Kommunale Energieplanung - Planungsbericht Vom Stadtrat Uster beschlossen am 23. Oktober 2012 Von der Baudirektion genehmigt am 21. März 2013 ...
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Kommunale Energieplanung Planungsbericht Vom Stadtrat Uster beschlossen am 23. Oktober 2012 Von der Baudirektion genehmigt am 21. März 2013
Bearbeitung PLANAR AG für Raumentwicklung Rigistrasse 9, 8006 Zürich Tel 044 421 38 38, Fax 044 421 38 20 www.planar.ch, info@planar.ch Bruno Hoesli, Bauingenieur, Raumplaner NDS HTL FSU, Planer REG A Fabia Moret, Dipl. Umwelt-Natw. ETH, MAS FHNW in nachhaltigem Bauen Philipp Glatt, Dipl. Umwelt-Natw. ETH, MAS Energieingenieur Gebäude
Inhalt 1! Einleitung 1! 1.1! Zweck und Verbindlichkeit 1! 1.2! Inhalt und Vorgehen 2! 2! Analyse der heutigen Wärmeversorgung 3! 2.1! Gebäudepark 3! 2.2! Wärmebedarf 4! 2.3! Primärenergie und Treibhausgasemissionen 8! 3! Energiepotenziale Wärmeversorgung 11! 3.1! Ortsgebundene hochwertige Abwärme 11! 3.2! Ortsgebundene niederwertige Abwärme + Umweltwärme 11! 3.3! Leitungsgebundene fossile Energieträger 17! 3.4! Regional gebundene erneuerbare Energieträger 18! 3.5! Ungebundene erneuerbare Energieträger 18! 4! Entwicklungsprognose und Energieziele 21! 4.1! Annahmen Bevölkerungs- und Siedlungsentwicklung 21! 4.2! Wärmebedarfsentwicklung 21! 4.3! Kommunale Ziele 22! 5! Räumliche Koordination der Wärmeversorgung 25! 5.1! Grundlagen 25! 5.2! Versorgung im Wärmeverbund 26! 5.3! Eignungsgebiete 28! 5.4! Versorgung des übrigen Siedlungsgebietes 29! 5.5! Wirkungsabschätzung 29! Literatur 31! Glossar und Abkürzungen 33! Anhang 1 Massnahmen zur Umsetzung 35! Anhang 2 Pläne 49 – Energieplankarte – Potenzialplan – Wärmebedarfsdichte 2025 Es wird in der Folge ausschliesslich die männliche Form verwendet. Begriffe, die sowohl die weibliche als auch die männliche Form auf- weisen, werden nicht unterschieden und sind gleichwertig.
Bearbeitung PLANAR AG für Raumentwicklung Rigistrasse 9, 8006 Zürich Tel 044 421 38 38, Fax 044 421 38 20 www.planar.ch, info@planar.ch Bruno Hoesli, Bauingenieur, Raumplaner NDS HTL FSU, Planer REG A Fabia Moret, Dipl. Umwelt-Natw. ETH, MAS FHNW in nachhaltigem Bauen Philipp Glatt, Dipl. Umwelt-Natw. ETH, MAS Energieingenieur Gebäude
Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
1 Einleitung
Die aktuelle kommunale Energieplanung der Stadt Uster stammt aus dem Jahr
1999 und wurde mit dem "Bericht zur Energiepolitik" festgelegt. Die Energieplan-
karte wurde 2009 bezüglich Aussagen zur Abwärmenutzung aus der Kanalisation
angepasst. Inzwischen haben sich die Energienutzung und -versorgung sowie die
Zielvorgaben stark gewandelt, was eine Überarbeitung der strategischen Ausrich-
tung der Energiepolitik erfordert. Im Rahmen der Revision der Energieplanung soll
folglich aufgezeigt werden, wie die bestehende Wärmeversorgung der Stadt an die
zukünftigen Gegebenheiten und Herausforderungen angepasst werden kann.
Dabei sind die Ziele der kantonalen Energiepolitik und des kantonalen Energie-
gesetzes zu beachten; namentlich eine wirtschaftliche und umweltfreundliche
Wärmeversorgung, eine rationelle Energienutzung, eine markante Senkung der
CO2-Emissionen durch die Ausschöpfung der Effizienzpotenziale und einer
1
verstärkten Nutzung von Abwärme und erneuerbaren Energien (inkl. Biogas).
Mobilitätsfragen werden – obwohl aus energiepolitischer Sicht ebenfalls bedeutend
– im Rahmen der Energieplanung nicht behandelt.
Die Energieplanung stützt sich auf Art. 7 des kantonalen Energiegesetzes (EnerG)
2
und steht in direkter Beziehung zum behördenverbindlichen kantonalen Richtplan .
1.1 Zweck und Verbindlichkeit
Mit der Energieplanung werden die Grundsätze der übergeordneten wie auch
kommunalen Energiepolitik räumlich konkretisiert. Durch entsprechende Gebiets-
bezeichnungen wird die räumliche Koordination und Abstimmung zwischen der
bestehenden und neu auszubauenden Infrastruktur zur Wärmeversorgung und der
Siedlungsentwicklung vorgenommen. D.h. für das gesamte Siedlungsgebiet wird
aufgezeigt, welche Energieträger zu Gunsten einer zukunftstauglichen Wärmever-
sorgung eingesetzt werden sollen.
Wirkung Durch das Ausscheiden von räumlich präzise festgelegten Prioritäts- und Eig-
nungsgebieten wird die angestrebte Wärmeversorgung gebietsweise vorgegeben.
Mit konkreten Massnahmen wird aufgezeigt, welche Schritte und Abklärungen bis
zur eigentlichen Umsetzung zu tätigen sind.
Die Nutzung bestimmter erneuerbarer Energieträger kann gemäss Art. 295
3
Abs. 2 Planungs- und Baugesetz (PBG) vorgegeben werden . Auf diese Weise
werden Rechtssicherheiten für Investoren und Grundeigentümer geschaffen.
Nutzen Mit der Energieplanung wird eine ressourcenschonende und umweltverträgliche
Energieversorgung gefördert. Sie zeigt auf, wie und in welcher zeitlichen Folge die
übergeordneten sowie kommunalen Energieziele gemäss dem klima- und
energiepolitischen Absenkpfad der Stadt (vgl. Kap. 4.3) erreichbar sind. Dadurch
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1
Vgl. auch Bericht "Vision Energie 2050" der Baudirektion des Kantons Zürich vom Dezember 2007.
2
Entwurf für die öffentliche Auflage, Ermächtigung des Regierungsrates vom 17. November 2010.
3
PGB Art. 295 Abs. 2: "Wenn eine öffentliche Fernwärmeversorgung lokale Abwärme oder erneuerbare
Energien nutzt und die Wärme zu technisch und wirtschaftlich gleichwertigen Bedingungen wie aus
konventionellen Anlagen anbietet, kann der Staat oder die Gemeinden Grundeigentümer verpflichten,
ihr Gebäude innert angemessener Frist an das Leitungsnetz anzuschliessen und Durchleitungsrechte
zu gewähren."
