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Folie 1
DIGITALE WÄRMEBEDARFSKARTEN: EIN INNOVATIVES PLANUNGSWERKZEUG FÜR DIE
ERSTELLUNG VON ENERGIEVERSORGUNGSKONZEPTEN
Dr. Bernd Eikmeier
ASEW-Arbeitskreis Energiedienstleistungen, Stadtwerke Düren, 08.07.2014
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Integration Bremer Energie Institut in Fraunhofer-IFAM
01.09.2013: Integration des BEI ins IFAM (550 Mitarbeiter) als neue Abteilung
„Energiesystemanalyse“
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Inhalt
Erstellung einer digitalen Wärmebedarfskarte: Methodik und Ergebnisse am Beispiel der Stadt Emden
Beispiele für die Anwendung von digitalen Wärmebedarfskarten
Elemente und Ziele von Energieversorgungskonzepten
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Aufbau einer digitalen Wärmebedarfskarte
Baualter Sanierungszustand Eigentümer Flächennutzungsplan Solardachkataster …
Verbrauchsdaten
Jahreswerte Energieträger ggfs. Tarifinformationen …
Digitaler Wärmeatlas
Zusatzdaten, z.B.:
Gebäudegrundflächen Gebäudehöhen Geschosszahl Nutzungsart …
Gebäudedaten
Netzdaten
Anschlusszuordnung ggfs. Mitversorgung …
ggfs . 3D-Laserscanningdaten
©
Ziel: Integrale Betrachtung von Versorgungsaspekten
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Datenbasis der Wärmebedarfskarte Emden
Gebäudedaten aus dem Amtlichen Liegenschaftskatasterinformations-system (ALKIS)
Gebäudeumrisse der Neubauten, die noch nicht in ALKIS vorliegen
3D-Laserscanningdaten
Gas- und Fernwärmenetz sowie die Gas- und Fernwärme-Hausanschlüsse
Verbrauchsdaten
Erdgas 2012
Erdgas 2011
Fernwärme 2012
Straßennetz von Emden: für jede Straße eine Linie der Straßenmitte
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Zentrale Arbeitsschritte Erstellung Wärmebedarfskarte
Prüfung, Korrektur und Ergänzung von Daten
Herausfiltern von nicht wärmerelevanten Gebäuden (Nutzung von Schrägluftaufnahmen)
Hinzufügen und Zuordnen von Zusatzdaten (z.B. Baualtersklasse, FW-/Gas-Anschlussinformationen)
Berücksichtigung von Mitversorgungsfällen
Zuordnung von Verbrauchsdaten (nach Klimakorrektur)
Berechnung spezifischer Werte, Plausibilitätsprüfungen
Erstellung einer individuellen Gebäudetypologie
Zuordnung von Bedarfswerten bei Gebäuden ohne Verbrauchswert
Vielfältige Ergebnisdarstellungen
Aktualisierbarkeit ist stets gegeben, muss aber vorgeplant werden
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Datenaufbereitung in Bezug auf Einzelgebäude (1)
Herausfiltern von Gebäuden in Kleingärten und Industriegebieten
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Datenaufbereitung in Bezug auf Einzelgebäude (2)
Plausibilitätsprüfungen, ggfs. Korrektur und Ergänzung der Geodaten, zum Teil unter Nutzung von Schrägluftaufnahmen
Der Wärmeatlas basiert auf 15.399 Objekten, davon sind
14.291 Wohngebäude
1.108 Nichtwohngebäude
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Berechnung A*/V: Berücksichtigung reales Siedlungsumfeld
Wärmeabgabe an Wänden, die an beheizte Nachbar-gebäude (blau) angrenzen, ist viel geringer als bei „kalten“ Außenwänden (rot)
Der Flächenanteil der „warmen“ Wände geht bei jedem Gebäude in die Berechnung des A*/V-Verhältnisses ein, unter-schiedliche Gebäudehöhen werden berücksichtigt
bei WG keine starre Gebäude- typologie, sondern individuelle Berücksichtigung der realen Siedlungsgegebenheiten
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Einrichtung von Mitversorgungsfällen (MV)
Alle Objekte einer Adresse bilden einen Mitversorgungsfall (MV), es gibt auch adressübergreifende MV
Alle Objekte einer MV bekommen eine Objektposition zugewiesen, Position 1 (Objekt mit Hausanschluss) ist das Versorgergebäude
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Aufbereitung und Zuweisung der Verbrauchsdaten
Nutzung mehrerer Verbrauchsjahre erhöht die Belastbarkeit der Einzelwerte
Nach Klimakorrektur werden die Jahreswerte miteinander abgeglichen
In Emden: 91% der Werte innerhalb eines +/- 30%-Bereiches
Abweichungen können aus Neuanschluss, Sanierung etc. resultieren
Nicht alle Verbräuche lassen sich Gebäuden über Adressen zuordnen, dafür gibt es diverse Gründe:
Gebäude ohne Adressangabe im GIS
Verbrauchsadressen sind vorläufig vergeben (Dummy-Hausnummer)
Abweichungen bei Schreibweisen, Hausnummern-Zusätzen etc.
