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BMU Fachtagung/ Klimaschutz durch Abwärmenutzung/ 18.10.2018 Berlin-1-

Prof. Dr. Marco Braun; M.Sc. Markus Bohlayer; M.Sc. Markus Fleschutz; Hochschule Karlsruhe



Wie können Industrie- und Gewerbegebiete als Verbundauf die Anforderungen der Energiewende reagieren?

Durchführung

Projektlaufzeit3 Jahre (Jan. 2016 bis Dez. 2018)

AnsatzKostenfreie Energiesystemanalyse in 10 Gewerbegebieten mit je 3-5 Unternehmen

Interflex4Climate und Win4Climate

Zusammenarbeit aus



Interflex4Climate



Gliederung

• Projektbeschreibung• Methodik• Praxisbeispiel• Übersicht• Kommunalrichtlinie• Geschäftsmodelle



Wärmenetz

Externe Energieversorgung

Produktion des Unternehmens(Energiebedarf und Abwärmeangebot)

Energieanlagen des Unternehmens

Produktion

Speicher

Gaskessel

Wärmebedarf

Strombedarf Prozess 1Stromnetz Prozess 2

ErneuerbareEnergien

Gasnetz

Gebäudewärmebedarf

Prozesswärmebedarf

Gebäudestrombedarf

Abwärmeangebot- Menge, - Temperatur- Medium)

Mathematische Modellierung

Methodik

Ergebnis: - CO2 Emissionen- Kosten

Wärme-pumpe

Wärmespeicher

Gaskessel

BHKW

Umweltwärme

Prozess-abwärme

PV

Wärme-speicher

Batterie

Mathematische Optimierung Simulation



Super-Struktur

Praxisbeispiel : Abwärme aus Zementwerk

3

T1=380°C, T2=120°C,

2

E-Filter

Modellierung der relevanten Produktion Modellierung des Wärmeverbundes

Großer Verbund Kleiner Verbund Micro Verbund Großer Verbund



Praxisbeispiel

112

023

935

847

759

671

583

495

310

7211

9113

1014

2915

4816

6717

8619

0520

2421

4322

6223

8125

0026

1927

3828

5729

7630

9532

1433

3334

5235

7136

9038

0939

2840

4741

6642

8544

0445

2346

4247

6148

8049

9951

1852

3753

5654

7555

9457

1358

3259

5160

7061

8963

0864

2765

4666

6567

8469

0370

2271

4172

6073

7974

9876

1777

3678

5579

7480

9382

1283

3184

5085

6986

88

[kW

]

Stunden des Jahres

Jahresleistungsgang der ökonomische Optimierung

Leistung WT Leistung Kessel

112

124

136

148

160

172

184

196

110

8112

0113

2114

4115

6116

8118

0119

2120

4121

6122

8124

0125

2126

4127

6128

8130

0131

2132

4133

6134

8136

0137

2138

4139

6140

8142

0143

2144

4145

6146

8148

0149

2150

4151

6152

8154

0155

2156

4157

6158

8160

0161

2162

4163

6164

8166

0167

2168

4169

6170

8172

0173

2174

4175

6176

8178

0179

2180

4181

6182

8184

0185

2186

41

[kW

]

Stunden des Jahres

Jahresleistungsgang der ökologischen Optimierung

Leistung Wärmetauscher Leistung Kessel



Praxisbeispiel

großer Verbund kleiner Vernund MIcroVerbundMontagezuschlage (ohne

Netz) 110740 79447 61766

Pumpenkosten 20791 12000 6543Nahwärmeübergabestationen 303225 155550 72600Wärmetauscher 172324 172324 172324Netzkosten 1004530 657588 347622Zentralkessel 57362 57362 57362

Kost

en [€

]

Investitionskosten

großerVerbund

kleinerVernund

MIcroVerbund Referenz

Brennstoffkosten 47439 170378 212034 312979Stromkosten 2079 694 254Wartungskosten 8245 4801 4801 0

Kost

en [€

/a]

Betriebskosten



Praxisbeispiel

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Referenz Micro Verbund Kleiner Vebund Großer Verbund

CO2-

Emiss

ione

n [t

/a]

Wärmeversorgungsbedingte CO2-Emissionen des Verbundes

Ergebnisse:

- Großes Interesse der Stadt, da Masterplan Klimaschutzkommune.

- Großes Interesse der Stadtwerke, da hohe Wirtschaftlichkeit durch kontinuierliche Abwärmequelle auf hoher Temperatur.

- Keine Kannibalisierung des eigenen Geschätsmodells, da keine Gas-Infrastruktur am Standort.



Übersicht: Struktur der untersuchten Gebiete

Wärme-aufnahme-

struktur

StrukturwärmeabgebenderUnternehmen

WärmeintensiveUnternehmen

Mittelständische Unternehmen

Mittelständische Unternehmen und Kommunale Liegenschaften

Kommunale Liegenschaftenund Wohnquartiere

Kleinst-unternehmenund Wohnquartiere

WärmeintensiveUnternehmen

2 1 1

Mittelständische Unternehmen

3 2 1

Kleinst-unternehmen



Kommunalrichtlinie 2019

Kommunalrichtlinie 2019Die 10 wesentlichen Neuerungen im Überblick

Am 01. Oktober 2018 soll die neue Richtlinie zur Förderung von Klimaschutzprojekten imkommunalen Umfeld, kurz: „Kommunalrichtlinie“ im Rahmen der Nationalen Klimaschutz–initiative des BMU veröffentlicht werden. Das Inkrafttreten ist für den 01. Januar 2019 vorgesehen.

….

Die Förderung von Potentialstudien ersetzt die bisherige Förderung von Klimaschutzteilkonzepten.Die Studien sollen konkrete Umsetzungsempfehlungen für Investitionen in denBereichen Abfallentsorgung, Siedlungsabfalldeponien, Abwasserbehandlungsanlagen, Trinkwasser,Abwärme aus Industrie und Gewerbe sowie Digitalisierung geben.

…

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Nukleare Sicherheit; Auszug



Geschäftsmodelle- Betrieb durch Industrieunternehmen Ausgründung einer Betreibergesellschaft

- Betrieb durch Stadtwerke Infrastruktur neu erstellen oder bestehende ausbauenAusfall- Ersatzinfrastruktur bereitstellen

Hemmnis: Bestehende Infrastruktur, z.B. Gasnetze

- Betrieb durch Konkurrenzunternehmen Hohe Wärmedichte erforderlich(Contractor) Vornehmlich in Gebieten ohne Gasanschluss

Zukunft ? --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

- Third Party Access realisierter Wärmemarkt mit mehreren Industrieunternehmen im Nah/Fern Wärmenetz



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Vielen Dank!

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