Projekt 09062/01

Erarbeitung eines Energieversorgungskonzeptes für die Stadt Benesov/Tschechien unter besonderer Berücksichtigung regenerativer Energiequellen

Projektträger

Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Energietechnik Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung
Helmholtzstr. 14
01069 Dresden
Telefon: 0351/4633-2145

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die für die Stadt Benesov benötigte Wärme für Raumheizzwecke, Warmwasserbereitung und technologische Prozesse wird z. Z. fast ausschließlich auf Kohlebasis erzeugt. Die dafür verwendete Braunkohle hat einen relativ hohen Schwefelgehalt (1,8 - 2,5 %) und führt zu erheblichen Umweltbelastungen. Die hohen Schadstoffkonzentrationen beeinträchtigen die Gesundheit der Bevölkerung und schädigen den Sächsisch-Böhmischen-Nationalpark. Ziel des Vorhabens ist daher die Erarbeitung eines umfassenden Energieversorgungskonzeptes unter Einbeziehung vorhandener regenerativer Energiequellen (Thermalwasser). Das Energieversorgungskonzept soll zum einen die technischen Lösungsmöglichkeiten aufzeigen und zum anderen als Vorschlag für die Strukturierung der Energieversorgung der Stadt (z. B. Kommunales Energieversorgungsunternehmen oder Energiedienstleistungsunternehmen) und der Einführung eines optimalen Energiemanagements dienen. Das Projekt soll Modellcharakter tragen, dessen Ergebnisse auf andere Städte oder Kommunen in Tschechien übertragbar sind.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBei dem zu erarbeitenden Energieversorgungskonzept von Benesov wird angestrebt, eine ökologisch, technisch und ökonomisch optimale Gesamtlösung zu finden. Die Ergebnisse des geplanten Vorhabens sollen im speziellen der Stadt Benesov und deren Umgebung dienen und im allgemeinen auf andere Städte und Kommunen übertragbar sein, damit dieses Vorhaben dem angestrebten Modellcharakter gerecht wird. Die Stadt Benesov ist bei der Bearbeitung des Projektes als Kooperationspartner aktiv eingebunden. Des weiteren ist für einen tschechischen Fachkollegen ein mehrmonatiges (ca. 4 Monate) Praktikum in den Stadtwerken Pirna geplant. Hier soll das organisatorische und betriebswirtschaftliche Know-how vermittelt werden, welches dann unter Beachtung der spezifischen örtlichen Randbedingungen angewendet werden soll. Diese Ziele sollen durch folgende Arbeitsschritte erreicht werden:
1. Bestandsaufnahme;
2. Konzeptentwicklung;
3. Analyse der Konzeptvarianten;
4. Vergleich, Bewertung und Konzeptauswahl;
5. Umsetzungs-strategien, Einleitung von Maßnahmen für die Umsetzung.
Die Bestandsaufnahme ist die Grundlage für alle weiteren Detailschritte und muß deshalb mit besonderer Sorgfalt und Akribie bearbeitet werden. Bei der Konzeptentwicklung werden die Handlungsspielräume und technischen Möglichkeiten ausgelotet. Eine Bestimmung der ökologischen, energetischen und ökonomischen Faktoren erfolgt während der Analyse der Konzeptvarianten. Im Arbeitsschritt 4 muß entsprechend der Bewertungskriterien eine optimale Gesamtlösung gefunden werden, um im nächsten Arbeitsschritt durch die Erarbeitung einer entsprechenden Umsetzungsstrategie eine Verwirklichung der Vorzugsvariante vorzubereiten.