In Emden: 95% der Verbräuche konnten zugewiesen werden
Anschließend Umrechnung in Bedarfswerte und Berechnung von flächenspezifischen Werten
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Weiterbearbeitung Verbrauchsdaten im Gebäude
Abgleich mit Hausanschlüssen:
In Emden gab es in 2% der Fälle keinen HA im Gebäude/Verbund
Einzelkontrolle von flächenspezifischen Bedarfswerten
Kontrolle auffallend hoher Werte / Vergleich mit Schrägluftaufnahmen
ggfs. Nacharbeiten von Mitversorgungsfällen
Nicht plausible Bedarfswerte werden gekennzeichnet und in der Folge nicht weiter benutzt
In Emden: 99% der Fälle werden bei den WG als plausibel bewertet
In Emden: 83% der Fälle werden bei den NWG als plausibel bewertet
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Nacharbeitung von Mitversorgungsfällen (1)
Gebäude ohne Adresse / ohne Verbrauch mit Kontakt / in direkter Nähe
Baugleiche / -ähnliche Gebäude haben einen Bedarfswert, der dem Mitversorgungsfall entspricht
Schrägluftaufnahme zeigt, dass zwei Objekten real ein Gebäude bilden
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Nacharbeitung von Mitversorgungsfällen (2)
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Wohngebäudetypologie: Korrelationen über A*/V
Für jede Baualtersklasse wird auf Basis der Objekte mit plausiblem Bedarfswert eine Korrelationsgerade Y = f (A*/V) berechnet In Emden: Anteil der WG mit Verbrauch: 84% hoch belastbar
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Flächenspez. Bedarf der WG in Abhängigkeit von der BAK
Datenbasis: 14.292 Wohngebäude-Objekte in Emden, arithmetisches Mittel
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Nichtwohngebäude (GHD) in Emden
Einige Nutzungsarten (mit hohem Anteil) sind relativ undifferenziert
Die ersten 5 Gruppen repräsentieren bereits 81,2% der NWG-Flächen
Nutzungsart Anzahl Flächenanteil
Gebäude für Wirtschaft oder Gewerbe 579 31,0%
Gebäude für Handel und Dienstleistungen 120 22,5%
Allgemein bildende Schule 41 9,6%
Berufsbildende Schule 12 9,1%
Gebäude für öffentliche Zwecke 98 9,1%
Land- und forstwirtschaftliches Betriebsgebäude 91 5,1%
Gebäude für Gewerbe und Industrie 26 3,2%
Kaserne 5 2,7%
Kirche 28 0,9%
Veranstaltungsgebäude 2 0,6%
Sport-, Turnhalle 10 0,6%
Betriebsgebäude für Flugverkehr 5 0,6%
Gebäude zur Versorgung 6 0,6%
Summe restliche NWG 84 4,4%
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Typologie der Nichtwohngebäude
Nutzung ist entscheidend, nicht die BAK
Für jede Nutzungsart wird der Mittelwert berechnet und verwendet , soweit es sinnvoll möglich ist (ausreichende Fallzahl); außerdem Nutzung von Ergebnissen aus anderen IFAM-Projekten
In Emden: IFAM waren bei Schulen ungewöhnlich niedrige Bedarfswerte aufgefallen; Erklärung: Sanierungsprogramm
Dreiteilung der Nutzungsart Gebäude für Wirtschaft oder Gewerbe nach konkreten Verbund- und Siedlungszusammenhängen, Gründe: sehr große Fallzahl, sehr heterogene Zusammensetzung
Aufgrund der Heterogenität ergibt sich im Regelfall insgesamt eine etwas geringere Belastbarkeit als bei den Wohngebäuden
Weitere Klärung kann eine Einzelfallbetrachtung (vor Ort) bringen
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Häufigkeit und Wärmebedarfsanteile von NWG im Sektor GHD
Datenbasis: 1.107 Nichtwohngebäude-Objekte in Emden
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Struktur des Wärmebedarfs insgesamt (Nutzenergie)
Datenbasis: 15.399 Gebäude-Objekte in Emden
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Wärmebedarfskarte: Auflösung nach Objekten (Ausschnitt)
Hinweis: Kleine Lageungenauigkeiten resultieren aus Projektionsunterschieden der Datenquellen
Die Legende wird aus Daten-schutzgründen nicht dargestellt.
