV-Erzeugung und des Stromverbrauchs, hier 4 kWp-Anlage je EFH-Haus, ca. 80 % Stromeigennutzung erzielbar Quelle: Schwäbisch-Hall (Bausparkasse) Kein (direkter) Einsatz fossiler Energien Senkung Strombedarf durch Eigennutzung Kostendämpfung der Strombezugskosten Nachteile:    WP und Wärmespeicher Vorteile:     Gleiche Funktionsprinzip wie „normale“ Wärmepumpe Nutzung des PV-Stroms zum Antrieb der Wärmepumpe und anteiliger Deckung des Stromeigenbedarfs. Einspeisung des „Überschusses“ ins öffentliche Netz Wärmespeicher als günstiger Stromspeicher Höhere Anschaffungskosten als „normale Wärmepumpe“ durch Zusatzinvestition PV Intelligente Steuerung und Nutzung Wärmespeicher erforderlich Investition im EFH (Anhaltswert): 17.200 € (netto) Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 13 | Versorgungskonzepte Variante 4: BHKW - zentral Steckbrief  Beschreibung:  Gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme (Kraftwärmekopplung, d.h. KWK)  Verbrennung von Erdgas in einem Motor für die zentrale Bereitstellung von Wärme  Deckung des Restwärmebedarfs durch Kesselwärme  Vorteile:      Quelle: Buderus Quelle: ASUE Stromeigenversorgung möglich (bilanziell) Eignung für Genossenschaftsmodell Reduzierung der Strombezugskosten Hohe Energieeffizienz Nachteile:  Hoher Aufwand für Bau und Betrieb (100 % Anschlussdichte erforderlich)  Aufwendiges Vertragswerk  Hoher administrativer Aufwand  Investition Heizwerk1: 512 T € (netto)  Investition Wärmenetz1: ca. 4 Mio. € (netto) 1Wärmebedarf KfW-55 Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 14 | Versorgungskonzepte Variante 4: BHKW - zentral  Die Auslegung der BHKW erfolgt auf 30 % der thermischen Höchstlast (hier KfW-55):  Pel: 263 kW  Pth: 343 kW  Betriebswerte bei 50 % Modulation:  Vollbenutzungsstunden: 5.944 h/a  KWK-Wärmeanteil: 62 %  Vollständige Einspeisung des erzeugten Stromes in öffentliche Netz (4,5 ct/kWh einschließlich vermiedener Netzentgelte)  Erdgassteuerbefreiung (0,55 ct/kWh)  Stromsteuerbefreiung für den erzeugten Strom (2,05 ct/kWh) unter der Annahme, dass der Stromverbrauch im räumlichen Zusammenhang erfolgt.  Zahlung von Zuschlag nach geltendem KWKG für 30.000 Vollbenutzungsstunden (Mittelung über 15 Jahre Betriebsdauer) Quelle: Buderus Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 15 | Versorgungskonzepte Die Investition in die zentrale Lösung zieht Anlaufverluste nach sich  Bei Realisierung einer zentralen Lösung würde am Anfang die Heizzentrale errichtet. Die Errichtung der Wärmeverteilnetze erfolgt anschließend in drei Abschnitten jeweils im Zuge der Erschließung.  Die Kapitalkosten zur Errichtung des Netzes und der Heizzentrale fallen somit zu Zeiten an, an denen noch nicht die vollständigen Wärmeerlöse vorliegen. Dies führt zu spezifisch höheren Wärmekosten und somit zu Anlaufverlusten.  Der diskontierte Mittelwert dieser Kosten verteuert die Wärmegestehungskosten der zentralen Variante mit BHKW entsprechend. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 16 | Versorgungskonzepte Variante 5: dezentrale Versorgung von je 3 MFH-Blöcken über Mini-BHKW Steckbrief  Beschreibung: Ausschnitt BP 113  Bau von je einem dezentralen BHKW in einem Block von Mehrfamilienhäusern  Restwärme über Kessel  Ansatz: Einspeisung des erzeugten Stromes, hohe Auslastung KWK erstrebenswert  Vorteile:  KWK-Nutzung ohne Wärmenetz möglich  Stromeigenversorgung möglich (bilanziell)  Hohe Energieeffizienz (geringer als bei großen BHKW)  Nachteile:  Aufwand für Bau und Betrieb Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 17 | Inhalt Ausgangslage, Rahmenbedingungen I Teil 1 I Versorgungskonzepte I Teil 2 I Ergebnisse I Teil 3 I Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 18 | Ergebnisse Wärme aus dezentralen EG-Kesseln und Solar ist ohne Betrachtung des Kapitaldienstes für die Errichtung eines Erdgasnetz am günstigsten  In der Gesamtkostenbetrachtung sind die Kosten für die Errichtung des Erdgasnetzes enthalten, um eine Vergleichbarkeit der Varianten zu ermöglichen. In diesem Falle ist die Variante „Wärmepumpe mit PV“ in 2017 die günstigste.  Unter der Voraussetzung, dass die Kosten für Gaserschließung über die Netzentgelte des Gas-VNB auf alle Kunden des Netz-Gebietes gewälzt werden können und den Anwohnern keine zusätzlichen Kosten entstehen, ist die Variante Erdgas-Kessel und Solar in 2017 die wirtschaftlich günstigste (dies setzt voraus, dass sich ein Inves- tor für das Gasnetz findet.  In Folge werden die Netzkosten immer mit betrachtet, um eine ganzheitliche Vergleichbarkeit zu ermöglichen. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 19 | Ergebnisse Wird ein höherer Energiebedarf angesetzt, kommt es nicht zu einer wesentlichen Verschiebung der Ergebnisse hinsichtlich der Wärmekosten  Mit Zunahme des Energiebedarfes steigt der Anteil der variablen Kosten.  Die Lösung „Wärmepumpe und PV“ weist im Saldo (d.h. Summe aus Stromerlösen und Strombezugskosten für Wärmepumpe) so gut wie keine variablen Kosten auf. Grund ist das hohe Maß der Eigenstromnutzung und Erlöse aus der Vermeidung des Haushaltsstrombezugs.  Werden die Investitionskosten für das Erdgasnetz auch hier herausgerechnet, ist die Variante „Erdgaskessel und Solar“ in 2017 die günstigste Variante.  Die Nutzung von zentraler bzw. dezentraler KWK sowie die Nutzung von Wärmepumpen ohne PV ist wirtschaftlich nicht attraktiver. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 20 | Ergebnisse Die Lösung „Wärmepumpe mit PV“ ist die beste Versicherung gegen steigende Energiepreise  Die Wärmekosten der Lösung „Wärmepumpe mit PV“ bleiben konstant bzw. sinken und sind langfristig am niedrigsten.  Alle anderen Varianten weisen steigende Wärmekosten auf.  Insbesondere die Wärmepumpe hat keine preisdämpfenden Elemente (Solarerzeugung, Erlöse Stromeinspeisung) und weist die höchste Steigung auf.  Annahmen:     Strombezugskosten: + 3 % p.a. Erdgaskosten: + 2 % p.a. Wartung/Personal: + 1,5 % p.a. Stromerlöse BHKW: + 1 % p.a. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 21 | Ergebnisse Die Sensitivitäten der Energiekosten und Erlöse unterscheiden sich je Variante stark.  Varianten (EG-Kessel, Wärmepumpe), die im hohen Maße vom Energiebezug abhängen, sind besonders sensitiv bezüglich der Energiekosten.  