WWW.PLANAR.CH 1Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
lassen sich der anteilsmässig noch sehr hohe Verbrauch an fossilen Brennstoffen
sowie der damit verbundene Ausstoss an Treibhausgasen erheblich reduzieren.
Dies stärkt letztlich die lokale Wertschöpfung und mindert den Abfluss finanzieller
Mittel ins Ausland.
1.2 Inhalt und Vorgehen
Ergebnis der Energieplanung Als Resultat der Energieplanung liegen schliesslich die Energieplankarte mit
verbindlicher Festlegungen wie Prioritäts- und Eignungsgebiete und der räumli-
chen Zuordnung der Massnahmen, der Planungsbericht mit den Erläuterungen
und verbindlichen kommunalen Energiezielen sowie der Massnahmenkatalog zur
Umsetzung des Energieplans mit Massnahmenbeschrieb, Zuständigkeiten und
Prioritäten vor.
Aufbau des Planungsberichts In Kapitel 2 wird die heutige Wärmenutzung und -versorgung, aufgeteilt nach
Energieträger, dargestellt. Aus dem Endenergiebedarf und dem Energieträgermix
lassen sich der Primärenergiebedarf und die dadurch verursachten Treibhausgas-
4
emissionen ableiten . In Kapitel 3 werden die vorhandenen Energiepotenziale
bezeichnet.
Anhand vorgeschlagener Massnahmen (Kapitel 5) soll die Wirkung der Energie-
planung abgeschätzt und deren Bedeutung in Bezug auf das Erreichen der
kommunalen Energieziele aufgezeigt werden. Dazu werden in Kapitel 4 die zu
erwartende Entwicklung sowie die in diesem Zusammenhang stehenden kommu-
nalen Energieziele festgelegt.
Zeithorizont Richtpläne enthalten Lösungsansätze mit unterschiedlichen zeitlichen Ausrichtun-
gen. In der Regel sind sie zeitlich auf einen Horizont zwischen 20 und 25 Jahren
ausgerichtet. Der Betrachtungshorizont dieser Planung erstreckt sich somit bis
2035. Der Planungshorizont resp. Massnahmenhorizont wird auf 2025 festgelegt,
5
was in etwa dem Planungshorizont der Nutzungsplanung entspricht . Die Wärme-
bedarfsentwicklung wird folglich für einen Zeithorizont von rund 15 Jahren unter
Berücksichtigung der zu erwartenden Siedlungsentwicklung und der Verbesserung
der Energieeffizienz prognostiziert. Längerfristig ausgerichtete Massnahmen sind
infolge von nicht absehbaren wirtschaftlichen und technischen Veränderungen
nicht zweckmässig.
Begleitgruppe Die Erarbeitung der kommunalen Energieplanung wurde von der Fachgruppe
Energie begleitet, bestehend aus folgenden Mitgliedern:
– Thomas Kübler (Stadtrat)
– Bruno Modolo (Direktor Energie Uster AG)
– Walter Ulmann (Stadtplaner)
– Thomas Bornhauser (Leiter Liegenschaften)
– Sarina Laustela (Leistungsgruppenleiterin Abfall und Umwelt)
– Stefan Reimann (Leiter des Geschäftsfeldes Hochbau und Vermessung)
– Peter Oberholzer (Projektkoordinator, Stadtgeometer)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
4
Für die Erklärung der Terminologie siehe Glossar.
5
Gemäss Art. 15 Bundesgesetz über die Raumplanung (RPG): Der Planungshorizont von Orts- bzw.
Nutzungsplanungen beträgt 15 Jahre.
WWW.PLANAR.CH 2Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
2 Analyse der heutigen Wärmeversorgung
6
Erhebungsmethode Die Berechnung des heutigen Energiebedarfs für Komfort - und Prozesswärme der
Stadt Uster basiert einerseits auf einem "top-down" Ansatz, bei welchem der
bestehende Gebäudepark mit dem kommunalen Gebäude- und Wohnungsregister
analysiert und die Daten der Betriebszählung 2008 ausgewertet werden. Die
Resultate dieser Erhebungsmethodik werden mit den aktuellen Bezugsdaten des
Energieversorgers (Energie Uster AG) validiert und der Berechnung über die
Feuerungskontrolldaten gegenüber gestellt ("bottom-up" Ansatz). So wird der
heutige Wärmebedarf auf zwei voneinander unabhängige Arten ermittelt und
gegenseitig abgestimmt.
2.1 Gebäudepark
Gebäudepark mit grossem Das kommunale Gebäude- und Wohnungsregister zählt in Uster insgesamt 5'552
Sanierungspotenzial 7
Gebäude , wovon 4'253 zum Wohnen genutzt werden. Die Wohngebäude sind
durchschnittlich rund 50 Jahre alt. Zwei Drittel aller Wohngebäude wurden vor
1985 erstellt. Lediglich 5% wurden bereits einmal wertvermehrend renoviert (Ver-
2
gabe einer Baubewilligung). Die gesamte Wohnfläche beträgt rund 1.5 Mio. m .
In Abb. 1 wird die Wohnfläche unterteilt nach Bauperioden mit der durchschnittli-
chen Energiekennzahl dieser Bauperiode dargestellt. Dieser Kennwert gibt den
2
Energiebedarf für Raumwärme und Warmwasser in kWh pro Jahr und m beheizte
Geschossfläche an. Neubauten dürfen gemäss den heutigen gesetzlichen Anfor-
derungen lediglich einen Verbrauch von rund 50 kWh resp. 5 Liter Heizöläquivalen-
2
te pro m und Jahr aufweisen, Sanierungen nach dem MINERGIE Standard 6 Liter
2
und Neubauten nach dem MINERGIE-P Standard 3 Liter pro m und Jahr.
180
Energiekennzahl Wärme in kWh/(a*m2)
160
140
120 Reduktionspotenzial
Wärmebedarf
100
80
Anforderung
60 MINERGIE-Sanierungen
1921 - 1945
1946 - 1960
1961 - 1970
1971 - 1980
1981 - 1985
1986 - 1990
1991 - 1995
1996 - 2000
2001 - 2005
2006 - 2011
Neubau-Standard (MuKEn 2008)
40
bis 1920
20
Anteil Warmwasser
0
500'000 1'000'000 1'500'000
Wohnfläche nach Bauperioden in m2
Abb. 1: Wohnfläche der Stadt Uster nach Bauperioden mit mittleren Energiekennzahlen8
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
6
Raumwärme und Warmwasser
7
4'516 Wohngebäude (Ein- und Mehrfamilienhäuser), 531 Wohngebäude mit Nebennutzung, 265
Gebäude mit teilweiser Wohnnutzung und 235 Gebäude ohne Wohnnutzung.