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Wärmeliniendichten und Netzlängen
Das Straßennetz wird in Abschnitte, begrenzt durch die nächsten Straßeneinmündungen, aufgeteilt und die Länge aller Straßenabschnitte wird berechnet
Alle HA werden dem nächstgelegenen Straßenabschnitt zugewiesen und die die Hausanschlusslänge aus dem Abstand der vorderen Hauskante zur Straßenmitte berechnet
Erfolgreiche Validierung der beiden Längenberechnungs-Verfahren an unterschiedlichen Siedlungsstrukturen: Abweichung < 10 %
Für jeden Straßenabschnitt wird der Wärmebedarf der zugeordneten Objekte bzw. Mitversorgungsfälle addiert und der linienspezifische Wärmebedarf ermittelt (Wärmebedarfssumme / Straßenabschnittlänge)
Für jeden Straßenabschnitt sind Varianten und Details möglich: - Einbeziehung der Hausanschlusslängen, - Differenzierung nach ein- und zweiseitiger Leitungsverlegung, - nur bislang nicht angeschlossene Objekte - Aufwand für eine Verlegung etc.
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Quelle: Stadtwerke Bielefeld
Darstellung von Wärmeliniendichten
Kein Wert
<750 kWh/m 750 - 1499 1500 - 1999 2000 - 2499 2500 - 2999 3000 - 3499 3500 - 3999 4000 - 4499 4500 - 4999 >5000
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Wärmeliniendichtekarte (Ausschnitt)
Hinweis: Kleine Lageungenauigkeiten resultieren aus Projektionsunterschieden der Datenquellen
Die Legende wird aus Datenschutz-gründen nicht dargestellt.
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Inhalt
Erstellung einer digitalen Wärmebedarfskarte: Methodik und Ergebnisse am Beispiel der Stadt Emden
Beispiele für die Anwendung von digitalen Wärmebedarfskarten
Elemente und Ziele von Energieversorgungskonzepten
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Anwendungsbeispiele der Wärmekarte
Vielfältige Auflösungsoptionen
Darstellung und Filterung nach Einzelgebäudemerkmalen, z.B.:
Höhe des Wärmebedarfs
Energieträger
Gebäudeeigentümer (z.B. Wohnungsbaugesellschaft)
Nutzungsart
Szenarienrechnung, z.B. Sanierungsauswirkungen auf den Bedarf
Clusteranalysen, z.B.
Höhe des Wärmebedarfs
Anteil von Einzelmerkmalen (z.B. Erdgas-Anschlussquote)
Wärmedichten / mittlere Wärmeliniendichten
Netzlängen(bedarf)
Weitergehende Auswertung (z.B. KWK-Potenziale)
gut geeignet für eine Vorauswahl / Rankingbildung
Raster-/ Dichtekarte
Bufferanalysen zum Netzausbau
Datenübernahme in weitere Tools, z.B. für Wirtschaftlichkeitsanalysen
Ergebnisvisualisierung
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Wärmedichte nach Baublockseiten
Die Legende wird aus Daten-schutzgründen nicht dargestellt.
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Wärmedichte nach Baublöcken / Fluren
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Einzelobjektscharfe Auswertungen
Herausfiltern von Gebäuden mit überdurchschnittlich hohem Wärmebedarf möglich (ggfs. für ein sehr homogenes Teilkollektiv) sehr interessante Optionen für Energieversorger (bspw. für Contracting-Aktivitäten, für die Stadt (lohnenswerte Gebäudesanierungen), ...