Durch Kombination der Wärmepumpe mit PV kann der Effekt durch Erlöse aus vermiedenem Strombezug umgekehrt werden.  In der zentralen Erdgas(BHKW)variante besteht die geringste Sensitivität bezüglich der Energiepreise, da Erdgaskosten mit Stromerlösen zum Teil kompensiert werden können (bei Annahme ähnlicher Preisentwicklung).  Bezüglich der Investitionskosten weist die teuerste Maßnahmen die höchste Sensitivität aus (Wärmepumpe und PV). Alle anderen Varianten verhalten sich etwa gleich. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 22 | Ergebnisse Die Mehrinvestition in den KfW-55-Standard führen zu einer Reduzierung der Energiekosten von 450 € bis 520 € pro Jahr (je nach Versorgungsvariante)  Durch Investitionen in einen höheren energetischen Gebäudestandard können Energiekosten eingespart werden. Diesen Einsparungen stehen Mehrausgaben für höhere Investitionen gegenüber.  Die tatsächlichen Mehrkosten für den Bau eines KfW55-oder gar Passivhauses sind planungsspezifisch sehr unterschiedlich1. Im Mittel kann in erster Näherung von Mehrkosten2 in Höhe von etwa 10 bis 15 % ausgegangen werden. 1Quelle: ILS NRW, Leben im Passivhaus (2010) 2Quelle: Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen in Kiel Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 23 | Ergebnisse Den Energieeinsparungen mit KfW-55-Standard decken trotz erwarteter Verbesserung der KfW-Förderung nicht die gesamten anfallenden Mehrkosten  Die Mehrkosten für den KfW-55-Standard betragen etwa 44 T€. Unter Berücksichtigung vergünstigter KfW-Konditionen und Energiekosteneinsparungen ergeben sich kumulierte (diskontierte) Mehrkosten von ca. 4.600 € über einen Zeitraum von 20 Jahren.  Ansätze:      Baukosten EFH mit EnEV (ohne Keller und Grundstück): 2.100 €/m², Baukosten EFH mit KfW-55 : 2.415 €/m² (+15 %) Eigenkapitalanteil: 30 % Laufzeit und Tilgung Darlehen: 20 Jahre Zinssatz Standard-Darlehen: 2,5 % Ansatz der ab 1.4.2016 geltenden deutlich verbesserten KfW-Konditionen (100 T€ Darlehenssumme, 20 Jahre Zinsbindung) Exkurs KfW-Förderung (Stand: 20.05.2015)  Die KfW-Förderung für Häuser mit dem KfW-55Standard erfolgt zur Zeit im Rahmen des Programmes „Energieeffizient Bauen“ (153):      Darlehenssumme: bis 50.000 € je Wohneinheit Sollzins: 0,75 %, Zinsbindung 10 Jahre tilgungsfreie Anlaufzeit 1 bis 5 Jahre Tilgungszuschuss für KfW-55-Standard (EnEV 2014): 5 % der Darlehenssumme Tilgungsfreie Anlaufzeit KfW-Darlehen Neuerung ab 1.4.2016 (Stand 20.05.2015):   Erhöhung Darlehenssumme von 50 T€ auf 100 T€ Verlängerung Zinsbindungszeitraum von 10 auf 20 Jahre Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 24 | Ergebnisse Werden die Wärmepumpen mit Ökostrom betrieben, sind die emittierten Emissionen null bzw. im Kombination mit einer PV-Anlage negativ.  Die Wahl des Energiestandards der Häuser hat einen erheblichen Einfluss auf die Umweltauswirkungen durch CO2-Emissionen. So sinken diese bei der dezentralen ErdgasVariante um ca. 45 %.  Die CO2-Emissionen sind bei der Nutzung des Erdgaskessels mit solarer Unterstützung am höchsten.  