8
Die dargestellten Energiekennzahlen nach Gebäudealter stammen aus einer Auswertung für den
ganzen Kanton Zürich. Darin berücksichtigt sind schon die bereits realisierten energetischen
Verbesserungen.
WWW.PLANAR.CH 3Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
2.2 Wärmebedarf
Methodik Nachfolgend werden die Wärmebezüge der beiden Kategorien Wohnen und
Arbeiten (Dienstleistung, Gewerbe und Industrie) dargestellt. Im Wohnbereich wird
der gesamte Energieverbrauch für Komfortwärme resp. Raumwärme und
Warmwasser berücksichtigt (inkl. Stromverbrauch der Wärmepumpen, Elektro-
direktheizungen und Warmwasserboiler). In der Kategorie Arbeiten wird im
Hektarraster die Wärmeerzeugung für Komfort- sowie Prozesswärme dargestellt
(exkl. Elektrizität).
Wärmebedarf Wohnen
Komfortwärme Der Energiebedarf für Raumwärme und Warmwasser beträgt in der Kategorie
Wohnen insgesamt 235 GWh für das Jahr 2010. Die überbauten Wohnzonen
betragen in Uster insgesamt rund 570 ha (inkl. Misch- und Kernzonen sowie
Gewerbezonen mit Wohnanteil, Stand 2009). Daraus lassen sich folgende
9
Kennwerte ableiten und mit den kantonalen Durchschnittswerten vergleichen :
2 2
– Wohnfläche pro Person: 49 m (Kt. ZH 2009: 45 m )
10
– Wärmebedarf pro Person: 7.4 MWh/a (CH : 8.2 MWh/a)
2
– Wärmebedarf pro m Wohnfläche: 152 kWh/a
– Durchschn. Wärmebedarf im Wohngebiet: 508 MWh/a pro ha Zonenfläche
(die Darstellung der Wärmebedarfsdichte befindet sich im Anhang)
Wärmebedarf Arbeiten
Methodik Die Berechnung des Wärmebedarfs der Dienstleistungs-, Gewerbe- und Industrie-
betriebe basiert auf den Betriebszählungsdaten 2008. Den Beschäftigten im
Hektar-Raster werden aufgrund der Branchenzugehörigkeit spezifische durch-
schnittliche Energiekennzahlen gemäss BFE 2009 zugeordnet. Die Resultate
dieser Erhebungsmethode werden den effektiven Verbrauchswerten der Gas- und
Stromversorgung sowie den Daten aus der Feuerungskontrolle gegenübergestellt
und nötigenfalls angepasst.
Arbeitsplätze Gemäss Betriebszählung waren 2008 insgesamt etwa 13'838 Personen in Uster
beschäftigt (23% im Industrie- und 77% im Dienstleistungssektor). Dies ergibt
11
0.44 Beschäftigte pro Einwohner (der schweizerische Durchschnitt liegt bei
0.55 Beschäftigten pro Einwohner).
Komfort- und Prozesswärme In Uster ist vorwiegend der Dienstleistungssektor (Sektor 3) vertreten. Der
Energiebedarf für die Bereitstellung von Komfort- und Prozesswärme (exkl.
elektrische Anwendungen und Prozesse sowie Elektrodirektheizungen und -boiler)
wird auf insgesamt 120 GWh/a geschätzt.
Folgende Kennwerte ergeben sich für diese Kategorie (Vergleich mit den schwei-
zerischen Durchschnittswerten für das Jahr 2010 gemäss BFE 2011 b):
– Wärmebedarf pro Arbeitsplatz: 8.3 MWh/a (CH: 9.8 MWh/a)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
9
Zürich in Zahlen 2011, 2011, Statistisches Amt Kanton Zürich in Zusammenarbeit mit der Zürcher
Kantonalbank.
10
Abgestützt auf BFE 2011 b.
11
31'406 Einwohner auf dem Gemeindegebiet der Stadt Uster im Jahr 2008.
WWW.PLANAR.CH 4Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
12
– Durchschnittlicher Wärmebedarf im Industrie- und Gewerbegebiet :
1'128 MWh/a pro ha Zonenfläche (Karten siehe Anhang)
Gesamtwärmebedarf der Stadt Uster
13
Der gesamte Endenergiebedarf für Komfort- und Prozesswärme beträgt rund
355 GWh/a. Der Pro-Kopf-Bedarf entspricht 11 MWh/a und liegt damit unter dem
kantonalen Durchschnitt von rund 13 MWh/a (AWEL 2011b).
Die Wärmeerzeugung erfolgt zu 92% mit fossilen Brennstoffen (63% Erdgas und
29% Heizöl, vgl. Abb. 2). Der Anteil der erneuerbaren Energieträger an der
Wärmeproduktion beträgt in Uster gesamthaft etwa 7% und liegt deutlich unter
dem schweizerischen Durchschnittswert für das Jahr 2010 von insgesamt rund
15% (BFE 2011 a).
1% 1% 2%
1%
3%
Heizölprodukte
29%
Erdgas
Biomasse
Sonne
Umweltwärme
Fernwärme
Elektrizität
63%
Abb. 2: Energieträger-Mix der Wärmeversorgung 2010 des gesamten Siedlungsgebiets
Energieplanung 1996 Gemäss der letzten kommunalen Energieplanung der Stadt betrug 1996 der
Endenergieverbrauch für die Wärmeerzeugung rund 410 GWh/a. Davon wurde
lediglich 1% mit der Nutzung erneuerbarer Energien gedeckt. Die Verbrauchsre-
duktion der letzten Jahre lässt sich u.a. auch mit einem Rückgang verschiedener
Produktionsprozesse begründen. Auch lassen sich die Zahlen aufgrund unter-
schiedlicher Erhebungsmethoden nur bedingt miteinander vergleichen.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
12
Die überbauten Gewerbe- und Industriezonen betragen insgesamt etwa 62 ha (inkl. Zonen für
öffentliche Werke und Anlagen, Stand 2010).
13
Endenergie siehe Glossar
WWW.PLANAR.CH 5Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
Wärmebedarf der gemeinde- Der Heizwärmebedarf der erfassten gemeindeeigenen Bauten und Anlagen
eigenen Bauten und Anlagen (Verwaltungsvermögen) der Stadt Uster betrug 2010 rund 11 GWh. Die städtischen
Gebäude werden heute zu 14% mit erneuerbaren Energien beheizt (siehe Abb. 3).