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Szenarienrechnungen zur Wärmebedarfsentwicklung Wärmebedarf 2010
Sanierung „Spar“ 2030 Sanierung „Trend“ 2030
Sanierung „Trend“ 2020
Beispiele auf Basis exemplar. Werte
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Clusteranalysen / Rankingbildung
Cluster_ID Wärmebedarf [GWh]
Clusterfläche [km²]
Wärmedichte [GWh/km²]
Wärmeliniendichte [kWh/m*a]
1 36,39 0,27 133,4 4.061
2 42,05 0,32 131,2 4.051
7 46,17 0,46 100,7 3.943
5 32,06 0,36 90,2 3.593
3 30,29 0,34 89,6 3.121
6 48,33 0,54 89,2 2.955
4 15,42 0,27 58,7 1.669
Auf Basis exemplarischer Werte
Clusterbildung ist beliebig möglich
Statistischer Bezirk
Siedlungszusammenhänge
Schwellenwert-Filterung
…
Auf Basis exemplarischer Werte
Folie 32
Dortmund: Dichtekarte / Ausfilterung von Clustern
Zelle: 20 * 20 m, Radius 160 m
Folie 33
Düsseldorf: Wärmedichtekarte der Anschlusschance
Auf Basis exemplarischer Werte
Zelle: 20 * 20 m,
Radius 160 m
Folie 34
Wärmedichtekarte der Anschlusschance: Filterung
Auf Basis exemplarischer Werte
Zelle: 20 * 20 m,
Radius 160 m
Folie 35
Wirtschaftlichkeitsanalysen: Excel-Tool
Die GIS-Datenbank liefert die erforderlichen Mengengerüste, u.a.:
Wärmebedarfswerte (Ist-Stand + zukünftig)
max. Zahl Hausanschlüsse
Länge Verteilleitung
Hausanschlusslängen
Energieträger / Heizungsart
Im Excel-Tool sind betriebswirtschaftliche Vorgaben hinterlegt, z.B.:
spez. Kosten für Verteilung, HA-Leitungen und Stationen
Betriebskostenansätze
AP, LP, Erzeugungskosten
Parameter für Szenarien-Analysen, z.B.:
Anschlussgrade
Ausbaugeschwindigkeiten
BKZ und ZA Kunde
Wirtschaftlichkeitsrechnung FW-AusbauWert kommt aus GIS / Wärmekarte Kommentare
Eingabewert von Stw. K.-L. beziehen sich
auf die Spalte, in
der sie stehen
Projektierungskosten gelten die Werte spezifische Investkosten Reservekessel [€/MW] 120.000
Maximale Zahl möglicher Hausanschlüsse 170 Wie Anteile ansetzen? für Verteil-Leitung, Gleichzeitigkeitsfaktor 0,75
maximaler Leitungsbedarf HA [m] 1.920 J13-J15 bestimmen? für HA-Leitung Installierte Leistung Reservekessel [MW] 1,0
maximaler Leitungsbedarf Verteilung [m] 2.870 Verteilnetz [m] bei FW-Ausbauquote 2.296 HA-Länge bei FW-Anschlussquote 576 und HA-Station
HA-Kosten [€/m] 250 einheitlich? wird Reservekessel
Ist-Stand FW-Anschlussquote 2012 0% Inflationszuschlag Investitionskosten ab 2013 [%/a] 1,5% angesetzt? weitere variable
Ist Differenzierung nötig bzw. wie viel? Anteile Verhältnis Quote Anschlüsse zu Quote Wärme 0,5 Betriebskosten Pumpen etc. [% von Invest] 1,50% Kosten? Margenverlust [€/MWh] 5,00
Nutzwärmebedarf Cluster gesamt 2012 [GWh/a] 8,5 Ausbaukosten ungünstige Voraussetzungen [€/m] 500 20% Anzahl HA [Stck] bei FW-Anschlussquote 26 Verwaltungskosten [% von Invest] 0,50% Anteil Bestand an Cluster [% Wärme] 100%
Nutzwärmebedarf Cluster gesamt 2020 [GWh/a] 7,4 Ausbaukosten mittlere Voraussetzungen [€/m] 400 40% Gibt es den Anteil? ggfs. Leistungs- Versicherungskosten [% von Invest] 0,25% Verwaltungskosten [% von Erlös] 0,50% Betriebskosten Pumpen etc. [% von Invest] 1,00% davon Anteil Gaskunden [% Wärme] 70%
