Herzhausen
Das Dorf mit Herz und Zusammenhalt
Hallo Herzhausen,
nun ist es schon eine Weile her, seitdem wir begonnen haben, über die Wärmewende mit erneuerbaren Energien – der Schaffung eines Bioenergiedorfs – in unserem Ort nachzudenken. In den letzten Wochen haben wir große Fortschritte in der Planung unseres ehrgeizigen Vorhabens gemacht und möchten heute einen Einblick in den aktuellen Stand unserer Bemühungen geben.
**Die Suche nach der optimalen Lösung für unser Dorf**
Nach diversen Informationsveranstaltungen, Besichtigungen bestehender Anlagen, Diskussionen und Vorträgen begann unsere eigene Reise zur nachhaltigen Energieversorgung mit der Beauftragung einer Konzeptstudie. Unsere Wahl zur Durchführung dieser Studie fiel auf das heimische Unternehmen Viessmann. Ziel der Studie war es, verschiedene Konzepte zur Deckung unseres Energiebedarfs zu untersuchen. Drei Hauptansätze standen im Fokus: Die Nutzung eines saisonalen Energiespeichers, die Kombination von Hackschnitzeln und Solarenergie sowie eine mögliche Versorgung durch Wärmepumpen. Aus den vorgegebenen Optionen schlug Viessmann die Varianten einer kompletten Versorgung von Solarfeld und Saisonalspeicher, eine solarunterstütze Hackschnitzelanlage und eine komplette Versorgung via Wärmepumpen und Eisspeicher vor.
**Die Herausforderungen der verschiedenen Konzepte**
Wie es so oft ist, hatte jedes dieser Konzepte seine Vor- und Nachteile. Das Konzept mit einem saisonalen Energiespeicher schien auf den ersten Blick attraktiv, um unsere Wärmebedürfnisse zu decken. Jedoch stellte der enorme Platzbedarf (mehrere Hektar) der für diese Art Speicher benötigt wird, sowohl ein ästhetisches als auch ökologisches Hindernis dar. Gleichzeitig stellten wir zu der dritten von Viessmann vorgeschlagenen Variante (eine Wärmepumpen-Eisspeicher-Kombination) fest, dass die aktuelle Wärmepumpentechnologie noch gar nicht in der Lage ist, den Temperaturhub von 0 Grad Celsius (Temperatur des medium Eisspeicher) auf 80 Grad Celsius (Vorlauftemperatur des Netzes) bei einer akzeptablen Jahresarbeitszahl von 2.5 zu bewältigen. Dies würde bedeuten, dass wir entweder zusätzlich mit Hackschnitzeln nachzuheizen hätten oder auf die Betriebskostenförderung verzichten müssten. Dies würde den Wärmepreis dieser Variante jedoch ins Unwirtschaftliche steigern.
Somit arbeiteten wir weiter an der zweiten Variante, eine solarunterstütze Hackschnitzelanlage.
**Unsere Lösung**
Unser Ziel war es, die von Viessmann kalkulierte Solar-Hackschnitzel-Variante nochmals zu verbessern und möglichst auf einen Biomasseverbrauch zu kommen, der innerhalb unserer Ortsgemarkung nachwächst, sowie diese mit den besten Eigenschaften der anderen Varianten zu kombinieren. Für die Umsetzung entwickelte und programmierte ein Mitglied unseres Arbeitskreises eine innovative Softwarelösung. Diese auf unser Vorhaben speziell abgestimmte Software ermöglichte es, was vorher nicht möglich war. Die verschiedenen Varianten miteinander zu kombinieren und zu berechnen.
Dadurch konnte die von Viessmann vorgeschlagene Variante einer Solar-Hackschnitzelanlage nochmals optimiert werden, indem wir in einer neuen Variante einen kleineren saisonalen Energiespeicher und eine fortschrittlichere Wärmepumpentechnologie in Betracht zogen. Dieser Ansatz verspricht nun eine effiziente Nutzung der erneuerbaren Energien und eine nachhaltige Wärmeversorgung für Herzhausen.
Wir betrachteten jedoch nicht nur die genannten technischen Aspekte. Weiter wurde auch die Integration von Biogas in unserem Wärmeversorgungsnetz geprüft. Diese Erweiterung könnte dazu beitragen, unsere Energiequelle zu diversifizieren und gleichzeitig eine andere Variante umweltfreundlicher Energieversorgung zu gewährleisten.