7%
14%
Heizölprodukte
Erdgas
Biomasse
79%
Abb. 3: Energieträger-Mix der Wärmeversorgung 2010 der gemeindeeigenen Bauten und Anlagen
WWW.PLANAR.CH 6Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
Für das gesamte Siedlungsgebiet lässt sich eine mittlere Wärmebedarfsdichte von
622 MWh/a pro Hektare errechnen (571 ha überbaute Bauzonen).
º
MWh/a pro Hektare
) < 400
! 400 - 599
! 600 - 999
! 1'000 - 5'000
! > 5'000
0 0.25 0.5 km
Abb. 4: Wärmebedarfsdichte Wohnen und Arbeiten im Hektar-Raster
Exkurs Wärmeverbunde Als wichtigste Voraussetzung für den Aufbau eines Wärmeverbunds gilt ein
ausreichender Wärmebedarf im nahen Umfeld einer Wärmequelle. Dementspre-
chend eignen sich besonders dicht bebaute Wohngebiete oder Gebiete mit
Grossverbrauchern mit einem hohen, ganzjährigen Wärmebedarf. Um die
Wirtschaftlichkeit eines Wärmenetzes gewährleisten zu können, müssen beste-
hende Siedlungsgebiete einen Wärmebedarf von mindestens 400 bis 600 MWh/a
pro Hektare aufweisen. Bei der Auswahl idealer Versorgungsgebiete ist die
bestehende Infrastruktur zu berücksichtigen. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
und Investitionssicherheit ist das Siedlungsgebiet längerfristig nicht mit mehreren
leitungsgebundenen Energieträgern zu erschliessen. Auch zu berücksichtigen ist
die künftig zu erwartende Abnahme des Wärmebedarfs aufgrund von Sanierungs-
massnahmen im Gebäudebestand.
WWW.PLANAR.CH 7Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
2.3 Primärenergie und Treibhausgasemissionen
Für den aktuellen Wärmebedarf lassen sich über die in ESU-Services 2008
ausgewiesenen Faktoren Primärenergie und Treibhausgasemissionen – in CO2-
Äquivalenten ausgedrückt – der verwendeten Energieträger abschätzen (siehe
Glossar). Diese Werte können mit den langfristigen Zielvorgaben der 2000-Watt-
Gesellschaft verglichen werden (siehe Glossar im Anhang).
3'000 3
Elektrizität
t CO2-eq. pro Person
Umweltwärme
Watt pro Person
2'000 2
Sonne
Biomasse
Fernwärme
1'000 1
Erdgas
Heizölprodukte
0 0
Primärenergie Treibhausgasemissionen
Abb. 5: Primärenergiebedarf und Treibhausgasemissionen der Wärmeversorgung 2010 pro Person in Uster
(ohne Stromprozesse, Verkehr etc.)
Primärenergie Der Pro-Kopf-Endenergieverbrauch für Komfort- und Prozesswärme beträgt in der
Stadt Uster 11 MWh/a. Umgerechnet auf den Primärenergiebedarf ergibt dies
15 MWh/a bzw. eine Dauerleistung von rund 1'700 Watt pro Person (vgl. Abb. 4).
Im schweizerischen Durchschnitt beträgt die nachgefragte Dauerleistung für die
gesamte Wärmebereitstellung heute rund 2'100 Watt pro Person. Um die Ziele der
2000-Watt-Gesellschaft erreichen zu können, ist der Primärenergiebedarf der
Wärmeerzeugung langfristig auf 700 Watt pro Person zu reduzieren.
Treibhausgasemissionen Bei den Treibhausgasemissionen der Wärmeproduktion liegt die Stadt Uster mit
einem Pro-Kopf-Ausstoss von 2.9 t CO2-eq. pro Jahr unter dem durchschnittlichen
Emissionswert der Schweiz von rund 3.8 t CO2-eq. pro Jahr und Person. Zur
Begrenzung des Temperaturanstiegs sind die Treibhausgasemissionen der
Wärmeproduktion langfristig auf 0.4 t CO2-eq. pro Jahr und Person zu senken.
Die Verwendung von fossilen Brennstoffen (Heizöl und Erdgas) ist mehrheitlich für
die CO2-Emissionen verantwortlich. In der Reduktion des Heizwärmebedarfs durch
die Sanierung des Gebäudeparks und in der Substitution von fossilen Brennstoffen
als Energieträger liegt daher ein sehr grosses Potenzial.
Fazit Der im Vergleich zu den schweizerischen Durchschnittswerten tiefere Primär-
energieverbrauch und die daraus resultierenden Treibhausgasemissionen der
Stadt Uster sind hauptsächlich auf die tiefere Anzahl Beschäftigter pro Einwohner
14
und einen stark ausgeprägten Dienstleistungssektor zurückzuführen .
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
14
Anteil Beschäftigte pro Einwohner von 0.44 in Stadt Uster, Schweizer Durchschnitt bei 0.55.
WWW.PLANAR.CH 8Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
Exkurs Strommix Der Stromverbrauch im Gemeindegebiet führt zu einem Bedarf an Primärenergie
von rund 1'300 Watt Dauerleistung pro Person resp. zu Treibhausgasemissionen
von 0.1 t CO2-eq. pro Person und Jahr. Im schweizerischen Vergleich beträgt die
nachgefragte Dauerleistung 2'600 Watt pro Person resp. 1.3 t CO2-eq. pro Person
und Jahr. Diese Unterschiede lassen sich mit dem hohen Anteil an Wasserkraft
15
und Strom aus Kernkraftwerken begründen (Primärenergiefaktor Uster 2.6 vs. 3.0
CH-Wert).
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
15
Gemäss Stromkennzeichnung der Energie Uster AG wird 49% des verkauften Stroms aus Kernkraft
und 50% aus Wasserkraft produziert. Die restlichen 1% sind nicht überprüfbar (UCTE-Mix).
WWW.PLANAR.CH 9Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht WWW.PLANAR.CH 10
Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
3 Energiepotenziale Wärmeversorgung
Dieses Kapitel bietet eine Übersicht der für die Heizzwecke (Raum- und Prozess-
wärme sowie Warmwasseraufbereitung) nutzbaren Wärmequellen der Stadt Uster.
Die technische Machbarkeit und Erschliessbarkeit sowie die Wirtschaftlichkeit ihrer
Nutzung sind dabei noch nicht abschliessend geklärt.
Im Folgenden werden die vorhandenen Energiepotenziale geordnet nach den im
Kanton Zürich geltenden Planungsprioritäten erläutert (vgl. Kapitel 5.1).
3.1 Ortsgebundene hochwertige Abwärme
Hochwertige Abwärme Als ortsgebundene hochwertige Abwärme wird anfallende Wärme auf einem direkt
nutzbaren Temperaturniveau bezeichnet.
In der Stadt Uster ist keine hochwertige Abwärme verfügbar, da weder eine
Kehrichtsverbrennungsanlage noch grosse Industriebetriebe mit entsprechender
Kapazität vorhanden sind.
3.2 Ortsgebundene niederwertige Abwärme + Umweltwärme
Niederwertige Abwärme Bei niederwertiger Abwärme ist die anfallende Wärme aufgrund des tiefen
Temperaturniveaus (unter 30 °C) nicht direkt nutzbar, d.h. für ihre Nutzung sind
Wärmepumpen erforderlich.
