Integrales und nachhaltiges Wärmeversorgungskonzept für die urbane Stadtteilentwicklung - am Beispiel Wien Donaufeld - TU Graz
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Christof Amann
Integrales und nachhaltiges
Wärmeversorgungskonzept für die urbane
Stadtteilentwicklung
am Beispiel Wien Donaufeld
Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
Projektziele
Vorschläge für die energieeffiziente und nachhaltige
Energieversorgung im neuen Stadtteil Donaufeld
● Erarbeitung von konkreten Energieversorgungsoptionen für das neue
Stadtentwicklungsgebiet Donaufeld
● Integrale Betrachtung von Wärme, Kälte und Strom
● Prüfung der technischen Machbarkeit; Ermittlung der ökonomische und
ökologische Auswirkungen verschiedener Energieversorgungsoptionen
● Ableitung einer allgemeinen Methode zur Bewertung möglicher
Energieversorgungsoptionen für ein Stadtentwicklungsgebiet
● Bausteine für Ausschreibungskriterien für Bauträger
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
2
Beteiligte
ARGE PROJEKTBEARBEITUNG
AUFTRAGGEBER
MA 20
Energieplanung
PROJEKTBEIRAT
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
3
Das Untersuchungsgebiet
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
4Das Untersuchungsgebiet
Überblick
DONAUFELD
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
5Das Untersuchungsgebiet
Luftbild
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
6Das Untersuchungsgebiet
Eckdaten
Parameter Wert Quelle
Fläche in ha 60 Leitbild Donaufeld
Wohnungen Bruttofläche in m² 757.000 Annahme MA21, wohnfonds
Wohnungen gesamt 6.000 Leitbild Donaufeld
Bauabschnitte 3 Annahme MA21, wohnfonds
Baufelder 23 Leitbild Donaufeld
Gebäude (1 Wärmeanschluss) 41 Berechnung
Wohnungen je Gebäude/Bauplatz 150 Annahme wohnfonds Wien
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
7Das Untersuchungsgebiet
Annahmen Bauabschnitte im Donaufeld
Bauabschnitt 2
Bauabschnitt 3 1.000 Wohnungen
4.000 Wohnungen 177.000 m²
442.500 m²
Bauabschnitt 1
900 Wohnungen
137.500 m²
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
8Das Untersuchungsgebiet
Zeitrahmen Bauabschnitte im Donaufeld
● Bauabschnitte 1 und 2 zeitlich ziemlich klar
● Bauabschnitt 3 zeitlich noch sehr unklar
Fertigstellung 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Flächenwidmung
Bauträgerwettbewerb
Detailplanung der Gebäude
Bau
Bauabschnitt 1
Bauabschnitt 2
Bauabschnitt 3
Erläuterung: für Realisierung des Bauabschnitts 3 ist eine Zusicherung zur Errichtung des Schulcampus im Donaufeld erforderlich.