Die erste Optimierung der Variante einer solargestützten Hackschnitzelheizung hat das Ziel, mit möglichst wenigen zusätzlichen baulichen Maßnahmen den Solaranteil an der benötigten Wärmemenge auf das mögliche Maximum zu steigern.
Dafür wird ein kleiner Saisonalspeicher eingesetzt, der ohne aufwendige und komplizierte Tiefbauarbeiten zu realisieren ist. Dieser ermöglicht es im Sommer erzeugte Energie zu speichern und in die Übergangszeit Herbst/ Winter (Oktober – Dezember) zu verschieben.
Des Weiteren kann der Saisonalspeicher die Effizienz der Solarpaneele verbessern, da diese bei niedrigen Außentemperaturen mit kleineren Vorlauftemperaturen arbeiten können. Den Hub zu unserer Netztemperatur realisiert hier eine Wärmepumpe.
Eine weitere Optimierung bestand darin, die Energie, welche in Hackschnitzeln steckt, optimal zu nutzen. Hackschnitzel werden üblicherweise mit einer gewissen Restfeuchte verbrannt. Das Wasser, welches dort verdampft, nimmt durch den Verdampfungsprozess Wärmeenergie auf, die sonst normalerweise durch den Schornstein verloren geht. Daher haben wir uns entschieden eine Abgasanlage mit Abgaskondensation einzusetzen, welche die Energiegewinnung aus den Hackschnitzeln um 15% steigert. Damit muss weniger Brennstoff eingesetzt werden, um die benötigte Wärmemenge zu erzeugen.
Mit der Variante 1 erreichen wir eine solare Deckung von mehr als einem Drittel an der benötigten Wärmemenge. Die Wärmepumpe kumuliert hier die Energie aus Solarthermie, welche im Saisonalspeicher steckt, plus die der Kondensationsenergie des Wassers durch die Verbrennung der Hackschnitzel. Dies erzeugt eine Effizienzsteigerung von 20 Prozent der gesamten benötigten Energiemenge zur ursprünglichen Variante der Firma Viessmann.
Diese Effizienzsteigerung gleicht die Mehrkosten der Anlagentechnik bei weitem aus und produziert einen Überschuss, welcher den Energiepreis insgesamt senkt. In diesem Szenario werden noch gut 45 Prozent der Energie aus Hackschnitzeln erzeugt.
Eine weitere von uns betrachtete Variante hatte zum Ziel, die Baukosten zu optimieren. Der Grund dafür war die Feststellung, dass die Zinsen mit über 5 Prozent, die uns in einem Vorabgespräch mit den Banken angeboten wurden, die Kostenseite deutlicher belasten würden als zuerst gedacht.
Große Kostenblöcke in der vorherigen Variante 1 sind das Solarfeld und der Saisonalspeicher, sowie ein sehr guter Hackschnitzelkessel, der auch effizient Material schlechterer Qualität verwerten kann und nicht auf Hackschnitzel in sehr guter Qualität angewiesen ist. Dafür kostet er in etwa das doppelte wie ein Standardkessel.
Daher haben wir die Solarfläche und den Saisonalspeicher bei Variante 2 deutlich verkleinert, sowie den Hackschnitzelkessel durch ein anderes Modell ersetzt. Die sich dadurch ergebende Deckungslücke in der Versorgung haben wir durch eine Luft-Wärmepumpe geschlossen, welche in Kombination mit der Hochtemperaturwärmepumpe eine zweistufige Wärmepumpenkaskade ergibt. Die Kombination aus Wärmepumpen und Hackschnitzelkessel ermöglicht es nun, flexibel zwischen Hackschnitzel oder Strom als Primärenergie zu wechseln, je nachdem, welche Art der Wärmeerzeugung gerade günstiger ist.
Die Wärmepumpenkaskade unterliegt jedoch einer Einschränkung in diesem Szenario. Die Luftwärmepumpe wird nur betrieben, wenn die Außentemperatur über 2 Grad Celsius liegt. Der Grund dafür ist, dass nur bis zu diesem Punkt rechnerisch eine JAZ (Jahresarbeitszahl) von 2.5 mit der Wärmepumpenkaskade zu realisieren ist, welche uns ermöglicht, eine Betriebskostenförderung für die von Wärmepumpen erzeugte Energie geltend zu machen.