Industrielle und gewerbliche In Uster steht keine niederwertige Abwärme aus Industrie- und Gewerbebetrieben
Abwärme zur externen Nutzung zur Verfügung. Die Abwärme verschiedener Kühlprozesse
wird bei den meisten Betrieben bereits intern genutzt. Dies stellte sich bei einer
Umfrage bei Grossverbrauchern im Gemeindegebiet heraus.
Gereinigtes Abwasser Für die Potenzialabschätzung der Wärmenutzung aus dem Abwasser der ARA
Uster wurde durch Hunziker Partner AG eine Studie (2007) erstellt, welche zwei
Nutzungsalternativen vorsieht: Einerseits die Nutzung der Abwärme aus dem
Rohabwasser der Sammelkanäle und andererseits die Nutzung von Wärme aus
dem gereinigtem Abwasser (nach der ARA). In einer Diskussion mit Vertretern der
Energiekommission, dem Stadtingenieur und weiteren Fachpersonen wurde
entschieden, dass lediglich die Wärme aus dem gereinigten Abwasser genutzt
werden soll.
Ein Teil des Potenzials des gereinigten Abwassers wird bereits heute im Contrac-
ting (siehe Glossar) durch die EKZ als Wärmequelle genutzt. Die Überbauungen
Turicum, Seeweg, Seeblick und Seegarten werden mit dem gereinigten Abwasser
– sogenannte kalte Fernwärme (siehe folgender Exkurs) – versorgt. Gesamthaft
werden daraus rund 2 GWh/a Heizwärme erzeugt.
Potenzialabschätzung Zur Versorgung zusätzlicher Gebiete mit ARA-Abwärme ist die Erstellung einer
neuen Leitung ab der ARA erforderlich. Gemäss Studie von Hunziker und Partner
(2007) können mit einer Erhöhung der Bezugsmenge und der zusätzlichen
Nutzung des alten Biologiebeckens als Speicher mit einem bivalenten Heizsystem
WWW.PLANAR.CH 11Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
16
bis zu 15 GWh/a Wärme erzeugt werden . Dies ergibt ein freies Potenzial von
zusätzlich 13 GWh/a. Damit lassen sich neben dem Entwicklungsgebiet Eschen-
büel und dem Zellweger-Areal auch weitere Gebiete versorgen.
Exkurs warme oder kalte Die Wärme kann grundsätzlich als kalte Fernwärme (Verteilung auf Temperaturni-
Fernwärme veau der Wärmequelle) oder als warme Fernwärme (die von einer zentralen
Wärmepumpenanlage erzeugt und über wärmeisolierte Leitungen verteilt wird)
genutzt werden.
Umweltwärme Unter dem Begriff ortsgebundene Umweltwärme wird die Wärmenutzung aus dem
Grund- und Oberflächenwasser sowie der Erdwärmenutzung verstanden. Auch
hierbei ist eine räumliche Koordination zwischen dem Ort des Vorkommens und
dem Ort der Nutzung notwendig.
Grundwasser Grundwassernutzungen sind gemäss Wasserwirtschaftsgesetz des Kantons Zürich
bewilligungspflichtig. Die Grundwassernutzung bedingt eine minimale Mächtigkeit
des Grundwasserstroms von mindestens 2 m und eine gute Durchlässigkeit des
Untergrunds.
Die Einleitbedingungen für die Rückgabe des genutzten Wassers richten sich nach
der eidgenössischen Gewässerschutzverordnung. Darin ist festgehalten, dass
durch den Wärmeeintrag oder Wärmeentzug die Temperatur des Grundwassers
17
gegenüber dem natürlichen Zustand um höchstens 3 °C verändert werden darf .
Gemäss der Planungshilfe "Energienutzung aus Untergrund und Grundwasser"
(AWEL 2010 a) gelten folgende Bedingungen:
– In Schotter-Grundwasservorkommen, die für die Trinkwassergewinnung
geeignet sind, sind Anlagen mit einer Kälteleistung (Wärmeentzug oder Wärme-
eintrag aus dem bzw. ins Grundwasser) von mindestens 150 kW bzw. 100 kW
(bei Wärmedämmung entsprechend MINERGIE-Baustandard) zulässig.
– In Schotter-Grundwasservorkommen, die für die Trinkwassergewinnung
ungeeignet sind, sind auch kleinere Anlagen mit einer Kälteleistung von
mindestens 50 kW zulässig.
– Ausserhalb der erwähnten Gebiete sind auch Kleinanlagen, z.B. für Einfamilien-
häuser, zulässig.
Potenzialabschätzung Abb. 6 stellt das verfügbare Grundwasser und die bestehenden Grundwasser-
fassungen in Uster dar. Oberflächennahes Grundwasser, welches sich für
Wärmezwecke nutzen lässt, kommt vor allem in den Ortsteilen Freudwil und
Wermatswil vor (Temperatur des Grundwassers beträgt ab 10 m Tiefe im Minimum
10 °C). In der Stadt Uster eignet sich der oberflächennahe Grundwasserleiter
aufgrund der geringen Mächtigkeit für die Wärmenutzung nur sehr beschränkt.
Allerdings besteht im östlichen Stadtteil ein in etwa 100 bis 150 m Tiefe liegender
artesisch gespannter Grundwasserstrom. Aufgrund ungeeigneter Wasserqualität
eignet sich dieses Grundwasser nicht zur Trinkwassergewinnung, wohl aber für die
Wärmenutzung (gemäss der Studie des geologischen Büros Dr. Lorenz Wyssling
AG, 1988/1993). Die Grundwassertemperatur betrage dort zwischen 13 und 15 °C.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
16
Annahmen: Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe beträgt 4, Abkühlung um 5 K, Deckung des
Wärmebedarfs zu 25% mit einem Spitzenkessel.
17
Art. 21 Abs. 3 GSchV
WWW.PLANAR.CH 12Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
Wegen der nur sehr geringen Feldergiebigkeit (100 und 200 l/min) wäre bei
künftigen Anlagen eine Wiedereinspeisung des abgekühlten Grundwassers in
diesen tiefliegenden Grundwasserleiter unabdingbar.
3
Pro m Grundwasser kann bei einer Abkühlung pro °C etwas mehr als 1 kWh
Umweltwärme gewonnen resp. bis 1.5 kWh mit einer Wärmepumpe auf höherem
Temperaturniveau geliefert werden. Das mögliche Nutzungsmass muss im
Einzelfall durch hydrogeologische Gutachten oder Pumpversuche bestimmt
werden.
Wirtschaftlich besonders interessant ist die Nutzung bestehender Grundwasser-
brunnen (z.B. Trümpler-Areal). Spannende Kombinationen ergeben sich zudem bei
gleichzeitiger oder saisonal abwechselnder Nutzung zu Kühl- bzw. Wärme-
zwecken.