Nutzwärmebedarf gesamt Cluster 2030 [GWh/a] 6,5 Ausbaukosten gute Voraussetzungen [€/m] 300 40% wie angesetzt? Zahlungsanteil Kunde (nach Abzug Förderung BAFA) 100% abhängig oder als Zeitreihe oder als Zeitreihe oder als Zeitreihe Versicherungskosten [% von Invest] 0,25% davon Anteil Fremdkunden [% Wärme] 10%
Nutzwärmebedarf gesamt Cluster 2040 [GWh/a] 5,7 derzeit mit 1 Jahr HA-Kosten [Stck.] 800 hinterlegen hinterlegen hinterlegen
Nutzwärmebedarf gesamt Cluster 2050 [GWh/a] 4,9 Projektierungskosten (% von Invest) 6,0% Verzögerung Technische Lebensdauer [a] 30 Technische Lebensdauer [a] 20 Technische Lebensdauer [a] 20
Maximale FW-Anschlussquote [% Wärme] 30% Förderquote BAFA FW-Leitungsausbau 30% angesetzt Kapitalzins [%] 7,0% Kapitalzins [%] 7,0% Kapitalzins [%] 7,0% Zinssatz [%] 7,0%
Maximale Verteilnetz-Ausbauquote [% Wärme] 80% Vollast-Stunden 1.600 Kunden-Anteil an Verteilung [€/kW] 100 (1+i)^n 7,612 (1+i)^n 3,870 Steigerungsrate 1,50% 1,50% Steigerungsrate 1,50% (1+i)^n 3,870
Trend-Szenario Verlauf des FW-Ausbaus ohne mit Förderung ohne mit Förderung, Kunde mit Förderung, Kunde ohne Kunde + mit Kunde + ohne Anteil mit Anteil mit Kunde + ohne Kunde + mit Kunde + mit Kunde + mit Kunde + beinhaltet die
Bezug: max. FW-Ausbauquote Bezug: max. Ausbau Förderung und Projektierung Förderung etc. und Projektierung und Projektierung Förderung Förderung Kunde Kunde Förderung Förderung Förderung Förderung Förderung Netzverluste ohne Berücksichtigung Margenverlust Erdgas mit Berücksichtigung Margenverlust Erdgas
Jahr
Wärmebedarf
Cluster gesamt
[GWh/a]
Wärmebedarf
[%]HA Verteilung
FW Abgabe
[GWh/a]
FW-Leistung
[MW/a]
Leitungsbau
Verteilung [m]
Invest-Kosten
FW-Leitung
[€]
Invest-Kosten
FW-Leitung [€]
Kundenanteil an
Verteilung [€]
kumulierte
Invest-Kosten
FW-Leitung [€]
kumulierte Invest-
Kosten FW-Leitung [€]
annuisierte Invest-
Kosten FW-Leitung [€]
Leitungsbau
HA [m]
Invest-Kosten
HA-Leitung [€]
Invest-Kosten
HA-Leitung [€]
Zubau HA-
Station [Stck]
Invest-Kosten
HA-Station [€]
Invest-Kosten
HA-Station [€]
Summe Invest-
Kosten HA
Station +
Leitung [€]
Summe Invest-
Kosten HA
Station +
Leitung [€]
kumulierte
Invest-Kosten
HA Station +
Leitung [€]
annuisierte
Invest-Kosten
HA Station +
Leitung [€]
annuisierte
Invest-Kosten
Fernwärme
gesamt [€]
Variable
Kosten
Fernwärme
gesamt [€]
Jährliche
Netzkosten
gesamt [€]
spezifische
Netzkosten
[€/MWh]
spezifischer Erlös
FW für AP
[€/MWh]
spezifischer Erlös
FW für LP [€/kW]
spezifischer
Erlös FW für
LP [€/MWh]
Erlös FW [€]Verwaltung
Erlös FW [€]
Restsumme
Erlös FW [€]
spezifischer
Erlös FW
Restsumme
[€/MWh]
spezifischer FW
Erzeugungs-
kosten [€/MWh]
Invest-Kosten
Reserve-K. [€]
Kumulierte Invest-
Kosten Reserve-
K. [€]
annuisierte
Invest-Kosten
Reserve-K. [€]
Variable Kosten
Reserve-K. [€]
FW Erzeugungs-
kosten inkl.
