infrastrukturmanagement master regenerative energien-kommunale konzepte 02.04.2014 wärmeversorgung...
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Infrastrukturmanagement MasterRegenerative Energien-Kommunale Konzepte
02.04.2014
Wärmeversorgungder Gemeinde Lautertal
2
• Grundlagenermittlung- Datengrundlage- Heizflächen und -energiebedarf- Wärmebedarf- Energiepotenzial- Heizsysteme im Vergleich
• Fernwärmenetz- Netzvarianten
• Wärmeerzeugung- Anlagenkonzeption und –dimensionierung
• Rohstoffbedarf
• Wirtschaftlichkeitsbetrachtung- Variantenvergleich
• Fazit
Gliederung
WärmeversorgungLautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Grundlagen
4
• ALKIS Daten- Flächenermittlungen- Fernwärmenetz
• Ortsteilprofile- Anzahl Haushalte- Gewerbetypen
• Stadtwerke Gießen AG- Allgemeine Kostenschätzungen
• Fachbücher
• Produktinformationen
Datengrundlage
WärmeversorgungLautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Grundlagen
Fernwärmenetz
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Heizenergiebedarf Wohn-, Gewerbe- und öffentliche BebauungVariante 2 Anschlussgrad: Öff. BB 100 % ; Wohn BB und Gewerbe BB 50 %
Ortsteil Wohn BB Gewerbe BB Öff. BB Summe
Dirlammen 1.570.727 kWh/a 321.204 kWh/a 40.180 kWh/a 1.932.111 kWh/a
Eichelhain 1.062.325 kWh/a 176.010 kWh/a 21.111 kWh/a 1.259.446 kWh/a
Eichenrod 1.132.611 kWh/a 385.226 kWh/a 498.528 kWh/a 2.016.366 kWh/a
Engelrod 2.500.333 kWh/a 602.564 kWh/a 114.444 kWh/a 3.217.342 kWh/a
Hörgenau 966.928 kWh/a 256.067 kWh/a 55.676 kWh/a 1.278.671 kWh/a
Hopfmannsfeld 1.068.001 kWh/a 228.848 kWh/a 43.243 kWh/a 1.340.091 kWh/a
Meiches 2.249.343 kWh/a 410.102 kWh/a 23.063 kWh/a 2.682.508 kWh/a
Summe 10.550.268 kWh/a 2.380.021 kWh/a 796.245 kWh/a 13.726.534 kWh/a
Heizenergiebedarf Wohn-, Gewerbe- und öffentliche BebauungVariante 3 Anschlussgrad: Öff. BB 100 % ; Wohn BB und Gewerbe BB 30 %
Ortsteil Wohn BB Gewerbe BB Öff. BB Summe
Dirlammen 942.436 kWh/a 192.722 kWh/a 40.180 kWh/a 1.175.339 kWh/a
Eichelhain 637.395 kWh/a 105.606 kWh/a 21.111 kWh/a 764.112 kWh/a
Eichenrod 679.567 kWh/a 231.136 kWh/a 498.528 kWh/a 1.409.231 kWh/a
Engelrod 1.500.200 kWh/a 361.539 kWh/a 114.444 kWh/a 1.976.183 kWh/a
Hörgenau 580.157 kWh/a 153.640 kWh/a 55.676 kWh/a 789.473 kWh/a
Hopfmannsfeld 640.800 kWh/a 137.309 kWh/a 43.243 kWh/a 821.352 kWh/a
Meiches 1.349.606 kWh/a 246.061 kWh/a 23.063 kWh/a 1.618.730 kWh/a
Summe 6.330.161 kWh/a 1.428.012 kWh/a 796.245 kWh/a 8.554.419 kWh/a
Anschlussvarianten
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Fernwärmenetz
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Grundlagen
5
Wärmebedarf
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Fernwärmenetz
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Grundlagen
6
Heizsysteme im Vergleich
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Fernwärmenetz
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Grundlagen
7
Fernwärmenetz
• Gesamtlänge: ca. 18 km
• Gesamtkosten: ca. 11 Mio. €
• Wärmeverluste: ca. 180 kW (je Ortsteil zw. 18 kW – 40 kW)
• Günstigste und verlustärmste Variante
• Auch Bestandteil der Netzvarianten 2 & 3
Netzvariante - Ortsteilnetze
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
9
Wärmeerzeugung
Grundlast BHKW (Biogas)
Hauptlast Biomasseanlage (Holzhackschnitzel)
Spitzenlast Ölbrennwertkessel
Varianten:
• 30% Anschlussgrad
• 50% Anschlussgrad
11
Anlagenkonzeption
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Simon Wagener02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