WWW.PLANAR.CH 13Grundwasserkarte (Mittelwasserstand) Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
Zentrum: 697269/244608
Bearbeitungsstand November 2010 Bildbreite ca.: 5831 [m]
© Kanton Zürich. Diese Karte stellt einen Zusammenzug von amtlichen Daten verschiedener
Stellen dar. Keine Garantie für Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität. Rechtsverbindliche Massstab: 1:35318
Auskünfte erteilen allein die zuständigen Behörden.
Schotter-Grundwasserleiter
Gebiet geringer Grundwassermächtigkeit (meist weniger als 2 m) oder geringer Durchlässigkeit, Randgebiet mit
unterirdischer Entwässerung zum Grundwassernutzungsgebiet
Gebiet mittlerer Grundwassermächtigkeit (2 bis 10 m)
Gebiet grosser Grundwassermächtigkeit (10 bis 20 m)
Gebiet sehr grosser Grundwassermächtigkeit (mehr als 20 m)
Bereich mit artesisch gespanntem Grundwasser
Schlecht durchlässige Deckschichten von meist mehr als 5 m Mächtigkeit (Moränen, Seebodenlehme, Schwemmlehme)
Tieferes Grundwasserstockwerk vorhanden
Quellhorizont
Quellfassung
1 von 2 stillgelegte Quellfassung 20.10.11 16:25
Grundwasserfassung
stillgelegte Grundwasserfassung
Abb. 6: Grundwasservorkommen der Stadt Uster (Quelle: www.gis.zh.ch)
Erläuterung zur Legende
Der Grad der roten Einfärbung der Kreise (Quellen) und Rechtecke (Grundwasserfassungen) gibt die
Grössenklasse der Anlagen an (ausgefüllt: Leistung > 3'000 l/min).
WWW.PLANAR.CH 14Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
Oberflächengewässer Bei der Wärmenutzung aus Oberflächengewässern gelten die gleichen Rahmen-
bedingungen wie bei der Grundwassernutzung. Als mögliche Oberflächengewäs-
ser bestehen der Greifensee sowie der Aabach in der Stadt Uster. Bis anhin
bestehen keine Fassungen für die Wasserentnahme zu Kühl- und Heizzwecken.
Im Winter ist die Wassertemperatur des Greifensees und des Aabachs mit rund
18
5 °C relativ tief , was während Spitzenbedarfszeiten zu bescheidenen Leistungs-
ziffern der Wärmepumpen führt (vgl. auch Abb. 9).
Potenzialabschätzung Das Potenzial der Wärmenutzung aus dem Greifensee und dem Aabach ist
theoretisch vorhanden. In den Wintermonaten müssen aber Bedarfsspitzen mit
einem redundanten Wärmeerzeuger gedeckt werden (Gefahr des Einfrierens des
Wärmetauschers). Es ist daher vorzugsweise das Abwasser oder Grundwasser als
Wärmequelle zu nutzen.
Erdwärme Die im Untergrund gespeicherte Wärme wird als Erdwärme oder geothermische
Energie bezeichnet.
Exkurs Geothermie Die Wärme aus dem Untergrund kann auf folgende Art genutzt werden:
– indirekte Wärmenutzung mittels Wärmepumpen bei Temperaturen unter 30 °C
(Erdsonden bis etwa 400 m Tiefe)
– direkte Wärmenutzung für Neubauten bei Temperaturen über 30 °C (Erdsonden
oder Grundwasser in 400 m bis 2'000 m Tiefe)
– Wärmenutzung und Stromproduktion aus Tiefengrundwasser bei Temperaturen
unter 120 °C (hydrothermale Systeme, ab 2 km Tiefe)
– Stromproduktion und Wärmenutzung aus trockenem Gestein (Enhanced
Geothermal System, siehe Glossar) bei einer Temperatur von bis zu 200 °C
(in Uster erst ab 4.5 bis 6 km Tiefe zu erwarten).
Oberflächennahe Anlagen Erdregister, Erdwärmekörbe und Energiepfähle sowie andere thermoaktive
Elemente sind aus der Sicht des Grundwasserschutzes in der Regel weitgehend
unproblematisch und daher fast uneingeschränkt anwendbar. Die Anlagen müssen
aber mindestens 2 m über dem höchsten Grundwasserspiegel liegen. Ausserhalb
kartierter Grundwassergebiete und in Grundwasservorkommen, die sich nicht für
die Trinkwassergewinnung eignen, sind Erdwärmesondenanlagen grundsätzlich
zulässig.
Direkte Erdwärmenutzung Zunehmend von Interesse ist die direkte Nutzung von Erdwärme aus der (mittel-)
tiefen Geothermie (ohne Wärmepumpen). Solche Anlagen kombiniert mit Nahwär-
meverbunden sind insbesondere für Neubaugebiete mit Niedertemperaturheizun-
gen zu prüfen und werden vom Kanton Zürich zurzeit speziell gefördert.
Potenzialabschätzung Abb. 6 zeigt die aktuellen Erdwärmenutzungsstandorte und Gebiete, wo die
Nutzung möglich ist. Im Kern der Stadt Uster sowie in einem kleinen Teil von
Nänikon ist das Potenzial für die Nutzung der Erdwärme mit Erdsonden als gross
zu bezeichnen. Ob Tiefengeothermie am Standort Uster mittelfristig realisierbar ist,
kann aus heutiger Sicht noch nicht beurteilt werden.
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18
http://www.hydrodaten.admin.ch/ bzw. www.awel.zh.ch
WWW.PLANAR.CH 15Zentrum: 697269/244608
Wärmenutzungsatlas
Kommunale Energieplanung UsterBildbreite ca.: 5831 [m]
– Planungsbericht
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Auskünfte erteilen allein die zuständigen Behörden.
Wärmenutzung nicht zulässig
Erdwärmesonden nicht zulässig,
Erdregister, Erdwärmekörbe, thermoaktive Elemente und Grundwasserwärmenutzung mit Auflagen teilweise möglich
Erdwärmesonden, Erdregister, Erdwärmekörbe,
thermoaktive Elemente und Grundwasserwärmenutzung mit Auflagen teilweise möglich
Erdwärmesonden zulässig,
Erdregister, Erdwärmekörbe, thermoaktive Elemente und Grundwasserwärmenutzung mit Auflagen teilweise möglich
Erdwärmesonden, Erdregister, Erdwärmekörbe und thermoaktive Elemente zulässig, kein Grundwasser vorhanden
spezielle Auflagen für Erdwärmesonden
Erdwärmesonden aus speziellen hydrogeologischen Gründen nicht zulässig (z.B. artesisch gespannte
Grundwasservorkommen, Mineralwasserquellen)
Erdwärmesonden (mit Bohrprofil)
Erdwärmesonden (ohne Bohrprofil)
1 von 2 2
Quellfassung
stillgelegte Quellfassung
Grundwasserfassung
stillgelegte Grundwasserfassung
ohne Wärmenutzung / mit Wärmenutzung
Abb. 7: Wärmenutzungsatlas des Kantons Zürich (Quelle: www.gis.zh.ch)
WWW.PLANAR.CH 16Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
3.3 Leitungsgebundene fossile Energieträger
Erdgas Die Stadt Uster ist weitgehend mit dem Leitungsnetz der kommunalen Gasversor-
gung erschlossen. 2010 betrug der Verbrauch an Erdgas 223 GWh, rund 63% des
Wärmebedarfs der Stadt Uster wurde mit Erdgas gedeckt.