Erläuterungen Fertigstellung von Gebäuden, Real Case
Fertigstellung von Gebäuden, Worst Case
Start der Bauphase von Gebäuden
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
9Methodische Vorgangsweise
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
10Methodische Vorgangsweise
Schritte 1 - 6
ERNEUERBARE LEITUNGSGEBUNDENE
ENERGIE ENERGIETRÄGER
Abwärme Gas
Temperaturniveau Solarenergie Fernwärme
(Wärme)
Erdwärme Fernkälte
Tagesprofil Jahreswerte Grundwasser Strom
1 2
ENERGIENACHFRAGE ENERGIERESSOURCEN
Wärme, Kälte, Strom VOR ORT
3
LONGLIST VON
ENERGIEVERSORGUNGS-
OPTIONEN
4
QUALITATIVE PRÜFUNG
5 6
SHORTLIST VON
ENERGIEVERSORGUNGS- REFERENZSZENARIEN
OPTIONEN
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
7
FESTLEGUNG DER
11
SYSTEMGRENZEN UND
BERECHNUNGSPARAMETERENERGIEVERSORGUNGS-
OPTIONEN
4
Methodische Vorgangsweise
QUALITATIVE PRÜFUNG
Schritte 5 - 10
5 6
SHORTLIST VON
ENERGIEVERSORGUNGS- REFERENZSZENARIEN
OPTIONEN
7
FESTLEGUNG DER
SYSTEMGRENZEN UND
BERECHNUNGSPARAMETER
8
DETAILLIERTE PRÜFUNG
DER ENERGIE-
VERSORGUNGSVARIANTEN
Technische Machbarkeit
Ökologische Bewertung
Ökonomische Bewertung
9
BERECHNUNG DER
LEBENSZYKLUSKOSTEN
10
INTERPRETATION DER
ERGEBNISSE
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
12Zielwerte
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
13Zielwerte
Zielwerte der Stadt Wien
Smart City Rahmenstrategie 2014
Zielgrößen gesamt bis 2050 Zielgrößen Wohnen
Aktueller Wert Gesamt
CO2 1 t CO2/P 3.000 W/P
Zielwert Gesamt
2.000 W/P
2.000 W/P
Nicht erneuerbare Zielwert Bereich
PE Primärenergieleistung Wohnen
500 W/P
CO2 PEProjekt
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
15Projekt
Prozess
ENTWICKLUNGSPROZESS
techn. mögliche Konzepte
Projektbeirat
Vorschläge durch Mitglieder des
Projektbeirats
Shortlist: ca. 15
Qualitative Bewertung an
vorgegebenen Zielen und Kriterien
REFERENZ
Vorschlag durch Projektleitung
Auswahlliste: 5
MACHBARKEITSSBEWERTUNG
+ 3 Referenzoptionen
Projektbeirat
TECHN. ÖKOL. ÖKON. Machbarkeitsprüfung
Vielversprechende
Konzepte
Projektbeirat
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
16Projekt
Shortlist Varianten
0 4
Referenzvarianten
■ Fernwärme gesamt ■ Gas-Kessel je Bauplatz
■ Solarthermie nach
Erfordernissen Bauordnung
Fernwärme dezentral
Wärmeversorgung
Wärmenetz
Mit Fernwärme Ohne Fernwärme dezentral
Shortlist
OST ■ Fernwärme ■ Fernwärme ■ Solarthermie ■ Wärmepumpe ■ Wärmepumpe
WEST ■ Wärmepumpe ■ Solarthermie ■ Gas-Heizwerke (Erdwärmesonden) (Erdwärmesonden)
(Grundwasserbrunnen) großflächig ■ Biomasse-Kessel, ■ Gas-Kessel
+ Gas-Kessel (Backup) ■ PV ■ PV
+ Solarthermie
■ Saisonalspeicher
+ Wärmepumpe ■ Solarabsorber ■ Solarabsorber
1A 1B 2A 2B 2Beff 3
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
17Projekt
CO2 Emissionen
350,00
PV Überschuss Hilfsenergie Biomasse Direktelektr.
300,00 WP Warmwasser Wärmepumpe Gas Fernwärme Wien
SPEZ. CO2 EMISSIONEN WÄRME
250,00
200,00
in g/kWh
150,00
100,00
50,00
-
0 1A 1B 2A 2B 2Beff 3 4
-50,00
Anmerkung: ca. 80% des PV Ertrags wird von Endenergie Luft-Wärmepumpe abgezogen
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
18Projekt
Prüfung anhand Smart City Ziele
800
Geräte Raumheizung und Warmwasser
700
Beitrag 2.000 Watt Gesellschaft
248
600
248 Anteil
500
Wohnen
in Watt/P
400 PRIMÄRENERGIE-
FAKTOREN
248 Energieträger gesamt
300 248 erneuerbar
248 248 248 Gas 1,170
248 496
0,000
200 416
Fernwärme 0,300
Wien 0,060
100 217
147 176
109 141 132 Strom 1,910
0,590
0
0 1A 1B 2A 2B 2Bef f 3 4
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
19Projekt
Bestandteile Wärmeversorgungskonzept WP
Regenerationswärme
Raumheizung und Warmwasser z.B Solarabsorber
● Wärmepumpen
Fußbodenheizung
● Spitzenlastkessel
● Warmwasser-Tagesspeicher
● Erdwärmesonden
35/28°C
● Niedertemperatur Fußbodenheizung
Regeneration Erdwärmesonden
WP K
● Free-Cooling Wohnungen
● Wärmepumpe, Solarabsorber, …
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
20Schlussfolgerungen
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
21Schlussfolgerungen
Technisch
● Varianten mit Wärmepumpen und Erdsonden sind technisch
komplexer
§ Mehrere Systeme zur Berücksichtigung von erneuerbarer Energie vor Ort
§ Verlagerung von zentraler auf de-zentrale Versorgung
§ Technisch sind diese Varianten nicht so ausgereift wie Fernwärme und Gas
§ Komplexeres System, Aufwand für Regelung der Anlagenwird höher
● Für Erdsondenfeld ist vollständige Regeneration erforderlich
§ Free-Cooling für Wohnungen bietet nur geringen Wärmebedarf (ca. 30% des
gesamten Wärmebedarfs)
§ Restliche Wärme muss kostengünstig bereitgestellt werden
● Soll ein Spitzenlastkessel eingesetzt werden?