Anlagen Anlagengröße LaufleistungBiogas 66,71 kw
Biomasse 247,12 kw 14 StundenÖL 126,52 kw 10 StundenSumme 440,35
Januar
Febru
ar März April Mai
JuniJuli
August
Septem
ber
Oktober
November
Dezember
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
Jahresdauerlinie
ohne Verlustmit VerlustBiogasBiomasseÖlKw
Januar
Febru
ar März April Mai
JuniJuli
August
Septem
ber
Oktober
November
Dezember
0.00
50,000.00
100,000.00
150,000.00
200,000.00
250,000.00
BiogasBiomasseÖl
Monat
Kwh
12
Anlagendimensionierung Dirlammen
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Simon Wagener02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
Dirlammen Eichelhain Eichenrod Engelrod Hörgenau Hopfmannsfeld Meiches0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1000.00
1200.00
1400.00
Verbaute Anlagenleistung
Kw
50% Ausnutzung Anlagendimensionierung kWOrtsteil Biogas Biomasse Öl GesamtDirlammen 66,71 479,87 207,98 754,56Eichelhain 0,00 387,35 135,57 522,92Eichenrod 66,71 505,78 217,05 789,54Engelrod 67,47 873,84 346,33 1287,64Hörgenau 0,00 393,26 137,64 530,90Hopfmannsfeld 67,47 296,49 144,25 508,21Meiches 66,71 710,66 288,76 1066,12Summe 335,07 3647,24 1477,58 5459,89
13
Energiebedarf Lautertal
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Simon Wagener02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
50% Ausnutzung benötigte Energie kwh
Ortsteil Öl Biomasse Biogas Gesamt
Dirlammen 145.122,02 1.311.085,98 533.866,33 1.990.074,33
Eichelhain 96.337,14 1.200.892,24 0,00 1.297.229,38
Eichenrod 151.566,83 1.387.255,73 538.034,42 2.076.856,98
Engelrod 243.401,11 2.491.769,74 578.691,42 3.313.862,26
Hörgenau 97.807,70 1.219.223,43 0,00 1.317.031,13
Hopfmannsfeld 99.807,02 770.914,45 509.572,27 1.380.293,73
Meiches 202.521,15 2.001.641,52 558.820,56 2.762.983,24
Summe 1.036.562,97 10.382.783,08 2.718.985,00 14.138.331,05
7%
74%
19% Energieanteil 50% Ausnutzung
ÖlBiomasse Biogas
14
Energiebedarf Lautertal
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Simon Wagener02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
Rohstoffbedarf
Rohstoffbedarf im Jahr; Anschlussgrad 50%
Öl Mais Gras Gülle /Rinder Hackschnitzel
Ortsteil l ha ha Gülle /Rinder fm
Dirlammen 14.793 38,00 250,00 655,54
Eichelhain 9.820 600,45
Eichenrod 15.450 38,00 250,00 693,63
Engelrod 24.812 30,00 250,00 1.245,88
Hörgenau 9.970 609,61
Hopfmannsfeld 10.174 30,00 250,00 385,46
Meiches 20.644 38,00 250,00 1.000,82
Gesamt 105.664 60,00 114,00 1250,00 5.191,39
16
Rohstoffbedarf nach Art
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Simon Wagener02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
17%
28%56%
Holzbedarf 30% Anschlussgrad
Heckenabschnitte Kommunalwald Zukauf
9%
15%
76%
Holzbedarf 50% Anschlussgrad
17
Holzart nach Anschlussgrad
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Simon Wagener02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Am BeispielDirlammen
Kostensteigerung p.a. 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 Kostensteigerung p.a. € € € € € € € € € € €
Erträge Erträge
Stromertrag konstant 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 Stromertrag
Wärmeertrag 2%/a 43.831 44.708 45.602 46.514 47.444 48.393 49.361 50.348 51.355 52.383 53.430 Wärmeertrag
Gesamtertrag 143.038 191.594 192.488 193.400 194.331 195.279 196.247 197.235 198.242 199.269 200.316 GesamtertragVerluste [%] 25Kosten Anteile Kosten
Kredit 500.000 €Gesamtkosten 500.000 Euro