Ein zukunftstauglicher Einsatz von Erdgas bedeutet:
– Ökologisierung des Erdgasverbrauchs durch Steigerung des Anteils an Biogas
oder durch die Kombination mit der solarthermischen Brauchwarmwassererzeu-
gung
– Rationelle Nutzung für die Stromproduktion in Wärmekraftkopplungsprozessen
(WKK) mit vollständiger Abwärmenutzung (langfristig ist es sinnvoll, auf eine
reine Verbrennung des hochwertigen Energieträgers Erdgas zu verzichten)
– Erdgas als Redundanz oder zur Spitzendeckung in bivalenten Systemen
– Erdgas als Energieträger für Hochtemperatur-Prozesse in der Industrie
– Substitution von Heizöl: Bei der Verbrennung von Heizöl entstehen im Vergleich
zum Erdgas 20% mehr Treibhausgasemissionen. Als Übergangslösung soll
daher Heizöl kurzfristig durch Erdgas substituiert werden.
– Erdgas als Treibstoff
– Bei der Erschliessung von Neubaugebieten nur zur Spitzendeckung bei bivalent
betriebenen Wärmeverbunden
Erdgasversorgung in Uster Es herrscht ein breiter Konsens, dass die Gasversorgungsinfrastruktur ein
wichtiges Element zur Gewährleistung einer nachhaltigen Energieversorgung ist.
Dank in den letzten Jahrzehnten getätigten Investitionen bestehen in Uster gute
Voraussetzungen, um das Potenzial der Gasversorgung zu nutzen und insbeson-
dere im Hinblick auf ökologische Aspekte weiter zu entwickeln. So ist der Komple-
mentarität der Erdgasversorgung mit erneuerbaren Energieträgern Beachtung zu
schenken. Dies bedeutet insbesondere die Kombination von Erdgasheizung und
Solarthermie, der Einsatz von WKK-Anlagen und die Einspeisung von Biogas ins
Erdgasnetz.
Biogas Ein zunehmend wichtiger Aspekt bei der längerfristigen Ausnutzung der Versor-
gungsinfrastruktur bildet der Einsatz bzw. das Angebot von Biogas. Die 1'700 t/a
Grüngutabfälle der Gemeinde werden heute in der Kompogas-Anlage in Volketswil
vergärt. Seit 2012 hat die Energie Uster AG ein Biogas-Angebot lanciert (z.B. mit
Biogas aus der Vergärung der Grüngutabfälle der Stadt).
Exkurs Als effizienter Einsatz des Erdgases zur Wärmebereitstellung bietet sich die
Wärmekraftkopplung (WKK) gleichzeitige Stromproduktion in Wärmekraftkopplungsanlagen – sogenannten
Blockheizkraftwerken (BHKW) – an. Die Wärmekraftkopplung ist vor allem in der
Winterzeit interessant, wenn zugleich die Wärme- und die Stromnachfrage am
grössten sind. So kann ein Beitrag zur Deckung der Stromnachfrage zur Bereit-
stellung von Heizwärme über Wärmepumpen klimagesteuert geleistet werden.
WWW.PLANAR.CH 17Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
10% Verluste
Brennstoff 60% Nutzwärme
BHKW
100%
30% Strom
Nutzwärme
180%
WP
30% Strom 120% Nutzwärme
WP
90% Umweltwärme
Abb. 8: Prinzipskizze und Nutzungsgrad einer wärmegeführten WKK-Anlage
3.4 Regional gebundene erneuerbare Energieträger
Energieholz Von der gesamten Waldfläche (733 ha) auf Gemeindegebiet sind 145 ha im Besitz
der Stadt Uster, 65 ha gehören der Korporation Uster, 458 ha Privaten und 65 ha
dem Kanton Zürich.
Potenzialabschätzung
Nach Einschätzung des Stadtförsters können auf diesen Flächen zusätzlich jährlich
3
1'500 bis 3'000 m Energieholz genutzt werden. Dies entspricht einem jährlichen
19
Potential von 3 bis 6 GWh/a .
Zusätzlich stellt Landschaftspflegeholz (Hecken) weiteres Potential dar. Allerdings
müsste eine entsprechende Holzfeuerung vorhanden sein, welche diese Holzquali-
tät verarbeiten kann.
Im Projekt "Gesundheitsmeile" sollen das Spital Uster, das Blutspendezentrum, die
Heime Im Grund und der Wagerenhof mit einer einzigen, neuen Energiezentrale
versorgt werden. Dies bietet die Möglichkeit, eine grössere und effizientere
Holzheizung zu installieren.
3.5 Ungebundene erneuerbare Energieträger
Solarthermie Sonnenenergie ist grundsätzlich überall nutzbar. Vorbehalte bestehen bzgl.
Ortsbildverträglichkeit oder topographisch ungünstigen Lagen (z.B. steile,
nordexponierte Schattenhänge, hohe Baumbestände). Bei der thermischen
Nutzung der Sonnenenergie zur Erzeugung von Raumwärme oder Warmwasser ist
zudem der Aspekt der örtlichen Gebundenheit zum Nutzer zu beachten.
Die mittlere Energieausbeute pro Quadratmeter Kollektorfläche beträgt ca.
500 kWh/a (d.h. von 300 kWh/a bei Anlagen zur Heizungsunterstützung, bis
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19 3
Bei einem Energieinhalt von 750 kWh/Sm gemäss "Klassierung von Energieholz" von Holzenergie
3 3
Schweiz 2008. 1 m entspricht 2.8 Sm .
WWW.PLANAR.CH 18Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
2
600 kWh/a bei reiner Brauchwarmwassererzeugung). Bereits mit 1 m Kollektorflä-
che pro Person lässt sich ein hoher Beitrag (ca. 70%) an die Warmwasseraufberei-
tung leisten.
Potenzialabschätzung Lediglich 1% des Warmwasser- und Raumwärmebedarfs wird heute in Uster mit
thermischen Solaranlagen erzeugt. Das Potenzial ist daher immens. Zu berück-
sichtigen ist jedoch die Saisonalität des anfallenden Solarertrags und des
Wärmebedarfs (siehe auch Abb. 9). Um beispielsweise 50% des jährlichen
Warmwasserbedarfs der Haushalte zu decken resp. mindestens 10 GWh/a Wärme
2
zu produzieren, werden bei allen Wohnbauten rund 5 m Kollektorfläche benötigt.
Umgebungsluft Bei der Nutzung der Umgebungsluft ist keine räumliche Koordination erforderlich.