Mit der Betriebskostenforderung kommen wir auf einen Wärmepreis der Wärmepumpen (ohne Abschreibung) von unschlagbaren 0,6 c/kWh.
Ein weiterer Vorteil dieser Variante, neben den geringeren Kosten, ist auch der geringe Flächenverbrauch. Hier würde uns die Fläche des Sportplatzes vermutlich ausreichen, um alles zu realisieren.
Die Verteilung der Energieproduzenten an dieser Variante ergibt sich wie folgt:
Der solare Anteil an der Produktion fällt hier, aufgrund der halben Fläche zur vorherigen Variante, auf ein Fünftel der gesamten benötigten Energie. Es halbiert sich jedoch nicht wie man erwarten würde, da wir in der vorherigen Variante sogar solare Energieüberschüsse hatten, welche wir nicht mehr speichern oder verwenden konnten.
Die Hälfte der erzeugten Energie kommt bei dieser Variante aus der Wärmepumpenkombination, weil diese durch die Betriebskostenförderung bei aktuellen Marktpreisen für Strom günstiger in der Energieherstellung ist als die Hackschnitzelanlage mit aktuellen Preisen.
Sollte sich das Verhältnis der Marktpreise zueinander verändern würde auch der Anteil der Hackschnitzel an der Energieerzeugung wieder steigen. Die Hackschnitzelanlage erzeugt hier noch ein Viertel der benötigten Energiemenge.
Die letzte betrachtete Variante hatte das Ziel, möglichst alle lokalen verfügbaren Ressourcen zu verwenden. Bisher wurden nur die Waldflächen berücksichtigt. Nun betrachten wir ebenfalls die Wiesenflächen als eine Möglichkeit, diese zur Energieerzeugung zu nutzen.
Bei dieser Variante kommt daher eine Biogasanlage zum Einsatz. Um das Biogas zu nutzen, eignet sich in einem Nahwärmenetz ein kleines BHKW (Blockheizkraftwerk) am besten, welches die Grundlast an Wärme erzeugt. Der ebenfalls erzeugte Strom kann genutzt werden, um die Netzpumpen zu betreiben sowie eine Wärmepumpe zu versorgen. Ein Solarfeld ist bei dieser Variante nicht wirtschaftlich, da das BHKW die Grundlast im Sommer überwiegend abdeckt. Daher wurde hier auf Solarthermie verzichtet.
Auch diese Variante funktioniert preislich sehr gut, möglichweiße sogar günstiger als die beiden vorherigen Varianten. Jedoch ist diese Variante die arbeitsintensivste, denn jede Woche müssten hier zwei bis drei Biogas Fermenter geleert und neu beschickt werden, um die Anlage am Laufen zu halten. Daher wäre diese Variante nur zu empfehlen, wenn sich im Ort genug Personen finden würden, welche die Arbeit das ganze Jahr über erledigen. Technisch ähnelt die Variante vom Aufbau der vorherigen Variante, nur das Solar durch Biogas ersetzt wird.
Die Energieverteilung für diese Variante wäre folgende:
Der Biogasanteil liefert etwa 20 Prozent der insgesamt benötigten Energie. Hier muss man berücksichtigen, dass das Diagramm der Variante nur die Wärmemengen abbildet, jedoch nicht den erzeugten Strom. Ein BHWK erzeugt nur mit etwa 60 Prozent der eingesetzten Energie Wärme. 40 Prozent des eingesetzten Biogases werden zu Strom gewandelt. Der erzeugte Strom wird hier von den Wärmepumpen genutzt. Ansonsten steigt hier der Anteil der Hackschnitzelanlage wieder, da das BHWK weniger thermische Energie erzeugt als das Solarfeld.
Die Wärmepumpe arbeitet hier am Limit, was sie mit den aufgestellten Regeln (Betrieb bei >2°C Außentemperatur) an Energie erzeugen kann. Somit bleibt nur die Hackschnitzelanlage, welche die Wärme erzeugen könnte.
Für die vorgestellten Varianten 1 – 3 ergeben sich nach Berechnung folgende Kostenansätze. Es ist zu berücksichtigen, dass die Förderquoten im “neuen Heizungsgesetz” noch nicht beschlossen sind. Es ist aber davon auszugehen, dass es zum 01.01.2024 zu den erwarteten 50% Förderquote kommen wird.