Abschreibung 15 Jahre 41.883 41.883 41.883 41.883 41.883 41.883 41.883 41.883 41.883 41.883 41.883Zinsen 3,00%/a 15.000 14.194 13.363 12.507 11.626 10.718 9.783 8.820 7.828 6.807 5.754 Zinsen
Nawaro´s 39,3% 35.910 36.628 37.361 38.108 38.870 39.648 40.440 41.249 42.074 42.916 43.774 Nawaro´szugekaufte Gülle 35.131 35.834 36.551 37.282 38.027 38.788 39.563 40.355 41.162 41.985 42.825 Gülle
Wartung BHKW 8,3% 7.500 7.650 7.803 7.959 8.118 8.281 8.446 8.615 8.787 8.963 9.142 Wartung BHKWWartung/Rückstellung 7.500 7.650 7.803 7.959 8.118 8.281 8.446 8.615 8.787 8.963 9.142 Wartung/Rücklage
Eigenstromverbrauch 5,9% 10.639 10.852 11.069 11.291 11.517 11.747 11.982 12.221 12.466 12.715 12.969 Eigenstromverbrauch
Versicherung 1,7% 3.000 3.060 3.121 3.184 3.247 3.312 3.378 3.446 3.515 3.585 3.657 Versicherung
Betriebsführung 12,5% 15.000 15.300 15.606 15.918 16.236 16.561 16.892 17.230 17.575 17.926 18.285 BetriebsführungVerwaltung 7.500 7.650 7.803 7.959 8.118 8.281 8.446 8.615 8.787 8.963 9.142 Verwaltung
Gutachter/Labor 0,8% 1.500 1.530 1.561 1.592 1.624 1.656 1.689 1.723 1.757 1.793 1.828 Gutachter/Labor
Gesamtkosten 68,5% 180.564 182.231 183.923 185.641 187.385 189.155 190.951 192.774 194.623 196.500 198.404 Gesamtkosten
G+V vor Steuer -37.526 9.363 8.565 7.759 6.946 6.125 5.296 4.461 3.618 2.769 1.913 G+V vor Steuer
Gewerbesteuer 14% 0 1.311 1.199 1.086 972 857 742 625 507 388 268Körperschaftssteuer 15% 0 1.404 1.285 1.164 1.042 919 794 669 543 415 287G+V nach Steuer -37.526 6.648 6.081 5.509 4.931 4.349 3.760 3.167 2.569 1.966 1.358 G+V nach Steuer
kumuliert G+V nach Steuer -37.526 -30.878 -24.797 -19.288 -14.356 -10.008 -6.247 -3.080 -511 1.455 2.813 kumuliert G+V nach Steuer
Cash Flow(operativer) 11.857 56.181 55.767 55.351 54.933 54.512 54.090 53.665 53.240 52.812 52.384 Cash Flow(operativer)kumulierter Cash Flow 11.857 68.038 123.805 179.156 234.089 288.601 342.691 396.356 449.596 502.408 554.792 kumulierter Cash Flow
2,0%/a
19
Biogasanlage-Wirtschaftlichkeitsrechnung
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Florian Ludwig02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
Kostensteigerung p.a. 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 Summen€ € € € € € € € € €
Erträge
Stromertrag konstant 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 146.886 3.084.607
Wärmeertrag 2%/a 54.499 55.589 56.701 57.835 58.991 60.171 61.374 62.602 63.854 65.131 1.130.118
Gesamtertrag 201.385 202.475 203.587 204.721 205.877 207.057 208.261 209.488 210.740 212.017 4.167.046
Kosten Anteile
41.883 41.883 41.883 41.883 0 0 0 0 0Zinsen 3,00%/a 4.671 3.554 2.404 1.220 0 0 0 0 0 0 128.249
Nawaro´s 39,3% 44.650 45.543 46.453 47.382 48.330 49.297 50.283 51.288 52.314 53.360 925.879Gülle 43.681 44.555 45.446 46.355 47.282 48.228 49.192 50.176 51.180 52.203 905.800
Wartung BHKW 8,3% 9.325 9.512 9.702 9.896 10.094 10.296 10.502 10.712 10.926 11.145 193.375Wartung/Rücklage 9.325 9.512 9.702 9.896 10.094 10.296 10.502 10.712 10.926 11.145 193.375
Eigenstromverbrauch 5,9% 13.229 13.493 13.763 14.039 14.319 14.606 14.898 15.196 15.500 15.810 274.321
Versicherung 1,7% 3.730 3.805 3.881 3.958 4.038 4.118 4.201 4.285 4.370 4.458 77.350
Betriebsführung 12,5% 18.651 19.024 19.404 19.792 20.188 20.592 21.004 21.424 21.852 22.289 386.750Verwaltung 9.325 9.512 9.702 9.896 10.094 10.296 10.502 10.712 10.926 11.145 193.375
Gutachter/Labor 0,8% 1.865 1.902 1.940 1.979 2.019 2.059 2.100 2.142 2.185 2.229 38.675
Gesamtkosten 68,5% 200.335 202.294 204.281 206.297 166.458 169.787 173.183 176.647 180.179 183.783 3.945.394