Reserve-K. [€]
Spez .FW-
Erzeugungs-
kosten [€/MWh]
Saldo [€]spezifischer
Saldo [€/MWh]
abgezinster
Saldo [€]
Margenverlust
Gaskunden [€]Saldo [€]
spezifischer
Saldo
[€/MWh]
abgezinster
Saldo [€]
2012 2,6 100,0% 15% 30% 0,4 0,2 689 261.744 277.449 0 261.744 277.449 22.359 86 21.600 0 4 3.060 0 0 24.660 0 0 22.359 6.444 28.803 75,3 50,0 36,0 22,5 27.731 139 27.593 72,1 30,0 121.838 121.838 11.501 1.523 24.499 64,0 -25.709 -67,2 -25.709 1.205 -26.914 -70,4 -26.914
2013 2,5 98,4% 30% 60% 0,8 0,5 689 265.670 203.087 -23.906 527.414 456.630 36.798 86 21.924 0 4 3.106 0 0 25.030 0 0 36.798 12.430 49.228 65,4 50,8 36,5 22,8 55.384 277 55.107 73,2 30,5 0 121.838 11.501 1.523 35.941 47,8 -30.062 -39,9 -28.096 2.371 -32.433 -43,1 -30.311
2014 2,5 96,8% 45% 80% 1,1 0,7 459 179.770 110.855 -23.133 707.184 544.352 43.867 86 22.253 0 4 3.152 0 0 25.405 0 0 43.867 16.483 60.351 54,4 51,5 37,1 23,2 82.935 415 82.521 74,3 30,9 0 121.838 11.501 1.523 47.342 42,6 -25.172 -22,7 -21.986 3.498 -28.669 -25,8 -25.041
2015 2,4 95,1% 60% 100% 1,5 0,9 459 182.467 139.484 -22.359 889.651 661.476 53.306 86 22.587 0 4 3.200 0 0 25.786 0 0 53.306 20.597 73.903 50,8 52,3 37,6 23,5 110.363 552 109.811 75,4 31,4 0 121.838 11.501 1.523 58.691 40,3 -22.783 -15,7 -18.598 4.586 -27.369 -18,8 -22.341
2016 2,4 93,5% 70% 100% 1,7 1,0 0 0 -54.740 -21.586 889.651 585.150 47.155 58 15.284 0 3 2.165 0 0 17.449 0 0 47.155 20.410 67.565 40,5 53,1 38,2 23,9 128.466 642 127.824 76,6 31,8 0 121.838 11.501 1.523 66.182 39,6 -5.923 -3,5 -4.519 5.259 -11.182 -6,7 -8.531
2017 2,3 91,9% 75% 100% 1,8 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 29 7.756 0 1 1.099 0 0 8.855 0 0 47.155 20.216 67.372 38,3 53,9 38,8 24,2 137.291 686 136.604 77,7 32,3 0 121.838 11.501 1.523 69.833 39,7 -601 -0,3 -428 5.537 -6.138 -3,5 -4.376
2018 2,3 90,3% 80% 100% 1,8 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 29 7.873 0 1 1.115 0 0 8.988 0 0 47.155 20.219 67.375 36,6 54,7 39,4 24,6 146.024 730 145.294 78,9 32,8 0 121.838 11.501 1.523 73.447 39,9 4.472 2,4 2.980 5.802 -1.330 -0,7 -886
2019 2,3 88,7% 85% 100% 1,9 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 29 7.991 0 1 1.132 0 0 9.123 0 0 47.155 20.222 67.378 35,1 55,5 40,0 25,0 154.656 773 153.883 80,1 33,3 0 121.838 11.501 1.523 77.019 40,1 9.486 4,9 5.908 6.054 3.432 1,8 2.137
2020 2,2 87,1% 90% 100% 2,0 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 29 8.111 0 1 1.149 0 0 9.260 0 0 47.155 20.225 67.381 33,7 56,3 40,6 25,3 163.178 816 162.362 81,3 33,8 0 121.838 11.501 1.523 80.546 40,3 14.436 7,2 8.402 6.294 8.142 4,1 4.739
2021 2,2 86,0% 95% 100% 2,1 1,3 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 29 8.232 0 1 1.166 0 0 9.399 0 0 47.155 20.229 67.384 32,3 57,2 41,2 25,7 172.701 864 171.837 82,5 34,3 0 121.838 11.501 1.523 84.486 40,6 19.968 9,6 10.861 6.563 13.405 6,4 7.291
2022 2,2 84,9% 100% 100% 2,2 1,4 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 29 8.356 0 1 1.184 0 0 9.540 0 0 47.155 20.232 67.387 31,1 58,0 41,8 26,1 182.246 911 181.334 83,7 34,8 0 121.838 11.501 1.523 88.436 40,8 25.512 11,8 12.969 6.823 18.689 8,6 9.501
2023 2,1 83,9% 100% 100% 2,1 1,3 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 31,4 58,9 42,4 26,5 182.673 913 181.760 85,0 35,3 0 121.838 11.501 1.523 88.613 41,4 25.975 12,1 12.341 6.738 19.237 9,0 9.140
2024 2,1 82,8% 100% 100% 2,1 1,3 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 31,8 59,8 43,0 26,9 183.073 915 182.158 86,2 35,9 0 121.838 11.501 1.523 88.778 42,0 26.207 12,4 11.636 6.653 19.555 9,3 8.682
2025 2,1 81,8% 100% 100% 2,1 1,3 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 32,2 60,7 43,7 27,3 183.444 917 182.526 87,5 36,4 0 121.838 11.501 1.523 88.931 42,7 26.423 12,7 10.965 6.568 19.855 9,5 8.239
2026 2,1 80,7% 100% 100% 2,1 1,3 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 32,6 61,6 44,3 27,7 183.784 919 182.865 88,9 37,0 0 121.838 11.501 1.523 89.072 43,3 26.621 12,9 10.324 6.483 20.138 9,8 7.810