Die zentrale BHKW-Variante und die dezentrale  Wärmepumpe-Variante1 haben ähnlich hohe Emissionen. Annahmen spez. CO2-Emissionen:  Durch PV-Nutzung in Kombination mit den dezentralen Wärmepumpen werden die geringsten CO2-Emissionen erzielt.  Stromverdrängung erfolgt bei Stromeinspeisung von BHKW/PV und vermiedenem Strombezug PV  Würde für die Wärmepumpe der Bezug von Ökostrom angesetzt, besitzt diese die geringsten Emissionen.  Negative Emissionen erklären sich mit der Vermeidung von Strombezug im Falle der PV-Nutzung. 1Ansatz: Wärmepumpe ohne Ökostrom  Erdgas: 250 g/kWh  Stromverdrängung: 559 g/kWh Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 25 | Ergebnisse Um eine ganzheitliche Bewertung der unterschiedlichen Varianten zu erreichen, erfolgt eine unterschiedliche Gewichtung der einzelnen Kriterien Bewertungskriterien Technik 20 % Verfügbarkeit Technologie/Dargebot Komplexität Betriebliche Verfügbarkeit Flexibilität Wirtschaftlichkeit 40 % Wärmegestehungskosten (Vollkosten) unter Berücksichtigung von Stromerlösen und einer Mindestrendite Sonstige 10 % Ökologie 30 % CO2-Emissionen Genehmigungsfähigkeit Umweltverträglichkeit Öffentliche Akzeptanz Robustheit Fördersicherheit Erfahrungen / Know how Auf einer Skala von 1 (sehr ungünstig) bis 6 (sehr günstig) erfolgt je Kategorie eine Bewertung für jede Variante. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 26 | Ergebnisse Variante 1: Brennwertkessel Erdgas mit Solarthermie dezentral dezentral EG-Kessel und Solar dezentral Wärmepumpe dezentral Wärmepumpe+PV zentral BHKW und EG-Kessel BHKW dezentral, Rest Wärmepumpe + PV Technik 20% 6 5 4 4 4 Wirtschaftlichkeit 40% 5 3 6 3 4 Ökologie 30% 2 3 6 4 6 Sonstige 10% 6 6 5 2 6 Summe 4,40 3,70 5,50 3,40 4,80  Technik (6): Erprobte Technik  Wirtschaftlichkeit (5): Wirtschaftlichste Variante in 2017 (ohne Gasnetzkosten), allerdings Abhängigkeit von Brennstoffkostensteigerung  Ökologie (2): Höchste CO2-Emissionen aller untersuchten Varianten  Sonstige (6): Hohe Akzeptanz, kein Nutzungs-/Anschlusszwang  Gesamt (4,40): Platz 3 von 5 Die Bewertung gilt für beide untersuchte Energiebedarfsszenarien, da diese die gleiche Rangfolge bei der Wirtschaftlichkeit und Ökologie aufweisen Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 27 | Ergebnisse Variante 2: Elektrische Wärmepumpe dezentral dezentral EG-Kessel und Solar dezentral Wärmepumpe dezentral Wärmepumpe+PV zentral BHKW und EG-Kessel BHKW dezentral, Rest Wärmepumpe + PV Technik 20% 6 5 4 4 4 Wirtschaftlichkeit 40% 5 3 6 3 4 Ökologie 30% 2 3 6 4 6 Sonstige 10% 6 6 5 2 6 Summe 4,40 3,70 5,50 3,40 4,80  Technik (5): Erprobte Technik, gute Einbindung (Fußbodenheizung) erforderlich  Wirtschaftlichkeit (3): Nach BHKW unwirtschaftlichste Variante in 2017 (ohne Gasnetzkosten), starke Abhängigkeit von Strompreissteigerung  Ökologie (3): Zweithöchste CO2-Emissionen aller untersuchten Varianten, wenn keine Nutzung von Ökostrom  Sonstige (6): Hohe Akzeptanz, kein Nutzungs-/Anschlusszwang  Gesamt (3,70): Platz 4 von 5 Die Bewertung gilt für beide untersuchte Energiebedarfsszenarien, da diese die gleiche Rangfolge bei der Wirtschaftlichkeit und Ökologie aufweisen Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 28 | Ergebnisse Variante 3: Elektrische Wärmepumpe mit PV dezentral dezentral EG-Kessel und Solar dezentral Wärmepumpe dezentral Wärmepumpe+PV zentral BHKW und EG-Kessel BHKW dezentral, Rest Wärmepumpe + PV Technik 20% 6 5 4 4 4 Wirtschaftlichkeit 40% 5 3 6 3 4 Ökologie 30% 2 3 6 4 6 Sonstige 10% 6 6 5 2 6 Summe 4,40 3,70 5,50 3,40 4,80  Technik (4): Kombination mit PV erfordert gute Regelung, bisher noch wenig Praxiserfahrung, gute Einbindung (Fußbodenheizung) erforderlich  Wirtschaftlichkeit (6): Zweitwirtschaftlichste Variante in 2017, sonst wirtschaftlichste Variante, sehr preisstabil  Ökologie (6): Zweitniedrigste CO2-Emissionen aller untersuchten Varianten, auch wenn keine Nutzung von Ökostrom erfolgt  Sonstige (5): Hohe Akzeptanz, kein Nutzungs-/Anschlusszwang  Gesamt (5,50): Platz 1 von 5 Die Bewertung gilt für beide untersuchte Energiebedarfsszenarien, da diese die gleiche Rangfolge bei der Wirtschaftlichkeit und Ökologie aufweisen Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 29 | Ergebnisse Variante 4: BHKW - zentral dezentral EG-Kessel und Solar dezentral Wärmepumpe dezentral Wärmepumpe+PV zentral BHKW und EG-Kessel BHKW dezentral, Rest Wärmepumpe + PV Technik 20% 6 5 4 4 4 Wirtschaftlichkeit 40% 5 3 6 3 4 Ökologie 30% 2 3 6 4 6 Sonstige 10% 6 6 5 2 6 Summe 4,40 3,70 5,50 3,40 4,80  Technik (4): Wartungs- und Betriebskonzept nötig  Wirtschaftlichkeit (3): Unwirtschaftlichste Variante in 2017, preisstabil  Ökologie (4): CO2-Emissionen in der Größenordnung Wärmepumpe ohne PV  Sonstige (2): Nutzungs-/Anschlusszwang notwendig  Gesamt (3,40): Platz 5 von 5 Die Bewertung gilt für beide untersuchte Energiebedarfsszenarien, da diese die gleiche Rangfolge bei der Wirtschaftlichkeit und Ökologie aufweisen Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 30 | Ergebnisse Variante 5: dezentrale Versorgung von je 3 MFH-Blöcken über Mini-BHKW dezentral EG-Kessel und Solar dezentral Wärmepumpe dezentral Wärmepumpe+PV zentral BHKW und EG-Kessel BHKW dezentral, Rest Wärmepumpe + PV Technik 20% 6 5 4 4 4 Wirtschaftlichkeit 40% 5 3 6 3 4 Ökologie 30% 2 3 6 4 6 Sonstige 10% 6 6 5 2 6 Summe 4,40 3,70 5,50 3,40 4,80  Technik (4): Wartungs- und Betriebskonzept nötig  Wirtschaftlichkeit (4): Unwirtschaftlichste Variante in 2017, preisstabil  Ökologie (6): Niedrigste CO2-Emissionen aller untersuchten Varianten, auch wenn keine Nutzung von Ökostrom bei Wärmepumpen  Sonstige (6): Kein Nutzungs-/Anschlusszwang notwendig, trotzdem Nutzung von KWK möglich  Gesamt (4,80): Platz 2 von 5 Die Bewertung gilt für beide untersuchte Energiebedarfsszenarien, da diese die gleiche Rangfolge bei der Wirtschaftlichkeit und Ökologie aufweisen Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 31 | Ergebnisse Kernaussagen Zusammenfassung:  Der Bau eines Wärmenetzes und die zentrale Wärmeerzeugung in einem BHKW stellt weder die wirtschaftlichste Lösung dar, noch ist eine ausreichende Akzeptanz der künftigen Eigentümer zu erwarten, die notwendig für eine sehr hohe Anschlussdichte ist.  