Die Förderung erhält nur, wer eine bestehende Heizungsanlage z.B gegen einen Anschluss an ein Wärmenetz austauscht
Der Anschlusspreis in Höhe von 16.000 € ist eine Annahme, um die Varianten miteinander vergleichen zu können. Die Höhe des tatsächlichen späteren Anschlusspreises würde die Genossenschaft in gemeinsamer Sitzung beschließen.
Das bedeutet in diesem Beispiel, dass der “Einzelne” ein Invest, nach Verrechnung der Förderung, von 8.000 € zu tätigen hätte. Die Berechnungen für den Wärmepreis beziehen sich auf die Annahme, dass 100 Haushalte an das Wärmenetz angeschlossen werden würden.
Ein höherer Anschlusspreis bedeutet gleichzeitig dass das Eigenkapital steigt, so dass weniger der Kosten der Anlage zu finanzieren wären. Dies hätte bei dem derzeitigen Zinsniveau für Baukredite, ebenfalls Auswirkungen auf den Wärmegestehungspreis.
Zudem sind derzeit, besonders bei der Variante mit der Biogasanlage, Lohnkosten für die Beschickung der Anlage eingerechnet. Würde die Genossenschaft später mit ehrenamtlicher Arbeit diese Tätigkeiten selbst erbringen, könnte der Preis bei dieser Variante auf bis zu 12 cent sinken. Es könnte dann die günstigste, aber auch die “arbeitsintensivste” Möglichkeit der Energieerzeugung sein.
Es werden der Ölkessel, die Wärmepumpe und die Pelletheizung als sogenannte Einzelmaßnahme gegenübergestellt. Auch hier wird zunächst ebenfalls von einer 50-prozentigen Förderung beim Austausch einer bestehenden Heizungsanlage ausgegangen. Die genannten Preise für Ölheizung, Wärmepumpen und Pelletheizung sind Ergebnis von Preisrecherchen im Internet und liegen im unteren, günstigeren Bereich. Es muss mit durchaus höheren Einkaufs und Anschlusspreisen gerechnet werden.
Der Einbau einer neuen Ölheizung dürfte keine Alternative darstellen. Es gibt keine Förderung. Es ist zu erwarten, dass der Ölpreis, allein aufgrund der in den nächsten Jahren stetig steigenden “CO² Steuer” über das Verhältnis teuer wird. Erklärtes Ziel der Regierung ist es, von fossilen Energieträgern wegzukommen.
Bei einer angenommenen kontinuierlichen Preissteigerung für die vorgestellten Produkte ergibt sich der Vorteil für den Anschluss an das Nahwärmenetz, dass es nach 20 Jahren abgeschrieben ist. Aufgrund dessen, sinkt der Wärmepreis entgegen dem Trend für andere Lösungen, da die Genossenschaft keine größeren Aufwendungen mehr zu tätigen hat, was die Grafik unten links aufzeigt.
Die Haltbarkeit für z.B. das Leitungsnetz wird mit etwa 50 Jahren angegeben. Weitaus früher dürfte es zu einem erneuten Invest bei einer eigenen Individuallösung kommen.
Rücklagen für unerwartete oder zu erwartende Aufwendungen im Wärmenetz sind für die Zukunft bereits im Wärmepreis eingerechnet und würden für die Gemeinschaft nicht zusätzlich fällig.
Update: Eine genaue Betrachtung der Kosten im Vergleich mit anderen Wärmeerzeugern, sowie informationen zu möglichen Tarifmodellen, lassen sich unten in den Downloads finden. Siehe Punkt 2 Kostenbetrachtung.
Neben all den umfangreichen Berechnungen und Kalkulationen gibt es Gründe für ein gemeinsames Nahwärmenetz, die nicht in Zahlen passen. Dennoch haben sie ein Gewicht, das nicht zu unterschätzen ist.
Würden sich die Einwohner von Herzhausen dazu entscheiden, ihre Wärmeversorgung gemeinsam zu organisieren, so würde das für einen großen, langjährigen Zusammenhalt unter den Bewohnern sorgen. Eine besondere Verbundenheit würde erfahrbar werden.
Wir würden zudem ein großes Stück weit unabhängig von politischen Entscheidungen und dem Weltgeschehen, was wiederum Auswirkungen auf den Preis für Wärme und die Versorgung damit hat. Wir versorgen uns ja dann selbst.