Ergebnisse und Diskussion

Nach einer ausführlichen Analyse der Möglichkeiten zur Einsparung von Primärenergie bzw. zur Umstellung auf umweltfreundliche Energieträger mit dem Ziel einer nachhaltigen Umweltentlastung stellte sich heraus, daß durch die Nutzung und Erweiterung eines vorhandenen Kesselhauses und Nahwärmenetzes unter Einbeziehung der bereits erschlossenen Thermalwasserquelle eine ökologisch und ökonomisch günstige Lösung realisierbar ist. Für die Industriebetriebe und einen großen Teil der Altstadt mit einer relativ geringen Wärmelastdichte kann die thermische Nutzung der Thermalquelle oder anderer regenerativer Energiequellen aus unterschiedlichen Gründen nicht empfohlen werden. Diese Abnehmer werden in nächster Zeit durch den weiteren Ausbau des Erdgasnetzes erschlossen, was zu einer Ablösung von Braunkohlefeuerungen führen wird.
Schwerpunkt der Energieversorgungskonzeption bildet demzufolge der zusätzliche Anschluß einiger Gebäude im Stadtzentrum an das Nahwärmenetz, welches gegenwärtig eine Plattenbausiedlung mit 440 Wohnungen mit Raumwärme und Trinkwarmwasser versorgt. Weitere Abnehmer, darunter eine Siedlung mit 18 Eigenheimen, können mit einem weiteren kostengünstig zu verlegenden Nahwärmenetz direkt an die Wärmeerzeugungsanlage des Kesselhauses angeschlossen werden. Die Platzreserven in diesem Gebäude erlauben die Unterbringung einer gasgefeuerten Absorptionswärmepumpe (AWP) mit einer thermischen Leistung von 1,25 MW. Mit Hilfe dieser AWP wird ein Teil der thermischen Energie des 26 °C warmen Thermalwassers zur Unterstützung der Wärmeversorgung aller angeschlossenen Abnehmer verwendet. Das auf ca. 12 ... 15 °C gekühlte Thermalwasser wird daraufhin in das Trinkwassernetz eingespeist und somit stofflich genutzt. Darüber hinaus wird das im Kesselhaus anliegende Thermalwasser als Ausgangsmedium zur Trinkwarmwasserbereitung für die Plattenbausiedlung verwendet, womit der Energieaufwand für die Aufheizung sinkt.
Unter den 4 betrachteten Auslegungsvarianten kristallisierte sich eine Variante mit der o. g. AWP, den zusätzlichen Abnehmern und der Nachrüstung aller Wohnungen der Plattenbausiedlung mit Wärmezählern heraus. Nach der Realisierung dieser Maßnahmen (einschließlich der Nutzung des Thermalwassers für die Trinkwarmwasserbereitung der Plattenbausiedlung sind mit dem Einsatz der AWP jährliche Einsparungen von 568 000 m3 Erdgas bzw. eine Reduktion der CO2-Emission von 990 000 kg/a möglich. Weiterhin können Erlöse von 1 110 000 Kc/a erwirtschaftet werden.
Der Verkauf des gekühlten Thermalwassers an die Betreiber des Trinkwassernetzes kann zusätzliche Einnahmen in der Größenordnung von 1 Mio. Kc/a bringen.
Dem gegenüber ergab eine Wirtschaftlichkeitsberechnung unter den gegenwärtigen finanziellen Voraussetzungen, daß die jährlichen Kosten einer Fassadensanierung der Plattenbausiedlung (einschließlich neuer Fenster) von den Einsparungen durch verringerten Energieverbrauch nicht kompensiert werden und demzufolge nicht zu empfehlen sind.
Durch den Ausbau des vom Kesselhaus versorgten Nahwärmenetzes steigt die maximale thermische Leistung aller Abnehmer von 1,92 MW (Plattenbausiedlung mit Wärmezählern) auf 3,6 MW. Somit bestehen künftig bei veränderten Energiepreisen (Abbau der Subventionen) und preiswerter Anlagentechnik gute Voraussetzungen, um im Kesselhaus eine Anlage zur Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung in Verbindung mit der AWP zu betreiben, womit weitere Erdgaseinsparungen und eine Reduktion der CO2-Emission realisierbar sein werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse der Studie und insbesondere die allgemeingültigen Aussagen zu den ökonomischen und ökologischen Effekten werden 1999 in einer Fachzeitschrift veröffentlicht.


Fazit

Die Ergebnisse der quantitativen Untersuchungen zeigen, daß die thermische und stoffliche Nutzung der Thermalquelle in Verbindung mit einem erweiterten Nahwärmenetz positive ökologische und ökonomische Effekte bringt. Nachdem zusätzliche Abnehmer ihre Bereitschaft zum Anschluß an das Kesselhaus erklärt haben und wettbewerbsfähige Preise für die zu liefernde Wärmeenergie vereinbart sind, sollten umgehend Planungsarbeiten zur Realisierung des vorgeschlagenen Konzeptes beginnen, um einen Beitrag zur Erdgaseinsparung und Reduktion der CO2-Emission zu leisten.