Die Wärmeerzeugung mit einer Wärmepumpe in Kombination mit Photovoltaik ist heute schon konkurrenzfähig zu der Beheizung mit Erdgaskessel und Solarunterstützung und erfordert kein Erdgasnetz. Diese Variante hat die höchsten Anschaffungskosten, weist aber langfristig die geringsten Wärmekosten durch eine hohe Unabhängigkeit von der Energiepreisentwicklung auf (bei steigenden Energiepreisen).  Die dezentrale Erzeugung in drei kleinen BHKW ist wirtschaftlicher als die zentrale BHKW-Nutzung, da hier auf den Bau eines Wärmenetzes verzichtet werden kann. Allerdings ist diese Variante unwirtschaftlicher als eine komplett dezentrale Beheizung.  Die Rangfolge der untersuchten Technologien ist unabhängig von der Gebäudeeffizienzklasse (EnEV, KfW-55).  Die Mehrkosten zur Realisierung des KfW-55-Standard sind auch unter Berücksichtigung der KfW-Förderung nicht eigenwirtschaftlich. Die bei betriebswirtschaftlicher Betrachtung vergleichsweise geringen Mehrkosten scheinen aber vor dem Hintergrund eine zukunftweisenden Bauausführung vertretbar. Empfehlungen:  Im Sinne einer Vermarktbarkeit des Neubaugebietes empfehlen wir auf die Errichtung eines Nahwärmenetzes und einer zentrale Wärmeerzeugung mit BHKW zu verzichten.  Aus ökologischen Aspekten empfehlen wir den Bau von Wärmepumpen in Kombination mit Photovoltaikanlagen. Dazu sollten ggf. Anreize geschaffen werden bzw. Anforderungen zur Installation von PV-Dach-Anlagen in einer frühen Phase der Bauplanung berücksichtigt werden (z. B. durch Vorgabe von Dach-Ausrichtung, -neigung, -fläche) Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 32 | Büro für Energiewirtschaft und technische Planung GmbH BET GmbH BET Dynamo Suisse AG Aachen Leipzig Hamm Zofingen Puidoux Alfonsstraße 44 52070 Aachen Karl-Liebknecht-Straße 64 04275 Leipzig Rotdornschleife 23 59063 Hamm Junkerbifangstrasse 2 4800 Zofingen Route du Vergnolet 8 1070 Puidoux Telefon +49 241 47062-0 Telefax +49 241 47062-600 info@bet-aachen.de www.bet-aachen.de Telefon +49 341 30501-0 Telefax +49 341 30501-49 info@bet-leipzig.de www.bet-leipzig.de Telefon +49 2381 4500-76 Telefax +49 2381 4500-57 info@bet-hamm.de www.bet-hamm.de Telefon +41 62 751 5894 Telefax +41 62 751 6093 info@bet-dynamo.ch www.bet-dynamo.ch Telefon +41 21 791 6545 Telefax +41 21 791 6530 info@bet-dynamo.ch www.bet-dynamo.ch Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 33 | Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 34 | Ergebnisse Wärme aus einem dezentralen EG-Kessel und Solar und aus der Wärmepumpe mit PV weisen die geringsten Wärmevollkosten auf  Die Kostenstrukturen der einzelnen Technologien unterscheiden sich erheblich.  So sind z. B. bei der BHKW-Lösung die Netzkosten deutlich höher, die Investitionskosten für den Wärmeerzeuger aber deutlich geringer als in allen dezentralen Varianten. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 35 | Ergebnisse Bei Ansatz eines höheren Heizenergieverbrauchs ist die Variante „Wärmepumpe und PV“ ebenfalls die günstigste Variante.  Mit steigendem Heizenergieverbrauch sinken die spezifischen Wärmekosten, da der Investitionsbedarf in beiden Fällen ähnlich hoch ist.  In diesem Fall stellt die dezentrale Nutzung von Wärmepumpen mit PV ebenfalls die beste Variante dar. Energiekonzept Neubaugebiet, 18.05.2015 | 36 |