Sie lässt sich überall und ohne kantonale Bewilligung oder Konzession nutzen.
Jedoch haben Luft-Wasser-Wärmepumpen im Winter – in der Zeit des grössten
Wärmebedarfs – einen tieferen Wirkungsgrad als solche, die Grundwasser oder
US.14_Umweltwärme.xlsx
Abwasser nutzen. Luft-Wasser-Wärmepumpen bedingen jedoch die geringsten
Investitionskosten hinsichtlich einmaliger Anschaffungs- und Installationskosten.
Potenzialabschätzung Luft-Wasser-Wärmepumpen eignen sich aus Effizienzgründen lediglich für die
Erzeugung von Raumwärme in Neubauten oder energetisch sanierten Altbauten
(siehe nachfolgend). Wie in Abb. 9 dargestellt, ist in den Wintermonaten die
Attraktivität der Umgebungsluft als Wärmequelle im Vergleich zum Grundwasser
bescheiden.
24 240
22 220
Heizperiode
20 200
18 180
Temperatur °C
16 160
Globalstrahlung W/m2
14 140
12 120
10 100
8 80
6 60
4 40
Abkühlung bei Oberflächen-, Grund- oder Abwasser allgemein höchstens auf 4 °C zulässig
2 20
0 0
-2 -20
Jul. Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Jan. Feb. März Apr. Mai Jun.
Greifensee (Abfluss Glatt bei Fällanden ) Grund- und Trinkwasser (vermutet)
Umgebungsluft (Messstation Zürich/Kloten) Aabach
ARA Uster Globalstrahlung (Messstation Zürich/Kloten)
Abb. 9: Typischer Temperaturverlauf und Globalstrahlung verfügbarer Umweltwärmequellen
Quellen: www.awel.zh.ch und www.meteoschweiz.ch
Hesse+Schwarze+Partner Planar Daten:Aufträge:US_Uster:US14_Revision_Energieplanung:05_Berichte:Graphi
WWW.PLANAR.CH 19Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
Exkurs Wärmepumpen Für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe zur Nutzung der Umweltwärme ist
sowohl auf die Güte der Wärmequelle als auch auf den Einsatzbereich zu achten.
Denn je geringer der Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und dem
Heizsystem ist, um so weniger Hilfsenergie (Strom oder Bio- und Erdgas) wird für
den Wärmepumpen-Antrieb benötigt. Wärmepumpen eignen sich für die Erzeu-
gung von Raumwärme in Neubauten oder energetisch sanierten Altbauten, die mit
niedrigen Vorlauftemperaturen im Heizungskreislauf auskommen (z.B. bei
Bodenheizungen). In einem Nahwärmeverbund oder zur Erzeugung von Warm-
wasser sollten aus Effizienzgründen in Serie geschaltete Wärmepumpen respek-
tive Wärmepumpen mit zweistufigen Kompressoren eingesetzt werden (inkl.
Spitzendeckung, bivalente Systeme).
WWW.PLANAR.CH 20Kommunale Energieplanung Uster – Planungsbericht
4 Entwicklungsprognose und Energieziele
Die vorliegende räumliche Energieplanung konzentriert sich auf die Wärmeversor-
gung des Siedlungsgebietes. Anhand der vorgeschlagenen Umsetzungsmass-
nahmen wird die mögliche Wirkung der Energieplanung auf die zukünftige Ver-
sorgung grob abgeschätzt und ihre Bedeutung in Bezug auf den angestrebten
Absenkpfad (siehe Glossar) vergleichend aufgezeigt. Folgend werden die zu
Grunde liegenden Annahmen erläutert.
4.1 Annahmen Bevölkerungs- und Siedlungsentwicklung
Bevölkerungsentwicklung Die Abschätzung der Bevölkerungsentwicklung lässt sich entsprechend den
Angaben des Agglomerationsprogramms Zürcher Oberland ableiten (AFV 2011).
Darin ist festgehalten, dass die Bevölkerungszahl in Uster bis 2030 auf 36'000
Einwohner zunehmen kann. U.a. wird durch die Umnutzung des Zellweger-Areals
(bis 800 Einwohner) in den kommenden Jahren Platz für eine Zunahme an
Einwohnern und Arbeitsplätzen geschaffen. Die Auswirkungen der vom Stimmvolk
angenommenen Kulturlandinitiative auf die künftige Verfügbarkeit von zusätzli-
chem Bauland können zum heutigen Zeitpunkt noch nicht abgeschätzt werden.
Arbeitsplätze Heute bietet der Wirtschaftsstandort Stadt Uster rund 14'000 Beschäftigten einen
Arbeitsplatz. Das Agglomerationsprogramm Zürcher Oberland geht von einer
Zunahme von 1'700 Arbeitsplätzen bis 2030 aus. Die Beschäftigtenkapazität der
heutigen Bau- und Zonenordnung beträgt bis zu 24'000 Arbeitsplätze (gemäss
kantonaler Schätzung des Amts für Raumentwicklung). Folglich bieten die
Entwicklungsflächen und die bestehenden Strukturen genügend Platz für die
zusätzlichen Arbeitsplätze.
Siedlungsentwicklung Bei einer Ausnutzung sämtlicher kommunaler Baulandreserven kann die Wohn-
2 20
fläche um mindestens 400'000 m vergrössert werden . Durch die nachträgliche
Verdichtung der bereits überbauten Flächen kann zusätzliche Wohnfläche für die
bestehende Wohnbevölkerung geschaffen werden. Es kann davon ausgegangen
werden, dass der in den letzten Jahren stetig angestiegene Flächenbedarf pro
Person längerfristig abflachen wird (BFS 2010).
4.2 Wärmebedarfsentwicklung
Kantonale Vorgaben Nachfolgend wird die Entwicklung des Wärmebedarfs bis 2035 grob abgeschätzt.
Die dem Absenkpfad zu Grunde liegenden Annahmen beruhen auf dem kantona-
len Energiegesetz (Art. 1 EnG, März 2011), welches vorgibt, den CO2-Ausstoss der
Wärme- und Stromversorgung sowie der Mobilität bis 2050 auf 2.2 t pro Person zu
begrenzen. Diese Zielgrösse widerspiegelt das Szenario "Fortschritt" der Vision
Energie 2050 des Kantons Zürich (AWEL 2007). Das entsprechende Zwischenziel
für das Jahr 2035 gibt vor, die gesamten CO2-Emissionen auf 3.5 t pro Person zu
reduzieren. Umgerechnet auf die Wärmeversorgung bedeutet dies, dass damit
2035 lediglich rund 1.4 t CO2 pro Person emittiert werden dürfen (heute 2.9 t CO2
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20 2
Die Fläche der Baulandreserven beträgt gemäss GIS-Auswertung rund 600'000 m . Annahmen:
Erschliessungsfaktor der Baulandreserven 0.8; Ausnützungsziffer der Baulandreserven 0.8.
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