2027 2,0 79,6% 100% 100% 2,0 1,3 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 33,1 62,5 45,0 28,1 184.094 920 183.173 90,2 37,5 0 121.838 11.501 1.523 89.200 43,9 26.801 13,2 9.714 6.398 20.403 10,0 7.395
2028 2,0 78,6% 100% 100% 2,0 1,3 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 33,5 63,4 45,7 28,6 184.371 922 183.449 91,5 38,1 0 121.838 11.501 1.523 89.315 44,6 26.962 13,5 9.133 6.313 20.649 10,3 6.995
2029 2,0 77,5% 100% 100% 2,0 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 34,0 64,4 46,4 29,0 184.615 923 183.692 92,9 38,6 0 121.838 11.501 1.523 89.416 45,2 27.104 13,7 8.580 6.228 20.876 10,6 6.609
2030 2,0 76,5% 100% 100% 2,0 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 34,4 65,4 47,1 29,4 184.825 924 183.901 94,3 39,2 0 121.838 11.501 1.523 89.503 45,9 27.226 14,0 8.055 6.143 21.083 10,8 6.238
2031 1,9 75,5% 100% 100% 1,9 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 34,9 66,3 47,8 29,9 185.289 926 184.362 95,7 39,8 0 121.838 11.501 1.523 89.695 46,6 27.495 14,3 7.603 6.067 21.428 11,1 5.925
2032 1,9 74,6% 100% 100% 1,9 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 35,3 67,3 48,5 30,3 185.725 929 184.796 97,2 40,4 0 121.838 11.501 1.523 89.875 47,3 27.749 14,6 7.171 5.991 21.757 11,4 5.622
2033 1,9 73,6% 100% 100% 1,9 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 35,8 68,4 49,2 30,8 186.132 931 185.201 98,6 41,0 0 121.838 11.501 1.523 90.044 47,9 27.985 14,9 6.759 5.916 22.069 11,8 5.330
2034 1,9 72,7% 100% 100% 1,9 1,2 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 36,2 69,4 50,0 31,2 186.509 933 185.577 100,1 41,6 0 121.838 11.501 1.523 90.200 48,7 28.205 15,2 6.366 5.840 22.365 12,1 5.048
2035 1,8 71,8% 100% 100% 1,8 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 36,7 70,4 50,7 31,7 186.856 934 185.922 101,6 42,3 0 121.838 11.501 1.523 90.343 49,4 28.406 15,5 5.992 5.765 22.642 12,4 4.776
2036 1,8 70,8% 100% 100% 1,8 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 37,2 71,5 51,5 32,2 187.172 936 186.236 103,1 42,9 0 121.838 11.501 1.523 90.474 50,1 28.590 15,8 5.636 5.689 22.901 12,7 4.515
2037 1,8 69,9% 100% 100% 1,8 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 37,7 72,5 52,2 32,6 187.455 937 186.518 104,7 43,5 0 121.838 11.501 1.523 90.591 50,8 28.754 16,1 5.298 5.613 23.141 13,0 4.264
2038 1,8 68,9% 100% 100% 1,8 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 38,2 73,6 53,0 33,1 187.704 939 186.766 106,2 44,2 0 121.838 11.501 1.523 90.694 51,6 28.899 16,4 4.976 5.538 23.361 13,3 4.023
2039 1,7 68,0% 100% 100% 1,7 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 38,7 74,7 53,8 33,6 187.919 940 186.979 107,8 44,8 0 121.838 11.501 1.523 90.783 52,4 29.024 16,7 4.671 5.462 23.562 13,6 3.792
2040 1,7 67,1% 100% 100% 1,7 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 39,3 75,9 54,6 34,1 188.098 940 187.157 109,4 45,5 0 121.838 11.501 1.523 90.857 53,1 29.128 17,0 4.381 5.387 23.741 13,9 3.571
2041 1,7 66,1% 100% 100% 1,7 1,1 0 0 0 0 889.651 585.150 47.155 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47.155 20.017 67.172 39,8 77,0 55,4 34,6 188.240 941 187.298 111,1 46,2 0 121.838 11.501 1.523 90.916 53,9 29.210 17,3 4.106 5.311 23.899 14,2 3.359
Summe 2.296 889.651 676.135 -90.984 1.382.364 576 151.966 0 21.529 0 0 173.495 0 1.382.364 578.034 1.960.399 4.888.952 24.445 4.864.507 121.838 45.689 2.413.722 490.387 85.491 168.090 322.297 16.600Maximum Maximum 2,2 1,4
Info-Spalte, Info-Spalte, Info-Spalte, Info-Spalte, Info-Spalte, Info-Spalte, Info-Spalte, Info-Spalte, Info-Spalte,
könnte könnte könnte könnte könnte könnte könnte könnte könnte
entfallen entfallen entfallen entfallen entfallen entfallen entfallen entfallen entfallen
Schemabild
Folie 36
Quelle: Stadtwerke Bielefeld Stadtwerke-Award 2011
Fernwärme-Optionen Nahwärme-Optionen
Bielefeld: „Ausgezeichnete” Anwendung
Verdichtungen im Fernwärmegebiet
Fernwärme-Ausbaumaßnahmen
große FW-Ausbaumaßnahmen
heutiges Fernwärmenetz
Folie 37
Ergebnisvisualisierung
Quelle: Bremer Energie Institut (KWK-Potenzialstudie NRW)
Sehr hohe Bedeutung für die interne und die externe Kommunikation!