G+V vor Steuer 1.050 181 -695 -1.576 39.419 37.270 35.078 32.842 30.561 28.234 221.652
147 25 0 0 5.519 5.218 4.911 4.598 4.278 3.953 36.603157 27 0 0 5.913 5.590 5.262 4.926 4.584 4.235 39.217 Durchschnitt
G+V nach Steuer 745 128 -695 -1.576 27.988 26.462 24.905 23.317 21.698 20.046 145.832 Gewinn/
kumuliert G+V nach Steuer 3.559 3.687 2.992 1.416 29.403 55.865 80.770 104.088 125.786 145.832jährlich
Cash Flow(operativer) 51.954 51.523 50.890 50.203 38.082 36.758 35.407 34.029 32.624 31.191 967.452 7.292 kumulierter Cash Flow 606.745 658.268 709.159 759.361 797.443 834.201 869.608 903.637 936.261 967.452
2,0%/a
20
Biogasanlage-Wirtschaftlichkeitsrechnung
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Florian Ludwig02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
• Dirlammen 480 kWtherm, 2732 h
• Investitionskosten 408.000 €
• Hackschnitzelpreis frei Feuerungsanlage 10, 5 €/GJ 3,3 Cent/kWh
• Erträge 104.880 €/a
• Gewinn 6.887 €/a
• Liquidität 37.101 €/a
21
Biomasseanlage
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Florian Ludwig02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
• Dirlammen 288kW, 701h
• Investitionskosten 30.000 €
• Brennstoffkosten 12.117 €
• Einnahmen 16.156 €/a
• Verlust 7.677 €/a
22
Ölheizung
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Florian Ludwig02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
23
Gesamtwirtschaftlichkeit
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Florian Ludwig02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
FernwärmenetzKosten:• Bsp. Dirlammen:
Netzkosten ca.1.900.000 € Anlagenkosten ca. 900.000 €
• Netzkosten, Förderung 20 % bei Neubauten
Synergieeffekt Kosten Nahwärmeleitung 40 % 240 €
Erträge:• Biogas-/Biomasseanlage, Ölheizung
• Genossenschaftsanteile
24
Gesamtwirtschaftlichkeit
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
Florian Ludwig02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
FernwärmenetzAnschlussgrad von 30 %
25
Gesamtwirtschaftlichkeit
WärmeversorgungLautertal (Vogelsberg)
Florian Ludwig02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
FernwärmenetzAnschlussgrad von 50 %
Genossenschaftsgründung
Genossenschaftsidee
• 1 Anteil = 1000 Euro
• Nutzen der Einrichtung 5 Anteile
Vorteile der Einrichtung
• keine Schornsteinfegergebühr
• keine Heizungswartung mehr
• kein Tanken von Öl oder Gas
• keine Überprüfungen der Heizöllagerstätten mehr
• Heizungskeller und Öllagerstätte können anderweitig genutzt werden
• keine Abhängigkeit von Öl- oder Gaspreisen (7 Cent statt 11 Cent pro kWh)
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Idee und Vorteile
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
Fazit
Fazit
Wärmeversorgung Lautertal (Vogelsberg)
02.04.2014
Grundlagen
Wärmeerzeugung
Wirtschaftlichkeits-betrachtung
Genossenschafts-gründung
Rohstoffbedarf
Fazit
Fernwärmenetz
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Pro Contra
• Fernwärme günstigstes Heizsystem
• Potentiale in Lautertal vorhanden (Wald, Wiese, Landwirtschaft)
• Nutzungsmöglichkeit Heckenschnitt
• Geld bleibt im Ort
• Schrittweiser Ausbau
• Neues Fernwärmenetz hohe Kosten
• Sichere Wirtschaftlichkeit bei > 60-70% Anschlussgrad
Chance für Straßenzüge mit schlechten Zustand der Infrastruktur und hohen Anteil an alten Heizanlagen ansässiger Haushalte.
Tobias Kölbl
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
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