§ Technisch, ökologisch, ökonomische Abwägung
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
22Schlussfolgerungen
Ökologisch
● Varianten mit Wärmepumpen bieten ökologisch eine attraktive
Alternative für bestehende System wie Fernwärme und Gas-
Versorgung
§ Deutliche Reduktion der CO2 Emissionen und Primärenergiekennwerte im
Vergleich zu Gas Varianten
§ Geringfügig höhere Werte als bei Fernwärme (je nach Spitzenlastkessel)
§ Das Smart City Ziel kann eingehalten werden
● Zusätzlicher Energieaufwand für Regeneration des Erdsondenfeldes
(und Spitzenlastkessel) erhöhen ökologische Kennwerte
● Welcher Spitzenlastkessel soll eingesetzt werden?
§ Öl: keine Lösung für neue Stadtteile, obwohl ökonomisch vernünftig
§ Gas: doppelte Infrastruktur, ökologisch unvernünftig, ökonomisch akzeptabel
§ Pellets: ökologisch gut, aber hohe Logistikaufwand und Wartungskosten
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
23Schlussfolgerungen
Gesamt
● Definition Fernwärme-Gebiete und Nicht-Fernwärme-Gebiete
§ Bei Nicht-Fernwärme-Gebiete an Stelle von Gas nun Wärmepumpen-Konzepte
mit Berücksichtigung von Erneuerbarer vor Ort
● Hoher Nutzungskomfort durch Flächenheizung und Free-Cooling
● Technisch sind Varianten mit Wärmepumpen nicht so ausgereift und
komplexer à daher anfangs noch höheres Risiko bei Erstinvestition
à kann in der Verzinsung des Investors sichtbar werden
● Für höhere Erstinvestition ist Geschäftsmodell und Finanzierung
entscheidend
§ Möglichkeit von Bürgerbeteiligungsmodellen soll geprüft werden
§ Projektgesellschaften mit Beteiligung von Energieversorger und Bauträger
● Erneuerbare Energiesysteme vor Ort erhöhen regionale
Wertschöpfung und lokale Versorgungssicherheit
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
24Geschäftsmodelle
● Projekt: Smart Services für ressourcenoptimierte urbane
Energiesysteme von Stadtteilen
● Fördermittel: Stadt der Zukunft
● Partner
§ Technische Universität Graz - Institut für Städtebau
§ SIR - Salzburger Institut für Raumordnung& Wohnen
§ TINA Vienna GmbH
§ e7 Energie Markt Analyse GmbH (Projektleitung)
● Laufzeit: 09/2014 – 08/2016
2014 2015 2016
9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
25Kontakt
Christof Amann
e7 Energie Markt Analyse GmbH
Walcherstraße 11/43
1020 Wien
T +43 1 907 80 26
christof.amann@e-sieben.at
www.e-sieben.at
Christof Amann, Wärmeversorgungskonzept Donaufeld, 11.02.16
26Sie können auch lesen