Dass es eine dezentrale, organisierte Wärmeversorgung in Herzhausen gibt, macht das Wohnen in unserem Dorf dauerhaft interessant. Für Bauherren, insbesondere Familienmitglieder wie Kinder und Enkel, die darüber nachdenken, hierzubleiben, ein Haus zu übernehmen oder eventuell zu bauen,
wird es leichter, eine Entscheidung zu treffen. Das Thema Wärmeversorgung ist erledigt.
Nicht zuletzt steigert ein Nahwärmenetz auch den Wert einer bestehenden Immobilie in Herzhausen.
Denn auch potenzielle Käufer dürften die dezentrale, nachhaltige Wärmeversorgung zu schätzen wissen.
Es ist beabsichtigt, anhand von verbindlichen Absichtserklärungen festzustellen, ob wir genügend Teilnehmer für das Projekt erreichen können. Bei allen in dieser Präsentation berechneten Zahlen und Daten, gehen wir von einer Teilnahme von mind 100 Teilnehmern aus. Je mehr Anschlüsse darüber hinaus dazukämen, würde dies wieder Auswirkungen auf die Wärmepreise “nach unten” haben.
Die Erklärungen werden in ihrer Form derzeit erarbeitet und können alsbald über die Internetseite heruntergeladen werden. Es ist beabsichtigt, eine Information und Erklärung jedem Haushalt zukommen zu lassen.
Bei weiteren Fragen könnt ihr gerne das Team der Nahwärme, am besten über das Kontaktformular der Internetseite kontaktieren.
Wie viele Hauseigentümer müssen mitmachen, damit das Nahwärmenetz realisiert werden kann?
Die Wirtschaftlichkeit der Wärmenetztes ist ab einer Zahl von ca. 100 Haushalten, die angeschlossen werden, gegeben. Darüber hinaus muss die „Wärmedichte“ ab, d.h. von der Wärmemenge, die pro Jahr und laufendem Trassenmeter genutzt wird einen bestimmten Wert erreichen. Unsere Mindestgröße sind dabei >500 kWh/m/a, besser (und günstiger) wären aber deutlich mehr.
Was ist in den Anschlussgebühren enthalten?
Die Anschlussgebühren enthalten die Kosten für den Hausanschluss und die Übergabestation inkl. Wärmemengenzähler. Einzig die Individuelle Wärmeverteilung im Haus (Anzahl der Heizkreispumpen, ggf. (Warmwasser) Speicher, ggf. Frischwasserstation, etc.) kommt an Kosten dazu. Hier kann man mit etwa 500 bis 3.000 Euro Kosten kalkulieren. Diese werden jedoch genauso gefördert, wie den Anschluss an das Wärmenetz (mit bis zu 70%).
Was ist der Unterschied zwischen Wärmegrundpreis und Vollkosten? Was ist darin enthalten?
Der Wärmegrundpreis ist der Preis, der pro jeder gebrauchten kWh Energie, gemessen an der Übergabestation im Haus, in Rechnung gestellt würde. Dieser enthält alle zur Herstellung und Transport der Energie anfallenden Kosten inkl. einer zu beschließenden Grundgebühr. Es kommen keine weiteren Kosten hinzu.
Der Unterschied zu den Vollkosten ist, dass bei den Vollkosten die einmalige Anschlussgebühr, umgelegt auf den durchschnittlichen Jahresverbrauch eines Hauses über 20 Jahre, dem Wärmegrundpreis hinzu addiert werden. Dieser Preis dient nur zum Vergleich mit anderen Wärmeerzeugern.
Warum wird nur eine Preisspanne zu dem Wärmegrundpreis angegeben und kein fester Wärmepreis?
Dies liegt daran, dass wir die Genossenschaft entscheiden lassen wollen, welches Konzept wir umsetzen. Des weiteren steigt und fällt der Wärmegrundpreis mit der Anzahl der Teilnehmer an dem Wärmenetz. Desto mehr es werden, desto besser für den Preis.
Kann ich mich auch noch später an das Nahwärmenetz anschließen und wenn ja zu welchem Preis?
Das Nahwärmenetz kann nur errichtet werden, wenn eine ausreichende Teilnehmerzahl bzw. Wärmemenge vorhanden ist. Grundsätzlich halten wir auch eine gewisse Reserve in der Auslegung der Wärmeversorgung vor, allerdings können wir hierzu keine Zusagen treffen. Ein nachträglicher Anschluss an die Nahwärme ist für den Nutzer in der Regel immer etwas kostenintensiver als eine Teilnahme von Beginn an.