Darstellung von im GIS hinterlegten Merkmalen und Ergebnissen; aber auch von außerhalb des GIS gewonnenen Erkenntnissen
Auf Basis exemplarischer Werte
Quelle: Bremer Energie Institut
Gas-Anschlussquoten
Fernwärme-KWK
Folie 38
Elemente / Ziele von Energieversorgungskonzepten
Ein Energiekonzept kann und sollte auf die individuellen Bedürfnisse und Ziele des Auftraggebers ausgerichtet werden die Erstellung eines Energiekonzeptes ist kein „Einheitsprodukt“
Gesamt- oder Teilgebietsbetrachtungen (Quartierskonzepte) (z.B. unterschiedliche Detaillierungsgrade)
Analyse / Konkretisierung bestehender Unternehmensstrategie (z.B. Ausbau Gasnetz im Stadtteil X)
Vergleich unterschiedlicher Versorgungsoptionen (z.B. Gas vs. Fern-/Nahwärme / Rosinenpicken vs. Gebietsversorgung)
Zielwertanalysen (z.B. CO2-Emissionen – X % bis zum Jahr Y): Ermittlung von Entwicklungspfaden oder erforderlichen Maßnahmen
Analyse der Auswirkungen externer Effekte (z.B. verstärkte Gebäudesanierung)
Unterschiedliche Zielorientierungen (z.B. Unternehmensrendite, Klimaschutzeffekte)
Folie 39
Stadt-Beispiel: Strategische Ziele der Stadt / Energiekonzept
Arbeiten Arbeits- und Ausbildungsplätze
schaffen und erhalten
Wohnen Erhöhung der Einwohnerzahl durch
Entwicklung attraktiver Wohngebiete
Einkaufen Stadt XY als Einkaufsstadt stärken
Bildung Stadt XY als Bildungs- und
Hochschulstandort entwickeln
Freizeit & Erholung Attraktives Kultur-, Freizeit
und Sportangebot vorhalten
Energie ist bei den strategischen Zielen der Stadt nicht erwähnt
Festlegung eines hohen Gebäudesanierungsstandards
„Zero Emission Park“
Erstellung Wärmebedarfsatlas
Nutzung erneuerbarer Energien
Integrale Versorgungsoptionen
Kooperation zu Energiethemen mit der Hochschule
Neunutzung Konversionsflächen
Regionale Wertschöpfung
Was können mögliche Bausteine des Energie- konzepts zu den strategische Zielen beitragen?
Folie 40
Projekt-Beispiel: Module und Arbeitspakete in Stadt XY
Modul 1: Erfassung Status quo und Erstellung Planungstool Wärme
AP 1: Ermittlung und Darstellung des Status quo
AP 2: Erarbeitung einer digitalen Wärmebedarfskarte
Modul 2: Analyse von Handlungsoptionen
AP 3: Ausbaupotenziale Wärmenetze und KWK
AP 4: Ausbaupotenziale Gasnetze
AP 5: Nutzung Erneuerbarer Energien / Elektromobilität
AP 6: CO2-Wirksamkeit von Maßnahmen
Modul 3: Externer Workshop
AP 7: Workshop mit Akteuren in der Stadt
Modul 4: Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
AP 8: Handlungsempfehlungen
AP 9: Ergebnisdokumentation
Modul 5: Interner Workshop
AP 10: Entwicklung Leitbild und Umsetzungsstrategie
Folie 41
Kontaktdaten
Dr. Bernd Eikmeier
Projektleiter Energiesystemanalyse
Fraunhofer-IFAM
Wiener Straße 12
28359 Bremen
Tel.: 0421 / 2246 – 7023
Email: [email protected]
